20世紀(jì)是現(xiàn)代科技大發(fā)展的世紀(jì)。許多重大的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和技術(shù)創(chuàng)新出現(xiàn)在這個世紀(jì)，比如飛機(jī)、青黴素、DNA、半導(dǎo)體、電腦、互聯(lián)網(wǎng)等。

20世紀(jì)50年代，尋找科技發(fā)展的“進(jìn)步模式”蔚然成風(fēng)。美方也參與到這一行列。空軍研究人員發(fā)現(xiàn)，從1903年萊特兄弟第一次成功飛行之後的50年，飛行速度的增加似乎勢不可當(dāng)。按照這個速度，他們預(yù)計再過50年，人類將登上月球——事實(shí)卻是，發(fā)展的速度是指數(shù)式的，比直線還快，人類在1969年就登上了月球。

電腦芯片領(lǐng)域的摩爾定律已經(jīng)有效運(yùn)轉(zhuǎn)了46年（從1965年算起）。正是由於芯片的製作工藝、製造成本，以及性能遵循“指數(shù)規(guī)律”，我們今天所用到的精巧、時尚、功能強(qiáng)大的電腦以及各類智能設(shè)備，纔有可能。

縱觀電子技術(shù)、太陽能、飛行器、DNA排序技術(shù)等現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，凱文·凱利歸納出兩個顯著的特點(diǎn)。一個是“小型化”，“整個新經(jīng)濟(jì)是圍繞這樣的技術(shù)建立起來的：能源消耗很少，小型化程度很高”；另一個是科技穩(wěn)步加速的“倍增時??”，即科技新品性能提升、成本下降、快速普及的速度，是按照指數(shù)曲線“窄幅波動”的。

借用古希臘命運(yùn)女神摩伊賴的名字，凱文·凱利把晶體管、帶寬、存儲技術(shù)、像素和DNA排序的穩(wěn)定增長，視爲(wèi)技術(shù)元素?zé)o可抑制的“天賜之物”。

這種不以人的意志爲(wèi)轉(zhuǎn)移的巨大力量，是“傾聽科技之聲”時，必須用心捕捉、屏息分辨的“命運(yùn)軌跡”。“看到科技在遙遠(yuǎn)未來的命運(yùn)後，我們不應(yīng)該因爲(wèi)害怕它的必然性而退縮。相反，我們應(yīng)該作好準(zhǔn)備，奮力前行。”

20世紀(jì)50年代早期，同一種思想同時出現(xiàn)在很多人腦海中：世界如此有規(guī)律地飛速進(jìn)步，一定存在某種進(jìn)步模式。也許我們可以繪製出到目前爲(wèi)止的科技進(jìn)步曲線，然後從這條曲線向後延伸，預(yù)測未來的前景。第一個系統(tǒng)地開展這項工作的是美國空軍。他們需要一份關(guān)於應(yīng)該爲(wèi)何種類型的飛機(jī)提供研究資金的長期時間表，而航空航天技術(shù)正是發(fā)展最迅猛的前沿技術(shù)之一。顯然，他們應(yīng)該製造可行的速度最快的飛機(jī)，可是由於需要數(shù)十年時間設(shè)計和審覈才能研製出新型飛機(jī)，將軍們認(rèn)爲(wèi)粗略瞭解應(yīng)該資助的未來技術(shù)是明智之舉。

於是，1953年美國空軍科學(xué)研究局編寫了最快飛行器的發(fā)展歷史。1903年萊特兄弟的第一次飛行速度達(dá)到每小時6.8公里，兩年後速度飆升至每小時60公里。飛行速度紀(jì)錄每年都會略微提高，1947年艾伯特·博伊德上校駕駛洛克希德公司的“射擊之星”完成了當(dāng)時最快的飛行，速度超過每小時1000公里。1953年該紀(jì)錄被四次打破，最後一次是F-100“超佩刀”，達(dá)到每小時1215公里。情況正在快速變化，一切都指向太空。根據(jù)《尖峰》（TheSpike）作者達(dá)米安·布羅德里克的說法，美國空軍“繪製了飛行速度曲線和它的延伸線，從中得出某些荒唐的結(jié)論。他們無法相信自己的眼睛。該曲線顯示，4年內(nèi)……他們可以研製出達(dá)到軌道速度的飛行器，此後用不了多久就可以擺脫地球重力的束縛。曲線暗示，他們幾乎馬上就可以發(fā)明人造衛(wèi)星，如果願意，也就是說如果打算花錢進(jìn)行研究和設(shè)計，他們可以在衛(wèi)星發(fā)明之後非常短的時間內(nèi)登月”。

1953年時，爲(wèi)這些未來發(fā)展準(zhǔn)備的技術(shù)還沒有一項問世，記住這一點(diǎn)很重要。沒人知道如何達(dá)到那樣的速度並持續(xù)一段時間。即使最樂觀、最堅定的遠(yuǎn)見卓識者也沒有預(yù)見到登月日期會早於公認(rèn)的“2000年”。唯一告訴他們可以提前實(shí)現(xiàn)登月的聲音是一條畫在紙上的曲線。這條曲線被證明是正確的，只不過政治上不正確。1957年蘇聯(lián)（不是美國）發(fā)射人造衛(wèi)星，與時間表恰好吻合。接著12年後美國的火箭快速飛向月球。正如布羅德里克評論的那樣，人類到達(dá)月球的時間“比亞瑟·C·克拉克這樣的狂熱太空旅行迷預(yù)期的早將近1/3世紀(jì)”。

什麼是曲線知道而克拉克不知道的？它如何解釋俄羅斯人以及全世界幾十個團(tuán)隊的秘密努力？這條曲線是自我實(shí)現(xiàn)的預(yù)言還是對根植於技術(shù)元素本質(zhì)的必然趨勢的揭示？答案也許存在於自那時起繪製的其他很多趨勢圖。其中最著名的趨勢被稱爲(wèi)摩爾定律。簡而言之，摩爾定律預(yù)測計算機(jī)芯片每18～24個月體積縮小一半。過去50年它的準(zhǔn)確性令人吃驚。

摩爾定律可靠而且準(zhǔn)確，但是它揭示了技術(shù)元素的一條規(guī)則嗎？換句話說，摩爾定律在某種意義上是必然的嗎？這個問題的答案對文明而言具有關(guān)鍵意義，理由有幾個。其一，摩爾定律反映了計算機(jī)技術(shù)的加速發(fā)展，這又促使其他一切事物加快步伐。馬力更強(qiáng)勁的噴氣發(fā)動機(jī)不會導(dǎo)致更高的玉米收成，更優(yōu)良的激光器不會加快藥品研發(fā)的速度，但是運(yùn)算速度更快的計算機(jī)芯片可以帶來這一切。今天所有技術(shù)唯電腦技術(shù)馬首是瞻。其二，在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)必然性向我們暗示技術(shù)元素其他領(lǐng)域也許存在恆定性和方向性。

1960年，道格·恩格爾巴特（DougEngelbart）首先注意到計算機(jī)能力穩(wěn)步增強(qiáng)這一具有開創(chuàng)意義的趨勢。恩格爾巴特是位於加利福尼亞帕羅奧圖市的斯坦福研究所（即現(xiàn)在的斯坦福國際諮詢研究所）的研究員，後來發(fā)明了現(xiàn)在全球通用的“視窗和鼠標(biāo)”的計算機(jī)界面。恩格爾巴特最早以工程師身份開始職業(yè)生涯時在航空航天業(yè)工作，通過風(fēng)洞檢驗飛機(jī)模型，在那裡他理解了系統(tǒng)地縮小比例將如何導(dǎo)致各種收益和意料之外的結(jié)果。模型越小，飛行效果越佳。恩格爾巴特推測縮小比例——也就是他所謂的“相似性”——的收益怎樣轉(zhuǎn)變成斯坦福研究所一直在跟蹤的新發(fā)明——集成硅芯片上的多晶體管。也許電路體積縮小，可以產(chǎn)生與飛機(jī)模型同類型的神奇相似性：芯片越小越好。在1960年國際固體電路會議上，恩格爾巴特向工程師聽衆(zhòng)發(fā)表了他的觀點(diǎn)。此次會議的參加者包括戈登·摩爾，他是新成立的集成電路製造企業(yè)仙童半導(dǎo)體公司的研究員。

接下來的幾年時間，摩爾開始跟蹤研究最早的芯片樣品的真實(shí)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。到了1964年，他已經(jīng)有足夠的數(shù)據(jù)點(diǎn)用來推算到當(dāng)時爲(wèi)止的曲線斜率。隨著半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展，摩爾不斷添加新數(shù)據(jù)點(diǎn)。他跟蹤各類參數(shù)——已經(jīng)制造出來的晶體管數(shù)量、單個晶體管成本、管腳數(shù)量、邏輯速度和單片晶圓所含元件。而其中一類參數(shù)的變化與一條光滑曲線吻合。這種走勢反映了其他任何事物都沒有反映的規(guī)律：芯片將以可預(yù)測的速度越變越小。可是這條規(guī)律能保持多久呢？

摩爾承接了他的加州理工學(xué)院校友卡弗·米德的思想。米德是電氣工程師和早期晶體管專家。1967年摩爾問米德，微電子系統(tǒng)微型化將會受到何種理論性約束。米德毫無頭緒，但他經(jīng)過計算後得出驚人發(fā)現(xiàn)：芯片效率的增長幅度將是其尺寸減少量的三次方。微型化的收益是指數(shù)級的。微電子系統(tǒng)不只是更加便宜，而且性能也更加優(yōu)良。摩爾這樣評論：“通過小型化，一切技術(shù)都會同步改進(jìn)。沒有必要在尺寸和效率之間進(jìn)行取捨。產(chǎn)品問世速度提高，耗電量下降，系統(tǒng)可靠性突飛猛進(jìn)，同時製造成本由於技術(shù)發(fā)展而顯著下降。”

今天，我們觀察摩爾定律曲線圖時，可以從它50年的表現(xiàn)中尋覓到若干顯著特徵。首先，這是一幅加速圖。直線不單純表示增長，線上各點(diǎn)反映的是10倍的增長（因爲(wèi)橫軸是指數(shù)比例）。硅芯片計算能力不僅越來越強(qiáng)大，而且改進(jìn)速度也越來越快。21世紀(jì)前，50年持續(xù)加速在生物領(lǐng)域非常少見，在技術(shù)元素領(lǐng)域則從未發(fā)生。因此這張圖既是顯示硅芯片發(fā)展速度，又體現(xiàn)了文化加速現(xiàn)象。事實(shí)上，摩爾定律代表了未來加速規(guī)律，這個規(guī)律構(gòu)成我們對技術(shù)元素預(yù)期的基礎(chǔ)。

其次，即使匆匆一瞥，也能發(fā)現(xiàn)摩爾定律曲線驚人的規(guī)律性。從最早的數(shù)據(jù)點(diǎn)開始，它的延展出奇地整齊。芯片的改進(jìn)50年沒有間斷，以相同的加速度呈現(xiàn)出指數(shù)級發(fā)展形態(tài)，不偏不倚。即便是苛刻的技術(shù)狂人也只能繪製出這麼直的曲線。這條規(guī)整的無波動軌跡源自全球市場的混亂和未經(jīng)協(xié)調(diào)的殘酷的科技競爭，這真的有可能嗎？摩爾定律反映的是物質(zhì)和計算能力推動的方向，還是這種由經(jīng)濟(jì)野心造就的人工製品的穩(wěn)步發(fā)展？

摩爾和米德認(rèn)爲(wèi)是後者。2005年，在紀(jì)念定律誕生40週年的慶典上，摩爾寫道：“摩爾定律的確是關(guān)於經(jīng)濟(jì)的。”卡弗·米德表達(dá)的意思更清晰。他說，摩爾定律“事實(shí)上與人們的理念體系有關(guān)，它不是自然法則，是人類理念的體現(xiàn)，當(dāng)人們信仰某種事物時，他們會付出精力讓美夢成真”。他擔(dān)心這樣的表述還不夠清楚，又進(jìn)一步寫道：

（摩爾定律）發(fā)表很久以後，人們開始回顧它過去的表現(xiàn)。從過往看它確實(shí)是一條通過某些數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲線，因此看上去像自然法則，人們也是這樣談?wù)撍摹？蓪?shí)際上，如果你們像我一樣仔細(xì)玩味，就會發(fā)現(xiàn)它不像自然法則。它完全與人類行爲(wèi)和前景有關(guān)，與你們可以選擇什麼理念有關(guān)。

最後，卡弗·米德在另一次解釋中補(bǔ)充道，“選擇相信（摩爾定律）將繼續(xù)發(fā)揮作用”是該定律繼續(xù)有效的推動力。戈登·摩爾在1996年的一篇文章中對此表示贊同：“最重要的是，一旦這樣的事物得以確立，多少會成爲(wèi)自我實(shí)現(xiàn)預(yù)言。半導(dǎo)體行業(yè)聯(lián)盟制定了一份技術(shù)路線圖，其中仍然包含每3年一次（更新?lián)Q代）的內(nèi)容。行業(yè)裡的每個人都意識到，如果不能基本上達(dá)到曲線的目標(biāo)，他們就要退步。因此它可以說是自我驅(qū)動。”

顯然，未來進(jìn)步預(yù)期引導(dǎo)當(dāng)前投資，不只是半導(dǎo)體，所有技術(shù)領(lǐng)域都是如此。摩爾定律的固定曲線有助於集中資金和智慧去實(shí)現(xiàn)非常具體的目標(biāo)——與定律齊頭並進(jìn)。我們認(rèn)同自我構(gòu)建的目標(biāo)是這種定期進(jìn)步的原動力，唯一的問題在於，其他也許從同種理念中受益的技術(shù)沒有展現(xiàn)出同樣的快速發(fā)展。如果這只是與相信自我實(shí)現(xiàn)預(yù)言有關(guān)，那麼爲(wèi)什麼我們在噴氣發(fā)動機(jī)、合金鋼或玉米雜交這些領(lǐng)域的發(fā)展歷程中看不到摩爾定律式的增長？無疑，這種奇妙的基於理念的加速發(fā)展?fàn)?wèi)消費(fèi)者帶來理想產(chǎn)品，爲(wèi)投資者創(chuàng)造數(shù)十億美元的財富。不難發(fā)現(xiàn)企業(yè)家熱衷於相信此類預(yù)言。

那麼，什麼是摩爾定律曲線告訴我們而??行人士沒有意識到的？這種穩(wěn)步加速不僅僅得益於認(rèn)同，它產(chǎn)生自科技本身。還有一些科技產(chǎn)品——也以固態(tài)物質(zhì)爲(wèi)原料——表現(xiàn)出與摩爾定律相似的穩(wěn)步增長曲線。它們似乎也服從明顯穩(wěn)定的指數(shù)級進(jìn)步的大致定律。考慮一下過去20年通信帶寬和數(shù)字存儲產(chǎn)品的價格變動，它們的指數(shù)級增長圖形與集成電路的相似。除了斜率，這些曲線圖其他方面非常相似，因此認(rèn)爲(wèi)這些曲線是摩爾定律的體現(xiàn)也是合理的。電話高度計算機(jī)化，存儲盤是計算機(jī)的器官。既然通信帶寬和存儲容量在速度及廉價性上的提高直接或間接依賴不斷加快發(fā)展的電腦能力，那麼將帶寬和存儲設(shè)備的未來命運(yùn)與計算機(jī)芯片分離是不可能的。也許帶寬和存儲容量曲線是同一定律的衍生物？沒有摩爾定律的關(guān)照，它們還能不斷進(jìn)步嗎？

高科技行業(yè)的核心圈將磁存儲器價格的快速下跌稱爲(wèi)克萊德定律。它是計算機(jī)存儲領(lǐng)域的摩爾定律，以硬盤廠商希捷公司的前技術(shù)總監(jiān)馬克·克萊德（MarkKryder）的名字命名。克萊德定律認(rèn)爲(wèi)硬盤性價比每年以40%的固定比例成指數(shù)級上升。克萊德說，如果電腦不再年年改進(jìn)、降價，存儲能力仍將繼續(xù)提高。按照克萊德的話就是：“摩爾定律和克萊德定律沒有直接聯(lián)繫，半導(dǎo)體設(shè)備與磁存儲器的物理性能和製造過程不同。因此，很有可能即使半導(dǎo)體的微縮停止，硬盤仍將繼續(xù)變化。”

拉里·羅伯茨（LarryRoberts）是互聯(lián)網(wǎng)最早版本阿帕網(wǎng)的負(fù)責(zé)人，他保存了通信技術(shù)進(jìn)步的詳細(xì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。他注意到，通信技術(shù)總體上也表現(xiàn)出類似摩爾定律的性能進(jìn)步。羅伯茨的曲線顯示通信成本穩(wěn)定的指數(shù)級下降。通信線路的發(fā)展也有可能與芯片的改進(jìn)相關(guān)嗎？羅伯茨說，通信技術(shù)的優(yōu)劣“受到摩爾定律的深刻影響，其發(fā)展歷程與摩爾定律非常相似，但不像人們認(rèn)爲(wèi)的那樣完全相同”。

還可以用另一種方式描述加速過程。大約有10年時間，生物物理學(xué)家羅伯·卡爾森（RobCarlson）一直在爲(wèi)DNA排序及合成的改善繪製表格。這種技術(shù)合成單對鹼基對的成本曲線與摩爾定律相似，也表現(xiàn)出沿對數(shù)座標(biāo)軸穩(wěn)定下降的趨勢。如果計算機(jī)停止年年進(jìn)步、提高速度和降價，DNA排序及合成會繼續(xù)加速優(yōu)化嗎？卡爾森回答：“如果摩爾定律不再生效，我認(rèn)爲(wèi)不會有太大影響。它可能影響到的一個領(lǐng)域是處理原始序列信息，使之轉(zhuǎn)化爲(wèi)人類可以理解的形式。大量處理DNA數(shù)據(jù)的成本至少和獲得自然界的DNA序列一樣高。”

與計算機(jī)芯片的指數(shù)級穩(wěn)定發(fā)展相同的趨勢也在推動3種信息技術(shù)行業(yè)進(jìn)步，對這3條軌跡最感興趣的觀察者——真正發(fā)現(xiàn)各自“定律”的人——都相信，這些進(jìn)步軌跡顯示的是獨(dú)立加速過程，不是處於支配地位的電腦芯片發(fā)展進(jìn)程的派生物。

同樣，我們有其他理由認(rèn)爲(wèi)像定律一樣的進(jìn)步趨勢一定不只是自我實(shí)現(xiàn)的預(yù)言這麼簡單：與曲線吻合的情況開始時間經(jīng)常遠(yuǎn)遠(yuǎn)早於人們注意到定律的存在，在人們能夠?qū)ζ涫┘佑绊懼耙炎哌^一段長路。磁存儲器的指數(shù)級進(jìn)步開始於1956年，比摩爾提出他的半導(dǎo)體定律早了幾乎10年，比克萊德發(fā)現(xiàn)他的曲線斜率提前了50年。羅伯·卡爾森說：“當(dāng)我第一次發(fā)表DNA的指數(shù)級曲線時，有評論家聲稱他們沒有看到任何跡象表明排序成本正在呈指數(shù)級下降。甚至在人們不相信存在趨勢時，它就已經(jīng)開始發(fā)生作用了。”