2.4 在芯片上建造大金字塔
摩尔定律能够准确预测依靠的是其背后的自我增强的良性循环,而这个循环现在变得更加坚定不移,再持续几十年基本已成定势。
摩尔定律能够准确预测依靠的是其背后的自我增强的良性循环,而这个循环现在变得更加坚定不移。现在,无论是在发达国家还是发展中国家,家庭和办公室的每个角落都布满了各种集成电路。这些集成电路已经不只是电脑、电视、音频设备等这些显而易见的电器,还包括了从洗碗机到电话,从加热系统到防盗报警器等几乎所有的电子产品。此外还有摄像机和个人音频设备。高端汽车有超过一半的成本来自于它的电子设备。这些例子中还没有涉及现代消费者所使用的软件,包括高清数字电视中数量惊人的电影和电视节目。当然,为了录制高分辨率的视频,电视公司需要更新摄像机和编辑设备。与此同时,广播电台也需要做相同的事。
在这种大范围的影响之下,世界上几乎所有产业都受到计算机运算能力指数式的增长速度的直接或间接影响。更为重要的是,还有不计其数的相关技术(如内存、硬盘、网络、显示器)同样具有指数式的增长速度,有一些甚至比计算机芯片的发展速度还要快。最最重要的是,这个过程还在加速。正是这些爆炸式增长的共同作用决定了高科技超级趋势的发展轨道,以及现代社会中所有不断发展变化的相关事物,它是这些发展能否最终实现的决定性因素。
受益于此,很多事情成为可能,比如超市能够更高效地处理各类庞杂的库存,从而把销售价格降下来;谷歌和亚马逊能够越来越精准地发现我们想要的东西;消费者能够在晚上通过电话语音指令来进行付款;电影特效能够如此逼真,甚至让观众感觉不到它们是虚拟的。这些加速能力已经稳固形成——这对企业制订商业计划至关重要,同时也是每个人渴求的理想生活方式必不可少的组成部分——多重的指数增长速度使高科技超级趋势变得更加强大,成为世界经济的有机组成部分。
这种高科技趋势与世界经济结合的形式实际上要远比大多数人所认为的更加常见。国际社会中还有很多其他方面也是根深蒂固的:计量时间的单位,一个星期的天数,城市的布局,政府的模式,音乐中使用的音符,计算机键盘的布局,语言,等等。尽管关于这些传统惯例为什么能够如此稳定有很多详细的理由,但本质上的原因是它们已经与社会的其他方面建立起了内在联系,一旦发生彻底的改变,可能会引发不可思议的破坏——不仅仅是因为变化带来的副作用和导致的意外后果。这种“遗留效应”是人类社会的根本属性,从小村庄到跨国公司都是如此。一般来说,社会中的组成部分以及各个组成部分间存在的相互关联和依赖越多,这些组成部分就越难改变,更不用说从社会中去除它们。这对于深度嵌入并且保持长期快速增长的趋势同样适用,比如数字化趋势。
克服技术挑战
这些描绘了数字化趋势的不同种类的指数趋势(计算机芯片密度、磁盘容量、网络带宽、像素数量等)全部紧密地联系在一起。正如我们所见,它们对全球文明的其他方面,以及世界经济的几乎每个方面都发挥着重要作用。这就是数字化产生了近50年的连锁反应在可预见的未来注定还要继续爆发的原因——这个趋势已经与其他事情都紧密联系,这使得它的基本特性几乎已经无法动摇。
宇宙心理学
未来的发展方式不仅受过去的影响,还会受现在的大众心理因素的影响。领导者们(包括未来学家)都严重低估了心理因素在决定社会发展方向中发挥的作用。就像在20世纪60年代,当时公众积极支持登月竞赛,但是失去了这些支持之后,载人登月探索立刻就被搁置了半个世纪之久。考虑到征服深空在技术上要远比探索深海更具有挑战,对比目前取得的航天成就,我们似乎至少应当看到在海底建立起来的一些比较大型的用于研究的“聚居地”。但是公众并没有呼吁政府拨给海底实验室工作人员相同级别的经费,以使他们能够居住和工作在大洋底部,而是更加希望早日看到宇航员探索火星表面。这并没有什么特别的逻辑上的原因,只是因为到另外一个星球上去旅行更能俘获人心。并且像NASA之类的机构,他们在漫长的时间里建立起了庞大的基础设施,他们的工作已经与社会的很多方面都产生了千丝万缕的关系。不管怎么说,明亮的星球表面的照片永远都要比黑漆漆的大海深处看起来漂亮得多。
即使如此,当电子学按照这种趋势发展下去,达到极其小的元器件尺寸时,仅仅要维持摩尔定律,也会面临各种各样极富挑战的物理学问题,最为突出的就是散热问题。就目前所知,我们现在采用的解决方法甚至在理论上都不足以继续使用超过20年,这还是最乐观的预测。但是还有其他的方法,从根本上不同的方法,并且已经在研究实验室中实现了,我会在后面对其中的一些进行说明。
当有人提醒“没有永远持续的指数增长,摩尔定律已经到达了极限”时,他们当然完全正确。先进的微型化技术能够使数字化迈入原子规模的时代,而在此之前,我们仍然还有非常长的路要走。制造商们当然也可以选择其他的道路,比如建造再大一些(更多三维)的芯片。借助在极小的尺度下产生的“量子效应”,将能够实现一些超自然的奇妙事情。归根结底,这些问题都“只不过”是技术上的问题。坦白地讲,这将足以与中国长城、吉萨金字塔以及载人登月并且成功返回的火箭相提并论。当文明发展面临类似的挑战时,人类一直都证明了他们非常善于攻克这些挑战。