Долгосрочные перспективы научно-технического прогресса

[AlexAV]

То есть она таки всё не согласована в фундаменте?

Там есть одна проблема, которая до конца не решена. Для квантовой системы, находящейся в смешанном состоянии, можно ввести энтропию фон Неймана:

\[ S(\rho) = -Tr[\rho log_2 \rho] \]

Во всех случаях, когда это удаётся проверить, энтропия фон Неймана для квантовой системы эквивалентна термодинамической энтропии (вплоть до множителя). При этом можно доказать, что при любом унитарном преобразовании матрицы плотности \(  \rho \) энтропия фон Неймана всегда строго сохраняется. Однако, если квантовая система замкнута, то любое изменение её состояния описывается некоторым унитарным оператором, а значит возникает вопрос. Как и почему в этом случае энтропия замкнутой системы вообще может расти.

В сущности это проблема стрелы времени (откуда берется необратимость в мире строго управляемом обратимыми законами динамики), просто несколько формализованная. Хорошего, внутренне не противоречивого, ответа на этот вопрос пока никто не дал. Это остаётся довольно существенной теоретической проблемой.

Эта проблема обитает где-то рядом с проблемой природы квантовых измерений и квантово-классического перехода (скажем, до сих пор не удаётся получить первую квантовую поправку к уравнениям Ньютона). И тут на самом деле есть некоторые основания ожидать найти что-то сильно нетривиальное.

Для разума например?

Для разума могут. Но всё это в любом случае будет лежать внутри круга явлений очерченных базовыми фундаментальными законами природы.

[AlexAV]

свой пятак брошу...как раз с природой то второго закона все понятно... у вас под боком тепловой резервуар  с температурой 2.73, кула в силу декоггерентности (реолаксации) утекает почти все квантовые корреляции между отдельными подситемами боьшой сисьемы, оставляя систему в минимуме потенциально энергии - в устойчивом состояниии - где скоростьрелаксационных  ппроцессов на порядки ниже

Скорее всего так и есть. Но тут ведь нельзя просто отделаться фразой о том, что рост энтропии в почти замкнутой системой происходит из-за слабого (но ненулевого) взаимодействия с внешним резервуаром, хотя это скорее всего и верно. Нужно ещё ответить на вопросы:

Как зависит скорость роста энтропии почти замкнутой системы от силы связи рассматриваемой почти замкнутой системы с внешним резервуаром? Из эмпирического опыта очевидно, что для макроскопических систем зависимость скорости роста энтропии от этой слабой микроскопической связи почти замкнутой системы с внешним резервуаром практически нет. Однако, это ещё нужно доказать формально-математически, что пока сделать не удалось.

Второй вопрос - пусть у нас есть достаточно большая почти замкнутая квантовая система с гамильтонианом H со слабой, но не нулевой связью с внешним резервуаром, причём детали этой связи неизвестны. Как для неё в общем случае построить зависимость энтропии от времени S(t). Опять же эмпирический опыт говорит, что для макроскопической почти замкнутой системы рост энтропии полностью определяется её внутренними характеристиками, соответственно, этот вопрос правомочен, но ответа на него в общем случае пока никто не дал.

Кроме того, тут есть же и радикально другие альтернативы, которые пока нельзя считать фальсифицированными. Я о моделях Джирарди-Римини-Вебера, Диоси, Пенроузе, где рост энтропии в замкнутой системе может возникать вообще без всякой связи с внешним резервуаром.

чем вас не устраиваюет простой  аргуиент взятый у того же зюрека - вам нужно 100500 триллионв трриллиардов сикстильонов жизней что бы увидеть аномалию хотя бы в решетке Изинга с 1000 узлами

Парадокс Пункаре (в классике) и его квантовый аналог - это действительно не проблема. Тут действительно можно сказать, что всё это имеет место на таком масштабе времени, что не представляет никакого практического интереса. А вот вопрос о зависимости роста энтропии от степени связи почти замкнутой системы и внешнего резервуара и вопрос построения зависимости энтропии от времени для почти замкнутой квантовой системы с произвольным гамильтонианом - это уже вполне практические вопросы на которые нужно найти какие-то конструктивные ответы.

[AlexAV]

Я уже приводил примеры. Определение цвета вещества по хим. формуле. И соответственно, определение поглощения/отражения/рассеивания.
Определение скорости света в прозрачных средах.
Определение температур плавления/кристаллизации.
Сопромат.
Получение композитов с заданными свойствами.

Это попросту неправда.

Спектры поглощения и высокочастотная диэлектрическая проницаемость - замечательно считаются, пожалуй лучше, чем большинство других свойств, т.к. тут требование к точности квантовых расчётов ниже. Посчитать скорость света в веществе (а это суть равносильно посчитать его диэлектрическую проницаемость на частоте света) или его цвет (т.е. спектр поглощения) сейчас вообще не проблема.

Температуры плавления в общем тоже считаются в ab initio моделях. Для металлов и ковалентных кристаллов достаточно хорошо, с молекулярными веществами - несколько сложнее, но тут основная проблема не отсутствие какого-то принципиального понимания, а банальная нехватка вычислительных мощностей. Расчёт ван-дер-ваальсовских сил в вычислительном плане задача очень ресурсоёмкая, на самом деле на много сложнее описания того же взаимодействия атомов в металлах.

Сопромат.

Не очень понятно, что имеется ввиду. Но, скажем, методы ab initio расчёта механических свойств материалов существуют. Для металлов получаются достаточно хорошие результаты, с молекулярными веществами  - сложнее по причине описанной выше.

[AlexAV]

Если нет проблем посчитать цвет вещества зная только хим. формулу, покажите ссылку на такие расчёты.

Да хотя бы первое попавшееся: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S002223131930599X

Ну или: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.5b00199

Ни скорости света в среде, ни цвета теоретически не то что нет проблем, а вообще нет таких методик расчёта (надеюсь пока).

Да ничего подобного. Спектры поглощение - это то, что вообще современными методами квантовой химии считается лучше всего. А это собственно  и есть цвет вещества (в качестве примера посмотрите вторую работу из тех на которые даны ссылки выше, т.е. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.5b00199 , там в том числе и методика такого рода расчётов описана).

Практически аналогично показатель преломления (это и есть по сути скорость света в веществе). Для его вычисления достаточно рассчитать высокочастотную диэлектрическую проницаемость, а она также считается очень хорошо. Тут вообще никаких проблем нет.

В качестве примера: https://www.nature.com/articles/srep01796 (тут правда для СВЧ)
Ну или: https://ieeexplore.ieee.org/document/6602988 (тут и про оптические частоты тоже)
 

А в идеале - калькулятор: вводим хим. формулу - получаем цвет.

Это довольно ресурсоёмкие расчёты, обычно требующие высокопроизводительного суперкомпьютера. Простого калькулятора тут сделать нельзя. Но методы есть и при наличии достаточных вычислительных мощностей они достаточно хорошо работают.

[AlexAV]

Модели по которым считается что-то, в лучшем случае, используют готовые значения свойств полученных экспериментально.

Нет. Сейчас вполне приемлемые результаты получаются и полностью неэмпирическими методами без использования экспериментальных данных. В качестве примера эта работа: https://www.mpie.de/3111925/using_ab_initio_in_designing_bcc_mgli-x_alloys

Правда в основном такие расчёты осуществляются сейчас для металлов (что связано с тем, что DFT для них работает достаточно хорошо).

[AlexAV]

Какая технология предсказана (и опять же: полностью описана) что она точно будет в будущем, но сейчас невыполнима технически?

Скажем радио. Радиоволны были предсказаны ещё Максвеллом на кончике пера собственно сразу после того, как он ввел токи смещения. Полевой транзистор (предложен теоретически в 1939 году Шокли), конструкцию биполярного транзистора нашли экспериментально в ходе поиска способа построить полевой транзистор, но вот полевой транзистор был предсказан заранее. Атомная бомба и атомный реактор. Их обоснованные концепции появились сразу же после открытия вынужденного деления ядра урана, а далее их конструировали опираясь на эти теоретические концепции весьма направленно.

Но при анализе развития науки и техники важно другое. Если в 19-м и начале 20-го века регулярно появлялись изобретения, которые не вписывались в существующую на момент их создания физическую теорию. Не просто не были заранее предсказаны, а именно либо прямо противоречили той теории, либо были вообще не объяснимые ей. То начиная с 50-х таких случаев практически нет. Все технические изобретения находятся строго внутри существующей физической теории и полностью объясняются ей. С некоторой натяжкой в качестве исключения тут можно назвать только открытие высокотемпературной сверхпроводимости (она не объясняется БКШ, а какие-то подходы для теоретического описания такой неклассической сверхпроводимости стали появляться только сейчас), но пожалуй и всё. Больше вроде никакой не неожиданности техника начиная со второй половины 20-го века для физической теории не дала. Причём в 21-м веке вообще пока кажется ни одного такого случая нет. И это очень важное качественное изменение во взаимодействии теоретической науки и инженерной практики за последние 100 лет. 100 лет назад инженерная практика часто шла впереди теоретической науки, а сейчас она оказалась практически внутри неё и результатов выходящих за пределы существующей физической теории давать перестала.

[AlexAV]

мы изобрели воспроизводимость,

Вообще-то принцип воспроизводимости в науке был явно сформулирован ещё Бойлем почти четыреста лет назад. Это вообще основополагающий принцип новоевропейской науке, в том виде в котором она сложилась ещё в позднем средневековье, и никем никогда не оспаривался (де факто это в общем было известно и очевидно и до Бойля). Не воспроизводимый эксперимент или теоретическое построение - к науке не имеют никакого отношения и наукой никогда всерьёз не рассматривались.

Чего "мы" тут изобрели ( и, кстати, кто эти "мы", люди вообще не понимающие как работает наука, так как для любого человека имеющего отношение к науке принцип воспроизводимости - самоочевидная истина, известная минимум несколько столетий)? "Велосипед" известный уже уже почти полтысячалетия?

Можно ли себе представить современную научную теорию, которая бы не была опровергаема по-Попперу?

Лет 100 назад было практически невозможно (хотя про принцип Поппера тогда никто и не знал, но как минимум в физике он был хоть и формализованной, но самоочевидной истинной). А сейчас этого хозяйства даже в физике (самой точной и логически выверенной науке из всех наук) вагон и маленькая тележка. Скажем подавляющая часть различных моделей квантовой гравитации по сути не фальсифицируемая, так как предсказывает новые эффекты только в области планковских энергий, где эксперимент невозможен (ни сейчас, ни через сто лет, вообще никогда). На фоне большинства вариантов теории суперструн (и ряда иных моделей квантовой гравитации, Великого объединения и т.д.) гипотеза о фарфоровом чайнике на орбите Марса выглядит просто эталоном фальсифицируемости. И такого полно, особенно в вопросах космологии, квантовой гравитации, "новой физики" за пределами стандартной модели и т.д. У нас нет ни одного явления или эффекта требующего теории, но зато теорию мы придумали, причём ни верифицировать, ни фальсифицировать её решительным образом невозможно.

И ничего, везде в подобных областях статьи публикуются, диссертации пишутся, гранты получаются, Хирш растёт, а эта самая нефальсифицируемость никому не мешает.

[AlexAV]

Но как репликейшен кризис повлиял на общество?

Истина о том, что не воспроизводимое исследования это или ошибка или фальсификация - в науке является самоочевидной уже почти как полтысячалетия. "Кризис воспроизводимости" не в том, что сегодня вдруг открылось, что не воспроизводимое исследование - заведомо ошибочное (эта истина самоочевидна ещё со времен Беккена и Бойля). А в том, что в друг оказалось, что количество не добросовестных учёных выросло до неприличного уровня. Т.е. катастрофическое расширение такого явления как "интеллектуальная коррупция", когда ради увеличения формальных наукометрических показателей (количества публикаций, индекса цитирования, Хирша) люди публикуют заведомо некачественные работы, пользуясь тем, что проверка их результатов слишком сложная и затратная задача, чтобы это сделать быстро (ну а далее по Хаджи Насредину "или я, или осел, или падишах", т.е. индекс количество публикаций прирасло, индекс цитирования и Хирш то же (чтобы опровергать работу на неё нужно ссылаться ), а до долговременные негативные последствия в виде потери доверия к тебе и твоей области знаний будут когда-то потом, что тебе может быть уже и не важно). Именно в этом состоит кризис, а не в том, что кто-то открыл секрет, что не воспроизводимая работа является заведомо ошибочной (это и так известно уже очень давно).

[AlexAV]

Ребята не понимают, что S-кривая пассажирских самолётов, как драйвер прогресса, была заменена на условный фейсбук и твиттер.

Смешно. Предлагаю всех кто так считает посадить на полярную станцию и вместо еды и топлива, доставляемых самолётом или вертолётом, пересылать фотографии обеденного стола и бочек с топливом по фейсбуку. Посмотрим как долго у них там сохранится убеждение, что фейсбук заменяет самолёт.

А если серьёзно у Вас тут логическое нарушение в рассуждении. Авиация и телекоммуникации - это разные ветки развития технологии и в говорить, что одна прогресс в авиации заменил прогресс в телекоммуникации некорректно. Попросту эти технологии предназначены для решения разных практических задач и не заменяют друг друга. Авиация - способ переместить физический предмет из одной точки пространства в другую. Телекоммуникация - способ передачи информации. Второе - это не часть ветки развития технологии транспорта, а скорее логическое продолжение ветки телеграф - телефон - цифровые средства связи. Вот если бы появился способ телепортацировать предмет мгновенно - можно было бы говорить, что авиация как технология устарела и теперь вместо неё развивается какая-то новая более перспективная и не утратившая потенциал развития технология, но говорить так про фейсбук нельзя, так как никто ещё способа передать ту же бочку с топливом через фейсбук не придумал.

Если же говорить о развитии телекоммуникации, то её тоже ведь можно охарактеризовать количественно. А именно пропускной способностью канала связи. И если мы посмотрим по количественным параметрам (а не по эмоцианальным высказываниям), то в развитии телекоммуникации мы видим ту же самую логистичекую кривую, как и в авиации. Вообще никакого различия, единственно верхней полки мы тут достигли чуть позже, чем в авиации. Вот в качестве примера график пропускной способности оптичеcких каналов связи:



Итого, получается, что в середине 20-го века развивалась и связь (пропускная способность сначала радиоканалов, затем оптически тогда быстро, экспоненциально, росла) и авиация. А сейчас мы видим потолок развития и авиации и в электронных средствах связи (где пропускная способность каналов также сейчас начинает упираться в физические ограничения и какой-либо рост прекращается, да это произошло позднее, чем своего потолка достигала авиация, но всё равно произошло). Ну и как это факт доказывает безграничность прогресса? Кажется всё же он свидетельствует прямо об обратном. Развитие электронных средств связи сейчас упирается в фундаментальные физические ограничения и замедляется точно также, как развитие технологий энергетики, транспорта или многотоннажного органического синтеза.

Другая проблема - люди не могут предсказать направление прогресса, то, какой именно будет следующая прорывная технология. 

А чтобы предсказывать нужно подняться на уровень выше. Каждый пласт технологи базируется на фундаментальной теории, меняющей наше представление об устройстве Вселенной. Нет прогресса в фундаментальной теории - очень быстро закончится прогресс в технологии. Классическая механика и термодинамика дала нам тепловой двигатель, железную дорогу, автотранспорт и авиацию (и весь тот пласт технологий, которые с ними связан). Классическая электродинамика - электродвигатель и электронные средства связи. Квантовая механика (в лице своего частного раздела - физике твердого тела) - транзистор и микросхемы. Без достижений Максвелла, Шредингера, Гейзенберга, Паули, Борна - не было бы никакого фейсбука.

Соответственно, чтобы предсказать долгосрочные перспективы прогресса - нужно смотреть на то, что происходит в области фундаментальной физики. Но там мы видим ту же самую S-кривую. Т.е. в сущности в наших представлениях там после создания квантовой теории поля мало что поменялось (а уж в низкоэнергетическом секторе, который только и интересен для технологии, так и вообще ничего). Более того, сейчас появляется все больше оснований считать, что ничего доступного человеческому разуму за пределами квантовой механики вообще нет. Но если познание мира на фундаментальном уровне конечно - то и развитие технологии также является конечных и ограниченным, а значит S-описывает не отдельную область техники, но и развитие всей доступной нам технологии как целого.

Вы, спасибо таблеткам от старости, впервые принятыми Вами уже почти на пороге могилы/альцгеймера в 1932м, осуществляете, в 2232м, свою мечту помыть сапоги скафандра в океане проксимы Центавра B. Вы делаете это в копии(но более молодой версии) того самого тела, в котором Вы находитесь прямо сейчас, читая эти строчки. На самом деле вы давно не человек, не лысая обезьяна, и даже не кусок мяса - вы программа, которая запущена на виртуальной машине человеческого мозга. Да, в скафандре находится тушка лысой обезьяны, но в её черепе нет биологического компьютера, который когда-то давно-давно, породил Вашу личность. Там антенна, которая траслирует всю полноту впечатлений на орбиту проксимы центавра B, где вращается рой спутников, на которых находятся сервера, в которых и запущены личности ваша, и других членов экипажа. Над вами и вашей приверженностью к тушке лысой обезьяны немного подтрунивают, но ваше ностальгическое желание вполне уважают, каким бы странным оно не было. Вы даже не единственный реликт. В экипаже с вами есть и те, кто никогда не был человеком, но чья нейроархитектура всё равно может быть смоделирована только с помощью её виртуализации. Вы все разные, Вы давно уже не человечество, вы - постчеловечество, но всё же Вы прекрасно знаете (благодаря улучшенной памяти, интеллекту, итд!) историю Земной культуры. И вы чувствуете дежавю, когда находите обелиск, на котором на стандартной интерлингве написано:  "Все эти галактические рукава ваши, кроме Центра Галактики. Не пытайтесь колонизировать его!" - Вы помните и дословный текст Артура Кларка, и точно так же детально свежую его "VR-экранизацию", а так же мысли, чувства, эмоции всех участников драмы, даже HAL 9000, и сравниваете их со своими. Вы испытываете коктейль чувств из страха и восхищения, которыми напрямую делитесь с другими членами экипажа, которые тоже делятся уже своими эмоциями. Некоторые из этих эмоций не имеют названия в русском языке, т.к. нехарактерны для нейроархитектуры человека (хотя, конечно, же, имеют название в интерлингве). И всё же вы все вместе чувствуете единство, а так же готовы работать командно, чтобы разобраться, что за фигня такая тут случилась? Может быть, это чья-то шутка/пасхалка порождённая кем-то из других представителей пост-людей? Но как это возможно, если Ваш звездолёт строился всей солнечной системой, неужели шутник построил звездолёт позже, но прибыл в систему раньше вас? Либо, может быть, те, кто построили Обелиск  знают (пост)человеческую культуру не хуже нас самих, а шутки любят ещё больше? Непонятно, но Вам интересно, и Вы знаете, что рано или поздно Вы раскопаете причину происходящего.

Что-то напоминает сказки о наступлении коммунизма в каком-то там году. Такой же бессвязный набор лозунгов без всяких доказательств. Вот кто и как доказал, что все эти лозунги имеют хоть какое-то отношение к реальности?

Какой сценарий вы выбираете?

Так выбор же может оказаться совершенно иным.

- Сохранить хоть какую-то цивилизацию. Пусть даже уровня чуть улучшенного позднего средневековья, но с достаточно сложной социальной организацией, какой-то техникой, наукой, университетами.

- Погнаться за миражем постчеловека на альфа-центавра и оказаться в итоге совсем у разбитого корыта, т.е. в виде жалких деградировавших остатков человечества на уровне палеолита на руинах былого могущества. Ну или в виде геологического яруса с обилие косточек какой-то обезьяны для палеонтолога очень далекого будущего, если такой на этой планете после этого вообще когда-нибудь появится.

[AlexAV]

Вы никогда не пользовались зумом, скайпом и другими способами сделать видеозвонок по работе?

Пользовался конечно.

Зум со скайпом по большей части удобная, качественная и дающая новые возможности замена телефона, но точно не самолёта.

вместо телекома будет другой драйвер прогресса, роста благосостояния и производительности труда.

Чтобы появился фейсбук за 60 лет до этого кто-то должен был бы изобрести транзистор. Согласитесь, что без транзистора никакого бы современного телекома не было бы и быть не могло.

Это я к тому, что за долго до того как какая-то инновация входит в нашу жизнь должны быть сделаны какие-то фундаментальные изобретения. И эти изобретения вполне можно отследить. И ещё раньше, чем изобретение должна появиться новая теория, которая возможность этих изобретений содержит (в случае транзистора - современная физика твердого тела). Особенность же нынешнего момента заключается в том, что такие фундаментальные изобретения уже очень давно не делались (по крайней мере в физике и химии). А значит и каких-то особых перспектив на новые драйверы прогресса тоже особо нет.

Если не согласны - приведите изобретения уровня создания транзистора или теплового двигателя в 21-м веке (т.е. за последние приблизительно 20 лет). Ну хотя бы одно-два. В части техники тут разве что первые достижения в области создания квантового компьютера можно привести, вроде и всё. Но и тут результаты этих работ скорее говорят, что квантовый компьютер скорее не аналогом транзистора, а аналогом термоядерного синтеза. Т.е. гигантские и дорогостоящие усилия с весьма скромным практическим выходом.

Кстати, именно с телекомом может всё же повторится история винтовая > реактивная авиация (благодаря Старлинкам, Спейсвебам итд)

Не станет. Теорема Шеннона мешает.

Хорошо, что Макс Планк не слушал про "всё в физике уже открыто".

Сейчас ситуация принципиально отличается от времен Планка. Чтобы не писать одно и тоже процитирую сам себя :

Между началом 20-го века и современной ситуацией есть достаточно принципиальное отличие. В начале 20-ого века были явления, которые вообще никак не не вписывались в существующую физическую картину мира. Радиоактивность, фотоэффект, спектр излучения черного тела, аномальное смещение перигелия Меркурия, опыт Майкельсона, опыт Резерфорда. Т.е. масса явлений, которые в физическую картину мира начала 20-го века категорически отказывались вписываться. Необходимость как-то менять теорию тут была очевидна.

А сейчас ситуации прямо противоположная. Сейчас попросту не осталось явлений, которые бы явно не вписывались в существующую картину мира. Ну, т.е. есть что-то в астрофизике и космологии, прежде всего темная материя, но всё это в области доступных на Земле и в Солнечной системе не наблюдаемо и не воспроизводимо. Соответственно, нет никаких предпосылок, чтобы что-то менять в теории. Ведь теория всегда основана на экспериментально наблюдаемых фактах. А если нет фактов требующих новой теории, то зачем тогда эта новая теория нужна? Тем более нет оснований считать, что даже если существующая теория будет уточнена, это даст какие-то новые эффекты применимые в технике. Просто по той причине, что если бы такие эффекты были - мы наблюдали бы хоть какие-то рассогласования между существующей теорий и результатами тех экспериментов, которые можно поставить в земной лаборатории.

Вот нет в начале 21-го века ни своего аналога радиоактивности, ни фотоэффекта, ни проблемы теплового излучения. Т.е. того, что легко можно наблюдать на лабораторном столе, но что никак не влезает в существующую теорию. И это очень принципиальное отличие ситуации начала 20-го и 21-го века.

Очень странно это читать от физика, особенно учитывая, что ОТО и КМ несовместимы.

Есть основания считать, что это даст новые наблюдаемые эффекты только в области планковских энергий. А эта область энергий абсолютно недостижима для эксперимента и даже астрономических наблюдений (в современной галактике нет процессов где бы достигались столь экстремальные параметры). Это в некотором смысле не совсем наша реальность.

Соответственно, и все гипотезы как это несогласие устранять так на всегда и останутся схоластическими рассуждениями по сути не фальсифицируемыми по Попперу. Т.е. даже не вполне наукой в полном смысле этого слова.

[AlexAV]

То-то во времена испанки "телеграфных конференций" не было, а во времена ковида онлайн-конференции почти исключительно и были

Ну во времена испанки электронная связь для организации конференций была явно недостаточна, но и полноценная конферент-связь тоже появилась не вчера. Первое устройство для организации конферент-связи, кажется, появилось в 1964 году, т.е. более полувека назад. Развитие средств телекоммуникации с тех пор её, естественно, сделало на много дешевле и доступнее, но говорить что конферент-связь новейшее изобретение тоже неверно.

А что бы произвести транзистор, нужен был прогресс в химии, технологии, материалах

Естественно! И вот как раз этого самого прогресса в химии и материаловедении, который мог бы лечь в основу будущих инноваций, сейчас и практически нет (т.е. что-то конечно делается, но темпы явно на много ниже, чем в середине прошлого века и скорее замедляются).

это CRISPR-CAS9

Возможно. Вообще Эйнштейн от биологии (т.е. формирование современных представлений о работе генетического аппарата) появился где-то на 50 лет позже, чем Эйнштейн от физики (т.е. создание неклассической физики). Соответственно, вполне можно ожидать, что аналогично тут будут смещены и пики инноваций. Т.е. тут вполне можно ожидать, что потенциал инноваций здесь не полностью исчерпан. Но также будет исчерпан за ближайшие лет 30. Если конечно за это время не появится что-то принципиально новое (вроде последовательной теории работы молекулярных машин, что в прочем без полноценного квантового компьютера не будет никогда, а с ними пока сложностей видно больше, чем достижений).

РНК-вакцины

Беглый поиск как-то даёт, что новость 30-летней давности. Т.е. что нечто подобное было предложено ещё минимум в начале 90-х (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1545867/ , посмотрите дату публикации).  Т.е. это всё же не достижение последних 20 лет.

блокчейн+смартконтракты

Ну это уж точно больше похоже на хайп на на ровном месте.

многоразовые ракеты

Безусловно техническое достижение. Но в целом достаточно мелкое. Какого-то нового качества тут явно не получается, не очень понятен даже масштаб экономического эффекта в плане удешевления вывода нагрузки на орбиту и есть ли он вообще. Единственная достоверная цифра тут пока - коммерческая стоимость запуска SpaceX, а она не отличается принципиально от стоимости запуска одноразовых носителей, соответственно больше всего похоже что реальный экономический эффект от такой многоразовости невелик. Точно на транзистор не тянет.

Итого, можно в какой-то мере зачесть в список фундаментальных инноваций за последние 20 лет открытие CRISPR-CAS9 (причём в области биологии, где по отмеченной выше причине вполне разумно ожидать несколько более позднего пика инноваций и более позднего спада по сравнению с физикой и химией). И всё? За 20 лет? По сравнению с темпом инноваций первых двадцати лет 20-го века - вообще ни о чем.

Такая картина прекрасно вписывается в картину S-кривой для цивилизации в целом, но точно противоречит гипотезе экспоненциального прогресса (будь сейчас прогресс экспоненциальным вы бы легко назвали несколько десятков, а то и сотен инноваций уровня открытия транзистора за последние 20 лет, но их очевидно нет).

[AlexAV]

Именно. Предложите лучший вариант ленивых вычислений - если найдёте, можно обсудить

Просто следовать тем же нормам и правилам, которым следуют люди при написании тех же обзоров по проблеме в реальной научной работе. Делаем поиск по реферируемым изданиям по проблеме, берем несколько десятков работ прошедших научное рецензирование (статей, диссертаций и т.д.), читаем и составляем максимально широкий круг точек зрения на проблему, которые предлагают разные авторы. Если такой поиск даёт одну безальтернативную точку зрению - она с высокой вероятностью верна, или по крайней мере отражает текущий консенсус научного сообщества на проблему. Если есть хоть одна современная работа, где предлагается альтернативная точка зрения - значит такого консенсуса по данной проблеме нет. А если его нет - то никакие экономные способы мышления далее не работают. Тут можно или перечислять всё точки зрения высказанные в литературе, далее добавляя что какой-то определенный выбор между ними сделать сейчас нельзя. Или глубоко изучать тему и детально анализировать аргументации каждого автора, далее уже самостоятельно делая вывод аргументы какого автора представляются убедительными, а какого не очень.

Зато есть опция доверять импакту и хиршу, как лучшая альтернатива ленивым вычислениям.

В реальной научной работе (я именно о том как ведётся исследование, а не о научной бюрократии и вопросе как делятся деньги) импакты, хирши, ранги и т.д. автора работы никогда не учитываются. Более того, существует строжайший запрет на использование подобных аргументов в научной дискуссии. Нельзя сказать, что я принимаю точку зрения данного автора по той причине, что его статья опубликована в Nature и не принимаю точку зрения другого по той причине, что она опубликована в каком-то там вестнике.  Такого рода аргумент в науке считается абсолютно неприемлемым, по использование его каким-то интеллектуальным дном. Аналогично в науке строжайше запрещено приводить в качестве доказательства позиции автора любые его регалии (звания, должности, хирши и т.д.), вообще личность автора при анализе проблемы обсуждать строжайше запрещено. Т.е. принцип, что должна обсуждаться идея, а не автор тут должен соблюдаться неукоснительно, а любое отступление от него является глубочайшим нарушением принципов научного мышления. Ты обязан привести конкретные научные аргументы почему принимаешь точку зрения одного автора, а не вторую, причём ни рейтинг издания, ни индекс цитирования, ни хирш автора тут аргументом не считается.

Не находите странным, что то что Вы назвали лучшим способом экономного мышления, в реальной науке вообще не рассматривается как аргумент в дискуссии. И, более того, отсылка к такого рода "аргументам" на самом деле прямо запрещается правилами и этикой научной деятельности. Не лучше ли пользоваться теми правилами, нормами и этическими принципами, которые реально используются в научных исследованиях? Эти этика, правила и нормы придуманы не просто так и сам факт гигантского успеха новоевропейской науки практикой демонстрирует их силу.

Применительно к относительно экономному способу анализа проблемы эти принципы требуют рассмотреть точки зрения максимально широкого круга авторов (в работах прошедших научное рецензирование и выделить основные точки зрения, которым они придерживаются. Если эта точка зрения окажется только одна - её с высокой вероятностью можно принимать как с высокой вероятностью верну. Если больше одной - или рассматривать все предложенные альтернативы как вероятные варианты, или вникать в аргументацию каждой из них и исходя из неё уже отдавать предпочтение той, которая более убедительна.

P.S. Вообще надо признать, что научное мышление (т.е. мышление в рамках правил, норм и этики науки) вообще не очень экономное. Но тут ничего не поделаешь, попросту ничто иное в деле познания мира просто не работает.

[AlexAV]

У меня есть лучший вариант - смотреть в сторону современных метаисследований.

При анализе состояния какой-то области исследования это обычно только первый этап. Эти метаисследования в большинстве случаев годятся только для быстрого составления списка актуальных публикаций по теме. А далее эти публикации нужно обязательно читать в оригинале, чтобы хотя бы в общих чертах понять аргументацию авторов. По "перепеву Робиновича", даже довольно квалифицированного (а это не всегда так бывает, не так редки случаи, что в обзорах и метаисследованиях идеи и аргументацию тех или иных авторов излагают совершенно невнятным образом, так что понять о чем идёт речь, пока оригинал не прочитаешь, невозможно), разобраться в многообразии существующих точек зрения на проблему в современной науке как правило нельзя.

Изучение обзоров с метаисследований при анализе текущего положения в какой-то области науки как правило является только первым этапом, на котором составляется список основных работ, которые нужно в дальнейшем изучить более глубоко.

[AlexAV]

и о том, что здравый смысл зло

Смотря что понимать под здравым смыслом. Если какие-то полуинтуитивные ощущения - тогда да, это вообще не аргумент. Но в науке под здравым смыслом неявно обычно подразумевается другое. А именно соответствие высказывания формальной логике и очевидным наблюдаемым фактам. Если в высказывание есть нарушение формальной логики  - его скорее всего можно считать ошибочным исходно и далее всерьёз не рассматривать. А проверка формальной логики в высказывании является куда более экономным действием, чем рассмотрение его по существу. Аналогично если высказывание, или логические выводы из высказывания входят в противоречие с какими-то очевидными фактами (скажем если вам говорят о чем-то, используя что можно построить вечный двигатель или машину времени  - это явные основания, что рассматриваемое можно отбросить без дальнейшего анализа, с позиции научного здравого смысла).

Второе (т.е. противоречие высказывания или логических выводов из высказывания очевидным фактам) на практике может давать осечки (т.е. очевидный факт может в последствии оказаться не вполне очевидным, а в какой-то специальной области вообще не работающим), но чисто статистически обычно работает. По крайней мере к предположениям прямо противоречащим очевидным фактам (или логические выводы из которых противоречат очевидным фактам) нужно относить с огромной осторожностью. По принципу "экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств".

Таким здравым смыслом (т.е. быстрой проверкой утверждения на отсутствие внутренних логических противоречий и отсутствие его (и логических выводов из него) противоречий очевидным фактам) пользоваться можно и нужно. А вот невнятным внутренним ощущениям о том, что верно или неверно верить действительно не надо.

Так что тут вопрос определений.

[AlexAV]

Вы занимаетесь подгоном фактов под картину мира

Где? Тут я объективно сравниваю число фундаментальных инноваций (к ним можно отнести открытие принципиально новых эффектов, которые до их открытия были не очевидны и скорее считались вообще невозможными, вроде открытия радиоактивности, ведь никто не думал до её обнаружения, что атомы могут распадаться, вынужденного деления ядра, сверхпроводимости и т.д.) и из объективного хода тенденции изменения частоты этих инноваций делаю выводы.

За период 1901 - 1921 таких фундаментальных инноваций набрать какое-то представительное количество, а за 2001 - 2020 почти ничего. Разве только тот же CRISPR-CAS9 подходит (тут действительно, до его открытия никто и представить не мог, что у бактериальной клетки может быть некое подобие собственной иммунной системы), но при сравнении указанных двух периодов всё равно получается как-то мало и сравнение явно не в пользу последних двух десятилетий.

Какой вывод об общей форме кривой прогресса для нашей цивилизации в целом следует из этого думаю очевидно.

Если не согласны - предлагаю следующую игру.   Вы называете одну инновацию за период 2001 - 2020 года, я в ответ называю аналогичную по масштабу инновацию за период за 1901 - 1920 год. И посмотрим у кого раньше закончится список. Критерии выбора инноваций следующий. Это должна быть инновация так сказать "первого ранга", т.е. открытие принципиально нового явления, эффекта или устройства. Т.е. такого, который не предсказывается современной ему теорией, либо прямо противоречит ей, либо по отношению к нему существует на момент его создания общее мнение, что это невозможно (примеры - открытие радиоактивности, электролюминесценции (светодиода), сверхпроводимости и т.д.). Первая публикация о данном явлении или эффекте появилась внутри указанных двух десятилетий.

[AlexAV]

Но у них есть одно преимущество, которого нет у их главного соперника в лице дедушки Эйнштейна - они очень хорошо объясняют феномен "реки времени", замеченный еще древними греками (из всех бытовых явлений время больше всего похоже на реку или поток). А средневековые философы сравнивали время с летящей стрелой, отсюда современное английское "Arrow of time":

Тут сейчас на самом деле ситуация ведь вообще патологическая. Сейчас не известно ни одного явления и процесса для объяснения которых вообще требовалась бы квантовая теория гравитации. Ни одного. А как можно строить физическую теорию не имея ни одного экспериментального основания для неё вообще не понятно. Это на самом деле уже не физики, а что-то ближе к средневековой схоластики с ей подсчётом числа ангелов на конце иглы. Ведь по большей части сейчас даже нет доказательств, что квантовая гравитация вообще нужна! В конце концов могут быть правы Пенроузе, Диоси и ещё ряд авторов, которые полагаю, что гравитационное поле принципиально не квантуется и никто пока сколько-нибудь убедительно их не опроверг. Но не имея никаких экспериментальных оснований для построения теории люди здесь написали какое-то гигантское количество мускулатуры с по сути нефальсифицируемыми теориями (значительную часть того, что написано вообще проверить нельзя) без единого экспериментального факта в пользу этих теорий. Плохой это подход к научному поиску.

Кстати, гипотеза Пенроузе (он не единственный кто придерживается такого взгляда, но пожалуй приоретит в формулировке этой гипотезы за ним) о принципиальной неквантуемости гравитации как раз в отличии от много-го другого в этой области как раз является нормальной фальсифицируемой теорией. Для её проверки предложены вполне разумные эксперименты (которые хотя пока не поставлены, но принципиально могут быть поставлены), скажем
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.240401
https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/PRXQuantum.2.010325 

[AlexAV]

В биологии там гораздо больше достижений за последние 25 лет, чем один метод генного редактирования...
 
А появление сверх дешевого полногеномного секвенирования на нанопорах куда относить? Такие секвенаторы только в 2012 году появились... Хотя сама идея из середины 90х...   Этот метод отсутствовал на рынке когда я в аспирантуру поступал...
https://en.wikipedia.org/wiki/Nanopore_sequencing

А еще сейчас появилась количественная протеомика, метаболомика. На подходе геномика с протеомикой для отдельных клеток...

Я бы всё же разделил инновации на две группы. Открытие принципиально новых явлений, эффектов или создание качественно новых устройств, которые открывают новый пласт реальности или новую технологическую область. И линейный прогресс внутри области. Причём во втором случае прогресс может быть весьма значителен (скажем микропроцессор 1970 года и современный отличается по производительности на много порядков, аналогично ширина каналов связи конца 30-х и современных), но нового качества при этом не возникает. В долгосрочной перспективе такие ветки всегда загибаются в S-образную кривую (причём на историческом масштабе времени достаточно быстро). И при оценке долгосрочных перспектив в силу этого важнее оценка изменения частоты первых.

Перечисленное же больше похоже именно на линейный прогресс внутри области, если проводить тут какую-то аналогию, то можно это сравнить с развитием радиосвязи после фундаментальных работ Шеннона по теории информации. Техника, конечно, улучшилась на порядки, но вот что-то совсем качественно новое не появилось и маловероятно, что вообще когда либо появится. А вот с открытием чего-то фундаментально нового сейчас картина выглядит куда менее оптимистично.

Хотя тот же CRISPR-CAS9 можно отнести именно к фундаментальным открытиям, о том что у микроорганизмов может быть некое подобие иммунитета до его обнаружения кажется вообще никто не подозревал. Собственно по этому оно заслуживает выделения в отдельный список (как открытие принципиально нового феномена реальности). И вот этот список в 21-м веке пополняется как-то очень слабо.

[AlexAV]

возможно Вы выбрали один из самых плодотворных периодов. был ли период 1801-1820 таким же плодотворным ?

Так и период 1801 - 1820 по фундаментальным достижениям тотально превосходит период 2001 - 2020. Одно создание волновой оптики Юнгом и Френелем чего стоит. Достижений такого масштаба в 21-м веке не было вообще. Электролиз воды (тогда то что вода сложное вещество было ни капли не очевидно), открытие теплового излучения, открытие ультрафиолетового излучения, открытие законов описывающих свойства идеального газа (т.е. сделан первый шаг к созданию классической термодинамики), открыты законы упругости лежащие в основе сопромата, открыто несколько химических элементов и ещё многое другое. По числу фундаментальных инноваций первые два десятилетия 19-го века с первыми двумя десятилетними 21-го века вообще даже сравнивать невозможно.

к примеру подтверждение гравитационных волн скорее всего выпадает из перечня. а сколько стоил этот проект и сколько людей потратили кучу времени и денег что бы реализовать?

А это скорее показатель не достижений, а кризиса инноваций. Это ведь не та область, где "мерилом работы считаем усталость", ценность открытия и инновации не определяется тем сколько денег и усилий на неё затрачено, а только тем на сколько широкий пласт новой реальности она открыла. Катастрофический рост стоимости научных исследований и инноваций как раз и есть признак достижения пределов развития, выхода на верхнюю полку S-кривой.

[AlexAV]

А давайте сравним открытие этих волн с переходом от 80286  к 80386 процессору, как по научной сложности, так и по влиянию на науку, инженерию и общество?
Лично по мне - разница больше чем между графитом и алмазом

Очевидно, что открытие Юнга и Френеля значительно более значимо (затраты ресурсов на открытие тут вообще никакой роли не играют, наука это не та область, где мерилом работы считают усталость). Хотя бы по той причине, что без волновой оптики не был бы невозможен ни 80286, ни 80386 процессор (вся сложная электроника и тогда и сейчас делается с помощью фотолитографии). Первопричина не может быть менее важна, чем её следствия.

Вообще для оценки значимости той или иной инновации можно предложить следующий мысленный эксперимент. Представим, что этой инновации нет и посмотрим, что в окружающем нас мире изменится. Если убрать 386 процессор (и всё что выше) - мы окажемся на уровне середины 80-х 20-го века. А без волновой оптики вообще значительная часть техники 20-го века станет невозможна, включая практически полностью микроэлектронику. И если убрать достижения Юнга и Френеля мы скорее всего откатимся где-то к уровню начала 20-го века. Так что более значимо? Думаю ответ очевиден.

Самое последнее открытие, которое можно сколько-нибудь адекватно сравнивать по значению с открытием волновой оптики - это, пожалуй, открытие структуры и функции ДНК, но это было около 70 лет назад  (в части теоретической ценности ещё можно было бы сравнить с теорией сильного взаимодействия и теорией Вайнберга-Глэшоу-Салама, но в силу малой применимости всего этого в инженерной практике это пожалуй всё же не то). А за последние, например, 50 лет открытий такого масштаба не было вообще ни в физике, ни даже, кажется, в биологии.

Открыть, изучить, объяснить происхождение, и научиться использовать - это разные ступени прогресса.
Причем в истории было немало примеров когда люди использовали некий процесс задолго до его понимания. Некоторые широко известные  процессы древних до сих пор не вполне ясны, например технология пурпура или мягкого стекла.

Бывает. Поэтому изобретение устройства не вытекающего из современной ему теории или прямо противоречащей ей (т.е. устройство вроде бы работать никак не может, но почему-то всё же работает и это очевидный факт) тоже нужно считать фундаментальной инновацией. В конце-концов физика - наука экспериментальная и открытие нового, не описываемого старой теорией, эффекта в общем всегда и должно предшествовать новой теории.

[AlexAV]

... И тут вдруг завтра открывают лучшие генетические ножницы, и все забывают про эти

Это никак не отметит факт фундаментального открытия - наличие механизма адаптивного иммунитета в клетке. Именно в этом состоит основное научное значение открытия  CRISPR-CAS9, а удобные генетические ножницы - это лишь вторичное следствие.

Я Вам уже объясняла, что только время может показать масштаб инновации, но Вы почему-то предпочитаете не замечать этот тезис.

Для того чтобы оказаться перспективными (для инженерной практики) эти фундаментальные инновации должны хотя бы просто существовать. Проблема же состоит в том, что в 21-м веке (в сравнении с 20-м или 19-м) их ничтожно мало и это абсолютно очевидный факт.

Если не согласны - перечислите эксперименты и изобретения не описываемые современной теорией или противоречащие современной теории, либо по крайней мере такие, которые стали абсолютной неожиданностью для специалистов в соответствующей области (т.е. все считали что это невозможно, а оно работает). Уверяю, что список получится весьма коротким.