摩尔定律

人类生活于地球，地球上非常普遍的物质不是煤炭，也不是钢铁，而是硅；与其说晶体管是用硅做成的，不如说是用人的智慧做成的。在百余年间，美国硅谷诞生了50多位诺贝尔奖得主。

与晶体管的发明同样具有革命意义的是光纤的发明——头发丝般细的玻璃丝，可以传导细沙粒大小的弱激光所发出的光脉冲。由于光作为传导介质来说效率比电信号或无线电波高得多，所以光纤传递的信息量是铜线的6.5万倍。

从1970年出现第一条实用化光纤，不到30年时间，光缆便在信息通信领域全面取代了传统的金属导线。传输成本的骤降，与其说带来了一个信息廉价时代，不如说带来的是一个信息爆炸时代。

计算机虽然没有发明信息，但却将信息变成一种普遍的东西。在此期间，贝尔实验室的数学家香农将信息定位为“能够用来消除不确定性的东西”，并创造了“比特”这个单位，信息从此变得可以被测量。

数学家维纳给信息的定义是“既非物质，也非能量”。换言之，物质、能量和信息是构成世界的三大要素。

如果说人是一部机器，那么也是一部信息机器，DNA就是一种信息编码，用60亿比特就可以定义一个人。这正像福柯所说的，人变成了“可以用数字计算的人”。

声音、符号、图像是人类传播信息的主要形式。无论文字、声音、图像还是实物，一切都可以变成比特。当数字化的货币成为信用卡上的磁条，财富无论多少，都可以随身携带。

作为最早的计算机先驱之一，帕斯卡曾在记忆和判断之间找到一个界限；他认为，机器可以替代人类进行记忆，人类只保留判断就好。对计算机来说，记忆就是存储，所有记忆都属于信息。计算机对此极其擅长，而且存储介质越来越廉价。

1959年，罗伯特·诺伊斯和杰克·基尔比两人几乎同时设计出了集成电路，并于1961年分别成功申请了集成电路专利。1967年，一个集成电路上可以压制1024只晶体管，存储芯片就从这1KB内存起步。

1968年，诺伊斯和摩尔创办了英特尔公司，这个名字来自集成电子。作为芯片领域的领导者，英特尔1975年推出16KB内存芯片，1980年推出64KB内存芯片，“我们达到了一种高度，即我们能生产出的东西比我们能使用的东西更为复杂”。

在晶体管和集成电路之后，英特尔这个“智力工厂”又推出了他们真正的T型车——微处理器，这种“芯片上的电脑”不仅颠覆了英特尔的拳头产品芯片，也彻底结束了“数字的专制”。

1971年，第一款微处理器4004为4位CPU，拥有2300个晶体管，每秒运算6万次。次年推出的8008比4004快20倍。2000年，一块微处理器有千万个比细菌还小的晶体管，每秒运算10亿次。推出当年，英特尔公司的全球营业额即达上千亿美元。

1996年，宾夕法尼亚大学在庆祝第一台计算机ENIAC诞生50周年时，特意按照ENIAC当初的功能进行了复原，集成了174569个晶体管的芯片还没有指甲盖大，而当年的ENIAC重达30吨，与其说它是一台机器，不如说是一座车间或者工厂。

一张邮票大小的芯片可以容纳数百万个晶体管。1963年一块芯片均价32美元，1964年为18.5美元，1965年为8.33美元。在价格每年下降约一半的同时，销量以翻番的速度增长，1970年有3亿只芯片卖出。

戈登·摩尔在1964年预言，硅片晶体管的数量以及硅片的计算能力每一年半就可以翻一番，这就是摩尔定律。

20世纪的最后30年，电脑运算处理能力的成本下降了99.99，平均每年减少35；现在一只普通智能手机的计算速度，也能超过20年前最好的计算机。就数据存储量而言，在1965年用来存储一本书的芯片，如今同样大小的芯片可以存储美国所有图书馆的图书。颇为神奇的是，直到今天，摩尔定律仍然没有失效。

钟表刚诞生时必须放在钟楼上，后来钟表越来越小，先是出现了可以放在桌子上的座钟，接下来是闹钟，然后是可以放进口袋的怀表，最后是手表。电脑也经历了一个从大到小的过程。2021年，IBM生产的2纳米制程芯片，在一个指甲大小的空间能容纳多达500亿个晶体管；平均换算下来，这颗芯片的最小单元甚至要比人类DNA单链还要小。2018年，IBM推出的当时世界上最小的电脑比一粒盐还小，制造成本仅为10美分，却包含数十万个晶体管，拥有1990年x86芯片的计算能力，能够进行监控、分析、交流等操作。

实际上，摩尔定律不是在晶体管时代才出现的，某种意义上这属于工业时代带有普遍性的一种经济现象。一件新产品出现后，马上就会有一系列发展改进随之而来，在性能提高的同时，价格却在下降。最早的瓦特蒸汽机是如此，后来的福特汽车和爱迪生灯泡也是如此。

以自行车为例，在19世纪80年代的法国，产品销售目录上最便宜的型号，需要花费普通工人6个月的工资，而且还是非常初级的自行车，“轮子上仅包裹着一条硬橡胶，只在前轮上装有一片刹车片”。后来的技术进步使自行车价格到1910年已降至普通工人约1个月的工资水平。到20世纪60年代，人们能够用不到1周的平均工资买到高质量的自行车，配有“可拆卸的轮子、两片刹车片、链条和挡泥板、坐垫包、车灯和反光镜等”。总体来说，即使不考虑产品品质和安全方面的巨大进步，以自行车来计算的购买力在1890——1970年也提高了约40倍。

随着晶体管代替电子管，集成电路代替电线，芯片使计算机的体积越来越小，成本也越来越低。芯片很快被普遍应用在电子手表、电话、机床、汽车、玩具和各种仪器设备中，当然还有电脑。

全球定位系统实现了自古以来无数航海家的梦想，GPS导航的价格由20世纪90年代的上百万美元骤降到了今天的1美元以下。

英特尔公司的首席未来学家斯蒂夫·布朗说：“最初电就是这样，你需要去一个有电的地方，而现在你习惯了有电的生活，因为到处都有电。计算机也是一样的，智能将随处可见。”

在20世纪80年代的美国，一般家用电脑通常拥有8bit处理器，再加上64KB内存、屏幕、键盘和喇叭。因为操作越来越容易，电脑很快就像电视机、收音机一样，成为人们的日常生活用品，这极大地拓展了市场空间，使计算机从集团消费逐渐转向家庭和个人。

到了90年代中期，信息技术上花费的每1美元中，个人电脑就占了80美分。美国一半多的家庭都有了电脑。

随着计算机处理数据能力的指数级增长，以计算机为工具的各个学科在实验和研究中所取得的成就也突飞猛进，这是上一代科学家根本无法想象的。在美国硅谷的计算机历史博物馆中，专门为摩尔定律设立了一个特殊的展位，它不同于其他任何产品和技术，它是一种现代观念。