硅谷科学家的半导体集成电路初心

1986年,我的教授、家父的忘年交、80年代失败建议与中国联合孕育集成电路设计产业原点的发起人,后来成为22家重要硅谷芯片企业的创始人。米德博士(Carver A. Mead),是唯一领衔摩尔教授的计算机科学家和应用物理学家。

米德的《介绍超大规模集成电路》课本在世界计算机教育界第七年已成为必读书。这时米德教授正在讲授他所创始第一年的新课程《模拟超大规模集成电路与神经网络》。作家吉德尔(George Guilder) 为了他的新著作,在加州理工学院进出了约一整年。他会坐在最后一排,听着米德教授讲课,作着笔记。但这一次课上,米德提出:他的好朋友,正在酝酿一部新书,想请他上来讲一节课,关于当今科技革命的想法…于是,我们听到了吉德尔关于量子物理学-半导体集成电路的计算机-经济社会发展的第一次预言性的讲演。两年后,米德教授以上的第二本划时代的半导体集成电路新教科书《Analog VLSI and Neural Network》出版了。同年,吉德尔的《缩影,经济技术的量子学革命》(Microcosm, The Quantum Revolution in Economics and Technology)也在1989年出版了,成为一篇当时轰动舆论、多年后值得反思的划时代书籍。他报告和总结了硅谷到当时的成功历史,明确阐述了硅谷科学家创始半导体集成电路事业时的巨大科学和社会抱负。当年听他讲关于“推翻物质”的量子物理学社会影响,震撼了整个讲堂里的听众。这本书的出版,正是中国动荡的一年,或许没有注意到世界科学家的工业革命大抱负和初心。但是30年后在今天,我们正在体验着相关的世界震撼发展。当然,当今的世界半导体行业竞争却是来自不同的初心。但是重温大洋彼岸在硅谷发祥地科学家们当年的的顿悟和坚持,或正是反思世界科学和社会进步的一个时机?

吉尔德在1994年出版了《电视之后的生活》(Life After Television),基本言中了大部分今天计算机取代电视的情况。2018年,吉尔德又出版了《谷歌之后的生活》(Life After Google),提出了谷歌大数据和AI的缺陷和极限,而互联网区块链的发展应是下一个打破集中垄断、保障个人数据安全和自由、包括抵制金融垄断和股市欺诈的更新出路。他把区块链比作欧洲文艺复兴从少数寡头掌握中把艺术解放给公众。在推动新的区块链产业过程中,需要知道这个新潮流在发起时的含义吗?

吉尔德提到:“财富在于智慧,而经济增长是学习的过程”。人们在每次产业革命的前夜,或应理解,这个科技进步与经济社会到底是如何相关联和影响的?

几时才能懂得用基本原理解释和解决基础难题?行中医不读《易经》、推动基因治癌不顾《进化论》、发展半导体工业不联系《量子物理学》?

原文:George Gilder:《微观世界,经济与技术的量子革命》,试金石公司出版,版权所有©1989 George Guilder

前言
聆听技术并了解它告诉您的是什么。 -CARVER MEAD
这本书探讨了现代技术的意义和未来。由于其起源于量子物理学及其在微芯片中的实施例,该技术的示例性产品是计算机。目前形式的计算机仍然处于其影响力和力量的初期,是大约二十五年发展的产物。从汽车燃油喷射系统中的微处理器到个人计算机核心的微处理器,从模拟天气的超级计算机到全球玻璃光纤线路连接的神经节,和光计算机技术的各种表现形式,集中体现了量子物理学微观世界的成果。本世纪初的量子理论首次揭示了物质的内在结构,使现代计算机成为可能。
广泛认为,计算机是量子时代最重要的产物。然而,通过探索这个时代的中央机器,我们发现机器和东西不是中心,而是人类思想和创造力的首要地位。
量子时代仍然在世界的四重变革中展开 – 在科学,技术,商业,政治甚至哲学中。但所有这些变化都集中在一个划时代的事件中:推翻物质。
这种变化起源于量子理论本身的缩影 – 本世纪初在欧洲发起的新物理 – 推翻了物理科学中的物质。在宇宙的基础上,艾萨克·牛顿的坚硬,惰性和不可分割的固体让位于一堆丰富的矛盾火花,包括波浪和粒子,违反了牛顿的坚固性的每一个原则。现代经济生活的所有层叠变化的根源 – 技术,商业和地缘政治中的物质资源贬值 – 是物质科学中物质可靠性的最初推翻。
推翻物质的第二步是使用量子理论来克服新机器制造中重量,热量和力的材料限制。工业时代基本上从外部管理和操纵物质,使其抵抗重力,使其抵抗摩擦,熔化或燃烧以改变其形状。量子时代从内部操纵物质,使其内部结构适应人类的目的。
在微芯片中,人类在苍蝇翅膀大小的空间内以数十亿分之一秒的速度运行数百万个组件,人类建造了一台机器,克服了所有传统的机械时间和空间限制。主要由沙子中的硅制成,地球微芯片中最常见的物质之一发现它们的价值不在于它们的实质,而在于它们的知识内容:它们的设计或软件。
推翻物质的第三个重要表现是这种技术对商业世界的影响。通过克服物质资源的限制,微芯片贬值了大部分物质资本的积累,并使一个企业家在工作站上创始全球经济企业成为可能。随着物质稀缺,重力和摩擦的限制被推翻,政府和企业中的大型官僚机构失去了对个人创造者和企业家的权力。
推翻物质的第四阶段是决定国家间权力分配的自然资源和领土价值的崩溃。科学,技术和企业的微观世界已经融合在一个超越国家权力和财富的所有常用指标的全球量子经济中。最有价值的资本现在是人类思想和精神的资本。智力资本可以将任何物理环境,甚至是亚洲东海岸的一些小而寒冷的石头岛屿,转变为生产和财富中心。缺乏这样的资本,或者它的滥用,可以把最伟大的帝国变成一个空洞的外壳,在暴君的挫折中徘徊。
在推翻物质的宝座时,这个新时代 – 量子时代 – 也推翻了唯物主义的巨大迷信。崇拜事物 – 无论是在马克思主义的辩证法中还是在迈达斯的黄金囤积中 – 在一个思想至关重要的世界中崩溃,甚至在物质本身的核心。