为什么我觉得最近20年科学上并没有太大的发展？

John

我现在24岁，从我有记忆到现在大概20年。我能看出来社会生产力进步挺大。但是为什么我觉得很多东西没有本质的进步？或者说进步很小。比如很多常见病依旧很难医治，常见的家用物品还是那么几样（虽然技术上进步了些）。更加尖端的科学我不了解，但是从日常生活中，我只能感觉到社会越来越有钱，而没有一种质变的感觉。

如果20或者30年前的某个人穿越过来，对现在的社会会有什么评价？

原文地址：https://www.zhihu.com/question/285196424

队长是我

终结者电影当中显示，天网的算力是 60Tflop/s，也就是每秒 60 万亿次浮点运算。而英伟达最新发布的 RTX 4090 在 3.15 GHz 频率下算力可以达到 100Tflop。天网的算力可能跑黑神话都开不了光追。
终结者算是当年人们对科幻想象的具现，他们对于数值的估计已经很大胆了，但是到了现在依然被现实打败了。
我的意思就是把人类的进步换算成具体行业的里的数值，已经非常巨大了，但是你一定要以肉眼可见的里程碑作为发展的标志就很难了，因为你总能找到没那么进步的行业，总能发现缺乏里程碑的行当，人类对于物质的需求总是快于物质科技的增长的，也正是因为人类日益膨胀的需求，才使科技的进步永不停歇。

卡卡

不是科学没有太大发展，而是科学已经发展到普通人看不懂的程度了。
比如物理学，普通人的视角只能看懂教科书上牛顿力学的高中知识，超出这之外的无法理解，容易产生“科学发展不大”的错觉。另外一些人则可能看了一些相对论、量子力学的简单科普，觉得现在的物理局限于此。其实不然，只是因为你看不懂了。别说最前沿都研究了，哪怕是经典的相对论和量子力学，你以为看了一些科普你就真学会啦？就有眼光判断科学发展的程度啦？
就说我，一个做实验出来的人，也看不懂理论那帮人做的到底是个啥。科学发展导致的分工，已经让科学家只能看懂本分支的东西，隔壁办公室的人做什么已经搞不明白了。
某些领域可能已经鼓捣出来革命性的东西，可惜我们理解不了。
_(:з」∠)_

感恩由您

我们试着先把时钟拨回二十年前，看看 1999 年发生了什么，我南斯拉夫大使馆遭美 B-2 隐形轰炸机轰炸，这是一架 24 亿美元的轰炸机，是黄金等身的三四倍价格[1]。气动效率和负荷能力好到横穿大西洋来回没有问题，白天出发晚上抵达东欧放下导弹转身就静悄悄回家。那时的美国 GPS 已经军用，指哪打哪，我们敢怒不敢言，在大使馆门前丢鸡蛋、抵制托福有什么用，要学别人的还是得考。我们的北斗 1994 年规划，2000 年第一次发射两颗卫星，今年 2020 完工，前后 26 年。
你说 20 年的时间给足够经费我们能不能把 B-2 弄出来，有点悬，也没必要，甚至美国人自己都觉得没必要。从 1975 年 DARPA 试探性邀请洛克希德、波音和诺斯罗普讨论这一事宜到 1997 年首次交付 B-2，前后 22 年。1991 年苏联这个假想敌已经解体了，B-2 这个吞金巨兽甚至没有合适的能够检验其作战能力的目标。之后也不打算列装了，一共 21 架 B-2，AV-22 到 AV-165 的订单随之取消。
美国的B2隐形战略轰炸机到底有多先进？F-117 “夜鹰”和 B-2 的隐形指导理论恰恰来自于苏联物理学家的绕射理论。1964 年，乌菲莫切夫在《莫斯科学院无线电工程学报》上发表了论文"物理衍射理论中的边缘波行为"。虽然在苏联内部没有受到重视，但美国人常常关注乌菲莫切夫所在的第 108 研究所（中央无线电理论科学技术研究所）和他本人，以至于在 108 所工作二十余年后的 1973 年，乌菲莫切夫到新的保密级别较低的单位后，参加国际会议碰到美国学者会对他说：
“您写的书很好，我们已经翻译成英语，正在学习。”[2]
南斯拉夫事件 21 年后的 2020 年，美国当着国际社会的面用 07 年列装的 MQ-9 “死神”无人机和服役三十年的“地狱火”轰杀伊朗将军[3]，像打虚拟游戏一样欺凌战场上的对手。看着好像没有怎么变，反正都是美帝赢，这样赢那样赢 20 年过去好像没什么差别，但实际上进步挺明显的。一是原来 B-2 孤身横穿大西洋执行任务，飞行员其实心里挺慌的；二是苏联解体后大量科技人员流失，美国高等教育又虹吸了一次。



“死神”无人机的操作系统（图源：Wikimedia Commons）

十七世纪的牛顿可能有题主这样的想法，同时代的化学家都没法解决他的疑问，那他晚年就自己动手研究炼金术。同时期的化学家是什么水平？波义耳说，“要想做好实验，就要敏于观察。”他凭借此发现了初中教材中常提及的石蕊试纸；但 1673 年他将金属放在密闭的容器里做煅烧实验的时候，却在冷却后称量时打开了盖，为燃素说做铺垫而与质量守恒定律失之交臂[4]。扫除燃素说还要等到十八世纪后期 1775 年拉瓦锡提出氧化学说。我们得承认，科学的进步是缓慢的、曲折的、螺旋式的。
如果题主出生在十八世纪的话，可能也会有类似的疑问，这一时期的学者林奈、布丰做了一辈子的博物学研究，也不过是积累、记录、分类，在答主的归类看来似乎没有太大的进展。纯粹科学进步的尺度过去都是以百年记，二十年着实有些短了。十九世纪的自然科学的三大发现：细胞学说（1838-1839）、能量守恒定律（1842-1847）、生物进化论（1859）才狠狠地撼动了神学的根基。二十世纪的原子物理学、量子力学和相对论乘风而起，爱因斯坦让以太说再无立锥之地。相对论这种精度描述世界的理论工具，到今天能用到的技术也只有全球导航系统（回形针科普[5]、北斗公开资料[6]）。
要是大家二十一世纪把宇宙的第一性物理原理都探索完，那人类文明后面的时光应该发现什么“科学上太大的发展”呢，二十二世纪、二十三世纪怎么办？
很难想象运行我们这个世界的基本法则像各个国家的民法典那样有着各种各样繁文缛节，物理学家往往认为基本法则应该是优雅的、简练的、恰到好处的，其数量必然是相当有限的。物理学的第一性物理定律有什么：力学的牛顿三定律、热力学的三大定律加第零定律、量子力学的薛定谔方程、相对论、电动力学的 Maxwell 方程组、原子物理学的能级分立规律。这些可能可以称得上是题主说的“科学上的太大的发展”，但这些第一性原理数量是很有限的，流体力学里的 Navier-Stokers 方程可能都配不上，毕竟它可以从牛二和微元法中推出来。
如果我们二十年内把第一性物理定律都摸清楚，那以后的千秋万载可能真没有什么领域能够拿什么来做出“太大的发展”。这也是为什么我们通常会合起来说科技的进步，因为第一性原理有限，而技术开发的空间相对来说辽阔得似乎没有边界。从零到一的增幅是无穷大，从一到百看上去很多却只增幅一百。爱因斯坦 1917 提出受激辐射，激光器却在 1960 年才问世，前后 43 年。难道一战二战期间科学没有太大的发展吗？到 1990 年，激光用于集成电路和汽车制造业，这时已经距离 1917 年有 73 年，激光应用的疆域前所未有得宽广，超乎二战时期最富有野心的想象，狂野的 Dream Beam 能一定程度替代传统加速器，现在是我们系鲁巍老师的拿手好戏，加速器的占地面积大幅降低，已经做了很多篇封面文章了[7]。
很难想象一个方程用在不同场合，作者就有能力改名这个方程组了，这可能也是题主觉得科学没有太大发展的原因之一，因为没有新的名字冒出来。比如把 Maxwell 方程组用在负折射率介质还是等离子体里，新作者都很难给它改自己的名字。据我所知，这个便宜只有 Vlasov 占了，Boltzmann 方程忽略碰撞项后的简化改名为 Vlasov 方程。
1915 年爱因斯坦向柏林的普鲁士科学院提交了广义相对论的最终版本后，相对论就完完全全和他一个人挂钩了，不管再过多少个世纪，人类的历史都会把爱因斯坦、相对论、德裔犹太人紧紧地联系在一起。不管是 1919 爱丁顿借日全食观测到星光经过太阳会弯曲，还是 2015 LIGO 首次探测到双黑洞合并产生的引力波，更不用说之后的双中子星引力波，所有人记得最清楚的还是阿尔伯特·爱因斯坦的名字，如果不是科研人员，谁会计较 LIGO 里面的迈克尔逊干涉仪精度已经到了多么瞠目结舌的程度[8]？
知乎用户：如何把自己的数学水平达到登峰造极的水平（数分、高代、泛函、抽代、实变、复变、拓扑、微分几何等）?相对论前的世界已经被力学和电磁学间横亘着的尖锐矛盾苦恼了许久，以太论站不住脚，但一时之间也没有更好的办法，狭义相对论的到来拨开了一抹朝阳。爱因斯坦本人在提出 1905 提出狭义相对论后到 1915 提出广义相对论的 10 年间，个中滋味、辛酸苦楚可见上面的回答。
物理学也不是在爱因斯坦之后就没人啃硬骨头，但之后的理论都艰深晦涩到常人没有直观印象的程度，比如量子色动力学中实现电弱统一的杨-米尔斯 Yang-Mills 理论，1954 年问世，被泡利批评后还一直搁置到了 1960 年，这群最聪明的头脑争吵就花了 6 年时间。普通人基本已经难以感触到数学物理基本原理的前沿了，自然不觉得有什么进步。基于此，我扩宽一下作者的题目，阐述这二十年第一性原理以外的枝繁叶茂的技术上的发展。如果对技术类“生活用品”、“常用药”不感兴趣的读者，可以到此为止了。
<hr/>汽车

汽车被电动车取代快不快？电动车比燃油车其实更早。1884 年英国发明家托马斯·帕克改进并重新设计了电池，容量大、可充电，之后在伦敦制造了第一辆可规模化生产的电动汽车，这甚至比 1886 年卡尔·本兹发明出三轮燃油汽车还早 2 年[9]。到现在 2020 已经 136 年的历史了，电动车终于随着特斯拉的兴起成为了市场上的潮流。但要是去问传统车企，问他们电动替代的速度快不快？他们肯定心里慌得一批，觉得快得不得了，快到了他们现在校招都不招汽车系毕业的，快到了中国在这一赛道追上的时候已经没有什么在汽车市场上的价值了。
中国造不出世界主流水平的汽车发动机吗？而现在别说特斯拉的电动车，连空中出租车都已经出来了[10]，德国 Volocopter、Lilium、日本 JAL、SkyDrive 都已经加入竞争，2024 年的巴黎奥运会就能坐上。

数字化

乔布斯发布第一代 iPhone，让扎实到可以敲核桃的诺基亚退出市场是什么时候？2007 年，虽然我记不清时间，还得查一查，但印象十分深刻，因为我第一部手机也是按键机，在我去初中物理竞赛拿到全市第一的那个早上不知道怎么掉了。后来我高中结束后用的就是触摸屏的了。这些技术更迭可能对“我们”来说没有太多记忆，因为当时可能中国没有太多介入到其设计层面的竞争中。但这个行业在我读初中的 2010-2013 年前后简直就是完完全全的重新洗牌。除了手机品牌之外，手机背后鏖战正酣的电子电路产业，20 年的时间光刻机龙头之位已经易主，从日企佳能尼康的手中交给了 ASML，研发成本之高昂，甚至于日企已经放弃和 ASML 竞争。
PC-MATLAB 于 1984 年在拉斯维加斯举行的 IEEE 决策与控制会议（IEEE Conference on Decision and Control）上首次发布，2000 年才发布桌面版[11]，现在中国工科生所说的工科神器，图形化也不过是 20 年前。
同样级别的数学软件 Mathematica 的创始人 Wolfram 自己也感叹 30 年变化之巨大：

1988年 运行 Mathematica 的电脑必须插入电源插座使用。像在飞机上使用 Mathematica 之类的想法是不可思议的 （当然，即使在1981 年，当我将运行 CP/M 的奥斯本 1 号计算机带到飞机上时，我确实在波音 747 的后面找到了一个电源插座）。直到 1991 年，我在一次讲话中第一次骄傲地展示了一台仅靠电池即可（吱吱嘎嘎）运行 Mathematica 的康柏笔记本电脑。而 Mathematica 像这样运行成为稀松平常的事情则又等了差不多十年。[12]

虚幻 5 游戏引擎的技术目前已经登峰造极了，超大规模的网格渲染轻而易举，2020 年 5 月 13 日发布。其中对加速最重要的 Nanite 虚拟微多边形几何技术的理论基础可不是几个世纪以前的老古董，它近在咫尺。这种把点云和纹理糅合起来进行数字处理，让 GPU 框架中的点云计算流几乎变得多余，图像处理能力增幅到极致的理论起源于 2002 年顾险峰老师发表的几何图像 Geometry Images 的文章[13]，顾险峰老师的推送还有一篇科普文章[14]。从理论到应用，即使在计算机产业这种更新迭代较快的产业，前后 18 年。
航空航天

航天发动机运行寿命短，我们能够勉力加工完成；而航空发动机这类民用的、要求高可靠性的，迄今中国也没法造出来。国产大飞机 C919 设计采用的是美国通用和斯奈玛合资公司 CFM 的 LEAP-1C 大涵道比发动机，国产 CJ-1000A 引擎准备等 2025 投入商业成功了顶上。上世纪六十年代末波音的 747 四发宽体客机只花了 28 个月，我们的 C919 2008 年开始研制，2017 年首飞，预计 2021 交付首架，前后 13 年。但于我们，已经是弥足珍贵、困难重重的第一步了。

冷战时期，美国航天工程师 Gary Flandro 发现木星、土星、天王星、海王星等四颗外行星，将在70年代末出现在太阳的同一侧并呈几何排列。这意味着人类只需一次航行即可同时造访它们，巨大的引力还可以让航天器获得加速度，原本 30 年的路程如今 12 年就可走完，所需要的燃料也将大大减少，而下一次出现这种排列将是在 176 年后[15]。

美国调集了 11000 名科学家、工程师，相当于建造地球七大奇迹之一胡夫金字塔的 1/3 人力，在 1977 年送出旅行者 Voyager 1 号和 2 号，上面记录数据的载体是金唱片（Golen Record）“把字刻在石头上”。1979 年接近木星，1980 年掠过土星，1986 年抵进天王星，1989 年旅行者 2 号逼近海王星，并气力耗竭终于海卫一，2012 年旅行者 1 号脱离了太阳风范围[15]。就算竭尽天时地利人和（冷战 NASA 经费充足），人类也需要花费 35 年越过太阳系，也只有核燃料电池才撑得住。20 年对一些项目而言真的弹指一瞬就过去了。
SpacxX 猎鹰九号 2014 年的可重复使用测试完成，根本上改变了火箭产业。看上去好像进步不是很大，不就是火箭还可以回收利用吗？不就是成本低了些吗？2000 年 3 月铱星公司宣告破产，如果题主在二十年前告诉铱星总裁爱德华·斯泰亚诺他应该等 20 年不到再提出铱星计划，那时候他就不会破产，我相信他会很感激的。如今 Starlink 已经展开比肩国内集中体制的撒星速度，得益于猎鹰九号的高性价比，让堪称人类航天史上最疯狂的计划——1.2 万颗卫星在 2019-2024 年布满星空[16]，让地面望远镜黯然失色、天文学家捶胸顿足又落泪。龙飞船和宇航服和上世纪截然不同的颜值重现了美国载人航天的梦想，在疫情困难重重的情况下还按计划发射于 2020 年。
医学

常见病依旧难以根治？1944 年，美国有机化学家 Robert Woodward 与 William Doering 第一次成功地人工合成奎宁。此后，科学家们对抗疟药不断改进、又相继失效。从 1967 年我国的“523”任务提出要开展全国疟疾防治药物研究的大协作工作，到青蒿素走向青蒿素衍生物再到最后 1992 年研究成熟的青蒿素类抗疟药组成复方或联合用药（ACTs）[17]，前后 25 年。
这次疫情期间大展身手的人工肺 ECMO，又名叶克膜，是台湾省的翻译。大陆这边是 2000 年后柯文哲这种世界顶级医师传入的。也就是说，如果这场疫情发生在 20 年前，一个人得了新冠成为重症患者，能够大幅度提高患者存活概率的 ECMO 在我国可能只有手指头能数出来的极少数人才能用上，医生还不一定熟练。而核酸检测的新技术 CRISPR/Cas，更是近 5 年才发展迅猛，出现活跃的商业化公司[18]。
柯文哲医学上学术水平究竟如何？我国目前核酸检测的能力如何？核工

你可以查一下清华工程物理系一年招收多少各省状元，大概能管中窥豹国际范围核物理相关学科自从 1986 切尔诺贝利、2011 福岛之后是多么得弱势；这和两弹一星时期各省状元尽揽工物系门下，高考之后在清华校内还要小高考的盛况根本不可同日而语，况且国际范围还取消了核试验，对核专业的需求更小了。而美国方面由于 1979 年的三里岛事故，新建核电站的计划停滞了 31 年[19]，核电方面的不景气间接导致了其巨头西屋被东芝收购。
1991 年底我国加入《不扩散核武器条约》[20]，国内九十年代核工业处于何等的凋零，我们工程物理系科研经费排名全校倒数，青年教师流失严重。适逢改革开放海关缉毒缉私形势严峻，接到海关的需求通知，1996 年我们完成了“大型集装箱检查系统”的验收，97-99 年李岚清副总理多次到校视察，98 年的时候吴仪副总理提出要求，要 99 年七一献礼前拿出车载式系统商业级系统。[21]

吴仪副总理：“我们要得非常急，需求十分迫切，我们给你们清华大学一个机会，让你们做一份，但是我们不能实实在在地指望你们做出来。你们做不出来，我们就进口。”

1999 年适逢南斯拉夫遭轰炸，工物系又咬着牙流着血提前超额完成任务，同方威视此后一路顺遂，我们系的产学研才算是融会贯通。2001 年 911 事故后世界范围内反恐的安检需求大增，2008 年北京奥运会后面的安检设备多多少少都有同方威视的身影。大家在地铁站过安检的时候可以观察一下，但是也不用过于宣传，同方威视现在占到国际市场份额三分之一，如果招来贸易战就赚不了外汇了。得益于同方威视的反哺，现在工物系校内经费排名应该是正数第二。
这种计算机断层扫描技术, 也就是 CT，其最初的思想要追溯到 1917 年奥地利数学家 Radon，而当代的投影图像精确重建的数学方法是由美国物理学家、诺贝尔生理学或医学奖获得者科玛克 Cormack 于 1964 年确立的，前后 47 年。这个领域到目前还很活跃，双能 X 射线扫描也才是 2006 年王学武老师的博士论文奠定了基础，《高能X射线双能成像材料分辨理论与实验研究》，指导老师是康克军副校长。大家在地铁过安检和在医院拍胸片的原理是一样的，给火箭拍工业 CT 检查缺陷和给海关查毒品没有本质性差别。而在中国医用 CT 1991 年才在全国大、中型医院开始普及，这往前手术都得靠着医生的经验判断病灶。MRI 相对来说则更晚一些。
高温气冷堆从上世纪七十年代中期开始设计，到明年 2021 年并网发电[22]，约计 46 年，历经了三里岛 1979、切尔诺贝利 1986、福岛 2011 三次事故，国际上核电一旦发生事故，国内核电这边的研发工作就要搁置四五年。不仅高温气冷堆如此，快堆等其他堆型一概如此。高温气冷堆通过了核电历史上最惊心动魄的测试——主动关掉冷却，经受住了最严苛的考验，现如今应该可以说是三代人的努力了。要满足国内对核电的极端安全性的要求，和国际同行比起来一点也不算快。和福岛那种过了设计年限还在死撑着，节约到能用多久用多久，用到炸为止的，完全不是一个量级的安全态度。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/212354200很少有国家像我们一样举全国之力用非常精锐的力量进攻高精尖技术，可能这让大家觉得这些技术唾手可得。但是我们能进行这样的凶猛的不计成本的攻关的很重要的原因来自于

• 其他国家已经证明可行。
  
• 我国的科研人员牺牲般的付出。
  

如何评价奋斗了26年的北斗团队，平均年龄只有31岁？而这样的付出在千禧年后的大环境下已经很难持续了，不然近几年也不会出现张小平离职、FAST 十万年薪、科学岛离职风波等事件，这些还算好的了，技术人员没有外流到美帝。ZOOM 袁征用国内的程序开发员替代美国当地的程序员，单人成本是美国的约七分之一。

每一位中国的工程师每年将为 Zoom 节省约 70 万元，500 位工程师每年节省的成本就达到3.65亿元。市场分析师 Tomasz Tunguz 曾表示，这种“劳动力市场套利”模式是 Zoom 盈利的主要驱动力。如果研发成本再高一点，Zoom 的盈利可能就无法实现了。[23]

再继续发展下去的话，恐怕在北京上海各大研究院、大学非升即走制度下还在挣扎的青年研究人员可能用工资能够租到的房子连自己的书都放不下。随着我国同样迈入科技强国阵列，我们的研发节奏也将是以十年为单位的，不再有其他国家证明可行性之后我们可以集中力量攻克，更别说和谐号这种市场换技术白嫖的好事了。

聚变

聚变可以说是举世瞩目的文明级技术了，但也主要在技术而不是科学原理上的创新，本质是质能方程。我们有更好的物理原理来发电吗？从另外一个宇宙偷点能量过来？很遗憾，我们不是生活在蚂蚁森林里。
两弹一星时期精力都集中在武器设计上，结束后也没有成建制的力量转入聚变研究（585 西南物理研究院可能能算一个），九十年代后高校招生更是谈核色变。原来的核工业对人才的需求都已经不再旺盛，遑论聚变能源这种看不到头的了，高考生源和研究人数都和两弹一星时期相去甚远。清华工程物理系、北大物理学院等离子体物理专业、中科大等离子体物理专业、大连理工、华中科大，可能国内较负盛名的聚变研究力量都集中在了这几个院系；与之相对应的是两个大型的研究所分别是：合肥等离子体物理研究所和西南物理研究院。我们系聚变方向研究生平均下来每年 2 到 3 人，拿着这个数字说我们国家投入成千上万人力？未免太过于嘲讽了，储能、线圈、冷却、注入、诊断哪个不要我们自己设计，又不是九院有人伺候着。
我们国家聚变的兴起还是在加入 ITER 之后经费不降反升后才有的盛况，因为我们聚变方面的研究经费欠下的历史旧账太厚了，90 年代之前都没有参与国际的参数记录。在聚变能方面的投入根本无法和两弹一星比较。华中科大的中美联合 J-TEXT 核聚变实验装置，原名 TEXT-U，2002 年由美国德克萨斯大学（奥斯汀）聚变研究中心赠送。1995 年 7 月，中德双方达成协议，德方将 ASDEX 装置主机部件赠送给核工业西南物理研究院[24]。1990 年初苏联库尔恰托夫原子能研究所赠送 T-7 托卡马克装置给中国合肥等离子体物理研究所[25]。而相对的，合肥等离子体所前期建设经费林林总总加起来只有三个亿，对比一下独山县四百个亿大家就知道差距何等悬殊，能把科学家留住就不错了。说实话要是用三个亿能够换来 COMSOL、ANSYS Fluent、Autodesk Simulation 其中任何一家，那都要摸把彩票感叹运气太好了。B-2 一架就是 24 亿美元，等离子体所过去经年累月的资金不到一架飞机的 40 分之一。
美国曼哈顿工程仅一个单位洛斯阿拉莫斯实验室就已拥有 2000 多名文职研究人员和 3000 多名军事人员，其中包括 1000 多名科学家；整个工程共有 54 万人的参与规模，25 亿美元的投入[26]。 参与我国原子弹设计的单位之一九院（中物院）就有 8600 名科研人员还有 7300 名技能人员[27]；更不用说全国大大小小的协作单位了。而反观聚变这边，合肥等离子体所专业技术人员加起来也才 599 人[28]，西南物理研究院科技人员 1100 余人[29]。我国应该是少有的加入 ITER 后国内聚变经费不降反升的国家，毕竟以前底子太薄。现在因为嫌弃 ITER 各国心怀鬼胎速度太慢，我们自己在筹建 CFETR，经费非常可观，虽然薪水微薄但也感谢国家重视。
德国仿星器 Wendelstein7-X 的经费筹划从 1994 年就开始了，当时的超算计算 Cray X-MP 能力甚至不如今天的手机[30]，W7-X 的科学干事 Thomas Klinger 在 ITER 特邀报告可以在网上查到其 PPT，Klinger 阐述了 W7-X 作为 first-of-a-kind 装置面临的困难，这种首例装置的经费和年限通常会被低估两倍。但所幸的是德国和欧盟扛得下来继续推进，计划于 2006 年建成，实际组装完成于 2014 年，2015 年首发等离子体测试。时间这一点上我们可能很难嘲笑德国，毕竟我们的民用航空发动机也还没出来，芯片从上世纪六十年代就在追了在追了，今年烂尾楼可能也不算少，CT/MRI/ECMO 大部分都不是国产的。



W7-X 主要面临的建造困难

在 PPT 展示的 W7-X 建设时间表中（下图）， Klinger 标注红线的对 W7-X 建设计划重大影响的时间是线圈制造商破产了，重新进行外部审计。中间因为线圈问题又拆开了重装了几次，因为这些线圈一旦出问题了要拆开来修就要全部拆下来。



W7-X 项目建设历史和各项事宜起止时间

仿星器甫一建造完成就达到了上世纪九十年代巨无霸托卡马克 TFTR/JT-60/JET 的参数圈子里，不得不说这个付出是值得的。托卡马克过去发展了几十年积累的参数进步，在仿星器这里直接越过去了，约束的表现出乎想象得好[31]。



磁约束聚变所能达到的实验参数，右上角蓝色线 Break-Even 表示等离子体自持条件，红色线表示等离子体点火条件，图中红圈表示托卡马克在某一年代所达到的参数水平，比如 Tokamak’70 表示上世纪 70 年代。


我们之前提到了 ITER，ITER 是国际热核反应实验反应堆的简称，各国聚变的经费在 2000 年之后很大程度上被 ITER 掏空了。JET、TFTR、JT-60 系列这三大聚变装置在上个世纪九十年代就证明了科学可行性，为什么做聚变的人在 ITER 上花了这么长时间？让我们娓娓道来。
ITER 计划耗资 150 亿欧元，除了欧洲出 45% 以外，其他国家都是出 9.1%，现金交付只占十分之一，就这么点钱印度还在赖账，我们一个小县城独山县都能拿出 400 亿元。ITER 是我国参与的最公平的国际合作科研项目，每个成员国享受 100% 的知识产权，大家知道公平和效率往往是很难兼得的。选择了国际合作就要舍弃一定程度的效率，类似的失败已经在铱星上得到了呈现。

首先，铱星的国际架构使其根本不可能进行有效管理。董事会 28 个成员说的是多国语言，每次开会就象是出席一次小型联合国会议，人人必须戴着耳塞，收听 5 种语言的同步翻译。铱星电话的销售及服务由各地的闸口具体操作。这些闸口的主人全都是董事会成员，对铱星总部来说，无法过多地向各个闸口施压。其管理难度可想而知。就连铱星公司当时的 CEO 斯塔诺先生（他在摩托罗拉工作过23年，并在蜂窝电话业务方面起到过重要作用）也感到无法管理，并对铱星产生了悲观情绪。他有一次说，"以现有的结构根本无望取得成功。"[32]

ITER 从 2001 年设计告终，到 2007 年，这中间阻碍 ITER 计划的真的是技术问题吗？
一开始是繁杂的国际政治问题。欧盟和日本早期就在争夺 ITER 建设地址，除了被选中的法国南部卡达拉舍 Cadarache 之外，日本方面给出的地址是青森六所村 Rokkasho-mura，最终决定地址在 05 年，我国和韩国加入在 03 年，印度加入在 05 年，协议签订在 06 年，协议在所有成员国生效是 07 年。作为日本方面舍弃建设地址的补偿，它得到的补偿是 20% 的人员占比、建设合同以及总干事的职位[33]。这一时期 ITER 的主要事件花在政治协商和协议签署上，要让所有国家都满意的合同真不容易签，上一个这么干的铱星已经破产了。
美国在 98 年撤回对 ITER 的支持，在 05 年再次加入，然后在 08 年大幅减少了对该项目的投入[34]；如果一个九十年代出生的中国小孩的父母在 98 年离婚，05 年复婚，08 年甚至连抚养费都不打算给他了，我相信他会像 ITER 总干事一样绝望。
但时间很快就证明让日本的总干事在法国的土地上指挥着黄马甲是一件非常愚蠢且空耗时间的事情，一开始的政治问题很快转化为协调各国的管理和合作问题。在日本总干事指挥下的 ITER 计划常常陷入困境。对于经费预算从 06 年的 50 亿欧元上升到 16 年的 150 亿欧元，我其实个人比较乐观，因为我小时候在便利店能买到的最便宜的零食是五毛钱，而现在我只能找到最低三块钱的了。实质上由于大部分 ITER 的大部分预算是以实物交付的，所以这个数字主要可以理解为通货膨胀和拖延工期积攒起来的建设人员费用。
让我们来看看就任的几位日本总干事，Yasuo Shimomura 任过渡期领导，Kaname Ikeda 07 年任职，从维基百科来看，Ikeda 似乎没有太出彩的地方，仅仅是出任各种原子能有关组织总干事的公务员。虽然他是东京大学毕业的，但网上能找到的他报告的PPT字体真的太丑了，配不上 ITER 的国际地位。Osamu Motojima 10 年就任总干事，他是日本的 Large Helical Device (LHD) 的负责人，声望很高，LHD 和 W7-X 同样是仿星器但线圈不是一样的扭法，98 年由 Motojima 实验产生首发高温等离子体[35]。但即使是 Motojima，日本人就任总干事的时间里 ITER 进展均十分不理想。2013 年，对 ITER 的评估报告就对项目进展提出了警告：要不变更路线，要不冒着项目很可能失败的风险，2015 年 Bigot 接手时已经迫在眉睫[36]。日本人最终不知道是太羞愧了还是又做了什么交易，总干事的位置又回到法国人的手里。



ITER 项目进入了一个要求苛刻、风险很高的阶段：全机组装，总干事 Bigot 2019 年获得续任确保了项目的连续性

Bernard Bigot 15 年就任总干事，此前已经在法国 CEA 担任了两届主席[37]（CEA 的研究范围很广，对标合肥等离子体所不太合适，但应该可以对标合肥科学岛），法国 02 年提出卡达拉舍作为项目地址是 Bigot 就任于政府顾问的时候[37]。可以说即使慢性子的欧洲人也无法隐忍日本人指挥黄马甲带来的效率损失了，毕竟工地浪费一天就是黄金万两。Bigot 上任初期就进行了全盘的项目审查，重新调整首发等离子体计划到 2025 年，此后计划居然没有在 18、19 年黄背心运动和 20 年疫情下进一步拖延真是让人非常惊讶，可能是只有法国人才能管得住黄马甲吧[38]。Bigot 的工作荣获好评，获得了续任，下个五年他将继续掌舵 ITER[36]。ITER 该阶段主要问题体现在协调各国的管理和合作上也是他提出的[34]。
理事会会议会讨论的非常重要的一个问题是，一些成员国在完成 ITER 分配的任务时遥遥领先，等待那些拖累他们的其他成员国让他们间接性地付出了沉重的时间和经费成本，因为工地的工人们拖一天是一天的工资。所有参与 ITER 的国家都应该庆幸印度这个阅兵好似耍猴的国家居然没有延迟交付实物，虽然还是欠缴现金了。不过很难让人想象印度会穷到这种程度，因为 ITER 计划中现金只占预算的十分之一，十分之九都是实物支付的[39]。下面是关于 ITER 总干事 Bigot 谈到印度拖欠现金的报道，在 2020 年 9 月 7 号， India has defaulted in cash contribution to ITER: Director General。

He pointed out that the in-cash contribution is used to defray the on-site labour costs. “I have to pay for the assembly of hundreds of kilometers of pipes, valves etc. Because India has been unable to pay its contribution for the last few years, the other participating countries have had to pay for this labour cost,” Bigot said. “This year is very crucial, and India should pay its money as soon as possible. I am very sorry to see India facing difficulty in arranging the in-cash component. If they (India) go on like this, ITER will be in danger”, he added.[40]
印度正在提供两种资源——印度工业生产的用于反应堆建造的“实物”材料以及“现金”资源。根据 Bigot 的说法，尽管印度迄今了履行其设备承诺，但印度主要在“现金”部分违约。“在实物方面，印度表现良好，但我们对印度的现金捐款感到非常不满，因为印度已经拖欠了几年时间。自 2017 年以来，印度一直没有兑现其现金捐款。”
他指出，现金捐款用于支付现场人工成本。“我必须为数百公里的管道，阀门等的组装支付费用。由于印度在过去几年中一直无法支付其会费，其他参与国不得不支付这笔人工费用。”Bigot 说：“今年非常关键，印度应该尽可能快地付钱。看到印度在安排现金部分方面遇到困难，我感到非常遗憾。如果他们（印度）这样下去，国际热核实验堆将处于危险之中。”他补充说。

像中国都是尽可能地把人往 ITER 里面送，因为人多才能完全吸收 ITER 的知识产权；没想到印度出境管理还挺严格，就没怎么派出科学家和工程师。

The second issue in India's ITER participation is her inadequate allocation of human resources for the project. Each member country can provide up to 10% of the project staff, which, as per the quota, means India can send up to 100 of its engineers and scientists to work at the ITER. However, Bigot revealed that currently only 25 Indians are working at the project, while this massive shortfall is owing to Indian government policy.
“We are missing a lot of Indian applicants. Fortunately, the existing Indian staff are highly qualified, but India needs to relax its policy to allow more number of staff to work at ITER, which will be a unique learning experience for them,” Bigot said.[40]
印度参加 ITER 的第二个问题是她为该项目分配的人力资源不足。每个成员国最多可以提供 10％ 的项目人员，根据配额，这意味着印度最多可以派遣 100 名工程师和科学家在 ITER 工作。然而，Bigot 透露，目前只有 25 名印度人在该项目工作，而这一巨大缺口是由于印​​度政府的政策所致。
“我们缺少许多印度申请人。幸运的是，现有的印度员工素质很高，但是印度需要放宽政策，允许更多的员工在 ITER 工作，这对他们来说将是一次独特的学习经历。” Bigot 说。

其他国家当然知道印度不靠谱，所以托卡马克的核心——超导磁体系统，是由六个国家（除了印度）负责制造的[41]。印度负责的实物部分是低温恒温器，整个托卡马克外面的大铁壳子，如下图[42]，谢天谢地，虽然技术含量比较低但它今年按时交货了。



30 米直径、重达 490 吨的低温恒温器下沿，清洗好后从低温恒温器车间挪出放置在组装大厅。(2020.8.22)

如果还想看看 ITER 的各部件，可以参看ITER 官网的科普，挺好看的。



ITER 官网装置示意图

ITER 跟国际空间站这种舱室之间弱耦合的项目也很难比较，因为火箭的研发当时已经由美国和苏联发展成熟了。国际空间站 93 年倡议，只要 94 年苏联和平号和美国航天飞船对接成功，就算是一个相当成功的 milestone。哪怕其他国家陆陆续续一直到 10 年才全部接完，哪怕建空间站没有钱，国际空间站都不会 risk project failure。
在我看来，聚变推进缓慢的问题正是在于没有标志性的里程碑事件，甚至不一定需要商业产出，只需要看上去很 fancy 就可以了。聚变研究人员说的指标三乘积（如下图），远远没有做克隆的、做基因编辑的、做人造子宫的来一个猪牛羊临床实验的出圈效应，写进教科书里面连高中生都知道克隆羊多莉。没有这样的阶段性 milestone，导致的很严重的问题是优秀的人才不会选择进入这个圈子，或者只是作为一个研究生的跳板，毕业之后转行。等离子体所的老师很大概率面试的时候会问的一个问题就是学生是不是铁了心不读博，只愿意读完硕士后就业。但其实聚变的指标是很多行业里面上升得最快的，这条曲线一直到 2000 年后断掉了是因为 ITER。



M. Vlainic - Studies of Runway Electrons in COMPASS

小结

可能改革开放以来的高速发展让大家觉得科技进步理所当然，提出了诸如“不创新就灭亡”的口号，但物理基本原理的创新再艰深下去平常人已经很难感知到了。量子场论和粒子物理的前沿进展，即使是物理系的同学也不一定能掰得清楚。不是要科学界接下来一百年组织起来写一本《圣经》，把七天创造新世界的过程写得清清楚楚，还准备好个机器叫绘世仪给大家用，这样才叫科学进步。
如果题主置身发达国家的话，可能会更加感受到进步的缓慢。1930 年代柏林在希特勒的规划下已经和现代城市所差无几，柏林地铁 1902 年即通车，除了数字化的电子产品，似乎和现代生活也没有什么差别了[43]。感受时代演变的一种方法是置身于一个行业的专业研究领域，观察它技术的进步。当技术更迭的时候，背后是成百上千家公司的兴盛衰亡，旁观者可能感觉不大，但置身其中，个体绝对会体悟非常深刻。
科学对自然的最大探索无非是把自然的基本法则全部找出来，那毕竟是有限的；而技术则不同了，技术的形态是人塑造的，技术发展的极限很大程度上取决于人类的想象、渴望、创造力和对梦想的信念。如果还觉得发展不够大的话，相信 2025 年的人造子宫会让整个人类的社会结构发生颠覆性的变化[44]。我做这一篇回答，也当做是梳理了一下近年的科技进步，希望能够以飨读者。

同花顺

我认为科学的发展还远没有到达瓶颈期，只是因为那些突然迸发智慧的日子早已一去不复返罢了。
以物理学来举例，我们对物理学的理解已经达到很高的程度，目前基本是在现有的基础上发现一些空白以及漏洞，然后研究哪里可能有我们之前未曾发现的东西，而并没有之前开天辟地式的轰动。


其次，物理学家所研究内容的复杂性也不利于人们去了解，以至于让人们的认识还停留在上个世纪的爱因斯坦，居里夫人身上，很多人甚至连杨振宁做了点什么，哪怕一个名词也说不出来。


在某些方面，物理学已经发展到这样一个地步——即仅仅理解一项新理论或者发现，以及它的相关机制和运作原理，就需要10到15年的训练。
举个例子：


上面这位大佬叫Lene Hau
1999年，她领导一个哈佛大学团队利用超流体成功地减缓一束光至每秒约17米。
而在2001年，她能够让一束光完全停止运动。
后来基于这些实验的工作研究了光与物质的相互转化，停住一束光束，将其转换为能量，将其移动，将其转换回光，然后再次移动。这样的过程对量子加密和量子计算有重要意义。
而她最近的工作涉及超冷原子和纳米级尺度系统之间的新相互作用的研究。
这种研究内容该怎么向大众宣传呢？“有位神奇的女士，她暂停了一束光?”,我想远没有爱因斯坦的相对论悖论小故事更能吸引人。
虽然日常生活与现代发明之间的联系越来越重要，但这并不意味着人们会更佳清晰的意识到现代发明的存在，相反，这种存在感被弱化了。
人们可能不知道他电脑里用于SSD和USB拇指驱动器的NAND闪存芯片是基于量子隧道的应用，也不会知道他的蓝光播放器蕴含着海森堡的不确定性原理，更不会知道他家里主机中的大容量硬盘源于阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现的巨磁阻效应。
普通人的认知早已远远落后于科学的发展了
仅此而已
参考资料：
[1]莉娜·韦斯特高·豪
[2]Lene_Hau
[3]Physics 129. Energy Science | FAS Registrar's Office.

长长的路

如高赞所说，本质上讲，我们现在的确是在第二次工业革命的大树上摘果实，不仅仅是低垂的果实已经被摘完，甚至：
所谓的生物与 AI，也只是高一点的果实。
回到题主最后的问题：

如果20或者30年前的某个人穿越过来，对现在的社会会有什么评价？

取决于这个人是什么身份，如果是一个普通老百姓，他会觉得世界大变天。
如果是一个基础科学的学者，他会觉得上个世纪的研究被应用的不错。