互联网简史：摩尔定律的起源与争议

史海钩沉

1929年1月3日，一名男婴出生在加州旧金山的佩斯卡迪诺一个普通的家庭。在男孩11岁时，邻居小孩的一个化学装置玩具让他对化学产生了兴趣，他开始梦想成为化学家。虽然学习并不怎么用功，但成绩一直不错。较之学习，他更热爱体育和发明。

高中毕业后，男孩进入了著名的加州大学伯克利分校，学习化学专业，并在1950年和1954年先后获得学士学位和物理化学博士学位，实现了少年时代的梦想。

之后，男孩来到约翰·霍普金斯大学的应用物理实验室工作。但不久，研究小组却因两个上司的离去名存实亡，这让他不得不重新思考未来。

机会在1956年降临。在诺贝尔奖获得者、晶体管的合作发明人威廉·肖克利的邀请下，男孩加入了肖克利的半导体公司，并希望将自己的研究应用到实事中。在这里，他遇到了他一生中最好的合作伙伴：罗伯特·诺伊斯、布兰克、杰伊·拉斯特。彼时的他并不知道，自己将和这些伙伴共同开启一段“伟大的旅程”。

肖克利虽然才华横溢，却缺乏经营能力，在他的领导下，实验室一年内并没研制出什么成果。公司里意气相投的8个人决定“叛逃”，向肖克利递交了辞职书。这让他们的“伯乐”——肖克利愤怒不已，指责他们是“八叛逆”。

“八叛逆”离开肖克利后继续寻找合作伙伴。1957年10月，他们找到了一家地处纽约的摄影器材公司。年过六旬的公司掌门人虽无太多动力，但答应提供3600美元种子基金。就这样，“八叛逆”创办的企业正式成立，命名为“仙童半导体公司”。

1958年1月，公司收到了IBM公司给的第一张订单。到1958年底，小小的仙童半导体公司已经拥有50万美元的销售额和100名员工，并依靠技术创新优势，一举成为硅谷成长最快的公司。

20世纪60年代，仙童半导体公司进入了它的黄金时期。到1967年，公司营业额已接近2亿美元，在当时简直就是天文数字。

1968年，男孩同他的伙伴罗伯特·诺伊斯与安迪·格鲁夫在美国硅谷创办了英特尔公司。经过五十多年的发展，公司在芯片创新、技术开发、产品与平台等领域奠定了全球领先的地位，并始终引领着相关行业的技术产品创新及产业与市场的发展。

这名男孩就是戈登·摩尔，是英特尔公司创始人之一，也是英特尔的“心脏”。

溯源揽胜

信息时代，我们身边被各种电子产品所包围。电脑、手机已成我们当代人生活中必不可少的部分，尤其是手机，几乎成了我们的“私人秘书”。同时，越来越多的传统工具和设备等也都实现了智能化：手表变成了可即时通信的多功能电子设备，汽车变成了行走的超级电脑。这些与我们生活密切相关的电子伙伴的身体中搭载着晶体管和微处理器，更新速度极快，性能不断提升，但成本价格却在不断下降。在短短几十年时间内，我们摆脱了庞然大物般的电脑和笨拙的通信设备，拥有了更多更智能的生活、学习和工作助手，这些翻天覆地的变化离不开一个定律，那就是摩尔定律。那么，什么是摩尔定律呢？它又是怎样提出来的呢？

实际上，摩尔定律并非像牛顿运动定律那样是物理或自然法则，而是被看作一种观测或推测，它代表了一个“机遇”，揭示了信息技术进步的速度。

1965年4月15日，时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的戈登·摩尔应邀为《电子学》杂志的35周年专刊写一篇观察评论报告，题目是“让集成电路填满更多的元件”。摩尔应这家杂志的要求对未来十年间半导体元件工业的发展趋势做出了预测：在一个集成电路——计算机的大脑中能够集成的元件数量将每年增加一倍，从而大大提升计算机的性能。10年后，他修正了他的预测，改为每两年增加一倍，科技行业正式将其称为摩尔定律。在50年的时间里，这个法则成了整个行业立志要实现的目标，而且确实实现了。

摩尔定律所提到的晶体管能够控制电信号的开关，从而使设备可以处理信息和完成任务，是电脑、手机等智能设备最基础的组成部分。把晶体管集成到一小块薄片上，就是微处理器，微处理器是手机和电脑的核心部件。制作微处理器和晶体管最基本的材料是半导体，而性价比最高的半导体是硅，这可以解释为何硅谷成了创造现代科技的核心区。

一个芯片中集成的晶体管越多，这块芯片处理信息的速度就越快。为了实现摩尔定律，芯片制造商不得不努力缩小晶体管的体积，以便能够将更多的晶体管集成在一起。最初的晶体管有人的手掌大小，如今芯片中包含的晶体管甚至只有5纳米大小。然而，体积大小的改变并不是摩尔定律最核心的意义，更重要的是，随着时间的推移和技术的发展，电子设备更加优化和智能。摩尔法则让设备体积变小的同时，也极大提高了设备的性能。

“一开始，我只想记录下集成电路的发展史，没想到它逐渐受到各大公司的认可，他们想办法来达到这样的速度，否则就会死掉。”摩尔80多岁时曾这样说道。摩尔定律就像是一股推动行业进步的统一力量，为定期的创新提供了方向，也为我们的科技带来了日新月异的变化。(www.xing528.com)

知史明智

正如摩尔本人所说的那样，摩尔定律并非记载行业的进步，而是推动行业的进步。它是一种愿景，是一个自验性的预言，它的持续成功依赖于一大批人的持续奋斗和不断的极致创新。摩尔定律创造出的技术进步神话，让个人计算机和智能电脑逐渐普及，让我们在更短的周期里使用到更好的产品，但我们不必为此支付更多的费用。

我们普遍认为，随着时间的推移，技术走向发达和快捷是必然的，即便有些技术问题现在还不能解决，那再过一两年也一定会解决。但如果没有摩尔定律——这一统一的力量来推动整个行业的进步，那么集成电路和元件极有可能还停留在几十年前的水准，也可能就不会有各种智能电子设备的涌现。

然而，随着技术的不断革新，摩尔定律也陷入“是否已失效”的争论中。摩尔定律的未来如何？倘若摩尔定律失效了，我们又该何去何从？

摩尔定律问世至今已经五十多年了，半导体芯片制造工艺水平也在其推动下以一种令人惊叹的速度提高。我们一方面惊讶于技术发展的速度，另一方面又止不住地忧虑：这样的发展速度有无止境？摩尔定律会一直起作用吗？我们都知道，芯片性能的提升需要减小晶体管等元器件的大小，使得相同面积上能够集成更多的元件。然而，芯片上元件的尺寸却无法无限制地持续缩小，总有一天，芯片单位面积上可集成的元件数量会达到极限。而这一极限是什么？什么时候会到达这一极限？在这种发展趋势下，摩尔定律正步入“晚年”。

在摩尔定律的思维下，一旦定律失效了，科技及人类文明的发展势必将变得缓慢。这是否就意味着我们的未来将暗淡无光呢？其实不然，如果说摩尔定律是科技发展中一扇非常重要的门，即使这扇门即将关闭，我们也并不会坐以待毙，而将努力突破摩尔定律的硬件思维视角，去开启另外一扇窗户，比如，量子计算。在量子世界，很多物理学中以前不存在的物理状态变得可能，量子力学也为我们重新认识计算的意义、研发出更强大的量子计算机提供了思路。量子计算机将存储和传输数据的基本单元“比特”替换成“量子比特”，并可以叠加，量子算法的核心就是如何利用好这些量子叠加态来加速计算问题的求解速度。

所以，我们与其将摩尔定律的濒临死亡看作技术将会停滞的趋势，不如将它的结束视为另一个技术时代的到来。未来并不暗淡，未来值得期待。

网事拾遗

关于互联网有三条重要的定律，除了摩尔定律外，还有吉尔德定律和迈特卡夫定律，这两条定律都和摩尔定律有着紧密的联系。

吉尔德定律是由乔治·吉尔德提出的：在未来25年，主干网的带宽每6个月增长一倍，12个月增长两倍。其增长速度是摩尔定律预测的CPU增长速度的3倍，并预言将来上网会免费。乔治·吉尔德认为正如20世纪70年代昂贵的晶体管在现如今变得如此便宜一样，主干网如今还是稀缺资源的网络带宽，有朝一日会变得足够充裕，那时上网的代价也会大幅下降。

吉尔德定律和摩尔定律之所以联系在一起，是因为带宽的增长不仅仅受路由传输介质的影响，更主要的是受路由等传输设备的运算速度提高的影响，以及作为节点的计算机的运算速度加快的影响，而摩尔定律决定了计算机的运算速度。

迈特卡夫定律是由以太网的发明人罗伯特·迈特卡夫提出并以他的名字命名的。其简单描述为：网络的价值与网络使用者数量的平方成正比。这个貌似简单的陈述，却为包括互联网在内的许多重大发明的存在和被用的实际价值提供了一个简洁的数学结论。可以说，摩尔定律从微观角度解释了产品的性能提高而成本降低的现象；迈特卡夫定律则从宏观角度解释了产生这种现象的社会渊源——一个技术随着使用者的不断增多，每一个使用者从使用中获得的价值不断增加，但使用费却不断下降的现象——是由市场决定的。

历史回声

一个巨大的变化就是它已经是一个联系的世界。这种联系不仅是每一件事都与其他事联系起来，也是移动的联系，而不是静止的联系，不是游离的行为。因此，这种联系才是巨大的变化。

——美国麻省理工学院媒体实验室创办人　尼古拉斯·尼葛洛庞帝

网络从很多方面改变了人和人之间的关系。我认为我们现在还处在起点上，互联网已经改变了我们工作和生活的方式，但是我们现在真正想要实现的是，利用互联网帮助世界各地的人们相互交流和加深理解。

——万维网发明人、互联网之父　蒂姆·伯纳斯·李