问题

为什么很多东西不能超前造出来?

回答
“为什么很多东西不能超前造出来?” 这是一个非常普遍且深刻的问题,它涉及到科技、经济、社会、市场需求以及人类认知的方方面面。简单来说,很多东西之所以不能超前造出来,是因为它们要么技术上不可行,要么经济上不可行,要么社会上不可行,要么市场上不存在需求。

下面我将从几个主要方面来详细阐述:

一、 技术上的局限性 (The Limits of Technology)

这是最直接也是最根本的原因。许多“未来科技”的设想,在当前的技术水平下是无法实现的。

基础科学的缺失: 很多超前的设想依赖于尚未被发现或理解的基础科学原理。例如,在量子力学和相对论成熟之前,我们无法真正理解并利用黑洞的能量,也无法实现超光速旅行。又如,对大脑的运作机制了解得越深入,才越有可能制造出真正意义上的通用人工智能或脑机接口。
工程实现上的难度: 即使理论上可行,工程上的实现也可能面临巨大的挑战。
材料科学: 许多超前设想需要拥有我们目前还无法制造或量产的特殊材料。例如,要制造出能够承受极端温度、压力或辐射的飞行器,需要全新的合金或复合材料。要实现可控核聚变,需要耐高温、耐腐蚀且能够承受强大磁场的高性能材料。
能源供应: 一些超前技术(如大规模的太空殖民、反重力装置)可能需要我们尚未掌握的超高能量密度或效率的能源技术。
制造工艺: 即使有了材料和能源,也可能缺乏能够精确制造这些复杂器件的工艺。例如,纳米技术和生物工程的很多设想,需要前所未有的精度和控制力。
计算能力: 一些模拟、设计或控制复杂系统的技术,需要远超当前水平的计算能力。例如,模拟整个地球气候系统或设计极其复杂的生物分子。
不可预见的复杂性: 真实世界的系统往往比实验室模型复杂得多。很多设想在理论层面看似可行,但在实际应用中会暴露出一系列我们无法预料的难题,例如散热、干扰、稳定性、故障排除等。

二、 经济上的不可行性 (The Economic Constraints)

即使技术上勉强可行,经济因素也常常是阻碍超前制造的巨大门槛。

高昂的研发成本: 探索和开发一项全新的、颠覆性的技术,需要巨额的研发投入,包括人才、设备、实验以及漫长的试错过程。这些投入往往是天文数字,没有足够的回报预期,很难吸引投资。
高昂的制造成本和规模化难度: 新技术的初期生产成本可能非常高昂。
设备投资: 新的生产线、新的制造设备可能需要巨额的初始投资。
原材料成本: 特殊材料的生产过程复杂,产量低,价格自然昂贵。
技术工人培训: 操作和维护新技术产品的工人需要经过专门培训,这也会增加成本。
规模化生产的瓶颈: 即使能够制造出原型,将其大规模、低成本地生产出来也是一个巨大的挑战。许多超前技术可能需要在非常精密的条件下生产,难以实现流水线作业和自动化。
缺乏回报的可能性和投资风险: 投资需要看到回报。一项超前的东西,如果市场接受度不确定,或者需要很长时间才能实现盈利,投资者很难冒这个风险。很多发明家和工程师的梦想往往受限于资金的缺乏。
配套产业的不完善: 新技术的诞生往往需要一个完善的生态系统来支撑,包括供应链、零部件供应商、维修服务、标准制定等。如果这些配套产业都不存在或不成熟,即使造出了产品,也难以生存和发展。例如,早期的电动汽车,在充电桩、维修网点等配套设施不完善的情况下,推广起来就非常困难。

三、 市场需求的不确定性 (The Uncertainty of Market Demand)

许多超前的东西之所以不能造出来,是因为在它们诞生时,市场上根本没有对它们的需求。

需求是创造出来的,但也有其边界: 需求确实可以通过技术创新来引导和创造(例如,智能手机的出现创造了对移动应用的需求),但这种创造并非无中生有,它往往建立在用户现有痛点、生活方式或对便利性的渴望之上。
为没有人需要的东西花钱不合理: 如果一项技术解决了当前不存在的问题,或者提供了一种用户觉得可有可无的方案,那么即使技术再先进,也很难获得市场认可和商业上的成功。例如,在个人计算设备还不普及的时代,制造一台超级计算机给个人使用就没有意义。
技术的超前与需求的滞后: 很多时候,技术的发展速度远远快于社会接受和适应的速度。人们需要时间去理解、学习和适应新技术,并将其融入到自己的生活或工作中。
“杀手级应用”的缺失: 一项新技术要成功,往往需要一个“杀手级应用”来驱动。如果产品本身没有足够吸引人的核心价值,就难以打动消费者。
预测未来需求的难度: 准确预测消费者在未来几年甚至几十年后的需求是非常困难的。市场研究只能基于现有趋势和用户反馈进行推测,而真正的突破性需求往往是意想不到的。

四、 社会、文化和伦理的制约 (Social, Cultural, and Ethical Restraints)

有时,即使技术和经济条件都允许,社会、文化或伦理上的顾虑也会阻碍某些事物的超前发展。

社会接受度: 新事物往往会遇到抵制和怀疑。例如,基因编辑技术在伦理上就存在很多争议,限制了其广泛应用。一些人工智能的设想也引发了关于失业、隐私、甚至“AI统治人类”的担忧。
文化和价值观: 不同的文化对科技的态度和接受程度不同。某些可能在西方社会被接受的技术或产品,在其他文化背景下可能因为与当地价值观冲突而难以推广。
法律法规的滞后: 科技发展往往跑在法律法规的前面。当一项新技术出现时,可能还没有相应的法律框架来规范它,这会导致不确定性和监管的真空,限制了其发展和应用。例如,无人驾驶汽车的法律责任划分,就是一个困扰行业发展的问题。
伦理道德的考量: 某些技术可能会触及生命、死亡、人类尊严等根本性伦理问题。例如,永久延长寿命、克隆人类、制造具有意识的人工智能等,都可能引发深刻的伦理辩论,并导致社会不愿意或不敢去实现。
既得利益者的阻碍: 新技术的出现可能会颠覆现有的产业格局,威胁到某些既得利益者(如传统能源公司对抗新能源技术)。这些力量可能会通过政治、经济或舆论手段来阻碍新技术的推广。

五、 认知和想象力的边界 (The Limits of Cognition and Imagination)

人类对世界的认知和想象力也是有限的。

不知道自己不知道什么: 我们可能根本无法想象出那些真正具有颠覆性的事物,因为它们超越了我们当前的认知框架。很多伟大的发明,例如计算机、互联网,在其诞生之初,其真正的潜力和应用场景是很难被所有人理解和预见的。
大脑的局限性: 大脑的思维方式、信息处理能力和创造力,虽然强大,但仍然受到生物学和认知科学的限制。

总结来说,为什么很多东西不能超前造出来,是一个多因素相互作用的结果:

技术是基础: 没有技术突破,一切都是空谈。
经济是杠杆: 没有经济上的可行性,再好的技术也难以落地。
需求是驱动: 没有市场需求,即使造出来了也无人问津。
社会是土壤: 法律、伦理、文化等社会因素决定了事物能否被接受和发展。
认知是起点: 我们的想象力也决定了我们能够设想出什么。

因此,“超前”是一个相对的概念,它需要在技术可行性、经济合理性、市场需求以及社会接受度等多个维度上找到一个平衡点。当这些条件都不成熟时,许多“超前”的想法就只能停留在概念或实验室阶段,等待未来的时机。这就像播种,不能在土壤还没有准备好,阳光和水分也都不足的时候就期望作物迅速成熟。

网友意见

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别的制造业不是很了解,但是我可以回答下图形界面扁平化为什么不能超前实现

背后的原因是显示器的能力问题,包括 分辨率和颜色数。

在图形界面设计风格上软件业兜了个大圈又回到了远点

看看这个DOS下的 微软的Editor,是不是很扁平,没有边框没有阴影没有圆角,非常平。

但这不是微软刻意这样的,而是当时的设备的能力限制

虽然软件界面上写着,Copyright 1995 实际上这个软件应该是90年以前就有了

那时只能用16色甚至只有灰度的显示器,如果要照顾单色显示器达到一致的显示效果,那么只有黑(0,0,0) 白(255,255,255) 深灰(128,128,128) 浅灰(192,192,192)四个颜色可以用,括号里是 RGB值。而且是字符界面,而非图形界面,字符界面只能用25行80列的字符来拼界面,所以只能这样了。

upload.wikimedia.org/wi

过了几年,少量彩色高分辨率显示器普及了,颜色数最高到256色,分辨率达到VGA(640x480)。为了照顾部分16色显示器,所以Windows 3.1还是主要用16种颜色。由于分辨率和颜色数增加,设计师们被压抑多年的设计欲望得到释放,迫不及待地用两条不同颜色的线条来装饰按钮,正所谓3DButton,按下去还有凹陷效果,其实就是换了边框颜色。

upload.wikimedia.org/wi

这时候你会发现,所有界面都是直角的,并不是设计师们领悟了 Metro风格的精髓,而是分辨率太低,导致画出的圆角看起来是锯齿状的,如下图

a.jstxdm.com/d/file/con

然后时间到了 90年代末左右,显示器已经发展到了 真彩色(1600万色),分辨率至少有1024x768。 设计师们发现终于不用在 16*16的小框框里用16色逐点画图标了,可以画点有真实感的图标了,于是

图标从这样

alixixi.cn/upload/image

变成了这样:

img.zcool.cn/community/

但是设计师的欲望还是被压抑住一大半,因为图标只能到32x32,如果用48x48则太大了,需要等后来 1080p的显示器出现。

那么这时候为什么没有出现扁平化设计呢?因为分辨率还是不够,在iPhone4出现视网膜屏幕之前,显示器的DPI都很低,一般在 96DPI到 125DPI之间,而视网膜屏要300DPI以上。

由于扁平化设计不可能都用直角边,不可能只用横竖两种线条,必然有斜线和曲线,但是分辨率不达到视网膜水平,斜线和曲线就会有锯齿,即使采用了抗锯齿算法也还是能看到边缘模糊。

比如:上图那些彩色图标,边缘都是不平滑的。具体看下图,虽然有网络图片有损压缩的问题,但是可以看到圆角有锯齿状。

encrypted-tbn1.gstatic.com


扁平化风潮是从iOS 7开始的,iOS7是2013年底发布的,同时发布的还有 iPhone5s,那时iPhone4以前的手机基本淘汰差不多了,视网膜屏幕基本普及,至少在iOS设备里普及了。

扁平化的界面设计风格是只能在高分辨率屏幕普及后才有可能出来。

所以软件UI不可能一开始就是扁平化设计,受显示器能力制约,那么高分辨率显示器能否超前造出来呢,那个受更多显示器制造工艺的限制,即使你超前造出来了,那么高分辨率那么多颜色,CPU做图形渲染计算能力完全不够,直到今天如果没有GPU的图形加速,纯靠CPU根本无法支持1080p以上的分辨率,而像样的PC GPU要到2000年以后才有,成熟的手机的GPU则要等到2008年以后。

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评论里说iOS7涉嫌抄袭Windows的扁平化的人是一点时间概念和逻辑都没有的

Windows的Metro风格是随着 Windows8 发布的,发布时间是 2012年10月26日

而iOS7的发布时间是 2013年6月10日

你们是想说,苹果看到Windows搞了扁平化,就用了7个月的时间抄袭了一个吗?你也太看得起苹果的开发效率了。

实际上设计风格的走向在设计界很早就开始研究和探索了,应用到具体的产品里只是看产品的功能需求和硬件环境是否合适而已,不存在谁借鉴抄袭谁的问题。而把某个设计风格带到产品并且使它流行的必然是一个影响力大的成功的产品,在这方面iOS7远比Windows 8成功,Windows8 简直就是又一个Vista,到了Windows10 才勉强挽回一点声誉。时至今日Windows7 仍然是占有率最高的版本,而iOS6基本消失了,所以从用户的接受程度看,成败显而易见。


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回答下评论区 @深蓝 这位用户的质疑。

谈谈为什么扁平化比拟物化设计更消耗性能。拟物化的设计下,图标装饰等设计元素内容比较复杂,所以这些图形素材都是人工绘制好,保存成位图,然后显示在界面上的。这样做的问题是,无法应对多种不同的分辨率/DPI,无法做到任意平滑缩放,所以一般都是提供多个不同分辨率的图片资源,这样做的好处是渲染简单,只是贴图和Alpha混合,性能比较高。

而扁平化设计里,设计元素为简单有规则的图形和线条,设计元素保存为矢量图就变得可行了,矢量图的好处是可以随意缩放,旋转,不会变模糊不会有锯齿(只要DPI够高),流畅酷炫的2D动画效果也变得可行了,但是矢量图的渲染需要更高的图形性能。

这就是为什么图形性能够好才能用上扁平化,扁平化的风格配合高性能图形硬件才能发挥出更好的效果。所以扁平化注定比拟物化要出现得更晚。

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说点关于GPS的事情:

现在几乎所有手机都有GPS,

根据狭义相对论,卫星的原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒 ,

根据广义相对论,卫星的原子钟每天要快45微秒,

综合一下,卫星的原子钟每天大约比地面钟快38微秒。

如果没有广义相对论, gps系统每天将累积大约10千米的定位误差 。

然后,

GPS是美国从20世纪70年代开始研制的,

第一颗卫星是1957年上天的,

广义相对论是1916年发表的,

狭义相对论是1905年发表的,

再往上追溯,广义相对论需要的黎曼几何是19世纪中期提出的几何原理,

继续往上甚至可以追溯到欧几里得。

所以你看这个世界上是存在科技树的。

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之前,有人在知乎发过这张图,我觉得放这个问题下也很合适。

优酷的视屏如下:

Thomas Thawaites:我怎样从头开始做烤面包机

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这看起来是一个逻辑问题,其实是一个哲学问题。

人的认知盲区分为两部分:知道自己不知道什么,以及不知道自己不知道什么(当然也会有不知道自己不知道自己不知道什么,但那类似于《三体》中的猜疑链,对于人类自身而言没有理论上的应用价值)。

发明也分两种:一种是改进现有的东西解决问题,一种是创造新事物解决问题。

前者对应第一种认知盲区,后者对应第二种认知盲区。

当人们意识到马和鸽子比人传播信息的效率更高的时候,便有了驿站和飞鸽传书。但人们意识不到电磁波效率更高,甚至压根不知道什么是电的时候,那么也必然发明不出iPhone。

不要说已经掌握电报技术的十九世纪的人们想象不到智能手机的存在,就连普及大哥大的二十世纪末,也因为数字信号和网络没有普及,无法把iPhone发明出来。

2000年的人们无法发明出来iPhone,但是第一代iPhone却在2007年发布,所以题主你看,不要说横跨千百年的鸿沟,就是不到十年的时间,在发明上也是一道无法被逾越的天堑。

人类的科技发展就像是一棵大树,没有躯干就不会有枝桠,而只有当枝桠长成新的躯干时,新的枝桠才有可能产生。

所以,不要小瞧任何一个荒谬的理论和任何一个不切实际的想法。因为任何的不切实际,都有可能铺垫出一个崭新的未来。

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你们知道吗,古希腊时期工程师希罗发明了蒸汽机,比瓦特早了几千年(瓦特改良)。


你们知道吗,希罗还发明了世界上最早的自动售货机,只要投币就自动流出圣水。

你们知道吗,中国古代的名将韩信发明了世界上最早的方便面,比日本早了两千年。

你们知道吗,是达芬奇最早发明了自行车,一直到十八世纪才由修道士整理当初的文稿时才发现,而之后又过了很长时间才被人打算造出来。而中国在明清时代也有人发明了自行车,只是当时中国人并不重视。

你们知道吗,为什么这些发明明明很早就被提出,但是过了这么久才火起来?

因为生产力。

以蒸汽机为例,古希腊时期并没有发明出高效的煤炭燃料,而且在落后松散的农植社会也没必要造这么奇怪的东西来提高生产效率,农妇和奴隶每天也就纺那么点儿线,就算造出了蒸汽动力的织布机,没有足够的线也没什么用。希罗是个聪明人,他知道这东西应该是有用的,但是能有什么用,他实在是想不出来。

同样的,自动售货机也就停留在伪装神迹的阶段,毕竟当时的人想买东西直接去集市了,摊位都有人看着,没忙到非得造个全自动的设备帮忙的地步。

韩信发明的方便面当时是做速食军粮用的,除了军队偶尔应急一下,除此之外也没别的用处,古代生活节奏没那么快,这种面做起来又费功夫,大多数普通老百姓实在没必要折腾。

自行车就更不用说了,不如马跑得快,还得费劲儿蹬,城里人来人往街道曲里拐弯不好走,城外都是泥土路容易崴泥,能干什么用?更不用说以前城镇规模小,城东城西走着去用不了几分钟,何必这么着急呢?

很多东西不是说不能超前发明,而是即使发明出来了也不过是空中楼阁,没有配套的生产体系支持,你秦朝造出宇宙飞船来又能给谁坐啊?

更新:最后再补充给大家一个很悲伤的故事,干将莫邪在有些故事版本里是夫妻殉剑,据说当时有些铸剑大师南山采得利金,但是炉子烧不化,所以想出了以身殉剑的悲壮法子,最终天兵方成。以致很长一段时间以来,人们都认为想要铸造好兵刃就非得需要献祭铸造师的精血不可。

但是后来有人就发现,其实撒点儿熊的油脂糊弄糊弄就可以,再后来有人发现,不用烧木头改用煤炭就行,再后来有人就发现,当初发现的所谓“利金”,后来被命名为铁。

封建迷信害死人。

韩信那个经网友提醒是“踅面”。

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从制造来说,复杂机器的关键部件必须高精度,否则各个部分之间就无法配合运转。

而制造高精度的部件只有两种可能性:

  • 1 高级工匠手工化制作,用极高的废品率来制造少数合适部件。
  • 2 用机械制造,再用量具校准。

前者的成本太高,只能制作工艺品和玩具,没法进入主流经济领域。后者才是正途。

但问题是……制造高精度的部件本身就需要复杂的机器和高精度量具。如果机器和量具有误差,产品就有问题,即上一代机械的精度和误差都会“遗传”给新造的机器。最典型的例子是哈勃望远镜:

镜片的生产商珀金斯——埃尔默公司(Perkings-Elmer)使用了一个有缺陷的光学模板来生产如此精密的镜片。具体原因是,在镜片生产过程中,进行检验的一种无反射校正装置没有设置好。校正装置上的1.3mm的误差导致镜片研磨、抛光成了错误的形状,但是没人发现这个错误。

貌似问题进入了死循环——要造复杂机器,没有高精度零件,高精度零件又需要复杂机器制造,复杂机器也需要高精度零件……

所以,只能用螺旋上升的模式制造机器——从手工业开始,制造一台低精度机床,先实现用低精度机床制造自身,降低这个精度级别的机械成本——成本足够低之后,用最好的机械和工人,试探着提高一点精度,制造出精度和复杂度高一点的机床生产许多废件,浪费巨大也在所不惜,然后用下一个精度的机床再重复这个过程——在机械行业普及新精度——付出巨大代价升级精度——普及下一个精度水平的机械——再升级……


总而言之,工业革命的要害在于机器造机器。第一代能制造自身的机床和蒸汽机(提供加工金属的能量)结合,让我们进入了工业革命时代。但从手工业到今天的精密制造再到电脑芯片,我们每上升一个精度水平,制造业都得在历史的轨道上循环几圈,付出巨大代价才行。所以,就算不考虑设计问题,先进的产品也只能在符合自己精度的时代出现。在某个精度的机械没有普及之前,就算思路再好,产品也是没法(批量)造出来的。

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