现在有越来越多的人反感专家,直接原因就是专家们的各种言论,尤其是他们对于一些重大事件的预测,总是被后来的事实结果打脸。

对于某些公认的真专家,为什么在自己的权威领域,还会出现一些预测被打脸的情况呢?

简单地说,出错的根本原因,在于他们用了“点”的结论,来代表“面”的结果。

这个原因解释起来比较复杂。我们就用芯片产业的一个案例来详细解释一下。

关注科技新闻的朋友,应该都听说过“摩尔定律”,哪怕根本不知道这个词是什么意思。

简单的说,就是英特尔公司的戈登·摩尔先生于1965年提出:一块芯片上能容纳的晶体管的数目,大约每隔18个月就会增加一倍,并由此带来计算性能提高一倍。

所谓“芯片”,就是集成电路,也就是新闻里常说的“在一块指甲盖大小的面积上集成几亿个晶体管”,通过电路一开一关的方式实现计算的功能。

集成几亿个晶体管,就能实现几亿个“一开一关”的同时进行,也就是卖电脑的经常说的“这台电脑的芯片每秒钟可以计算多少亿次”的依据。

当然,以上描述是简化得不能再简化的原理性知识科普。

科普的目的就是让大家明白一点:芯片上能集成的晶体管越多越好。

因此,戈登·摩尔先生通过长期观察和研究,得出了关于芯片技术进步的这个“摩尔定律”。

那么,1975年,摩尔先生在一篇论文中总结了芯片密度(就是单位面积芯片上集成的晶体管的数量)增加的原因:一是晶体管做得越来越小;二是单块芯片面积的增大;三是更新的设计让芯片上的晶体管排布更加合理。

回想一下前面说的摩尔定律:芯片上集成的晶体管数量大约每十八个月增加一倍。如果仅仅只是翻日历的话,今天以后可以有无数个十八个月,但是晶体管的数量真的可以无数次“增加一倍”吗?

根据摩尔先生1975年总结的原因,要增加晶体管数量,要么把晶体管做得更小,要么把芯片面积做得更大,同时持续改进设计让电路排布更合理。

首先,芯片面积做大这个选项就不能考虑了。因为越是强大的芯片,消耗的能量就越大,散发的热量也就越多。

因此,一块已经集成了多少亿个晶体管的芯片再增大面积、额外集成数亿个晶体管,那么它工作产生的热量也就越大,散热问题就越无解。

所以,这才有了“指甲盖大小”这么一说。可想而知,这个尺寸是无数因素综合考量之后得出的最优方案。

那么,增加晶体管的数量的途径,就基本上落在了缩小晶体管尺寸的方向上了。

果然,本世纪初,晶体管小型化遇到瓶颈。当晶体管小到一定程度的时候(专业地说就是栅长低于100纳米以后),晶体管会漏电。

晶体管漏电的话,这个芯片肯定就不能正常工作了。由此看来,在芯片上增加晶体管真的是有一个物理极限的。

这就是最近二三十年频繁有人提出摩尔定律将要失效的原因。

作为芯片行业的专家以及本理论的创立者,摩尔先生本人就于1995年提出,摩尔定律将于2005年失效。

2013年,曾任英特尔总设计师的鲍勃·寇威尔先生预测,2020年可能是摩尔定律失效的最早时间。

2015年,摩尔先生本人再次预测,摩尔定律将于2025年失效。

回顾一下上面的内容,为什么摩尔定律会失效,包括摩尔先生本人都这么认为?

因为一块芯片上晶体管的增加是有极限的。本世纪初遇到的问题,是晶体管小到一定程度就会漏电。

那么,是不是芯片上的晶体管数量、以及由此获得的芯片计算能力就没能继续提高了呢?

当然没有,英特尔的电脑芯片和当前的手机芯片都在一代一代地往市场上推。

那么这些芯片又是怎么做出来的呢?难道是外星人送来的外星技术吗?当然不是!

栅长低于100纳米以后会漏电的问题,最终在英特尔无数次实验后,发现了一种新材料(金属铪的氧化物),代替原来使用很多年的二氧化硅后得以解决。

英特尔于2007年推出45纳米芯片,基本解决了漏电问题(降低了90%以上)。

1997年,加州大学伯克利分校的胡正明教授提出了FinFET的芯片设计概念,原理是通过三面包裹的形式极大地减少漏电现象。

2011年,英特尔采用FinFET技术成功制造出了22纳米芯片。

英特尔这两款芯片,一个是通过使用新材料,另一个是通过改变造型,解决了因为漏电而无法进一步增加晶体管数量的问题。这使得摩尔定律的有效期延长了。

我们有没有想过,摩尔定律的本质是什么?

是在单位面积的芯片上,看谁堆的晶体管数量更多的比赛吗?

当然不是!摩尔定律的本质,是在成本和功耗不变的情况下,提高计算能力!

仅仅只是因为晶体管栅长低于100纳米以后会漏电,使得晶体管数量无法持续增加,就认为摩尔定律会失效,这不就是盲人摸象所要表达的道理嘛。

现实是,芯片的计算能力到目前为止,仍然在依照摩尔定律的时间轮廓发展着。

通过改进芯片的缓存设计(不要细问,技术太高深没办法一两句话说清楚),2015年英特尔推出的14纳米芯片使用了三级高速缓存,进一步提升了芯片计算能力。

还有一个现在大家都知道的方式:在芯片上设置多个核心,也就是卖电脑、卖手机的人大力宣传的“四核芯片、八核芯片”,同样提升了计算能力。

由此看来,摩尔先生第二次预测的,关于摩尔定律将于2025年失效的结论,可能又要被“打脸”了。

案例讲完了。前面这么大的信息冗余度,可以帮助我们总结一下开头提出的那个干货道理:专家预测被打脸的原因,在于他们用了“点”的结论,来代表“面”的结果。

第一,真正的专家在其精通的领域,确实可以做出最准确的判断。但是太过专注就容易错失全局判断。

英特尔的专家们(包括摩尔先生、总设计师寇威尔先生)在判断晶体管小到什么程度会漏电方面,绝对是权威,而且非常科学和准确。

但是,因为这一点就认为芯片的计算能力增长将达到瓶颈,并且导致摩尔定律失效,那就是否定了通过其他方式实现计算能力提升的可能性。

我们熟知一个经典案例,日本人在模拟信号电视领域精益求精,研发出了世界上最先进的模拟信号电视技术。

结果美国人开发出数字信号技术,让日本人积累了几十年的模拟信号电视技术一下子失去了用武之地。

显然,我们不能过度专注某个细分领域,而遗忘了宏观的战略目标。老话说,不能只顾埋头拉车,还要抬头看路。

第二,重大领域的技术或者理论研究的进步乃至飞跃,不是一条路走到底的结果,而是多方向推进、多路径摸索、多领域试错的“幸存成果”。

英特尔为了解决栅长低于100纳米漏电问题,肯定是实验了无数种方法,才最终发现了用其他材料替代二氧化硅这个方法。

我们不能站在事后诸葛亮的角度来评价过去的研究成果,这会犯典型的“这件事本来就应该这样做”的错误。

我们绝对应该相信,除了胡正明教授提出的FinFET技术路线,同时代一定有更多的科研人员花费无数代价研究过其他芯片设计、制造技术。

我们今天能够理所当然地觉得“芯片就应该这么造”,是无数科研人员用无数种今天被证明“错误”的方式试验出来的。

那些没有走通的路线,如果当时被报道出来,用事后的视角去看,不就是“被打脸”的结果吗!

第三,“悲观”是有重大科学依据的,而且“悲观”往往是真正的专家在其精通领域用客观事实证明出来的。

对于特定的那个“点”,也就是专家研究的细分领域,“悲观”的结果确实是正确的。

但是,对于宏观这个“面”,也就是专家研究领域所代表的宏观问题(可以是整个社会、整个国家、整个世界、乃至整个宇宙),用“点”来判断“面”显然有可能是不准确的。

因此,在面对宏观问题的时候,越精确的预测,越容易被打脸。宏观问题的求解,需要树立“概率意识”,用“大道理”来判断“趋势”结果。

所谓“概率意识”,就是要辨别“十个鸡蛋在十个篮子里”还是“十个鸡蛋在一个篮子里”。

无论是一个人、一个企业、还是一个国家,如果孤注一掷地押宝一件事情、一个研究方向,那么从概率的角度来讲,他不可能一而再、再而三地赢。

所以,重大科技研发、重大设备研制、重大基础理论研究,都应该多路线、多方向推进。越是进入所谓的“无人区”,就越要备好冗余。

所谓“大道理”,就是几百年、甚至几千年流传下来的经验,经过漫长时间和大量实践的检验,被人们普遍相信和接受的常理。

而“趋势”的意思就是说,分析宏观问题不要纠结于求得一个精确的结果,比如2020年3月第二个星期,美股会暴跌。

那么,谁能告诉我们下一次美股牛市将于哪年哪月第几个星期到来呢!

我们只能根据各方面的实际状况,得出一个事物未来发展的大体趋势。并且,建立我们的反脆弱体系,预备各种随机波动的冲击,尤其是黑天鹅事件的降临。

另外,说到“悲观”,其实有一个“大道理”可以解释一下:就是“万事万物都有生命周期”这一自然规律。

一项新技术被发明出来,比如FinFET芯片制造技术,从概念构想、到深化研究、到生产实践、到持续改进,终有一天会有更先进或者更高维度的新技术来替代它。

从“悲观”的角度来想,任何一项技术、任何一个产品都有生命周期终结的一天,所以就这一个点来讲,“悲观”是对的。

但是,更新的技术、更好的产品会被开发出来替代老技术和老产品的作用,这个发展的过程是不会终结的。

也就是站在一个更加宏大的视角来看,“悲观”是不必要的,“乐观”才是长久的。

这也是我们常说的,社会是螺旋式上升和进步的,不是直线型前进发展的。

对于我们个人而言,关于专家言论的各种报道,看一看就好。真正有价值的,是专家在其精通领域的思维方式和研究方法。

那才是具有通用价值、能够指导我们行动的宝贵经验。

由摩尔定律失效话题引出的这段大道理,其实对于我们的职业发展和个人成长,具有重大的启发意义。

随着ChatGPT话题的持续火热,人类到底有多少工作岗位会被人工智能代替,引发了很多人的讨论。

如果大规模人类工作岗位被替代的时代,很快就要到来,我们要怎么应对呢?

打造自己“能力迁移”的能力。也就是提炼自己当前的职业技能中,能够应用到其他领域的通用能力部分(比如沟通能力、信息搜索能力、资源整合能力等)。

同时,保持对社会发展的前沿领域的了解,让自己的见识和思维不落后于时代的发展。

这才是明白这些道理,对我们的价值所在。

(全文完。欢迎关注)