1.5 文化和科技发展的必然性

1.5.1 时空压缩背景下的需求

从古到今，人类从经验的角度，随着科技的进步，人们对时空的体验发生了翻天覆地的变化。

科技的目的是增强或者代替人的功能，从而为人类服务，如交通工具增强的是人的行走的功能，将地球压缩成了一个“地球村”。比如，在18世纪从美国的东海岸步行到西海岸，需要花两年时间；19世纪坐马车需要四个月；20世纪初乘火车耗时四天；现在乘飞机不到四个小时。科技的发展使得过去花费在缓慢路途上的大量时间被节省出来，可以做更多的有用的事情。雷达、望远镜、各种传感器和通信技术增强的是人的感知能力，包括视、听、触等；计算机增强的是人的大脑的功能，随着云计算、大数据、人工智能等技术的发展，未来会形成超级大脑。

在未来的世界里，随着物联网的发展，每一件物体都有传感器，利用高速通信技术实现数据交互，机器、交通工具、家居用品、手机、人等都有独立的IP，一切物体都可控、可交流、可定位，彼此协同工作。世界上几乎所有东西都可以被联接在一起，随着感知、联接、数据和计算技术的发展，人类能感知地球的瞬息万变，其结果是改变了人对时空的表达和感受，时空被压缩了。

“时空压缩”（Time-Space Compression）是美国的戴维·哈维（David Harvey）在其《后现代的状况》（The Condition of Postmodernity）一书中提出的一个重要概念。哈维认为，现代性改变了时间与空间的表现形式，并进而改变了我们经历与体验时间与空间的方式，“强大的发明潮流，集中聚焦在加快和快速的周转时间上。决策的时间泛域（现在已经是国际金融市场上分秒必争）缩短了，而且生活方式的风尚变换也越来越迅速。这一切伴随了空间关系的激烈重组、空间障碍的进一步消除以及一个资本主义发展的新地理形势的浮现。这些事件，引发了强烈的时空压缩的感受，影响了文化和政治生活的每个面向。”

“时空压缩”的现实及人们的体验都是现代化发展的产物，现代科学技术革命首先是信息革命，在以光速传播的数据和信息的作用下，“时空压缩”还会大大加速。

“时空压缩”的体验尽管令人兴奋，但同时也令人担忧。从近代全球化、信息化开始，生产周期就变得越来越短，时尚变化越来越快，有些产品一旦发布，几乎可以在世界的绝大多数国家和地区即时获得，所有的东西都变得如走马灯一般瞬息万变，人和事都经历着时空被“压缩”的过程。

“时空压缩”将我们压缩到同台竞技的“国际舞台”上，为个人、企业，甚至国家带来巨大的机遇和挑战，具有正面和负面的双重效应。

这个世界上存在多种生态系统，比如自然界是一种生态系统，人类也是一种生态系统，资本和金融是一种生态系统，工业是一种生态系统，信息产业也是一种生态系统，每个生态系统都有自己的运行规律，表现出不同的时空秩序，系统与系统之间相对比较独立。

随着科技的发展，万网互联时代的到来，“时空压缩”突破了原有的时间和空间的限制，这些系统原来的界限将被打破，走向共融，形成一个更大的“大生态系统”，以至于最终让我们感到现存和变化就是全部的存在和变化。时空把原有的多种生态系统压缩到这个“大生态系统”之中，将人、机、环境甚至人的意识都联接在一起，对于时空的需求就不只是各类有形事物存在与运动的参照系，同时也是物质世界和信息世界共同发展、演化的参照系，虚拟时空和实体时空将统一于时空关系，生成信息时空秩序。

时空表达的不只是实体的规律性，还有系统的目的性；不只是机器获得了智能，而是人、机、物等各系统组成的大的生态系统的虚实融合的群体智能，是群体和个体合规律性和合目的性的统一。

因此，需要建立以时空为视角的全息时空的方法论，为人、机、物等所有系统建立统一的思维模型和系统模型，生成、协同各系统的生存、发展和演化。

1.5.2 信息化到智能化发展的需求

现代信息社会，推进的是电子信息革命，如果说以往的科技革命都是物质资源及其应用的革命，那么，现代科技革命则使人类对劳动资源的应用转向对以信息资源为主的应用。

由于数字技术的发展，物质（模拟）信息转换为数字信息后，信息资源的作用就得到了空前的发挥。其真正的发端是数字化，即所谓的“比特革命”；然后进入网络化，就是将世界的万物都连接起来，实现互联互通，服务于信息的传输和交换，即所谓的“网络革命”。

网络革命突破了时间和空间的限制，企业的成本、加工工序和配套都透明了，会让分工更加细化，原有的加工企业先细化成为车间，再细化成工序，谁控制了产品的设计研发、生产、销售各个环节的流程，谁就控制了这个产品的产业链，谁就控制了这个产业链的利益分配，而且这种流程控制往往是跨越国境的。

顶级的设计控制中心会通过流程控制将多个行业的产业链统一起来，改变产业链的生态，用网状结构替代链状结构，成为控制全球产能、定价权的产业链核心，而众多同类化的加工型企业会面临比以往更激烈的价格竞争，如果将来3D打印发展成熟，生产环节的门槛会更低，而且都是个性化生产，因此即使是工厂性企业也将变成智能工厂和智能生产。

互联网和物联网等信息技术的发展，使得信息成为人类生存和发展的基本手段之一，信息环境成为人类发展的基础环境，信息革命的基本特征是使人类劳动日趋智能化，智能和信息资源的贡献率越来越大，已经超越体能与物质资源的贡献。

现在正是信息化到智能化的发展阶段，智能是智慧和能力的合称，感觉、记忆、回忆、思维、语言、行为的整个过程称为智能过程，智能系统不仅能够在实践中不断地充实知识库，具有自学习功能，还有搜集与理解环境信息和自身的信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力。

《科技想要什么》一书中给出一个科学家最新研究的惊人结论：无论生命的定义是什么，其本质都不在于细胞、机体组织或肉体这样的物质，而在于看不见的能量分配和物质形式中包含的信息。

同样，随着量子力学的发展，发现在微观层面，物质的内核也离不开观念和信息。未来的信息技术将呈现“网络极大化、节点极小化”的基本特征。无所不在的网络将人、机、环境甚至人的意识都联接在一起，未来世界人类的活动、财富甚至社会关系，不仅在实体空间（物质世界）而且在虚拟空间（信息世界）得到极大扩充；不只是机器获得了智能，而且人、机、物等各系统组成的大的生态系统获得了虚实融合的群体智能，这就需要建立一个统一所有系统全生命周期的方法论。

虚实融合就是以非物质的信息流为基础的，虚拟时空和实体时空将统一于信息，成为“时空”概念不可分割的一体两面，事物的时空被感知和控制的基础是时空被人的目的性和事物的规律性所信息化和秩序化，即信息时空秩序。

本书就是以时空来融合中国传统文化和西方科学，进而建立一种研究事物“从无到有，从有到无”全生命周期的方法论——螺旋论。

1.5.3 中国传统文化和西方科学融合的需求

1972年，英国史学大师汤因比代表欧美学术界宣言：要继续推动世界发展必须学习中华传统文明与犹太文明中的精华。文化与科技密不可分，文化是科技发展的基础底蕴和最强动力，中国古代人对大千世界特殊的观察方式及独特的思维方式，创造的东方智慧和取得的辉煌的科技成就曾让西方人叹为观止。

近2500多年以来，有将近20个世纪的岁月里，中国古代曾取得过辉煌的科技成就，无论是在数学、医学、天文学等理论科学方面，还是冶金、纺织等应用技术方面，中国古代的科学技术一直居于世界的最前列。但中国传统文化重直觉而轻逻辑，重整体的综合而轻具体的分析，在伽利略—牛顿经典科学的思维方式取得巨大成功，西方哲学进入分析主义和还原论思潮的全盛时期后，中国从16世纪中后期渐渐丧失了作为世界科技中心的地位。

而随着系统论、协同论、耗散结构论、混沌理论、生态科学等复杂性科学理论的形成和发展，当代科学范式正在进行着重大转型，中国传统文化“天人合一”的整体观在科学范式的转变中越来越得到支持，正如科学史家萨顿所说“科学必须人性化”。如何借助中国传统文化中的“天人合一”、整体论、生成论的思想与智慧，推动中国当今与未来的科学发展走向自主创新，引领世界发展之路，已经成为时代的呼唤和历史之必然。

西方的近现代科学以“心物二分”为前提，所研究的是“物→物”之间的关系，以牛顿创建的“绝对时空”作为架构，重点对物质构成与空间运动进行分析，发展成了还原论。

复杂性科学理论出现于20世纪中叶，复杂性科学理论虽然多种多样，但它们围绕的一个共同的主题是系统的自组织演化过程及其内在机理，其研究范围已经开始往“有”的方向延伸，即“有→物→物→有”，但仍然主要局限于“物”的研究。

中国先贤了解存在，不是从静态的既存之物入手，而是从动态的生成过程着眼，是一种彻底的生成论，如老子的“反者道之动，弱者道之用。天下万物生于有，有生于无”。其研究的重点范围是“无→有”和“有→无”。如果将中国传统科学和西方科学融合，就涵盖了事物的整个生命周期：“无→有→物→物→有→无”。本书以时空的角度回顾人类科学发展的历程，分析其内在的联系，通过时空关系将中国的传统哲学和西方的科学融为一体，并建立了新的理论和方法体系。如果实现中西科学范式走向真正的融合，对中西科学范式双方都具有重要的意义。

科技是手段，人生是目的，经营是用手段达到目的，是规律性和目的性的统一。笔者在15年的科研、技术开发、企业经营和6年以上教学实践等的基础上，通过不断总结、提炼，建立了研究事物“无→有→物→物→有→无”全生命周期的方法论——螺旋论。运用到实践中，用螺旋论为技术、经营和人生建立了统一的研究模型。比如，应用“螺旋论”开发的基础平台软件SuperEngine，在空间数据库系统、计算机图形系统、地理信息系统和时空数据管理上取得了整体的颠覆性创新，创立了新的、适合于互联网的时空数据管理和计算机图形学的理论体系，并已经授权了十多个发明专利。经过测绘、电网等多个行业权威部门检测，比传统的计算机图形系统性能提高百倍以上，如果数据量足够大，性能提高可以达到上千倍，甚至上万倍，解决了因数据量的爆炸式增长给系统带来的性能瓶颈，解决了系统在全功能、高性能、低成本之间的矛盾（如表1.1所示）。

2007年11月份，笔者创立了苏州芯图地理信息技术有限公司，公司最初由5名员工组成，其中2名是刚毕业的专科学生，进入一个完全陌生的电力行业，正好遇上经济不景气，在一系列不利的条件下，公司按照螺旋论建立的“经营运作模型”进行经营运作，解决了规律性和目的性的统一，公司前期投入不到5万元人民币，经过1年多的时间，公司的价值在2009年达到1亿元人民币，净利润800多万元人民币，而公司只有12名员工，其中8名大学毕业不到一年。

SuperEngine的开发和苏州芯图公司的经营运作，都可以看作一个系统，构成系统的要素之间有线性和非线性两种关系（如图1.1所示）,“非线性A”表示的是发展，是有限到无限的秩序；“非线性B”表示的是稳定，是无限到有限的秩序；而线性则是实现这两种秩序的方法、途径，体现的是复杂和简单的统一，稳定和发展的统一。系统如果能实现“非线性A”“非线性B”和线性三者的统一，从时空秩序上就会呈现螺旋式的发展。螺旋论就是从理论的角度来论述如何实现上述三者的统一，让我们在技术、经营和人生等方面走出我们最想要的曲线。

“自主创新，方法先行”，加强科学思维和科学方法的研究与创新，是建设创新型国家的必然选择。在科学技术发展历程中，每一次重大突破，都源于新思想、新方法的创新及其应用。

本书涵盖了思想、理论和实践三个层面，螺旋论来源于实践又指导实践。我们正处于一个转折的时代，从工业文明时代走向信息文明时代，从信息社会的数据化、网络化发展阶段，进入虚拟化、智能化的发展阶段，信息化逐步成为主角。网络成为人类的基本生活方式，在人与人、人与物、物与物等互联的基础上，“一网打尽”逐步从梦想成为现实，虚实融合是未来的新世界，人类的生产方式、商业模式、生活方式、学习方式和思维方式等都将发生深刻的变革。就在这个重大的转折点，前后两个文明时代交相辉映的时期，以中国传统文化融合西方科学所建立起来的思想、理论和方法体系——螺旋论，以全息理论实现了宏观与微观、部分与整体的统一；以“天人合一”的思想实现了合目的性和合规律性的统一；以“无”的思维方法实现了有限和无限、还原论和系统论、复杂和简单之间的统一；以信息时空秩序统一了“有”和“无”，用方法论解决了“万物生于有，有生于无”的中国哲学和科学的统一。这再次证明中国传统文化的博大精深，证明中国传统文化的包容性和先进性，21世纪中国能为世界做出的最大贡献，一定是中华文化以及根植于中国文化的科技创造。