《2040大预言:高科技引擎与社会新秩序》——2.5 日常生活中的开与关-阿里云开发者社区

开发者社区> 华章出版社> 正文
登录阅读全文

《2040大预言:高科技引擎与社会新秩序》——2.5 日常生活中的开与关

简介:

本节书摘来自华章计算机《2040大预言:高科技引擎与社会新秩序》一书中的第2章,第2.5节,作者:[英] 彼得 B. 斯科特–摩根 更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

2.5 日常生活中的开与关

计算机芯片的复杂度实际上只能指示无处不在的数字化的最基本进程所能达到的最高速度。
仅仅依赖摩尔定律的一个简单应用,并不能预测类似于无处不在的视频记录这类事情,也无法预测很有可能出现的家用大屏幕电视。这是因为磁、电以及其他存储介质与集成电路的发展方式有很大的不同(实际上比平板显示器更独立)。这凸显了人们对摩尔定律的一个重要的错误认识。即便是资深的政府顾问也都想当然地认为,是计算机芯片复杂度稳定的加倍增长推动了社会的进步。这种说法并不完全正确。就算摩尔定律的作用如此显著,但实际上它就像伴随着地震喷发的火山,奔腾而出的岩浆映红天空,人人都被火山喷发的气势所震撼。而地震还引发了水下的岩石塌方,悄无声息地在海洋中产生了压力波,在它到达陆地之前,没人知晓它的存在。然而一旦到达陆地,压力波瞬间化身为海啸,让每个人都能够看得清清楚楚。正如火山一样,摩尔定律只是每个人都可以清楚看到的爆发,而实际上,还有一些更为根本的事情,就像海洋深处的压力波一样,在悄无声息地发生着。
只有真正深入地探究社会的运转方式时,你才会发现在“炫耀性消费”和“消费主义”之类明显的表面趋势下,世界经济早在集成电路出现之前就产生了一条巨大的断层线——如果没有它,摩尔定律根本就没有出现的可能性。现在,国际社会正在与千年以来看似是常识的东西决裂。人类的经验就像是一个充满了连续变化过程的世界:声音能够从安静状态悄然无声地增强到震耳欲聋,一个音符能够在音高上从一个微弱振动连续不断地上升为哨声,音符的长度可以是一个无穷变量……因此,人们非常自然地通过模仿实际中连续变化的事情来表示连续变化的世界(比如用彩虹的颜色作为涂料的颜色,用日晷上移动的影子来表示时间的流逝)。但是与我们周边所有连续变化的事物所不同的是,科技工作者们正在把世界变成只有是和不是的世界。国际社会将会依赖于数字——离散的数字,要么全有要么全无——因为它正在迅速地从模拟化转变为数字化。
本末倒置的芯片制造和高科技
即使顶尖的技术专家也都认为,计算机芯片复杂的度规律性加倍增长是社会中高科技发展的根本,但是如果仅仅是新生产的电脑的计算能力(大体上)能达到其前代的两倍,这并不能对社会发展产生任何影响。假如我们已经拥有的电脑和手机都工作得很好,为什么还要自寻烦恼去再买一个呢?比如一支昂贵的钢笔,我们为什么要在坏掉之前扔掉它们呢?如果我们最终在10年或20年后要将它们换掉,为什么不简单地把它们换成型号差不多、功能和操作方法近似的呢?就像家中的电动工具、沙发、床、自行车和煤气灶一样。对于高科技而言,还有比复杂度以指数增长的芯片制造工艺更为强大的事情在发生。
比较肤浅的解释是高科技厂商利用增加的复杂度来不断完善他们的产品,然后利用巧妙的营销技术来产生一种微妙的攀比压力,使其他人感到如果不用升级产品就活不下去了。但这并不是一个全面的答案,因为它依然无法解释为什么这种事情不会发生在自行车之类的东西上——即便现代制造技术已经能够保证它价格稳定且货源充足。社会从模拟向数字的整体转变才是我们当前指数式发展真正的根本原因,而不是规律倍增的计算机性能。
乍一看去,用数字来表示连续的事物看起来并不是个太好的主意。大多数电子手表的最小变化是1秒钟,然而模拟手表具有一个连续移动的秒针,只要你能足够快地辨识,它就能够指示任何时间,而不仅仅限制在秒级。此外,制造简单的以模拟方式运行的机械计算器要比数字计算器容易得多。从希腊附近的安提凯希拉岛外的海底沉船上发现的天体仪可以看出,在2000多年以前就已经出现了非常精妙的模拟计算机。
相比之下,最早的机械式数字计算机是在不到200年前由查尔斯•巴贝奇设计发明的,但由于过于复杂,他穷尽一生也没能完成。不过数字在数学计算方面所具有的能力要远优于电气设备——即便是那些全部由笨重的继电器组成的机器。没有什么比电路的开和关更直接的事情了。而且由于任何数都可以使用足够长的二进制数字序列来进行编码,电路的开关组合实际上能够表示任何数值、任何亮度、任何音量以及任何模拟的东西。
更重要的是,非常巧合,开和关的状态同样很好地匹配了基础科学逻辑(称为布尔代数)的“是”和“否”。这些因素使数字表征具有特别的优势。数字表征、电气设备、二进制计数、数字方法、布尔逻辑——它们是天生的最佳组合。确实,这个组合展现了强大的力量,并在20世纪中叶开启了数字化趋势的纪元。
数字化的诱惑
这听起来可能会有些琐碎,甚至让人感到无聊。事实上,向数字化的转变可能是自5000年前文明出现时人们开始向城市聚集以来人类社会最重要的转变。尽管数字化在20世纪70年代中期才由自我实现预言的摩尔定律引发,但它实际上已经值得每个人心甘情愿地追随。
现在,把模拟世界越来越多的方面转换成数字表示变得越来越有吸引力,而人们可以借此实现一些原本实现不了的事情。最早开始数字化的是文档,然后是音乐、图片和视频。数字电路在计算领域(甚至是“家用计算”)之外开始流行,并且占领了消费电子领域。消费者们用CD机替换了唱片机和磁带机,这个速度比以前的任何一次技术转变都要快。消费者们别无选择,因为他们最喜爱的音乐已经被数字化并制成CD。这个转变具有重要的意义。
数字计算机的崛起
一般而言,人类在维多利亚时代就能够利用继电器制造出可以工作的电子计算机,但是它们的复杂度完全无法与利用后来的工艺所制造的计算机相提并论。与许多人所认为的不同,这其中的原因是无论利用继电器或者是20世纪40年代产生的热离子真空管,搭建复杂的数字设备的主要困难并不是它们的尺寸或者功耗,而是它们并不可靠。个别部件总是会出问题,在这种情况下,如果制造了过于复杂的设备,那么从概率统计上讲,在任何时候,机器上至少有一个部件会损坏,从而导致整个机器永远都无法正常工作。因此,在摩尔定律形成的前几十年里,数字化所带来的越来越大的诱惑就已经刺激了数字计算机的发展。从继电器到真空管到晶体管再到集成电路,这个发展过程中隐藏着一个重要的意义——其中的每一步发展都极大地提高了器件的稳定性。
公众第一次集体感受到数字化带来的好处,这一点没有丝毫争议。即使CD被划伤了,它仍然有可能正常播放。如果他们用CD拷贝了一个副本,副本也同样完美;用副本再拷贝出副本,无论进行多少代音质都不会受影响。这促进了更多照相机、扫描仪、摄像机和手机相关应用的数字化。接着,消费者们又用DVD替换了VCR。在21世纪开始不久后,全世界的数字存储容量已经超过了模拟存储容量,数字时代真正来临。今天,数字存储容量仍然保持着指数增长趋势,从全世界范围来看,总容量已经达到了ZB级(1ZB=1000万亿MB)。随着这些事情的发生,人们越来越意识到他们能够以非常相似的方式处理数字图片、数字声音和数字文本,甚至把它们添加到电子邮件附件中。后来又出现了蓝光,人们新买的高分辨率数字电视开始有了用武之地。
数字化比摩尔定律更强大
如果有一种未曾预见的技术突破突然能够使芯片复杂度每年提高一倍(而不是现在的每两年),那么更为根本的数字化趋势将仍然会不可阻挡地占据主导地位,这不仅会继续推动更加强大的处理能力的发展,还会激励更强的存储能力、更高的分辨率、更大的通信带宽以及所有其他完全不被摩尔定律直接支配的相关产业的发展。
今天,世界上几乎所有音乐的模拟存档都已经被数字化了。同样,有1/10的电影和1/20的书籍也都完成了数字化。国际社会的数字化程度越高,就会对芯片厂商产生越大的吸引力,从而生产足够多的设备来适应日益增长的数字数据获取和处理需求,并且创作出更多的素材。这是计算机芯片复杂度指数增长背后的真实现状。类似摩尔定律这种事情,本身就是更为根本的全球经济数字化趋势的客观反映。尽管经常有人宣称是摩尔定律推动了社会发展,但实际上从来都不是如此——摩尔定律只是指示了社会发展能够达到的最大速度。

版权声明:本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献,版权归原作者所有,阿里云开发者社区不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,填写侵权投诉表单进行举报,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

分享:

华章出版社

官方博客
官网链接