摩尔定律和棋盘的另一半

　　“人类最大的缺点是无法理解指数函数。”

　　———阿尔伯特·A·巴特利特(A lbert A . Bartlett)美国科罗拉多大学物理学荣誉教授

　　虽然戈登·摩尔(G ordonM oore)是英特尔公司的共同创始人、最慷慨的慈善家以及总统自由勋章获得者，但他最为人熟知的是他在1965年所做的一个几乎是题外话的预测。摩尔当时是仙童半导体公司的工程师，他应《电子学》杂志的邀请，写了一篇名为“让集成电路填满更多元件”(C ram m ing MoreC om ponents ontoIntegratedC ircuits)的文章。这篇文章最出名的预测，也就是让摩尔这个名字变得家喻户晓的，是关于“填满元件”的阐述：

　　“在保持元件成本价格最低的情况下，其结构复杂程度每年大约增加两倍……可以确信，短期内虽然这一增长率不一定会加快，但肯定还会继续保持。而从长期来看，这一增长率会略有波动，但我们有充分的理由相信，这一增长率至少还能持续10年。”

　　这就是摩尔定律原始的阐述，它的深刻含义值得你认真琢磨。“在保持元件成本价格最低的情况下，其结构复杂程度每年大约增加两倍”，这句话的基本含义是，你仅仅用一美元就可以买到集成电路的计算能力。

　　在1975年，摩尔把他成倍增长的预测从一年修正为约两年，即今天人们普遍采用每18个月综合计算能力提高一倍的说法。可以毫无争议地说，摩尔定律将会一直持续大约半个世纪。

　　实际上，我们的大脑很难理解持续不断的指数增长。尤其是，我们会严重低估最后数据的规模。发明家和未来学家雷·库兹韦尔(R ayK urzw eil)复述了一个古老的故事，清晰地阐述了这个话题。国际象棋起源于公元6世纪的印度笈多帝国。故事是这样的，国际象棋是一位非常聪明的人发明的，有一次他旅行到了笈多帝国的国都巴特利普特那，就把象棋献给了国王。国王对这个新奇的玩意儿非常入迷，他就想着给这个发明者一些奖赏。

　　发明者赞美了国王的慷慨，他对国王说：“在棋盘的第一个方格里放一粒米，在第二个格里放两粒米，在第三个格里放四粒，就这样一直放下去，”国王是无法满足发明者的要求的：即使以一个很小的数字开始，但以2倍的速度增长63次，最后产生的将是一个天文数字。如果这位发明者能够得到他所想要的米粒，那么最后一格米粒的数量将超过1800亿亿。一堆如此多的米粒将会令珠穆朗玛峰也显得矮小无比，这些米要比全世界历史上所有出产的米还要多。在填完32格之后，国王已经赐给发明者40亿粒米了。这还是一个比较合理的数量———大约相当于一大片土地的产量，这时候国王才开始注意到数量的庞大。

　　库兹韦尔极富远见地认识到，虽然棋盘的前一半的数量级已经很大了，但在现实世界中我们还是可以经历的。40亿粒米可能还处于我们直觉之内，比如我们在收获季节会想象米粒的数量，我们会去猜想当今世界最富有的人有多少财富，或者合算一下国家的债务水平。然而，在棋盘的另一半中，由于数量被累积到100万的平方、100万的3次方、100万的4次方，我们就无法想象了。我们甚至也无法想象这些数字是如何按照指数级的速度持续增长的。

　　能够让第二次机器革命时代突显出来的一个重要因素是，棋盘的另一半迸发出来的速度将有多快。我们当然不是在这里宣称，没有其他技术在以前出现过指数增长。事实上，由瓦特发明的蒸汽机带来的创新也曾经一度带来了巨大的技术提升，这种提升在接下来的200年时间里确实呈现了指数增长。但这种指数增长的规模还是相当小的，所以在那段增长时期，在效能上只出现了三四次的双倍增长。如果按照这种速度，那么要想达到棋盘的另一半，至少需要花费1000年的时间。而在第二次机器革命时代，双倍增长发生的速度会快得多，也就是说，指数增长表现得会更显著。

　　有时候一定程度上的不同(换句话说，更多的是相同)，能够变成根本上的不同(换句话说，与任何事物都不相同)。棋盘的另一半的故事提醒我们，我们应该充分意识到，充足的指数增长和进步能够把我们带入一个令人吃惊的新天地。实际上，最近的很多例子都让我们确信，我们已经进入了一个新天地。

　　数字化关乎一切

　　“在你衡量你所谈论的话题时，如果能以数字的形式表达出来，那说明你对这个话题知其一二；而当你无法用数字表达时，你的知识就是贫乏的、不能令人满意的。”

　　———开尔文男爵(LordK elvin)19世纪英国卓越的物理学家

　　不久前，麻省理工学院斯隆管理学院的博士生马特·比恩(M att Beane)———他也是我们数字前线团队的成员，给我们提供了一个点子：“你们考虑一下使用Waze，真是太棒了。”但当我们发现他所说的Waze就是一个基于G PS的应用程序，而且这个程序只提供驾驶导航时，我们的兴趣立刻就消失得无影无踪了。因为我们的汽车有导航系统，而且iPhone里的地图应用程序完全能够给我们提供驾驶导航。

　　迈特则给我们耐心地解释说，使用Waze就好像你在拉力赛中驾驶着一辆杜卡迪摩托车同一辆牛车进行比赛。Waze不像传统的G P S导航仪，它一般不会告诉你到达目的地的最佳路线，而是实时地告诉你应该走哪条路线。正像这家公司的网站所说的：

　　W aze的设计理念起源于数年前，当时有人给埃胡德·沙卜泰(EhudShabtai)送了一台有G PS功能的掌上计算机。埃胡德本来很兴奋，但很快兴奋就被失望代替了，因为这款产品并不能根据车辆的行驶进程实时地反映变化的路况……

　　于是，埃胡德要亲手来设计这样的产品。他的目标就是，他设计的这款产品在任何既定的时刻，都能够清晰地反映交通系统的运行状况以及与驾驶员相关的所有信息。

　　任何使用传统G PS导航系统的人都会有埃胡德所碰到的挫败感。一位驾驶员真正想要知道的，包括交通堵塞、交通事故、道路封闭以及其他影响行驶时间的因素，是传统的G PS导航系统无法满足的。

　　埃胡德认为，一个真正有用的G PS系统需要知道的不仅仅是路上的某一辆车行驶在哪里。它也需要知道，其他车辆在哪里，这些车辆行驶的速度有多快。当第一批智能手机投向市场的时候，他看到了一种可能性，于是在2008年他与尤里·莱文(U riLevine)和阿米尔·希纳尔(A m ir Shinar)一起创建了Waze。Waze的“天赋之处”是能够把所有使用该程序的智能手机都变成传感器，然后持续不断地把它们的位置和行驶速度信息上传到公司的服务器上。当越来越多的智能手机都在使用这种应用程序时，W aze就会获得一个特定区域越来越多的的车辆行驶状况。W aze程序所显示的不仅仅是一幅静态的公路地图，它也能实时地升级最新的交通状况信息。它的服务器通过使用地图和这些升级，并通过一系列复杂的运算法则生成导航路线。

　　Waze这种使用者越多其使用性越强大的特性———对每个使用者来说，一种资源的价值会随着每个加入者的增加而增长，就是被经济学家称为“网络效应”的经典案例。事实上，W aze使用者的数量也一直在迅速地增长。在2012年7月，公司报告称，W aze的使用者在过去的6个月时间里已经实现了翻番，达到了2000万用户。

　　有了Waze，G P S就成了驾驶员手里的全方位助手：一个能够让你快速而容易地到达你想要去的地方的系统，而不论你是否熟悉当地的公路以及公路状况。它会使你瞬间成为对那个城市无所不知的超级车手。

　　由于摩尔定律和技术的指数级增长———也就是我们前面所提到的话题，Waze的规模才有可能做得很大。之所以在过去的一些年里这类技术变得可行了，是因为数字能量的迅速积累和技术成本的下降。计算机设备和工具的指数级提升和增长是催生第二次机器革命时代到来的三大根本动力之一。

　　当然，W aze也非常依靠这三大动力的第二个：数字化。在里程碑式的著作《信息统治》(Inform a-tion R ules)中，两位经济学家卡尔·夏皮罗(C arlShapiro)和哈尔·瓦里安(H al V arian)把这种现象界定为“对信息流进行数字化的编码”。换一种说法，就是把所有的各种各样的信息和媒体形式———包括文本、声音、图像、视频以及工具、设备和传感器里的数据等等，转换成无数的“1”和“0”，也就是计算机以及其他同类产品能够识别的语言。比如，W aze使用的就是几种信息流：数字化的街道地图、应用程序发布的车辆定位以及交通拥堵的警示信息。W aze能够把这些信息流整合在一起，转换成对使用者非常有用的信息，这就是这一服务备受欢迎的原因。

　　数字时代的创新无穷无尽

　　“如果你想拥有出色的思想，那么你必须拥有很多思想。”

　　———莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)美国著名化学家，量子化学和结构生物学的先驱者之一，两度获得诺贝尔奖

　　作为经济学家的代表人物，保罗·克鲁格曼(PaulK rugm an)曾说过：“生产率不是一切，但从长远来看，它几乎就是一切。”这是为什么呢？他解释说：“因为一个国家在一定时间内提升其国民生活标准的能力，几乎取决于提升其人均产出的能力。”

　　实际上，创新就是生产率提高的过程。经济学家们都喜欢彼此争论，但在他们中间也有一个很重要的共识，就是创新对增长和繁荣发挥着根本性的作用。大多数业内人士都赞同伟大的经济学家约瑟夫·熊彼特(JosephSchum peter)的观点：“在资本主义社会的经济历史中，创新是最显著的一个事实……而且在很大程度上，它也使我们能够首先想到其他社会发展的促进因素。”

　　但在现实世界中，很多拥有丰富矿产资源和充裕商品的国家却经常会陷入“资源魔咒”的双重恐怖状态：较低的增长率和普遍的贫困。

　　事实上，在经济历史学家中有一个广泛性的共识，即一些技术在促动经济进步的过程中会发挥重要性作用。根据传统的理解思路，经济学家们把类似蒸汽机和电力这样的创新称为通用目的技术(G eneralPurposeT echnologies，缩写为G PT s)。经济历史学家加文·赖特(G avinW right)为通用目的技术提供了一个简洁的定义：“对经济体系的很多部门都有着潜在而重要影响的深刻的思想或技术。”

　　由经济学家亚历山大·菲尔德(A lexander Field)编制的所有分类候选名单中，只有蒸汽机的投票超过了信息通信技术，和电力一起被看作符合通用目的技术标准的第二大普遍性技术。

　　另一个思想观点认为，创新所做的真正工作并不是提出什么大的和新鲜的事物，而是把已经存在的事物重组起来。而且我们对实现创造和发明的相关领域的知识和能力的主要进展了解得越深入，这种重组的观点就显得越有意义。

　　经济学家保罗·罗默(Paul R om er)强烈地支持这种观点，即经济学里所谓的新经济增长理论。他写道：“只要人们能把资源调动起来，并且按一定的方式重新配置，使得这些资源价值更大，那么经济增长就会发生……每一代人都会察觉到增长的极限：如果没有新的……发展思想和理念，有限的资源、不合时宜的负面效应都会纷至沓来，给经济的发展施加魔咒。每一代人都会低估发现新的……发展思想和理念的潜力。我们始终都无法掌握，究竟有多少发展的思想和理念还没有被发现……但发展的可能性不仅仅遵从加数法则，还可能遵从乘数法则。”

　　罗默把这一切归结为一种重要的思想和理念，即“元思想”：可能在所有思想中，最重要的就是“元思想”———那种支持其他思想产生以及传播的思想……这里有……两个非常可信的预测。第一，在21世纪引领发展潮流的国家将会是能够实施创新，并且这种创新能够有效地支持私有部门新思想产生的国家。第二，上面提到的新的“元思想”将会被发现。

　　而数字技术，就是最通用的通用目的技术。

　　根据罗默的提法，下一个伟大的“元思想”已经被发现了：它存在于新的思想群体中，还存在于新一代的机器中，而网络化的数字技术设备———在它们之中运转的软件种类多得令人吃惊，为这一切提供了可能。信息通信技术中的通用目的技术从根本上产生了组合和重组思想的新思路。像语言、印刷、图书馆或者大学教育一样，全球的数字网络也培育了重组式创新的动能。我们不仅能够按照从来没有过的方式组合思想，还能对思想进行重组———不论是原有的还是现在的。G oogle的自动驾驶技术、Facebook都提供了例证。

　　这种创造模式充分说明，数字创新就是一种纯粹的组合式创新，每一步的发展都会成为未来创新的一块“积木”。进步从来不会停止，只会不断地积累。数字世界从来不受任何界限的制约。它能扩展到物质世界，使汽车和飞机实现自动驾驶，让打印机分部件打印等。在摩尔定律和数字化的共同推动下，具有潜在价值的电子“积木”在全世界呈现出了爆发态势，各种组合、各种可能都在以前所未有的速度成倍增长。我们把这种创新称为全球性的积木式创新。和果实类创新不同的是，积木式创新并不是把“积木”吃掉或用尽，而是增加了未来重组式创新的机会。

　　当第二次机器革命时代来临

　　“我一直在思考那些让人惊叹的电子仪器……有了它们，我们的计算和综合思维能力增强了，工作和研究进程成倍增长，对这些进步……即使用叹为观止来形容也毫不为过。”

　　———德日进（Pierre Teilhardde Chardin）法国哲学家、神学家、古生物学家、中国旧石器时代考古学的开拓者和奠基人之一

　　我们列举了第二次机器革命时代的一些显著特征：计算机大部分领域持续的指数级增长、数字化信息的爆炸式增长和重组式创新。这三种力量所带来的突破，正在把科幻小说变成我们每天的现实，其影响力甚至超越了我们近来的预测和理论。而在可预见的未来，这一切没有终点。

　　我们为何如此确定？因为第二次机器革命时代指数级增长的、数字的和重组的力量使得我们人类越来越有可能创造历史上最重要的两个一次性的大事件：真正多用途的人工智能的出现，以及这个星球上大多数人可以通过共同的数字网络沟通互联。

　　这些进步中的任何一个，都无法从根本上改变我们的发展前景。但当它们结合在一起，就会比工业革命以来的任何推动力都要强大。它们将永久地改变这个物质世界的运转方式。

　　相对来说，能够认知的机器要比仅仅能够完成任务操作的机器更加重要。而由于拥有了现代人工智能，我们的数字化机器已经摆脱了发展的制约，开始在模式识别、复杂沟通以及其他极其人性化的领域展现出广阔的发展空间。

　　我们最近也看到了在自然语言处理领域、机器学习(计算机自动改善算法并通过获得更多数据提升其性能的能力)、机器视觉、同步定位与建图，以及应对这些领域根本性挑战的方面，所取得的巨大进步。

　　在悠久的历史中，阅读大小不一、形态各异以及载体形式千差万别的原始文字一直是人类的强项———这一技能甚至超越了技术最高超的计算机硬件和软件。然而，随着O rC am视觉设备和一些类似创新的出现，这种情况已经发生了改变。技术又一次走在了人类的前面，它将帮助数以百万计的人们获得更完美的生活。O rC am视觉设备的成本价格仅有2500美元———相当于一套高档听力辅助设备的价格，而且将来它还会更便宜。

　　除了人工智能强大的性能和实用性之外，另一个可以加速第二次机器革命时代到来的发展是，这个星球上人与人之间的数字化互联互通。要想让这个世界变得更加美好，要想改善人类的生存状况，没有什么资源能比得上这个世界上所有人类的力量———要知道，我们可有71亿人口，出色的思想和创新一定能够解决我们面临的挑战，提升我们的生活质量，让我们能够更轻松自如地生活在这个星球上，而且帮助我们彼此互助友爱。一个千真万确的事实是，除了气候变化之外，过去所有环境的、社会的以及个人的健康指数都出现了提升———尽管整个世界的人口数量一直都在增长。

　　这种提升并不是一种幸运的巧合，它是有一定因果关系的。正是因为人口增长，才会有更多能够提升我们所有人生活和工作状态的好的创新思想，很多事情也才能变得更好。经济学家朱里安·西蒙(Julian Sim on)是最早做出这种乐观评述的专家之一，他在其职业生涯中不断地提出并重复着这种理论。他写道：“从经济意义上来看，你的思想甚至要比你的嘴巴或手更重要。长期来看，人口规模及其增长最重要的经济影响是，额外增加的人口对我们所积累的实用知识的贡献。这种贡献从长远来看非常巨大，足以削减掉人口增长所带来的所有成本。”

　　虽然直到最近，便捷的通信沟通、信息获取和知识共享(尤其是长距离的)有时还仅限于少数精英阶层，但在民主化进程和平等主义社会发展趋势的影响之下，所有这一切变得越来越畅通无阻了。著名记者A·J·利布林(A .J.Liebling)曾说过：“媒体的自由是对媒体的主人而言的。”现在也可以毫不夸张地说，在不远的将来，数十亿人也会成为计算机的主人，各种方便浏览、查阅和使用的信息资源将尽在指尖触及之处。

　　我们中的很多人都会相信，重组式创新将会大幅提升人类的发展进程。当然，我们不能准确地预测未来将会产生哪些新的创见、产品和解决方案，但我们可以充满信心地说，未来将会是极其鼓舞人心的。第二次机器革命时代的特征将是，数不胜数的智慧机器和数十亿互联互通的智慧大脑结合在一起，帮助我们了解和提升这个世界———它将彻底颠覆我们之前的世界。