文明:从农业到计算机的关键转折

农业、文字、科学革命和信息时代的关键事件,以及电磁学、相对论、青霉素、信息论等重大研究。

文明的起点,是 1.2 万年前的农业革命:人类驯化小麦、水稻、牛羊,之后才有文字、青铜、铁器、哲学、造纸与印刷,再到科学革命、工业革命、电气时代、计算机和互联网。这个时代的时间范围是“1.2 万年前 – 现在”,一共十一个转折。

十一个转折

  • 1.2 万年前 · 农业革命:驯化小麦、水稻、牛羊。
  • 5200 年前 · 文字:楔形文字与甲骨文。
  • 5000 年前 · 青铜时代:铜锡合金。
  • 3200 年前 · 铁器时代:更便宜、更坚硬的工具。
  • 2500 年前 · 轴心时代:哲学与伦理的大爆发。
  • 1900 年前 · 造纸与印刷:知识得以复制。
  • 1600 年 · 科学革命:实验与数学描述自然。
  • 1760 年 · 工业革命:蒸汽机改变能量来源。
  • 1880 年 · 电气时代:电网连接城市。
  • 1946 年 · 计算机:机器开始计算。
  • 1990 年 · 互联网:全球知识网络。

这条时间线的间隔越来越短:从农业到文字隔了很久,从工业革命到电气时代只隔一百多年,从计算机到互联网只有几十年。

农业带来的东西

比较上千份水稻基因组后发现,栽培稻起源于中国珠江流域一带的野生稻(Huang 等,《Nature》2012)。农业改变的不只是吃饭的方式:农业人口的扩张,把他们的语言也带到了各地,塑造了今天的语系分布(Diamond 与 Bellwood,《Science》2003)。

要知道这些古老事件发生在多久以前,需要一把“尺子”。用碳-14 测量古物年龄的方法让考古学从此有了“时钟”,发明者获 1960 年诺贝尔奖(Arnold 与 Libby,《Science》1949)。

物理学改变世界

麦克斯韦统一了电和磁,并算出电磁波的速度正好等于光速:光就是电磁波(Maxwell,《Philosophical Transactions of the Royal Society》1865)。爱因斯坦指出时间和空间不是绝对的,这位专利局的小职员在一年里发表了四篇改变物理学的论文(Einstein,《Annalen der Physik》1905)。

医学

培养皿里意外长出的霉菌杀死了周围的细菌,抗生素时代由此开启(Fleming,《British Journal of Experimental Pathology》1929)。

计算机与互联网

图灵设想了一种抽象机器,定义了“计算”是什么,现代计算机的理论基础由此奠定(Turing,《Proceedings of the London Mathematical Society》1936)。香农把“信息”变成可以测量的量,比特从此诞生(Shannon,《Bell System Technical Journal》1948)。同一年,一块半导体被证明就能放大信号,它取代了真空管,让计算机从房间大小缩小到口袋里(Bardeen 与 Brattain,《Physical Review》1948)。万维网始于一份内部提案,上司批注“模糊,但令人兴奋”(Berners-Lee,CERN,1989)。

理论和时间线怎么对上

不少理论比对应的时代节点来得更早。麦克斯韦的电磁场理论发表在 1865 年,而时间线上电网连接城市的电气时代在 1880 年,理论领先了十几年。图灵的可计算性论文发表在 1936 年,时间线上机器开始计算的计算机时代在 1946 年,理论领先了十年。香农的信息论和晶体管都在 1948 年,两者都出现在时间线上计算机事件之后。万维网的提案在 1989 年,而时间线上的互联网事件在 1990 年,几乎是同时。把年份这样排开,就能看出“理论先行、技术跟上”的节奏。

想读原文,可以搜这些题目

  • Huang 等(2012):《A map of rice genome variation reveals the origin of cultivated rice》,大意是“水稻基因组变异图谱揭示栽培稻的起源”
  • Diamond 与 Bellwood(2003):《Farmers and their languages: the first expansions》,大意是“农民和他们的语言:最初的扩张”
  • Arnold 与 Libby(1949):《Age determinations by radiocarbon content: checks with samples of known age》,大意是“用放射性碳含量测定年代:以已知年龄的样品检验”
  • Maxwell(1865):《A dynamical theory of the electromagnetic field》,大意是“电磁场的动力学理论”
  • Einstein(1905):《Zur Elektrodynamik bewegter Körper》,大意是“论动体的电动力学”
  • Fleming(1929):《On the antibacterial action of cultures of a penicillium》,大意是“论青霉培养物的抗菌作用”
  • Turing(1936):《On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem》,大意是“论可计算数及其在判定问题上的应用”
  • Shannon(1948):《A mathematical theory of communication》,大意是“通信的数学理论”
  • Bardeen 与 Brattain(1948):《The transistor, a semi-conductor triode》,大意是“晶体管,一种半导体三极管”
  • Berners-Lee(1989):《Information management: A proposal》,大意是“信息管理:一份提案”

游戏里怎么体现

游戏里,文明时代的资源叫知识,生成器依次是农田、城邦、学院和工厂,大致对应农业、城市、学术和工业几个阶段。

真实依据

  • 农业革命(1.2 万年前):驯化小麦、水稻、牛羊

  • 文字(5200 年前):楔形文字与甲骨文

  • 青铜时代(5000 年前):铜锡合金

  • 铁器时代(3200 年前):更便宜、更坚硬的工具

  • 轴心时代(2500 年前):哲学与伦理的大爆发

  • 造纸与印刷(1900 年前):知识得以复制

  • 科学革命(1600 年):实验与数学描述自然

  • 工业革命(1760 年):蒸汽机改变能量来源

  • 电气时代(1880 年):电网连接城市

  • 计算机(1946 年):机器开始计算

  • 互联网(1990 年):全球知识网络

相关研究

这些研究和本页主题相关,但不是本页内容的直接证明。

  • 水稻的起源:比较上千份水稻基因组后发现,栽培稻起源于中国珠江流域一带的野生稻。

    出处:Huang et al., Nature 2012, "A map of rice genome variation reveals the origin of cultivated rice"

  • 农民与语言:农业人口的扩张,把他们的语言也带到了各地,塑造了今天的语系分布。

    出处:Diamond & Bellwood, Science 2003, "Farmers and their languages: the first expansions"

  • 放射性碳定年:利比发明了用碳-14 测量古物年龄的方法,考古学从此有了“时钟”,获 1960 年诺贝尔奖。

    出处:Arnold & Libby, Science 1949, "Age determinations by radiocarbon content: checks with samples of known age"

  • 电磁场理论:麦克斯韦统一了电和磁,并算出电磁波的速度正好等于光速:光就是电磁波。

    出处:Maxwell, Philosophical Transactions of the Royal Society 1865, "A dynamical theory of the electromagnetic field"

  • 狭义相对论:时间和空间不是绝对的。专利局的小职员在一年里发表了四篇改变物理学的论文。

    出处:Einstein, Annalen der Physik 1905, "Zur Elektrodynamik bewegter Körper"

  • 青霉素:培养皿里意外长出的霉菌杀死了周围的细菌,抗生素时代由此开启。

    出处:Fleming, British Journal of Experimental Pathology 1929, "On the antibacterial action of cultures of a penicillium"

  • 可计算性:图灵设想了一种抽象机器,定义了“计算”是什么,现代计算机的理论基础由此奠定。

    出处:Turing, Proceedings of the London Mathematical Society 1936, "On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem"

  • 信息论:香农把“信息”变成可以测量的量,比特从此诞生。

    出处:Shannon, Bell System Technical Journal 1948, "A mathematical theory of communication"

  • 晶体管:一块半导体就能放大信号。它取代了真空管,让计算机从房间大小缩小到口袋里。

    出处:Bardeen & Brattain, Physical Review 1948, "The transistor, a semi-conductor triode"

  • 万维网:一份内部提案,上司批注“模糊,但令人兴奋”。它后来变成了万维网。

    出处:Berners-Lee, CERN 1989, "Information management: A proposal"

相关开源项目

阿波罗 11 号源代码

7.5 万 星

chrislgarry/Apollo-11

1969 年登月用的制导计算机程序,从 MIT 博物馆收藏的打印稿扫描转录。负责点火的那个文件叫 BURN_BABY_BURN。

历史地图

845 星

aourednik/historical-basemaps

世界各个时期的国家和文化区边界。最早的一张是公元前 12.3 万年,标着直立人、海德堡人和尼安德特人。