1965年,这一年微芯片上的组件数量翻了一番,戈登·摩尔预计“短期内,这样的速率还会持续”。1975年,他将翻倍的时间修改为两年;后来确定为大约18个月,即每年以46%的速度增长。这就是摩尔定律。
组件已经变得越来越小而密集,也越来越廉价,这种变化既提高了产品和设备的性能,也降低了生产成本,尤其是电脑、数码相机还有发光二极管和光伏电池。结果就是给电子、照明和光电等行业带来了变革。
但革命一直具有两面性:既是美好的祝愿也是难以突破的诅咒。我们确信,技术的飞速进步很快会带来无人自驾的电动汽车、高超音速飞机、个性化的癌症治疗方案、心脏和肾脏的实时3D打印等。甚至我们被告知,我们正在为世界从化石燃料向可再生能源转变做准备。
但晶体管密度倍增的时间对科技进步没有指导意义。现代生活取决于很多提高缓慢的过程,比如食品和能源的生产,还有运输。如果你看看下面这些数字,就会了解社会的发展不会那么快。
作为美国主要农作物的玉米,从1950年开始年产量增长率为2%。
20世纪,用火力发电取代蒸汽涡轮发电机后,其发电效率年增长率约为1.5个百分点。将1900年的蒸汽汽轮发电机与2000年联合循环电厂进行对比,会发现年均增长率为1.8%。
在电力转换的各相关部门中,照明给人留下了最深刻的印象,但是从1881年到2014年室内照明光效(流明每瓦)的年增长率也仅为2.6%,户外的稍高,也只有3.1%。
洲际旅行的速度从1900年的每小时35公里激增至1958年的885公里/小时(波音707),年均增长率为5.6%。但至此这个速度几乎保持恒定,波音787的巡航速度也仅比707快的有限。
在1973年至2014年之间,美国新型客车燃料转换效率年增长率也仅为2.5%,每加仑的里程数从13.5公里增至37公里(百公里耗油从17.4升降至6.4升)。
人类文明中最重要的钢铁能源成本(焦煤、天然气以及电)在1950年至2010年期间从每公吨50焦耳左右降至不到20焦耳,年增长率大约为1.7%。
能源、材料以及运输基础共同构筑了现代文明,它们的发展稳步提高,但速度很慢。每年的增长率大多在1.5%到3%,成本也随之下降。微型芯片以外的世界,摩尔定律不再适用,它们的发展速率低了一个数量级。
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