超越摩爾定律 為什麼技術會不斷發展?

2021-09-30 23:34:04 字數 2287 閱讀 1143

相信大家都知道「摩爾定律」。

然而,你是否知道這種指數級的增長應用範圍比你想象地更廣。換句話說,這一增長不僅僅侷限在計算機領域,其他領域如通訊和基因組學也有這樣的規律。

這正是雷·庫茲韋爾(ray kurzweil)所定義的 「加速迴圈規則」(law of accelerating returns,也被稱為庫茲韋爾定律)。大意是: 技術的力量正以指數級的速度迅速向外擴充。人類正處於加速變化的浪尖上,這超過了我們歷史的任何時刻。他說,更多的、更加超乎我們想象的極端事物將會出現。

本篇文章將簡單比較「加速迴圈規則」和「摩爾定律」的異同,這對理解人類技術指數級增長有著重要意義。

何為摩爾定律?

2023年,英特爾創始人之一戈登·摩爾(gordon moore)發表了一篇**。摩爾通過觀察得知:從2023年到2023年,積體電路上容納的電晶體數量每18-24個月翻一番,他**這一趨勢將會繼續延續下去。事實證明,這一規律在近50年依舊有效,也就是著名的「摩爾定律」。

為了更直觀地理解摩爾定律,我們不妨來看看微型積體電路片的演變過程。

2023年,德克薩斯儀器廠(texas instruments)的一位科學家開發出了首個積體電路,上面整合了兩個電晶體(電晶體越多越好)處理製程(越小越好)大約為0.5英吋。後來,這位科學家或得了諾貝爾獎。

2023年首個積體電路

接著,我們來到13年後。

英特爾4004

2023年,英特爾發布了首款商用產品——乙個4位cpu,稱之為英特爾4004。4004整合了2300個電晶元,10微公尺製程,最高頻率為740khz。

算下來,每個電晶體值1美元。

而現在,我們來到40年後......

英偉達的gpu

2023年,英偉達(nvidia)發布了一款全新的gpu(圖形處理單元),含70.1億個電晶體,製程28奈米,處理能力達到7ghz。

再算一下,每個電晶體值:$0.0000001美元。

僅僅40年的時間裡,效能提公升了1000億倍,完全符合摩爾定律。

加速迴圈規則

但是摩爾定律僅僅揭示了短期計算機能力指數級的增長。

雷·庫茲韋爾在著作《奇點臨近》一書中寫道:計算機領域指數級增長的規律已經存在了近百年,經歷了五個不同的演變階段:

1、電動機械計算機

2、基於分程傳遞(relay-based)的計算機

3、基於真空管的計算機

4、基於電晶體的計算機

5、積體電路(摩爾定律)也就是說,摩爾定律僅僅是雷·庫茲韋爾加速迴圈規則的乙個字集。

庫茲維爾版的摩爾定律,長達110年,涵蓋了計算機發展過程的五大階段

值得一提的是,最近雷·庫茲韋爾稱第六個演變階段——三維計算機——已經開始。

為什麼科技會不斷發展?

理解加速迴圈規則潛在的驅動力,即,為什麼科技會不斷發展,非常重要。正如雷·庫茲韋爾所說的「21世紀的科技進步不僅僅是100年的進步,以如今的發展速度,這將會是2023年的進步。」

這一推斷並非空穴來風,而是基於以下基本推斷:

1、進化(無論是生物上的還是技術上的)的結果就是更加優秀的下一代產品。因此,更優秀的產品則有著更強大的生產力,然後這一生產力又投入下一代產品的進化歷程,這是乙個良性迴圈。

2、換句話說:我們使用更先進的工具去開發更快的工具。

3、在生物學的進化中,更高階的物種形式能夠聚集更多能量,從而繁衍效率更高,從而將更低階的物種甩在後面。

4、其結果就是:進化速率隨著時間變化呈指數級增長,而處在迴圈鏈上的速度、成本或者整體的「效能」也會相應地呈指數級增長。

5、隨著某一特定的進化流程(如,計算能力)變得更有效率,便會節省更多資源,將這些資源部署到進一步提公升效率的流程中。其結果就是促進二級指數增長。生物是否也以指數級進化?

按照雷·庫茲韋爾的說法:加速迴圈規則同樣適用於地球生物的進化歷程。

回首地球生物的演變過程,首先是dna的出現,提供了乙個記錄進化結果的數字工具;然後是細胞、組織、器官和生物多樣性的進化,最終將理智思想和對稱的附屬物(如手)結合起來,完成了生物學到技術的本質改變。

技術發展的第一步——尖銳的邊緣、火和輪子——花了將近上萬年的時間。從人類誕生至今,曾有1000多年的時間沒有任何突出的科技進步。到了公元2023年,技術發展速度明顯提公升,走過乙個演變階段(paradigm)只需要一到兩個世紀。僅19世紀這一百年的技術進步就超過了之前9個世紀,接著在20世紀的前20年,科技進步就超過了整個19世紀。如今,每個演變階段之間的過度只有幾年的時間,比如,十幾年前,全球資訊網這類的事物根本就不存在,而現在,已經遍地開花。這種趨勢還會不斷地持續下去,我們將會不斷解鎖難以想象的新技能,甚至去解決最無解的難題。

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