文明:從農業到計算機的關鍵轉折

農業、文字、科學革命和資訊時代的關鍵事件,以及電磁學、相對論、青黴素、資訊理論等重大研究。

文明的起點,是 1.2 萬年前的農業革命:人類馴化小麥、水稻、牛羊,之後才有文字、青銅、鐵器、哲學、造紙與印刷,再到科學革命、工業革命、電氣時代、計算機和網際網路。這個時代的時間範圍是“1.2 萬年前 – 現在”,一共十一個轉折。

十一個轉折

  • 1.2 萬年前 · 農業革命:馴化小麥、水稻、牛羊。
  • 5200 年前 · 文字:楔形文字與甲骨文。
  • 5000 年前 · 青銅時代:銅錫合金。
  • 3200 年前 · 鐵器時代:更便宜、更堅硬的工具。
  • 2500 年前 · 軸心時代:哲學與倫理的大爆發。
  • 1900 年前 · 造紙與印刷:知識得以複製。
  • 1600 年 · 科學革命:實驗與數學描述自然。
  • 1760 年 · 工業革命:蒸汽機改變能量來源。
  • 1880 年 · 電氣時代:電網連線城市。
  • 1946 年 · 計算機:機器開始計算。
  • 1990 年 · 網際網路:全球知識網路。

這條時間線的間隔越來越短:從農業到文字隔了很久,從工業革命到電氣時代只隔一百多年,從計算機到網際網路只有幾十年。

農業帶來的東西

比較上千份水稻基因組後發現,栽培稻起源於中國珠江流域一帶的野生稻(Huang 等,《Nature》2012)。農業改變的不只是吃飯的方式:農業人口的擴張,把他們的語言也帶到了各地,塑造了今天的語系分佈(Diamond 與 Bellwood,《Science》2003)。

要知道這些古老事件發生在多久以前,需要一把“尺子”。用碳-14 測量古物年齡的方法讓考古學從此有了“時鐘”,發明者獲 1960 年諾貝爾獎(Arnold 與 Libby,《Science》1949)。

物理學改變世界

麥克斯韋統一了電和磁,並算出電磁波的速度正好等於光速:光就是電磁波(Maxwell,《Philosophical Transactions of the Royal Society》1865)。愛因斯坦指出時間和空間不是絕對的,這位專利局的小職員在一年裡發表了四篇改變物理學的論文(Einstein,《Annalen der Physik》1905)。

醫學

培養皿裡意外長出的黴菌殺死了周圍的細菌,抗生素時代由此開啟(Fleming,《British Journal of Experimental Pathology》1929)。

計算機與網際網路

圖靈設想了一種抽象機器,定義了“計算”是什麼,現代計算機的理論基礎由此奠定(Turing,《Proceedings of the London Mathematical Society》1936)。夏農把“資訊”變成可以測量的量,位元從此誕生(Shannon,《Bell System Technical Journal》1948)。同一年,一塊半導體被證明就能放大訊號,它取代了真空管,讓計算機從房間大小縮小到口袋裡(Bardeen 與 Brattain,《Physical Review》1948)。全球資訊網始於一份內部提案,上司批註“模糊,但令人興奮”(Berners-Lee,CERN,1989)。

理論和時間線怎麼對上

不少理論比對應的時代節點來得更早。麥克斯韋的電磁場理論發表在 1865 年,而時間線上電網連線城市的電氣時代在 1880 年,理論領先了十幾年。圖靈的可計算性論文發表在 1936 年,時間線上機器開始計算的計算機時代在 1946 年,理論領先了十年。夏農的資訊理論和電晶體都在 1948 年,兩者都出現在時間線上計算機事件之後。全球資訊網的提案在 1989 年,而時間線上的網際網路事件在 1990 年,幾乎是同時。把年份這樣排開,就能看出“理論先行、技術跟上”的節奏。

想讀原文,可以搜這些題目

  • Huang 等(2012):《A map of rice genome variation reveals the origin of cultivated rice》,大意是“水稻基因組變異圖譜揭示栽培稻的起源”
  • Diamond 與 Bellwood(2003):《Farmers and their languages: the first expansions》,大意是“農民和他們的語言:最初的擴張”
  • Arnold 與 Libby(1949):《Age determinations by radiocarbon content: checks with samples of known age》,大意是“用放射性碳含量測定年代:以已知年齡的樣品檢驗”
  • Maxwell(1865):《A dynamical theory of the electromagnetic field》,大意是“電磁場的動力學理論”
  • Einstein(1905):《Zur Elektrodynamik bewegter Körper》,大意是“論動體的電動力學”
  • Fleming(1929):《On the antibacterial action of cultures of a penicillium》,大意是“論青黴培養物的抗菌作用”
  • Turing(1936):《On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem》,大意是“論可計算數及其在判定問題上的應用”
  • Shannon(1948):《A mathematical theory of communication》,大意是“通訊的數學理論”
  • Bardeen 與 Brattain(1948):《The transistor, a semi-conductor triode》,大意是“電晶體,一種半導體三極體”
  • Berners-Lee(1989):《Information management: A proposal》,大意是“資訊管理:一份提案”

遊戲裡怎麼體現

遊戲裡,文明時代的資源叫知識,生成器依次是農田、城邦、學院和工廠,大致對應農業、城市、學術和工業幾個階段。

真實依據

  • 農業革命(1.2 萬年前):馴化小麥、水稻、牛羊

  • 文字(5200 年前):楔形文字與甲骨文

  • 青銅時代(5000 年前):銅錫合金

  • 鐵器時代(3200 年前):更便宜、更堅硬的工具

  • 軸心時代(2500 年前):哲學與倫理的大爆發

  • 造紙與印刷(1900 年前):知識得以複製

  • 科學革命(1600 年):實驗與數學描述自然

  • 工業革命(1760 年):蒸汽機改變能量來源

  • 電氣時代(1880 年):電網連線城市

  • 計算機(1946 年):機器開始計算

  • 網際網路(1990 年):全球知識網路

相關研究

這些研究和本頁主題相關,但不是本頁內容的直接證明。

  • 水稻的起源:比較上千份水稻基因組後發現,栽培稻起源於中國珠江流域一帶的野生稻。

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

  • 農民與語言:農業人口的擴張,把他們的語言也帶到了各地,塑造了今天的語系分佈。

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

  • 放射性碳定年:利比發明了用碳-14 測量古物年齡的方法,考古學從此有了“時鐘”,獲 1960 年諾貝爾獎。

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

  • 電磁場理論:麥克斯韋統一了電和磁,並算出電磁波的速度正好等於光速:光就是電磁波。

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

  • 狹義相對論:時間和空間不是絕對的。專利局的小職員在一年裡發表了四篇改變物理學的論文。

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

  • 青黴素:培養皿裡意外長出的黴菌殺死了周圍的細菌,抗生素時代由此開啟。

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

  • 可計算性:圖靈設想了一種抽象機器,定義了“計算”是什麼,現代計算機的理論基礎由此奠定。

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

  • 資訊理論:夏農把“資訊”變成可以測量的量,位元從此誕生。

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

  • 電晶體:一塊半導體就能放大訊號。它取代了真空管,讓計算機從房間大小縮小到口袋裡。

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

  • 全球資訊網:一份內部提案,上司批註“模糊,但令人興奮”。它後來變成了全球資訊網。

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

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