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石墨烯宣告组织层级的终结

石墨烯宣告组织层级的终结

作者: 坚冰至_Monsol | 来源:发表于2018-05-17 11:45 被阅读38次

这是一个奇妙的世界,我们有幸生在一个不断见证奇迹的时代。

自然科学与人文学科,这对推动人类发展的阴阳推手,终于在碳基时代向人们展示了他们“双剑合璧”的奇幻魅影。

以石墨烯为“奇点”的碳时代的来临,不仅是人工智能世界的开端,也将标志着新的无层级世界的肇始。

一花一世界


甲、石墨烯何方神圣?

石墨烯,英文名:Graphene,号称新材料之王。《人民日报》2013年6月24日说“如果说20世纪是硅的世纪,神奇的石墨烯则是21世纪新材料的宠儿”。名头很响,但其实它的原子构成很简单,就是只有一个碳原子厚度的单原子层石墨,一种以前只存在于理论中的二维材料。

但石墨烯的名头并非浪得虚名,因为它拥有各种让人脑洞大开的超级特性,比如它是最薄也最硬的材料,机械强度比钢铁还硬200-300倍;它仅吸收2.3%的可见光,透明度达到97.7%,几乎完全透明;它的导热系数高达5300W/m·k,是目前导热率最高的天然材料金刚石的2.5倍;它还有最大的比表面积——单位质量物料所具有的总面积。

更神的是,在常温下,电子在石墨烯中的迁移率超过15000cm^/v·s,几乎比硅高200倍,达到光速的1/300,而它的电阻率却比铜和银都低,是名副其实的电阻率最小的材料,另外,电子在石墨烯中的静质量为零。这种超高的电子迁移率和超低的电阻率,极大扩展了人们对物理学发展的想象空间。比如,石墨烯就可以使量子霍尔效应在室温下成为可能。量子霍尔效应,简单说就是给电子指定规则的运动,而不任其无规则运动,这就是所谓的“电子高速公路”。以芯片为例,电子规则运动既能极大降低能耗,又能极大提升运算速度。

卓越的超级性能,使石墨烯极有可能帮助人们打开大踏步改造自然的神奇之门,这很可以。中科院重庆研究院在2015年就宣称制备出了石墨烯手机,可弯曲、可折叠、又不易碎的手机超薄、超轻,显示屏能弯到180°。据说这款科幻手机已于2017年上市,不知用户体验如何。

这么神奇的材料,它的发现过程也很传奇。2004年,英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆(Andre Geim)和他的学生康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov),用普通的3M胶带从石墨中剥离出了石墨烯,采用的方法是“全手工人肉胶带粘揭法”。6年后,也就是2010年,他俩因此喜获了诺贝尔物理学奖。

安德烈·海姆,这哥们也很神,35岁以前,名不见经传,养家糊口都犯难,为了生活流窜在英国、丹麦和荷兰等地的实验室打散工。虽然现实不如意,但他还是义无反顾地扛起了科研的娱乐精神大旗,先是往实验室里贵重的超强磁铁中丢了一只青蛙,结果因此获了个搞笑诺贝尔奖;后来又搞起了戳戳乐,搞出了一种可以把蜘蛛侠像壁虎一样粘在天花板上的胶带,取名就叫壁虎胶带。

体现他科研娱乐精神大招的激动人心的时刻终于来了,他想要打磨出单片的石墨,于是丢给他的学生一块石墨,说:“小伙子,去,把它磨到最薄!加油哦,我看好你呦!”,结果这个小伙就体会了一把比当年小李白铁杵磨成针更复杂的心情:铁杵磨成针还可以,石墨磨到原子级,臣妾如何办得到啊?!

正当这位手上全是老茧的学生,打算磨到海枯石烂,天荒地老时,他老师突然有天看到有人用胶带粘石墨,他灵光一闪,这样粘下来的明明更薄好不好?拿去显微镜下一看,果然不出所料。于是,史上最简单粗暴的伟大科学实验就如火如荼地开展起来了,大伙每天就是撕来撕去,我说的可是撕胶带。最终获得了单层的石墨——石墨烯。

“解决具有挑战性的科学问题,往往不需要用高深的理论或复杂的仪器,人们对日常生活细致的观察与灵活地运用,才是那块最关键的‘敲门砖’。”传奇的海姆同志,当然最有资格说这话。不过,娱乐精神人人都要有点,它既是摆脱困苦现实生活的解药,也是在看似无尽的灰暗之中真正做出有点价值和意义的事的良药,嗯,居家旅行,可别落了。

左边那位观众已有点不耐烦了,书归正传,话说石墨烯的概念股已经超过n多轮了。只是当前的石墨烯产业化热潮,远未达到运用其核心技能的地步,充其量只是人们对这种神奇材料的狂热追捧。存在即合理,面对具有如此颠覆性可能的新材料,如果视若罔闻,看不起看不懂,那未来就只好高攀不起了。所以,作为一介管理研究小书童,我没办法从技术上去琢磨石墨烯,那就只好从管理学的角度去打探一番,毕竟任何人类技术的大规模运用,最终都是跨学科系统孕育的的结果,管理作为连接和动员人的一门学问不可或缺。这一刚蹩进门,我就当头赫然发现:石墨烯给人们思维模式的启发意义,可能并不低于其材料运用的意义。

背影景更佳


乙、结构决定性质

这么厉害的石墨烯,为什么到2004年才被“撕出来”?难道此前,科学家们竟然都不知道还有这么神奇的玩意?其实在被发现之前,石墨烯是存在于化学家们的理论之中的,只不过根据严格意义上的二维原子晶体理论,热力学上严格和独立的二维原子晶体是不稳定的。也就是说,在先前物理学定理的“指导下”,科学家们都认为在常温环境下不可能有二维材料。只是,特立独行的海姆同志就找到了同样特立独行的石墨烯,开启了很多具有特殊技能的二维材料的大门。比如,有望成为“石墨烯第二”的磷烯——一种从黑磷剥离出来的有序磷原子构成的单片材料,它的非线性光学特性已被证实可用于产生超快激光;还有硅烯,一种可在银表面生长的材料,拥有和石墨烯类似的属性,但还有一些更加优秀的特征,包括更低的对称性组、更强的自旋—轨道耦合,它也许更适合与硅基电子器件集成,成为石墨烯的对手。

不撕不知道,实践出真知,古人诚不欺我啊。认知结构的变化,直接导致重大认知革命,结构主义的威力再次发功。

结构是个好东西,俗语有云:结构决定性质。最典型的例子莫过于——还是碳原子它们家的事儿——石墨和金刚石,俩哥们同为碳的同素异形体,但是性质一个天上,一个地下,前者是自然界最软的东东,后者是最硬的西西,仅仅就因为它们的原子排列结构不同而已。构成石墨的碳原子组成一个正六边形的平面结构,而构成金刚石的碳原子则组成立体的正四面体结构。

再如,碳原子和硅原子,虽然都在元素周期表同一列,最外层电子数也都是4,但碳只有为2层电子,硅有3层,结果碳统领了有机界,是所有生命的基本元素,而且即将开启碳时代,而硅则是无机界扛把子的,也是硅集时代半导体的核心原料。有时候,无可奈何的天渊之别,真就只因为结构上的那么一点不同。从玉主到大犬,真是不服不行。

这种一定体系中结构上的毫厘之差,造成十万八千里不同的现象,可称作“结构阴阳论”——一旦基态阴阳体系中的阴阳结构分立出来(这种分别非常简单,就是1和0),其后演化的万千景象,就完全不同的形态。结构决定性质的现象比比皆是,就从碳原子组成石墨和金刚石 的结构阴阳论类推出来,组织管理中也同样存在这样的结构决定论。

如果把金刚石比作层级森严的组织金字塔结构,那么石墨就可以看作毫无凝聚力的一盘散沙似的组织,类似“团伙”或者一群散兵游勇,成事不足败事有余,一有风吹草动,就分崩离析。这也是石墨的特性,软,滑,金刚石则结构稳定,无坚不摧。但石墨的故事并未结束,当三维材料的石墨,变成了二维——石墨烯——结构发生变化之后,惊人的性质就展现出来。散兵游勇一旦以某种方式有效组织起来,就可能发挥奇效,比如王阳明临时抓起来的逃兵,最终成为剿灭宁王造反的中坚力量。清末一盘散沙的国人,被毛主席和共产主义强有力地组织起来,就把日月换了天。

人类最早的组织结构,虽有分工,却不一定有层级。一群原始人,一起吃饭,一起干活(男主外,女主内),一起议事,虽然时不时遭遇洪水猛兽,但也自得其乐。后来,组织层级慢慢发展出来,披着礼教、皇权、法权等等外衣,统治奴役了人类至少上万年,而且还在继续作威作福。

但是,客观来说,一定的人类发展阶段必然对应着与之相适应的组织形式。人类发展阶段这个结构,决定着人类集体力量组织凝聚形式的性质。这就是马克思教导我们的生产力决定生产关系,生产关系反作用于生产力,要么促进,要么阻碍。

青青河边草


丙、生产力决定生产关系

历史学家根据人类使用工具的材料,将人类历史划分为“石器时代”、“青铜时代”、“铁器时代”和“信息时代”(硅时代)。工具与材料,集中体现了人改造客观世界的手段,也即生产力的内涵。在何种维度上,人们主要利用何种材料制成的工具去探索世界,同时获得自身的繁衍。所以生产力的本质就是人们以何种物质基础为手段去认识世界、改造世界。

生产力的结构,决定了人类发展进程的阶段。人类从蒙昧蛮荒到文明昌盛,再到更文明的发展阶段,其螺旋上升阴阳转化的形态,莫不是生产力决定发展阶段性质的结构重构游戏,说得更下一层,人们在微观物质层面可掌控的结构程度,决定了人类社会这个中观世界的千变万象。还有比这更刺激有趣的事么?

根据马哲关于生产方式的论述,生产方式包括生产力和生产关系两个方面。那么这哥俩就构成了一对阴阳,生产力为阴,生产关系为阳。因为生产力是看得见摸得着的具体物质工具,而生产关系仅仅是一种维系人与人,人与物的一种联系方式,人类是追求更先进的生产力,但根本上追求的是一种“大自在”的天人合一的人的关系,生产力只不过是一种工具。

从管理角度看生产关系,简略言之就是一种层级结构的组合,层级的核心是权力,权力的来源有暴力,能力,规则,垄断,继承等等。围绕权力延伸出来的层级组织,很自然就构成了金字塔结构——一如二维材料在常温下不稳定,而很快卷曲成三维物质。三维四面体的金刚石是最硬的物质,金字塔形的组织结构也是最稳固的社会组织形态,君不见中华帝国皇皇几千年,都是这种家天下的稳固组织形式。除非权力核心吸噬过分,超出了 金字塔底和其中成分的承受程度,否则就会一直如此持续下去。后来的历史告诉我们,打破这种金字塔结构的可能有两种,一是外力,西方的坚船利炮,二是底层内部建立起超强的新结构,这就是为人民服务。中华民族的幸运在于,在被外力摧毁的危急关头,内部的洪荒之力被激发出来,成功地构建了社会组织的新结构,在这种结构里,说它能集中力量办大事,这都是小看它了,石墨烯的硬度、透明度、导热、导电性,这都是初级优异特性,在它的特性基础之上,与其他物质或条件组合协同出来的事物,才可能更具颠覆性,与它耦合的新结构,其道大光,无可限量。在这里隐隐约约看到了共产主义的无限可能。

郁郁林中楼

左边的观众又有点打瞌睡了,再从未来说回来。组织层级的产生,是一定生产力结构决定的结果。无论层级利弊如何,现实如此,无可奈何花落去。但是大胡子马克思还说了,生产关系可以反作用于生产力,人们也从未放弃调整、改进组织层级的尝试。尤其进入硅基的信息时代,在最能反映时代生产力和生产关系特征的IT企业中,这种突破层级的努力得到了最大程度的彰显,IT巨头的各种扁平化、去中心化运动层出不穷,搞得风生水起,比如Google的扁平化组织实验、氧气计划,Facebook的网状结构,IBM的矩阵式管理,现已老态龙钟的微软和苹果也在努力去中心,还有去中心扁平化得最彻底的合弄制(Holacracy),与在线零售商Zappos在千人以上组织中做这种社会实验的合弄制发明人,都不叫它管理,而称为社会技术(social technology),当然也有传统行业企业的尝试,项目化混序管理,阿米巴,人单合一等等。

这些都还在探索的组织管理模式创新,虽然目的均在于使组织变得更灵活,更有创新性和活力,但本质上都是对组织层级结构的消解,因为基于科层制的结构,已经快要赶不上生产力发展带来的新环境了。这一地球人类公司组织的集体折腾景象,像极了人类当前在原子维度上对石墨烯的探索与利用场景。由三维结构降到二维,从而获取二维世界里的颠覆性进步,微观世界里结构的改变,又反过来使得人类能够在宏观世界创造更为复杂先进的事物,人工智能就是最先极有可能被创造出来的全新事物,这将是人类生产力发展史又一个质的飞跃。

回到组织层面的情景,因为生产力微观层面结构的变化,完全颠覆的工作手段得以创造,人工智能的运用,赋予了单个人的能力,趋近于一致,包括其他产生层级及其权力的因素,都被一一消解,人在物质层面变得完全一致,毫无差异,只在精神、情感层面还有人天性和后天所受影响产生的不同。在这样的世界,与此豪不兼容的组织层级——落后时代的生产关系模式,不得不被扔进历史的垃圾堆里。于是,一个似曾相识的景象又出现了,一群人一起吃饭,一起玩耍,一起议事。不过他们不是原始人,而是人工智能时代的未来人,物质极大丰富,一切有智能机器人料理,工作变成他们为了调剂无聊而人人争着上岗的事情,欢迎来到共产主义社会。泰格马克在他的《生命3.0》中对未来社会有更鲜活的畅想。真是物归始终,此境初识,阴阳颠倒颠。

红尘一网落


丁、灵犀一点

石墨烯的发现纯属偶然,这个偶然之间,或将开启碳时代,人工智能时代。终结组织层级的努力,或许也就是在不经意间就由某些人完成了。世界如此奇妙,娱乐精神加点信心,在认真又不认真的坚持中,那一层转化万千的结构的点破,可能也就只在永恒里的刹那间。

正是灵犀一点,气象万千;运用之妙,在于一心。

莫如向阳枝

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