摩尔定律:预知未来的一条曲线

2014年04月29日 14:12    来源: 中国经济网    

 

《富足》 作者:[美] 彼得·戴曼迪斯 浙江人民出版社

  早在20世纪50年代初,科学家们就开始猜测,技术变化的速度可能隐藏着某种模式,如果能够揭开隐藏这种模式的面纱,那么人类就有可能预测未来。试图预测未来的最早的官方行动之一,或许是1953年美国空军所做的研究,他们追踪了自莱特兄弟以来的飞行器的飞行速度加速提高的过程。美国空军绘制了一幅“飞行速度提高图”,并将它外推至未来,结果得出了这个在当时极其令人震惊的结论:去月球旅行应该很快就可以实现了。

  对此,凯文·凯利在他的《科技想要什么》一书中进一步解释:

  重要的是你要记住,在1953年,世界上还根本不存在任何一种能够实现这种未来旅行的技术。没有人知道人类怎么才能以那么快的速度旅行并生存下来。当时,即使是最乐观的、最大胆的梦想家也没有预测到,人类能够在众所周知的“2000年”到来之前就登上月球。唯一告诉他们能够做到这一点的只有画在那张纸上的那条曲线。但是那条曲线是对的。只不过在政治上看却有点不准确。1957年,苏联率先发射了人类第一颗人造卫星,时间恰好与曲线上所显示的时间相吻合。12年后美国向月球发射了一枚火箭。正如达米安·布罗德里克(Damien Broderick)所解释的那样,人类到达月球“的时间大大提前了,比像阿瑟·克拉克(Arthur C. Clarke)这样的疯狂的太空旅行爱好者所预测的时间还要早上1/3个世纪”。

  美国空军给出了这个研究结论之后大约10年,一个名为戈登·摩尔(Gordon Moore)的人总结出了一个规律,这个规律很快就成了所有预测技术发展趋势的规律中最著名的一个。在1965年的时候,英特尔公司还未成立,仍然效力于仙童半导体公司(Fairchild Semiconductor)的摩尔撰写了一篇题为《让集成电路填满更多的组件》(Cramming More Components onto Integrated Circuits)的论文。正是在这篇论文中,摩尔指出,自从1958年发明了集成电路之后,在一个电脑芯片上的集成电路元件数量每年都增加了一倍。他预测,这种趋势还将会“至少再持续10年”,他是对的。这种趋势确实又持续了10年,不过之后并没有停止,又再持续了10年,然后还有更多的10年……总之,在50年之后,摩尔给出的这个预测的准确性仍然没有问题,到如今已经变成了著名的“摩尔定律”。现在,人们都在用摩尔定律预测半导体工业的发展趋势,来为这个行业制定未来的规划。

  摩尔定律指出,每隔18个月,在一个集成电路芯片上的晶体管数目就会增加一倍,这实际上意味着,每过18个月,以同样的价格可以买到运行速度是原来两倍的电脑。在1975年间,摩尔对摩尔定律进行了修正,把时间修正为每两年增加一倍。但是,不管怎样,他所描述的这种增长模式仍然是指数型的。

  正如前面已经提到过的,说到底,指数型增长只不过是简单地不断翻番而已:1变成2、2变成4、4变成8……但是,由于大部分指数型增长曲线都是从远小于1的地方开始的,所以早期的增长几乎让我们察觉不到。如果你去看一张图表,数字从0.000 1翻倍到0.000 2、从0.000 2翻倍到0.000 4、从0.000 4翻倍到0.000 8,那么在图上的这些点看起来几乎就等于是零。实际上,按照这个速度,13次翻倍之后,数字仍然是小于1的。在大多数人看来,这条曲线看起来像是一根水平线。但是,再翻倍7次之后,数字就会猛然增加到了100。这就是爆炸性的增长,几乎就在一夜之间,“从一块石头变成了一座大山”,指数型增长的力量就是如此的强大。但是人类的大脑是局部性的、线性的,这就是为什么指数型增长速度会如此令人震惊的原因。

  为了说清楚这种指数型增长在技术领域究竟是如何展开的,不妨让我们来看看一台名为“奥斯本”的便携式电脑的故事吧。“奥斯本”电脑公开发布于1982年,是当时世界上最尖端的电脑。这个“坏小子”大约13千克,价格为2 500多美元。与之相比,2007年发布的第一台iPhone,重量只有它的1/100,成本只有它的1/10,而运行速度是它的150倍,内存容量则是它的100 000倍。即使撇开它的软件应用程序与无线连接功能不讲,你只是简单地按“单位重量单位计算能力的美元价格”来测算两者之间的差距,iPhone都遥遥领先于早期的任何一台个人电脑,从性价比上来看,iPhone是“奥斯本”便携式电脑的150 000倍。

  计算机在计算能力、运行速度、存储容量等方面的惊人提高,再加上价格的下降、尺寸的缩小,构成了一种指数型的变化。直到20世纪80年代初的时候,科学家们还在怀疑,这种指数型发展模式是不是真能成立。当时,不论是从晶体管的大小来看,还是从其他信息技术的发展来看,这种趋势都还不明朗。

  而这就是我们要回过头来讲讲库兹韦尔的故事的原因了。在20世纪80年代,库兹韦尔意识到,任何在今天的科学技术基础上实现的发明创造,等到真正把它推上市场的那一天,就肯定已经过时了。因此,要想获得真正的成功,他至少需要预测3~5年后的技术,并且在此基础上设计他的产品。因此库兹韦尔以一个初学者的角色开始研究技术发展趋势。他描绘了自己总结的指数型增长曲线,试图搞清楚摩尔定律是否真的具有普遍意义。

  事实证明,摩尔定律是真的具有普遍性的。

(责任编辑: 石兰 )

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