1.3 技术是什么：材料、信息、制造与合成
技术是人们运用经验和知识创造人工物的方式，能够还原为物理基本理论的技术则被称为科技。
材料的历史恰当地说明了这个描述。材料的本意是人工用途的纯物质，重大用途材料的发明往往是技术革命的起点。按照发明材料的历史，人类文明又可以划分为石器社会、青铜社会、钢铁社会、硅社会、碳社会，等等。在科学革命之前，人类利用试错法去实验各种材料，如青铜、钢铁等，从中获得的知识成为行业秘密和国家重器。但试错法效果很差、进步缓慢、缺乏预测性。到了19世纪，科学家们发现了元素的奥秘，于是，人工材料如染料、钢铁、炸药、化肥等获得了巨大的进步。从19世纪末开始，随着基本物质——电子、质子和中子相继被发现，依据量子力学构造新材料成为最佳选择，由此导致了材料数量的爆发，人类已经构造了数千万种人工材料，数量远远超过了自然界中原本存在的四千多种物质。人工材料按用途划分为化工材料、生物材料、能源材料、半导体材料、光学材料等。由于天然材料多是含有杂质的物质复合物，而人工材料则致力于制造纯物质及组合物，使人工材料的性能远远超越了自然进化中天然材料的各种属性，可以更好地满足人类的各种需求。
信息原本是生物对能量的处理机制。生物对环境中的物理信号进行接收、检测、编码，然后运输到处理中心解码，再反馈出物理信号进行反应；同时编码该物理信号作为知识储存，以备后续使用。能够探测信息并进行反应是生物的特征。生物利用物体形态、温差、电压、磁场、声波、光谱来判断外界情况，做出捕食、逃避、合作、发声等各种反应。
操控物质与物体的物理属性进行信息编码、接收、反应和控制是现代文明的特征。任何物质都是信息发射体，体现为能量的不同形式，如物理属性、化学属性、生物属性等，这些属性构成了物质探测的基础。同时，任何物质又都是信息的反应体，即对能量刺激产生量子效应。因此，通过主动能量激发，能获得被测物质的具体信息。所以，任何物质在量子理论和引力理论下，都是具体可知的，这构成了军事信息技术、地球物理勘探、无人驾驶技术等领域的核心。在现代社会中，信息常常与数据混淆，但信息的物理属性使得少量信息即可提供演绎性知识与预测。若缺乏物理属性，则数据通常是无效或不确定的。
制造是指利用工具和能量生产物质与器件。正如量子力学所揭示的那样，制造是大自然最擅长的本领，利用三种亚原子就能够制造宇宙万物。植物利用叶绿素吸收阳光制造葡萄糖，生物的分子马达实现了无摩擦力的运转，DNA遗传密码机制，等等，大自然在不同层面上展示了高效制造的奥秘。如同生物信息处理机制一样，制造考虑的是如何提高效率，减少能量转化环节。生物通常是直接对能量信息进行处理，例如，人类的感应器有眼睛（光感）、鼻子（特异分子振动）、耳朵（声波）、舌头（特异分子振动）、皮肤（分子振动）。感应器将刺激信息即波动能量转化为电化学信号，通过神经网络逐级接收、处理、传输、反馈，只有特定阈值的电化学信号才会被大脑接收并处理，形成特定反馈的电化学信号。
正如表1-1所示的空间尺寸显示的，物理信号在不同尺寸上体现的意义不同。基于纳米尺寸的制造精度远远高于基于毫米尺寸的制造精度，而纳米尺寸的物质与能量的信息则需要直接运用量子物理的理论和观测技术。这正说明基础科学对于制造的重要性——能够实现量子效应的技术研究，才能够实现纳米级别的制造；率先做出新科学发现的团队，必然也能在创新制造上领先。
物质合成同样是人类经验中的重要技术。最典型的物质合成历史是医药史。传统医药的物理尺寸是毫米尺寸或厘米尺寸，大多是将多种草药植株粉碎、混合熬煮出汤汁饮用，实现治病的目的。其弱点是针对性差、药材消耗量大、使用耗时长，且可能混有副作用的物质成分。现代医学是建立在量子物理尺寸即纳米尺寸上的精准治疗，从细菌学发展到基因组学。病理体现在纳米尺寸的精度上。纳米治疗的原理始于针对病理细胞的运作机制而设计药物分子组分，考虑如何将药物分子直接送达病理细胞的位置，进入细胞的离子通道，并利用酶催化作用，杀死病理细胞。如果材料是合成物质，药物合成还需要考虑正常生命细胞的物理化学运行机制。为此，以量子力学为基础的量子化学、凝聚态物理学、分子生物学、病理学就成为精准医疗的基础。而当这样的药物研发成功后，其治疗效果也是惊人的。首先，基于分子级别的合成需要极少的原料，计量单位不再是克，而是微克乃至更低的量级；其次，科学合成具有自动化和规模化的特点；第三，由于是精准医疗，所以处方简单；第四，服用方便且治疗效果好。
计算机技术的发展，一方面带来了计算速度的提升，另一方面带来了建模能力的提升。因此，在薛定谔方程式的基础上，利用计算机建模进行模拟运算成为物理、化学和生物实验的重要手段，也成为合成制造的重要手段。这种方式缩小了理论与应用之间的差距，验证速度大大提升。当前，根据分子的物理化学特征，进行多分子相互作用的复杂计算已经普及，因此，合成医药的发展速度是惊人的，而价格则会呈指数级下降。
人类研究的对象已经进入到纳米尺寸，基于量子力学的设计和制造称为“量子制造”，这项技术将被逐渐普及。