摩爾定律和棋盤(pán)的另一半
“人類(lèi)最大的缺點(diǎn)是無(wú)法理解指數函數!
——阿爾伯特·A·巴特利特(Albert A. Bartlett)美國科羅拉多大學(xué)物理學(xué)榮譽(yù)教授
雖然戈登·摩爾(Gordon Moore)是英特爾公司的共同創(chuàng )始人、最慷慨的慈善家以及總統自由勛章獲得者,但他最為人熟知的是他在1965年所做的一個(gè)幾乎是題外話(huà)的預測。摩爾當時(shí)是仙童半導體公司的工程師,他應《電子學(xué)》雜志的邀請,寫(xiě)了一篇名為“讓集成電路填滿(mǎn)更多元件”(Cramming More Components onto Integrated Circuits)的文章。這篇文章最出名的預測,也就是讓摩爾這個(gè)名字變得家喻戶(hù)曉的,是關(guān)于“填滿(mǎn)元件”的闡述:
“在保持元件成本價(jià)格最低的情況下,其結構復雜程度每年大約增加兩倍……可以確信,短期內雖然這一增長(cháng)率不一定會(huì )加快,但肯定還會(huì )繼續保持。而從長(cháng)期來(lái)看,這一增長(cháng)率會(huì )略有波動(dòng),但我們有充分的理由相信,這一增長(cháng)率至少還能持續10年!
這就是摩爾定律原始的闡述,它的深刻含義值得你認真琢磨!霸诒3衷杀緝r(jià)格最低的情況下,其結構復雜程度每年大約增加兩倍”,這句話(huà)的基本含義是,你僅僅用一美元就可以買(mǎi)到集成電路的計算能力。
在1975年,摩爾把他成倍增長(cháng)的預測從一年修正為約兩年,即今天人們普遍采用每18個(gè)月綜合計算能力提高一倍的說(shuō)法?梢院翢o(wú)爭議地說(shuō),摩爾定律將會(huì )一直持續大約半個(gè)世紀。
實(shí)際上,我們的大腦很難理解持續不斷的指數增長(cháng)。尤其是,我們會(huì )嚴重低估最后數據的規模。發(fā)明家和未來(lái)學(xué)家雷·庫茲韋爾(Ray Kurzweil)復述了一個(gè)古老的故事,清晰地闡述了這個(gè)話(huà)題。國際象棋起源于公元6世紀的印度笈多帝國。故事是這樣的,國際象棋是一位非常聰明的人發(fā)明的,有一次他旅行到了笈多帝國的國都巴特利普特那,就把象棋獻給了國王。國王對這個(gè)新奇的玩意兒非常入迷,他就想著(zhù)給這個(gè)發(fā)明者一些獎賞。
發(fā)明者贊美了國王的慷慨,他對國王說(shuō):“在棋盤(pán)的第一個(gè)方格里放一粒米,在第二個(gè)格里放兩粒米,在第三個(gè)格里放四粒,就這樣一直放下去,”國王是無(wú)法滿(mǎn)足發(fā)明者的要求的:即使以一個(gè)很小的數字開(kāi)始,但以2倍的速度增長(cháng)63次,最后產(chǎn)生的將是一個(gè)天文數字。如果這位發(fā)明者能夠得到他所想要的米粒,那么最后一格米粒的數量將超過(guò)1 800億億。一堆如此多的米粒將會(huì )令珠穆朗瑪峰也顯得矮小無(wú)比,這些米要比全世界歷史上所有出產(chǎn)的米還要多。在填完32格之后,國王已經(jīng)賜給發(fā)明者40億粒米了。這還是一個(gè)比較合理的數量——大約相當于一大片土地的產(chǎn)量,這時(shí)候國王才開(kāi)始注意到數量的龐大。
庫茲韋爾極富遠見(jiàn)地認識到,雖然棋盤(pán)的前一半的數量級已經(jīng)很大了,但在現實(shí)世界中我們還是可以經(jīng)歷的。40億粒米可能還處于我們直覺(jué)之內,比如我們在收獲季節會(huì )想象米粒的數量,我們會(huì )去猜想當今世界最富有的人有多少財富,或者合算一下國家的債務(wù)水平。然而,在棋盤(pán)的另一半中,由于數量被累積到100萬(wàn)的平方、100萬(wàn)的3次方、100萬(wàn)的4次方,我們就無(wú)法想象了。我們甚至也無(wú)法想象這些數字是如何按照指數級的速度持續增長(cháng)的。
能夠讓第二次機器革命時(shí)代突顯出來(lái)的一個(gè)重要因素是,棋盤(pán)的另一半迸發(fā)出來(lái)的速度將有多快。我們當然不是在這里宣稱(chēng),沒(méi)有其他技術(shù)在以前出現過(guò)指數增長(cháng)。事實(shí)上,由瓦特發(fā)明的蒸汽機帶來(lái)的創(chuàng )新也曾經(jīng)一度帶來(lái)了巨大的技術(shù)提升,這種提升在接下來(lái)的200年時(shí)間里確實(shí)呈現了指數增長(cháng)。但這種指數增長(cháng)的規模還是相當小的,所以在那段增長(cháng)時(shí)期,在效能上只出現了三四次的雙倍增長(cháng)。如果按照這種速度,那么要想達到棋盤(pán)的另一半,至少需要花費1 000年的時(shí)間。而在第二次機器革命時(shí)代,雙倍增長(cháng)發(fā)生的速度會(huì )快得多,也就是說(shuō),指數增長(cháng)表現得會(huì )更顯著(zhù)。
有時(shí)候一定程度上的不同(換句話(huà)說(shuō),更多的是相同),能夠變成根本上的不同(換句話(huà)說(shuō),與任何事物都不相同)。棋盤(pán)的另一半的故事提醒我們,我們應該充分意識到,充足的指數增長(cháng)和進(jìn)步能夠把我們帶入一個(gè)令人吃驚的新天地。實(shí)際上,最近的很多例子都讓我們確信,我們已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新天地。
數字化關(guān)乎一切
“在你衡量你所談?wù)摰脑?huà)題時(shí),如果能以數字的形式表達出來(lái),那說(shuō)明你對這個(gè)話(huà)題知其一二;而當你無(wú)法用數字表達時(shí),你的知識就是貧乏的、不能令人滿(mǎn)意的!
——開(kāi)爾文男爵(Lord Kelvin)19世紀英國卓越的物理學(xué)家
不久前,麻省理工學(xué)院斯隆管理學(xué)院的博士生馬特·比恩(Matt Beane)——他也是我們數字前線(xiàn)團隊的成員,給我們提供了一個(gè)點(diǎn)子:“你們考慮一下使用Waze,真是太棒了!钡斘覀儼l(fā)現他所說(shuō)的Waze就是一個(gè)基于GPS的應用程序,而且這個(gè)程序只提供駕駛導航時(shí),我們的興趣立刻就消失得無(wú)影無(wú)蹤了。因為我們的汽車(chē)有導航系統,而且iPhone里的地圖應用程序完全能夠給我們提供駕駛導航。
邁特則給我們耐心地解釋說(shuō),使用Waze就好像你在拉力賽中駕駛著(zhù)一輛杜卡迪摩托車(chē)同一輛牛車(chē)進(jìn)行比賽。Waze不像傳統的GPS導航儀,它一般不會(huì )告訴你到達目的地的最佳路線(xiàn),而是實(shí)時(shí)地告訴你應該走哪條路線(xiàn)。正像這家公司的網(wǎng)站所說(shuō)的:
Waze的設計理念起源于數年前,當時(shí)有人給埃胡德·沙卜泰(Ehud Shabtai)送了一臺有GPS功能的掌上計算機。埃胡德本來(lái)很興奮,但很快興奮就被失望代替了,因為這款產(chǎn)品并不能根據車(chē)輛的行駛進(jìn)程實(shí)時(shí)地反映變化的路況……
于是,埃胡德要親手來(lái)設計這樣的產(chǎn)品。他的目標就是,他設計的這款產(chǎn)品在任何既定的時(shí)刻,都能夠清晰地反映交通系統的運行狀況以及與駕駛員相關(guān)的所有信息。
任何使用傳統GPS導航系統的人都會(huì )有埃胡德所碰到的挫敗感。一位駕駛員真正想要知道的,包括交通堵塞、交通事故、道路封閉以及其他影響行駛時(shí)間的因素,是傳統的GPS導航系統無(wú)法滿(mǎn)足的。
埃胡德認為,一個(gè)真正有用的GPS系統需要知道的不僅僅是路上的某一輛車(chē)行駛在哪里。它也需要知道,其他車(chē)輛在哪里,這些車(chē)輛行駛的速度有多快。當第一批智能手機投向市場(chǎng)的時(shí)候,他看到了一種可能性,于是在2008年他與尤里·萊文(Uri Levine)和阿米爾·希納爾(Amir Shinar)一起創(chuàng )建了Waze。Waze的“天賦之處”是能夠把所有使用該程序的智能手機都變成傳感器,然后持續不斷地把它們的位置和行駛速度信息上傳到公司的服務(wù)器上。當越來(lái)越多的智能手機都在使用這種應用程序時(shí),Waze就會(huì )獲得一個(gè)特定區域越來(lái)越多的的車(chē)輛行駛狀況。Waze程序所顯示的不僅僅是一幅靜態(tài)的公路地圖,它也能實(shí)時(shí)地升級最新的交通狀況信息。它的服務(wù)器通過(guò)使用地圖和這些升級,并通過(guò)一系列復雜的運算法則生成導航路線(xiàn)。
Waze這種使用者越多其使用性越強大的特性——對每個(gè)使用者來(lái)說(shuō),一種資源的價(jià)值會(huì )隨著(zhù)每個(gè)加入者的增加而增長(cháng),就是被經(jīng)濟學(xué)家稱(chēng)為“網(wǎng)絡(luò )效應”的經(jīng)典案例。事實(shí)上,Waze使用者的數量也一直在迅速地增長(cháng)。在2012年7月,公司報告稱(chēng),Waze的使用者在過(guò)去的6個(gè)月時(shí)間里已經(jīng)實(shí)現了翻番,達到了2 000萬(wàn)用戶(hù)。
有了Waze,GPS就成了駕駛員手里的全方位助手:一個(gè)能夠讓你快速而容易地到達你想要去的地方的系統,而不論你是否熟悉當地的公路以及公路狀況。它會(huì )使你瞬間成為對那個(gè)城市無(wú)所不知的超級車(chē)手。
由于摩爾定律和技術(shù)的指數級增長(cháng)——也就是我們前面所提到的話(huà)題,Waze的規模才有可能做得很大。之所以在過(guò)去的一些年里這類(lèi)技術(shù)變得可行了,是因為數字能量的迅速積累和技術(shù)成本的下降。計算機設備和工具的指數級提升和增長(cháng)是催生第二次機器革命時(shí)代到來(lái)的三大根本動(dòng)力之一。
當然,Waze也非常依靠這三大動(dòng)力的第二個(gè):數字化。在里程碑式的著(zhù)作《信息統治》(Information Rules)中,兩位經(jīng)濟學(xué)家卡爾·夏皮羅(Carl Shapiro)和哈爾·瓦里安(Hal Varian)把這種現象界定為“對信息流進(jìn)行數字化的編碼”。換一種說(shuō)法,就是把所有的各種各樣的信息和媒體形式——包括文本、聲音、圖像、視頻以及工具、設備和傳感器里的數據等等,轉換成無(wú)數的“1”和“0”,也就是計算機以及其他同類(lèi)產(chǎn)品能夠識別的語(yǔ)言。比如,Waze使用的就是幾種信息流:數字化的街道地圖、應用程序發(fā)布的車(chē)輛定位以及交通擁堵的警示信息。Waze能夠把這些信息流整合在一起,轉換成對使用者非常有用的信息,這就是這一服務(wù)備受歡迎的原因。
數字時(shí)代的創(chuàng )新無(wú)窮無(wú)盡
“如果你想擁有出色的思想,那么你必須擁有很多思想!
——萊納斯·鮑林(Linus Pauling)美國著(zhù)名化學(xué)家,量子化學(xué)和結構生物學(xué)的先驅者之一,兩度獲得諾貝爾獎
作為經(jīng)濟學(xué)家的代表人物,保羅·克魯格曼(Paul Krugman)曾說(shuō)過(guò):“生產(chǎn)率不是一切,但從長(cháng)遠來(lái)看,它幾乎就是一切!边@是為什么呢?他解釋說(shuō):“因為一個(gè)國家在一定時(shí)間內提升其國民生活標準的能力,幾乎取決于提升其人均產(chǎn)出的能力!
實(shí)際上,創(chuàng )新就是生產(chǎn)率提高的過(guò)程。經(jīng)濟學(xué)家們都喜歡彼此爭論,但在他們中間也有一個(gè)很重要的共識,就是創(chuàng )新對增長(cháng)和繁榮發(fā)揮著(zhù)根本性的作用。大多數業(yè)內人士都贊同偉大的經(jīng)濟學(xué)家約瑟夫·熊彼特(Joseph Schumpeter)的觀(guān)點(diǎn):“在資本主義社會(huì )的經(jīng)濟歷史中,創(chuàng )新是最顯著(zhù)的一個(gè)事實(shí)……而且在很大程度上,它也使我們能夠首先想到其他社會(huì )發(fā)展的促進(jìn)因素!
但在現實(shí)世界中,很多擁有豐富礦產(chǎn)資源和充裕商品的國家卻經(jīng)常會(huì )陷入“資源魔咒”的雙重恐怖狀態(tài):較低的增長(cháng)率和普遍的貧困。
事實(shí)上,在經(jīng)濟歷史學(xué)家中有一個(gè)廣泛性的共識,即一些技術(shù)在促動(dòng)經(jīng)濟進(jìn)步的過(guò)程中會(huì )發(fā)揮重要性作用。根據傳統的理解思路,經(jīng)濟學(xué)家們把類(lèi)似蒸汽機和電力這樣的創(chuàng )新稱(chēng)為通用目的技術(shù)(General Purpose Technologies,縮寫(xiě)為GPTs)。經(jīng)濟歷史學(xué)家加文·賴(lài)特(Gavin Wright)為通用目的技術(shù)提供了一個(gè)簡(jiǎn)潔的定義:“對經(jīng)濟體系的很多部門(mén)都有著(zhù)潛在而重要影響的深刻的思想或技術(shù)!薄
由經(jīng)濟學(xué)家亞歷山大·菲爾德(Alexander Field)編制的所有分類(lèi)候選名單中,只有蒸汽機的投票超過(guò)了信息通信技術(shù),和電力一起被看作符合通用目的技術(shù)標準的第二大普遍性技術(shù)。
另一個(gè)思想觀(guān)點(diǎn)認為,創(chuàng )新所做的真正工作并不是提出什么大的和新鮮的事物,而是把已經(jīng)存在的事物重組起來(lái)。而且我們對實(shí)現創(chuàng )造和發(fā)明的相關(guān)領(lǐng)域的知識和能力的主要進(jìn)展了解得越深入,這種重組的觀(guān)點(diǎn)就顯得越有意義。
經(jīng)濟學(xué)家保羅·羅默(Paul Romer)強烈地支持這種觀(guān)點(diǎn),即經(jīng)濟學(xué)里所謂的新經(jīng)濟增長(cháng)理論。他寫(xiě)道:“只要人們能把資源調動(dòng)起來(lái),并且按一定的方式重新配置,使得這些資源價(jià)值更大,那么經(jīng)濟增長(cháng)就會(huì )發(fā)生……每一代人都會(huì )察覺(jué)到增長(cháng)的極限:如果沒(méi)有新的……發(fā)展思想和理念,有限的資源、不合時(shí)宜的負面效應都會(huì )紛至沓來(lái),給經(jīng)濟的發(fā)展施加魔咒。每一代人都會(huì )低估發(fā)現新的……發(fā)展思想和理念的潛力。我們始終都無(wú)法掌握,究竟有多少發(fā)展的思想和理念還沒(méi)有被發(fā)現……但發(fā)展的可能性不僅僅遵從加數法則,還可能遵從乘數法則!
羅默把這一切歸結為一種重要的思想和理念,即“元思想”:可能在所有思想中,最重要的就是“元思想”——那種支持其他思想產(chǎn)生以及傳播的思想……這里有……兩個(gè)非?尚诺念A測。第一,在21世紀引領(lǐng)發(fā)展潮流的國家將會(huì )是能夠實(shí)施創(chuàng )新,并且這種創(chuàng )新能夠有效地支持私有部門(mén)新思想產(chǎn)生的國家。第二,上面提到的新的“元思想”將會(huì )被發(fā)現。
而數字技術(shù),就是最通用的通用目的技術(shù)。
根據羅默的提法,下一個(gè)偉大的“元思想”已經(jīng)被發(fā)現了:它存在于新的思想群體中,還存在于新一代的機器中,而網(wǎng)絡(luò )化的數字技術(shù)設備——在它們之中運轉的軟件種類(lèi)多得令人吃驚,為這一切提供了可能。信息通信技術(shù)中的通用目的技術(shù)從根本上產(chǎn)生了組合和重組思想的新思路。像語(yǔ)言、印刷、圖書(shū)館或者大學(xué)教育一樣,全球的數字網(wǎng)絡(luò )也培育了重組式創(chuàng )新的動(dòng)能。我們不僅能夠按照從來(lái)沒(méi)有過(guò)的方式組合思想,還能對思想進(jìn)行重組——不論是原有的還是現在的。Google的自動(dòng)駕駛技術(shù)、Facebook都提供了例證。
這種創(chuàng )造模式充分說(shuō)明,數字創(chuàng )新就是一種純粹的組合式創(chuàng )新,每一步的發(fā)展都會(huì )成為未來(lái)創(chuàng )新的一塊“積木”。進(jìn)步從來(lái)不會(huì )停止,只會(huì )不斷地積累。數字世界從來(lái)不受任何界限的制約。它能擴展到物質(zhì)世界,使汽車(chē)和飛機實(shí)現自動(dòng)駕駛,讓打印機分部件打印等。在摩爾定律和數字化的共同推動(dòng)下,具有潛在價(jià)值的電子“積木”在全世界呈現出了爆發(fā)態(tài)勢,各種組合、各種可能都在以前所未有的速度成倍增長(cháng)。我們把這種創(chuàng )新稱(chēng)為全球性的積木式創(chuàng )新。和果實(shí)類(lèi)創(chuàng )新不同的是,積木式創(chuàng )新并不是把“積木”吃掉或用盡,而是增加了未來(lái)重組式創(chuàng )新的機會(huì )。
當第二次機器革命時(shí)代來(lái)臨
“我一直在思考那些讓人驚嘆的電子儀器……有了它們,我們的計算和綜合思維能力增強了,工作和研究進(jìn)程成倍增長(cháng),對這些進(jìn)步……即使用嘆為觀(guān)止來(lái)形容也毫不為過(guò)!
——德日進(jìn)(Pierre Teilhard de Chardin)法國哲學(xué)家、神學(xué)家、古生物學(xué)家、中國舊石器時(shí)代考古學(xué)的開(kāi)拓者和奠基人之一
我們列舉了第二次機器革命時(shí)代的一些顯著(zhù)特征:計算機大部分領(lǐng)域持續的指數級增長(cháng)、數字化信息的爆炸式增長(cháng)和重組式創(chuàng )新。這三種力量所帶來(lái)的突破,正在把科幻小說(shuō)變成我們每天的現實(shí),其影響力甚至超越了我們近來(lái)的預測和理論。而在可預見(jiàn)的未來(lái),這一切沒(méi)有終點(diǎn)。
我們?yōu)楹稳绱舜_定?因為第二次機器革命時(shí)代指數級增長(cháng)的、數字的和重組的力量使得我們人類(lèi)越來(lái)越有可能創(chuàng )造歷史上最重要的兩個(gè)一次性的大事件:真正多用途的人工智能的出現,以及這個(gè)星球上大多數人可以通過(guò)共同的數字網(wǎng)絡(luò )溝通互聯(lián)。
這些進(jìn)步中的任何一個(gè),都無(wú)法從根本上改變我們的發(fā)展前景。但當它們結合在一起,就會(huì )比工業(yè)革命以來(lái)的任何推動(dòng)力都要強大。它們將永久地改變這個(gè)物質(zhì)世界的運轉方式。
相對來(lái)說(shuō),能夠認知的機器要比僅僅能夠完成任務(wù)操作的機器更加重要。而由于擁有了現代人工智能,我們的數字化機器已經(jīng)擺脫了發(fā)展的制約,開(kāi)始在模式識別、復雜溝通以及其他極其人性化的領(lǐng)域展現出廣闊的發(fā)展空間。
我們最近也看到了在自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域、機器學(xué)習(計算機自動(dòng)改善算法并通過(guò)獲得更多數據提升其性能的能力)、機器視覺(jué)、同步定位與建圖,以及應對這些領(lǐng)域根本性挑戰的方面,所取得的巨大進(jìn)步。
在悠久的歷史中,閱讀大小不一、形態(tài)各異以及載體形式千差萬(wàn)別的原始文字一直是人類(lèi)的強項——這一技能甚至超越了技術(shù)最高超的計算機硬件和軟件。然而,隨著(zhù)OrCam視覺(jué)設備和一些類(lèi)似創(chuàng )新的出現,這種情況已經(jīng)發(fā)生了改變。技術(shù)又一次走在了人類(lèi)的前面,它將幫助數以百萬(wàn)計的人們獲得更完美的生活。OrCam視覺(jué)設備的成本價(jià)格僅有2 500美元——相當于一套高檔聽(tīng)力輔助設備的價(jià)格,而且將來(lái)它還會(huì )更便宜。
除了人工智能強大的性能和實(shí)用性之外,另一個(gè)可以加速第二次機器革命時(shí)代到來(lái)的發(fā)展是,這個(gè)星球上人與人之間的數字化互聯(lián)互通。要想讓這個(gè)世界變得更加美好,要想改善人類(lèi)的生存狀況,沒(méi)有什么資源能比得上這個(gè)世界上所有人類(lèi)的力量——要知道,我們可有71億人口,出色的思想和創(chuàng )新一定能夠解決我們面臨的挑戰,提升我們的生活質(zhì)量,讓我們能夠更輕松自如地生活在這個(gè)星球上,而且幫助我們彼此互助友愛(ài)。一個(gè)千真萬(wàn)確的事實(shí)是,除了氣候變化之外,過(guò)去所有環(huán)境的、社會(huì )的以及個(gè)人的健康指數都出現了提升——盡管整個(gè)世界的人口數量一直都在增長(cháng)。
這種提升并不是一種幸運的巧合,它是有一定因果關(guān)系的。正是因為人口增長(cháng),才會(huì )有更多能夠提升我們所有人生活和工作狀態(tài)的好的創(chuàng )新思想,很多事情也才能變得更好。經(jīng)濟學(xué)家朱里安·西蒙(Julian Simon)是最早做出這種樂(lè )觀(guān)評述的專(zhuān)家之一,他在其職業(yè)生涯中不斷地提出并重復著(zhù)這種理論。他寫(xiě)道:“從經(jīng)濟意義上來(lái)看,你的思想甚至要比你的嘴巴或手更重要。長(cháng)期來(lái)看,人口規模及其增長(cháng)最重要的經(jīng)濟影響是,額外增加的人口對我們所積累的實(shí)用知識的貢獻。這種貢獻從長(cháng)遠來(lái)看非常巨大,足以削減掉人口增長(cháng)所帶來(lái)的所有成本!
雖然直到最近,便捷的通信溝通、信息獲取和知識共享(尤其是長(cháng)距離的)有時(shí)還僅限于少數精英階層,但在民主化進(jìn)程和平等主義社會(huì )發(fā)展趨勢的影響之下,所有這一切變得越來(lái)越暢通無(wú)阻了。著(zhù)名記者A·J·利布林(A.J.Liebling)曾說(shuō)過(guò):“媒體的自由是對媒體的主人而言的!爆F在也可以毫不夸張地說(shuō),在不遠的將來(lái),數十億人也會(huì )成為計算機的主人,各種方便瀏覽、查閱和使用的信息資源將盡在指尖觸及之處。
我們中的很多人都會(huì )相信,重組式創(chuàng )新將會(huì )大幅提升人類(lèi)的發(fā)展進(jìn)程。當然,我們不能準確地預測未來(lái)將會(huì )產(chǎn)生哪些新的創(chuàng )見(jiàn)、產(chǎn)品和解決方案,但我們可以充滿(mǎn)信心地說(shuō),未來(lái)將會(huì )是極其鼓舞人心的。第二次機器革命時(shí)代的特征將是,數不勝數的智慧機器和數十億互聯(lián)互通的智慧大腦結合在一起,幫助我們了解和提升這個(gè)世界——它將徹底顛覆我們之前的世界。
《第二次機器革命》主要內容(續完)
《第二次機器革命》主要內容(續二)