摩爾定律"崩潰的時候矽谷會變成「一堆廢墟」嗎？

生活在神話故事中

因為智能計算機將非常便宜並廣泛散布在環境中，有些未來學家認為 將來的世界看上去會像神話故事一樣。如果我們有上帝的能力，我們所居 住的天堂就會像幻想世界一樣。例如，網際網路的將來將變成《白雪公主》中 的魔鏡。我們將說「鏡子，牆上的鏡子」，一個友好的面孔就出現了，使我們 能夠獲取這個行星的智慧。將晶元放在玩具里，如童話故事中的主角,想變 成真孩子的皮諾奇，就能使它們有智能。像皮諾奇一樣,我們對風和樹說 話，它們將會回答。我們會認為這些物體是智能的，我們能夠和它們講話。

因為計算機能夠找出讓人們衰老的很多基因，

我們可能像希臘神彼 特?潘(Peter Pan)那樣永遠年輕。我們將能夠減緩或逆轉衰老的過程,像 夢幻島（Neveiland)不想長大的孩子那樣。擴展的現實將給我們幻想，像灰 姑娘那樣,能夠騎在皇家馬車的幻想球上，幽雅地與漂亮的王子跳舞。（但 是,在半夜，擴展現實的眼鏡關閉了，我們回到真實世界。)因為計算機揭示 控制我們身體的基因，我們將能夠重新設計我們的身體、替換器官、改變外 表，甚至在遺傳水平上實現這些改變，像《美女與野獸》 中的怪獸那樣。

有些未來學家甚至害怕,這也許會讓我們回到中世紀的神秘中,那時的 很多人相信，有很多看不見的幽靈棲息在他們的周圍的每件東西上。

我們不得不問這個計算機革命將持續多久？如果摩爾定律的正確性再 持續50年，很可能計算機會很快超過人腦的計算能力。到這個世紀的中 期，一個新的動態將發生。正如喬治?哈里森（George Harrison)曾經說過: 「所有的事情都一定會終止Z甚至摩爾定律也一定會結束，有了它計算機 能力的顯著的提高推動了過去半個世紀經濟的增長。

今天，我們理所當然地認為，事實上相信它是我們生來就有的權利,計 算機產品的能力和複雜性會日益增加。這就是為什麼我們每年買新的計算 機產品，知道它的能力幾乎是去年樣式的2倍。但是如果摩爾定律崩潰了， 並且每一代計算機產品的功能和速度大約與去年的相同，我們還會買新計 算機嗎？

因為晶元是放在各種產品里的，這對整個經濟可能產生災難性的影響。 因為整個工業會停滯不前,上百萬人可能失去工作，經濟可能陷人困境。

因此，摩爾定律的崩潰是一件具有國際重要性的事情，涉及萬億美元的 風險。但是它究竟怎樣結束、什麼來代替它、依靠什麼物理定律呢？對這些 物理問題的回答將最終動搖資本主義的經濟結構。

要懂得這種情況，重要的是要認識計算機革命顯著的成功是依賴若干 物理原則。首先，計算機有著令人眼花繚亂的速度是因為電子信號以接近 光的速度，宇宙中的終極速度傳播。在一秒鐘之內光線環繞地球7次，或到 達月球。電子也容易到處移動，並且鬆散地被原子束縛(只要梳理一下頭 發、在地毯上符走或者洗衣服，電子就可以跑出來，這就是為什麼我們有靜 電附著）。鬆散的束縛和電子巨大的速度相結合，使我們能以炫目的速度 發送電子信號,這就產生了過去這個世紀的電子革命。

在激光束中能放置的信息量實際上是沒有限制的。因為光波的 振動比聲波的振動要快得多，所以承載的信息要比聲波巨大得多。（例如， 想像一條伸長的繩子，讓它的一頭快速振動。你搖動一端的速度越快，沿繩 子發送的信號就越多。當振動加快，也就是頻率加快時，放進一個波里的信 息量就會增加。）光是一個每秒鐘振動大約1014次的波（也就是1的後面14 個零）。傳遞一位信息（1或0)需要很多次循環。這意味著一根光纖電纜 在單一的頻率下大約能承載1011位的信息。把很多的信號塞滿到一根單一 的光纖中，然後把這些光纖集束成光纜，傳遞信息的位數就可以增加。這意味著，增加光纜中通道的數目，然後增加光纜的數目，傳遞信息的數量幾乎 不受限制。

最重要的是計算機革命是由晶體管小型化驅動的。一個晶體管 是一個控制電流流動的門，或一個開關。如果把電路比做管道，那麼晶體管 就像控制水流的閥門。只要擰一下閥門就能控制大量的水，同樣，晶體管能 使小的電流控制更大的電流，因此放大了它的功率。

這個革命的核心是在指甲蓋大小的晶元上可以含有幾億個晶體管的計 算機晶元,在筆記本電腦中的晶元內部的晶體管只能在顯微鏡下才能看到。 這些難以想像的微小晶體管是採用加工T恤衫同樣的設計方式製作的。

T恤衫的設計是批量生產的，先製作一個具有想要創作的模式輪廓的 模板。然後將模板放在布上,噴上塗料。僅僅在模板空隙的地方塗料才能 滲透到衣服上。將模板拿開後，就有了T恤衫模式的完美的複製品。

同樣，做一塊模板，含有幾百萬個晶體管的複雜輪廓。將此模板放在含 有很多層硅的對光敏感的晶片上。然後將紫外線聚焦在模板上，紫外線穿 過模板的間隙使桂晶片曝光。

然後將晶片放在酸中浸泡，蝕刻電路的輪廓，產生複雜的幾百萬個晶體 管的設計。因為晶片含有很多導電和半導電的層，酸浸蝕晶片的深度和模 式不同，因此可以產生極其複雜的電路。

為什麼摩爾定律會不斷地增加晶元的能力？一個理由是因為紫外線的 波長可以調整到越來越短，這就可能使得在硅晶元上蝕刻的晶體管越來越 小。因為紫外線的波長可小到10納米（1納米是1米的十億分之一），這意 味著能夠蝕刻的最小晶體管直徑大約30個原子寬。

但是這個過程不能永遠繼續下去。到達某一點,用這種方式蝕刻原子 尺寸的晶體管實際上是不可能的。你也可以大約計算一下摩爾定律將最終 在什麼時候崩潰:當晶體管的尺寸最終為單個原子尺寸的時候。

大約2020年,或之後不久，摩爾定律將漸漸不再成立，矽谷將會慢慢地 變成一片廢墟,除非有新的技術代替。根據物理定律，矽谷時代將最終結 束，我們將進入後矽谷時代。晶體管變得如此之小,以致原子物理學或量子 理論將取而代之,並且電子將會從導線中滲漏出來。例如,計算機內最薄的 層大約只有5個原子直徑那麼厚。在這一點，根據物理定律，量子理論將起 作用。

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