《2100 科技大未來》閱讀筆記
加來道雄《2100 科技大未來：從現在到2100年，科技將如何改變我們的生活》
Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100 by Michio Kaku
English translation here.
受愛因斯坦打開宇宙秘密的能力啟發，以及期盼能看見未來，兩種熱情相輔相成，激起作者終生興趣
凡爾納與達文西對 100 年後的世界準確預測，本書遵循其傳統，對領先科學家近身觀察，作出推測
四種基本作用力已經揭曉，應不會有重大翻新；本書提及的科技原型都已存在
預測如無人城市、虛擬旅遊、影像電話並未成真，因為人遵循穴居人原則，思考模式與穴居祖先類似，希望眼見為憑，依賴實物
科學如雙刃劍，提防如電影《禁忌的星球》，擁有神力的外星人最終自毀文明
腦
如今你在聖誕節收到的聖誕卡裏面會唱歌的晶片，算力比 1945 年盟軍所有電腦總和還要大
世紀初，數碼眼鏡、無人車風行，三維影像普及，四面牆都是熒幕，到處都是電腦，能在虛擬世界觸碰物體
世紀中，摩爾定律或因物理上限而終結，真實與虛擬實境混合，應用於觀光、藝術、購物、戰爭，全能翻譯機發明，全像技術成真（技術瓶頸主要來自其極大信息量）
世紀末，人可以心役物，fMRI 技術可讀心，能攝影夢境
智
人工智能領域經過很多波的突破和寒冬，技術瓶頸來自模型辨識和常識判斷力這兩個人腦不費吹灰之力就能達成的關鍵工作
世紀初，將有很多人工智能專家系統，各自負責不同任務
作者認為日本是機械人科技領導者，是因為傳統神道教相信無生命體有精靈存在，故普遍接受機械人；且日本面對老化與生育率低的嚴重問題
世紀中，有模組機械人可如樂高積木般組合起來，感性機械人誕生（但只能模仿，仍未能感受真正感情），大腦逆向工程可能（2009 年 Henry Markam 指出製造人腦的障礙只是錢，因需極大算力和記憶）
世紀末，機械人可能有意識，作者認為意識分為三部分：感知環境、自我知覺、及設定目標計畫未來
友善機械人或人機融合是作者眼中最可能情況，過程緩慢，人類有充足時間準備
醫
醫學發展三個階段：迷信巫術傳聞、始於 19 世紀之細菌理論、始於 1940 年代之分子醫學
費 30 億美元的人類基因組計劃堪稱醫學史里程碑
諾貝爾得主大衛巴爾的摩：今日的生物學是一種資訊科學
世紀初，基因組醫學成熟，應用幹細胞（眾細胞之母，可成長為任何細胞）技術，以組織工程培養器官已無問題
複製生物技術完善，但複製人類的商業需求將不大
基因療法可治療許多遺傳病，將有瞄準癌細胞攻擊的新藥
世紀中，可以訂做孩子，聰明老鼠和大力老鼠現已由普林斯頓大學 Joseph Tsien 實現
世紀末，人類可以逆轉老化，控制壽命的基因得以辨識
針對現時所有生物，限制卡路里都能增加壽命，但會變得呆滯疲倦失去性趣；未來或能取其好處而又避開壞處
重現古生物成可能
雖能治療很多疾病，還是有一些躲過先進科學
細菌戰爭威脅仍存在
微
原子微觀世界現象難以置信：物質大部分是空的，但我們無法穿牆，是基於包立不相容原理：沒有兩個電子可存在於同一量子狀態
未來我們可以用個別的原子製造出分子，操作個別原子的技術設備已由 IBM 的 Gred Binnig 等所發明，其因獲 1986 年諾獎
世紀初，體內納米機器可以瞄準癌細胞，血液中的納米車可在體內旅行，DNA 晶片可迅速分析人體，導電性強的碳納米管被廣用
矽的替代物發展，將決定世界經濟未來和國家走向，可能替代者包括由個別原子作成的電晶體，分子晶體是實現方法之一，已有幾間公司宣佈創造出來，但暫未能量產和應用於商業
石墨烯係有成功希望的分子電晶體候選者，2004 年由曼徹斯特大學 Andre Geim 等成功分離，其因獲諾獎
能在個別原子運算的量子電腦已經存在，但最多只能做出三乘五的運算，阻撓進階研究的，是外間微弱干擾都能摧毀原子間互相協調的微妙平衡，能解決者，不僅贏諾獎，更會成首富
世紀中，可變形的電子黏土廣泛應用，玩具可以程式改變外型，甚至整座城市可以突然矗立，其科技原型已存在於卡內基梅隆大學 Seth Goldstein 實驗室
世紀末，或能做出可以操弄個別原子的納米機械人，使複製物體成可能，不過科學界對這種機器的物理可能性看法分歧
複雜機會令資本主義失效，打亂原有秩序，因無生產力的人只要按掣就能免費得所求
能
分子科技需大量能源驅動，如今地球徹底仰賴化石燃料；上世紀現代文明快速上升，由兩件事推動：廉價石油和和摩爾定律
1956 年 M. King Hubbert 預測美國石油存量會快速降低被嘲笑，今日美國石油有 59%需進口
能源專家有一個粗略共識正在浮現：如今世界石油產量若非在哈伯特高峰，就是距致命關鍵點約十年
世紀初：太陽能/氫能發電，成本為煤炭發電的幾倍，但因科技穩定推進，成本持續下降，十至十五年內將會黃金交叉
風力發電會繼續成長，但有地區及氣候限制，而且因電力流失須近城市，無法成為電力供應主體
電動車本身無污染，但能源還是化石燃料
核武危機：戰時，分離同位素鈾的唯一方法是氣體擴散，依賴鈾 235（可做原子彈，只佔天然鈾 0.7%）比鈾 238 輕 1%的事實，將氣態鈾中較快的鈾 235 提煉出來，唯有超級強權才做到，但如今只 33%的濃縮鈾來自氣體擴散，二代工廠用更平而效率高 50 倍的科技：超高速離心器；2006 年，下一代的技術雷射濃縮法已被澳洲 Silex 公司發明
世紀中，化石燃料經濟的全球暖化影響達到高峰，水淹孟加拉、越南
儘管歷史上不乏騙案，物理學家逐漸確信融合發電會在世紀中出現，與鈾原子分裂發電不同，融合發電釋放太陽的核能，燃料只是平常的海水，只會產生少量廢料
雷射融合、使用「磁場瓶子」magnetic bottle 創造融合也齊頭並進
世紀末：上世紀是電力時代，但本世紀某時，室溫超導體的發現，將引領世界進入磁力的全新時代：大部分迄今能量都是用來克服摩擦阻力
1911 年已經發現超導體：水銀在絕對零度以上四度會失去電阻，但要用非常昂貴的液態氫冷卻；1986 年 IBM 研究員發現陶瓷超導體，竟能在絕對零度以上 92 度變成超導體；迄今的世界紀錄為絕對零度以上 138 度，用價格相若牛奶的液態氮就可冷卻
美中不足的是冷卻氮氣設備技術、陶瓷很難塑成電線、陶瓷的超導體性質至今無解
室溫超導體可產生超級磁力，令物體懸浮空中，如今已可在實驗室簡單表現
即無室溫超導體，磁浮火車已存在德、日、中國
以數百顆太空衛星吸收太陽輻射能，再以光速將能量用微波輻射形式下傳到地球也將成可能，目前主要障礙是成本
旅
傳統認為宜居帶外的木衛二，冰下有海洋，顛覆了認知，生命可能範圍暴增
人類登月後，已憧憬往火星，幻滅只因成本：太空旅行極貴；冷戰國家榮譽面臨考驗時，才願捱代價
世紀初，能夠測量大爆炸當下的重力波 LISA 之下代，或勝任大爆炸觀察者角色，解答宇宙何來
登陸小行星、火星衛星、建立永久月球基地，採集冰和礦，或成可能
世紀中，或有火星任務，甚至將火星地球化，但異星殖民無法立即帶來巨大經濟利益
世紀末，太空電梯或成可能，因其張力強易折斷，需用比鋼更強的碳納米管
太空總署光束功率挑戰：創造低於 50 公斤的裝備，以每秒兩公尺速度攀爬繩索一公里長，困難在於不能有燃料電線或電池，能源須由外界以光束傳送：已由「雷射驅動」LaserMotive 於 2009 年贏得，解決了太空電梯的部分問題
星艦或成可能，推動方式或包括太陽帆（用夠大的帆接收陽光的微弱動能）、核子火箭、衝壓式噴射融合引擎（衝壓式噴射引擎從前方吸取空氣與燃料混合，融合引擎則以氫取代空氣，使氫融合成氦）、反物質火箭（反物質有百分百效能將物質轉為能量）、納米船（每個成本極低，如昆蟲產生大量子孫的策略）
考慮到成本，即使 2100 年以後，大部分人仍不會登上太空船
財
1500 年，中華與鄂圖曼帝國均有燦爛文明，歐洲最為落後
豈知前兩者陷入長年科技停滯，歐洲能夠奮力衝刺基於科學：
牛頓力學帶來複雜蒸氣動力機器，電磁力帶來電力革命，核子力解開磁振造影、電腦斷層掃描、正子斷層掃描、放射性治療、核子醫學
世紀初，電腦晶片步電力、紙張、自來水的後塵，踏入第四階段，成為不值一文的用品（前三階段為：極珍貴雖小心看管、私人收藏成為可能、大眾普及）
巨大的繁榮促使資本家為獵取下一個突破，轉移財富去投資甚至更投機的計劃，漠視技術只在起步階段，而造成災難後果
1850 年泡沫爆破：因工業革命產生的過量財富
1929 年泡沫爆破：愛迪生和福特領導的電力和汽車革命
1900-1925 年間汽車創業公司達三千間，市場根本無法支持
2008 年泡沫爆破：電腦雷射衛星網絡電子產品的高科技革命
驚人財富跑到地產，地價飛升，人用地借錢，銀行隨便借，加速泡沫
似乎每 80 年一循環，願 2090 年人們不會忽略前事
世紀中，無須判斷力的中介工作大量消失
世紀末，完美資本主義成為可能，顧客能知道產品的一切，度身訂做普遍，商品大幅降價，未能量產的人腦和新軟件是價值所在
開發中國家的策略之一，是利用商品建立健全基礎，再轉移到智慧資本主義，中國已成功採納這個過程
開發中國家擁有後發優勢，能獲取資訊革命的好處，如不需從頭鋪設電話線，就可享有最新手機科技
美國雖學生排名欠佳，但科技繼續表現良好，秘密武器在於 H1B 即所謂天才簽證，但人才流入無法永續，美國需徹革教育系統
Dyson 發現英國精英逃避硬科學，走到財務工作，是大英帝國的衰敗信號，如今美國也有同樣問題
人
物理學家以消耗的能量為萬物包括文明分級
好幾萬年人類能量局限於 1/5 馬力（徒手之力）；馴服馬牛後，達到一馬力，有過剩財富；工業革命令財富累積，不限於牛馬，而來自機器；如今財富由資訊產生
卡達謝夫文明分級：第一型行星文明（耗能 10^17 瓦）；第二型恆星文明（10^27）；第三型星系文明（10^37）；人類現處 0.7 型文明
本書所描述的所有科技革命都朝向行星文明的創造；數學方法可以估計百年內人類可達到第一型文明
有些團體本能地抗拒上述趨勢，包括回教恐怖主義、獨裁國家
任何文明放任其能量增至失控都會演變成自殺，故能量和資訊不足以存活；將效能、廢棄熱量和污染列入考慮，可分文明為「熵節約」或「熵浪費」
文明演進會令能量運用更有效，19 世紀巨大的蒸汽機、鍋爐非常浪費而污染
1795 年富蘭克林《人類進步之概觀》的預測離經叛道但竟成事實，包括殖民地會獨立茁長、奴隸制度終止、更多閒暇、節育普遍
人類已歷五千世代，但只有本世紀的人將決定人類的終極命運，決定人類能否邁向或是人類史上最大轉移
13/12/2020
閱畢於星光行誠品
Kaku asks what humanity may become by 2100. My philosophy asks the question that must come first: how should humanity decide what it ought to become?