《全球科技通史》读后感
继续我弟《全球科技通史》读后感的分享，感受科技的魅力。
1，数学
到了20世纪，虽然不再有阿基米德、牛顿和高斯这样的大数学家出现，也不再有欧式几何学、笛卡尔解析几何和牛顿-莱布尼茨微积分那样众所周知的新的数学分支诞生，但是数学还是在飞速发展，数学和基础科学的关系比过去更加紧密。
2，柯西和无穷小
在可惜之前，微积分已经出现100多年并发展为数学的一个庞大分支应用也非常广泛，但是微积分有一个先天的缺陷，其理论基础并不牢固。早在牛顿的时代，哲学家贝克莱就和牛顿在“无穷小量”和是否为0的问题发生了争执，对此牛顿也没有很好的解释方法。柯西在数学上最大的贡献就是在微积分中引入了“期限”概念，以运动的眼光看待无穷小量，并以极限为基础，建立了逻辑清晰的微积分。
3，20世纪后，数学的4项重大成就
①从黎曼几何发展起来的微分几何，它是今天理论物理学和很多科学的工具。
②公理化的概率论和与之相关的数理统计，它是后来信息论和人工智能技术的基础。
③离散数学是计算机科学的基础。
④现代数论是今天密码学、网络安全和区块链的基础。
4，欧式几何学院的第5条公设：“过直线之外一点，有唯一的一条直线和已知直线平行。”
19世纪初，俄罗斯数学家罗巴切夫斯基就假定能做出不止一条平行线，从而推演出另一套几何学体系被称为“罗氏几何”。
19世纪中期德国数学家黎曼又提出新的假设，即通过直线外的一点，一条平行线也做不出来，从而又推出了一套新的几何体系被称为“黎曼几何”。
在日常生活中，即一个不大不小，不远不近的空间里，欧式几何是最实用的，但是要研究像珊瑚表面那样形状的二维空间，罗氏几何更符合客观实际，而在地球表面研究航海航空等实际问题，黎曼几何显得更为准确。
在宇宙中，由于存在物质引力场，我们生活的空间实际上是黎曼所描述的那种弯曲了的空间，理想状态中的欧式空间并不存在。
5，方法论
科学技术的工具，远不止数学一种，很多新的方法论对科技进步影响巨大。这方面影响力最大的被称为三论：系统论、控制论和信息论。
①系统论
系统上研究的是复杂系统内部的关系。随着科技发展，人类面对的系统越来越复杂，包括物理学、经济学和社会学等学科的研究对象。因为在一个复杂的系统中，整体并不等于部分之和，将一个个部分分开研究，最后得不出整体的特性。要考虑各部分之间的关联性和统一性才能从根本上认识整个系统。
系统论在二战中有一个非常好的应用，就是曼哈顿计划（美国的原子弹计划），这项工程的成功，成为二战之后系统论被认可的原因之一。
②控制论
控制论研究的是在一个动态系统中如何在很多内在和外在的不确定因素下，保持平衡的方法。阿波罗登月计划就是控制论在科技上的直接应用。
③信息论
信息论是关于信息处理和通信的理论，由香农在二战时提出，并在战后发表。向农采用熵的概念，把虚无缥缈的信息进行了量化，从此人类可以准确地度量信息的多少，并且从理论上解决了数据压缩存储和传输的效率问题。信息论也是经典密码学和大数据的理论基础。
6，计算机诞生
①楚泽
楚泽是一位数学非常好的德国工程师。1938年他独自一人研制出了有电驱动的机械计算机，这台计算机拥有今天计算机的很多组成部分，比如说控制器、浮点运算器、程序指令和输入输出。这是世界上第一代依靠程序自动控制的计算机，它改变了巴贝奇时代计算机越来越复杂的设计原理，通过编程把逻辑变成简单的运算，让后来的计算机能够不断进步。但是毕竟他不是理论家，无法将他的工作上升到理论。
②香农
1937年，21岁的香农写了一篇论文《继电器与开关电路的符号分析》，后来这篇论文被誉为20世纪最重要的硕士论文。
香农是信息论的提出者，另外它设计了能够实现布尔代数，也就是用二进制进行运算和逻辑控制的开关逻辑电路。
今天所有的计算机处理器里面的运算功能，都是有无数个开关逻辑电路搭建出来的，就如同乐高积木打出一个复杂的房子一样。
③图灵
香农解决了计算本身的问题，而图灵解决了一个更重要的问题“计算机的控制问题”。
1936年，年仅24岁的图灵用一种抽象化的数学模型描述了机械进行计算的过程，这个数学模型就是图灵机。图灵机本身并不是具体的计算机，而是为后来各种计算机划定的一种设计原理。
④冯.诺依曼
1949年，“埃尼亚克”被制造出来，并投入使用，这是世界上第1台通用电子计算机。
它是由冯.诺依曼和莫奇利、埃克特一起，提出的一种全新设计方案制造出的计算机。在这之前，人类研制计算机都是为了特殊计算，并不是解决通用计算问题。莫奇利和艾克特在设计人类第1台计算机时，也是为了计算火炮弹道，而把它设计成了专用计算机。当时正在研制氢弹的冯诺依曼听说了这件事情，因为他也有大量的计算问题，所以也参与到了计算机的研制中。当计算导弹轨迹的设计任务完成时，对计算机来说才只到了一半。于是美国军方按照冯.诺伊曼的想法再造一套全新的通用计算机，于是有了后来的“埃尼亚克”。但是它是个庞然大物，重量超过30吨，占地160多平方米，耗电量15万瓦。
7，电子计算机为什么比机械计算机快？
根本原因在于，哪怕再小的物体，机械运动本身也具有惯性。克服惯性，不但需要大量的能量，而且往复运动的频率也不可能太高。而电子质量非常小，控制他们的运动容易得多，运动频率也容易达到机械物件的上百万倍，从此电子产品开始全面取代机械产品。
8，阿波罗登月计划
从1961年肯尼迪宣布实施登月计划，到1969年阿波罗11号登月成功，中间相隔8年。
人在月球环境下的生存以及安全返回，是登月计划的一个难题。从计划开始，美国宇航局提出4种方案，最初专家们考虑随登陆仓在带一枚大火箭发射到月球，然后用那枚大火箭将登月枪直接发射回地球，这种方法简单，但重量太大，需要造超巨大火箭，在当时难以完成。
后来科学家约翰.侯伯尔特提出，整体重量越轻越好的方案。于是包括冯.布劳恩在内的专家决定带一枚小火箭的登月舱登月，同时一艘飞船环绕月球飞行。在登月完成后，小火箭只要把登月仓送回月球轨道，在那里和环月球的飞船对接后一同返回地球。这个方案可以降低总重量，但是需要卓越的空间对接技术。最终这个计划被采纳，并获得成功。
9，DNA结构
1962年，沃森、克里克和威尔金斯因为发现DNA的分子结构而获得诺贝尔生理学或医学奖。在20世纪所有诺贝尔生理学或医学奖中，DNA结构的发现被认为是最有价值的一个奖项。了解DNA的分子结构不仅使人类破解了生物遗传的奥秘，而且有助于解决很多医学、农业和生物学领域的难题。
10，核聚变与核裂变
核聚变比核裂变有很多优势：
①在同等质量下，核聚变所产生的能量比核裂变高出上百倍，这也是氢弹的当量要比原子弹高出百倍的原因。
②核聚变所需要的材料氘和氚在海水中大量存在，一升海水中的氘和氚，发生核聚变反应释放的能量相当于300升汽油的能量。
③核聚变反应没有放射性，因此更加安全。
但遗憾的是，人类在发明核聚变武器氢弹之后，60多年依然没有能力控制核聚变反应。
物质有三态：固态、液态和气态，其实当物质的温度高到一定程度后就会处于等离子状态。这时电子基本上和原子核分开，处于游离状态的原子核就可以互相接近，开始核聚变反应。
目前全球范围内的核电站普遍采用核裂变技术，而不是核聚变技术。核裂变是指重原子核（通常是铀或钚）被中子撞击后分裂成两个较轻的核，释放出大量能量。这个过程可以在人工控制下进行，从而产生热能，进而转化为电能。
11，比特币与区块链
区块链在今天是一个非常热门的词语，那么什么是区块链呢？简单的说它是一个不断更新的账本。
我们不妨以它今天最普遍的应用“比特币〞来说明这个账本是如何工作的，区块链的英文是block chain。它有两层含义，一个是区块，一个是链条。
一个比特币在被创造出来的时候，需要记下他原始的信息。这些信息存储在区块中，其中最重要的信息是这个比特币的密码，即一长串随机数字，它是比特币的标识。外界不知道这个密码，只有比特币的拥有者知道，因此它也被称为私钥。在交易时，比特币的接受者会得到一个公钥，用于验证拥有者对比特币的特有权，但是接受者无法通过公钥得知相应比特币的私钥，因此除非交易完成，否则接受者拿不走所有者的钱。如果比特币的交易完成，从所有者手里交到接受者的手里时，系统就会为接受者产生一个新的密码，而拥有者的密码就作废了区块链账本就记录下这个交易。当然他同时要通知整个互联网这个币已经换主人了。从这个过程中能够看出区块链的一个特点，即拥有它和验证它是两回事。
区块链中的区块还可以被看成是一种智能合约，而这种合约一旦达成，就可以一步步的被执行，但是原始的合约本身无法更改，这种性质可以解决今天商业上的很多纠纷。
拓展：
和法定货币相比，比特币没有一个固定的发行方，而是由网络节点的计算生成，谁都有可能参与制造比特币，而且可以全世界流通，可以在任意一台接入互联网的电脑上买卖，不管身处何方，任何人都可以挖掘、买卖、或使用比特币，且交易记录公开透明。比特币总数量有限，该货币系统曾在4年内只有不超过1050万个，之后的总数量将被永久限制在2100万个。
2010年7月17日，世界上最大的比特币交易网站MTGOX成立，当时比特币的单价不到0.05美元。
今天，2024年末，比特币将近10万美元每枚。
12，人造光合作用
如果人类想在火星或者其他没有生命的星星上长期生存，就需要解决食品问题，而从地球上运输食品并非好的解决办法。今天，一个解决办法就是通过人造光合作用，利用太阳光直接将水和二氧化碳在纳米催化剂的作用下合成淀粉等碳水化合物和氧气，而且这项技术已经被证实。
通过以纳米材料为催化剂的人工光合作用能量转化率可以达到植物光合作用的10倍左右，这项技术不仅可以为太空旅行的人类提供能源和食物，还能彻底解决因二氧化碳含量上升引起的全球气温变暖问题，并且能够在很大程度上解决人类所需的能源。