尖端芯片晶体管数量超1000亿《追求精确》作者:机械精密走到尽头

时间:2023-08-08 来源:首页/沐鸣2注册/登陆平台

  工业革命和蒸汽机拉开了精密制造时代的序幕,过去近250年间,它的触角不断延伸,大到火车、飞机,小到手表、手机。

  在苹果产业链中,鸿海精密、立讯精密这样的企业甚至用名称来致敬“精密制造”,而产自这些企业的消费电子产品,其内部搭载的芯片更是精密制造的典型。芯片工艺的不断迭代,就是一个不断追求精确的历程。

  1965年,芯片上的晶体管数量不足100个,如今诸如苹果M系列芯片,晶体管数量已经达到了上千亿,也就是说在过去的近60年间,芯片上的晶体管数量提升了几十亿倍。更传奇的是,它们始终遵循着英特尔创始人戈登·摩尔提出的“摩尔定律”——集成电路上可容纳的晶体管数目,每隔两年便会增加一倍。

  今年5月份,西蒙·温切斯特的《追求精确》在内地出版,详细记录了自1776年蒸汽机发明以来的精密制造进化史。

  西蒙·温切斯特是前英国《卫报》记者,也是一名畅销书作家,著有《教授与疯子》《天才与狂徒》,尽管《追求精确》和前面的作品在名称上有所差异,在他本人看来只是翻译的差别。

  按照西蒙·温切斯的说法,精密制造可以分为蒸汽时代、 可互换零部件时代、流水线制造时代、计算机时代、消费电子产品时代和人工智能时代总共六大阶段。他认为,机械精密已经走到尽头,人类已经无法再取得新突破,但电子精密是新课题,也可以将其理解为人工智能时代的新挑战。

  腾讯科技:温切斯特先生,您之前写过《教授与疯子》《天才与狂徒》,这两本书聚焦于人,偏感性,为什么现在会对“精密制造”这个偏理性的概念感兴趣?

  温切斯特:这本书在美国被称为The Perfectionists (追求精确),但是在英国则叫 Exactly (确切地),但无论名称是什么,它的核心就两个方面,一个是精密制造这个概念,另一个则是与精密制造有关的人。

  它始于我父亲——一个从事电动小马达相关的精密制造工程师。和很多人一样,我非常崇拜父亲,他在我小的时候会把一些机械设备带回家,我对这设备也非常着迷。我早期写的一些书例如《教授与疯子》,都是始于一些诸如我父亲这样的人的故事,其次才会逐步的过渡到一些概念,所以在《追求精确》这本书中,类似亨利·莫里斯利这样早期出场的人物在前几章是描写的主角,但是随着叙事的渐进,以及它给工程学带来的惊人变化,后半部分关于精密制造的想法和概念逐步变成了讨论的重点。

  温切斯特:这是一个非常有意思的话题。在美国、英国,我的书往往都是老年读物,但这本不是——它有很多年轻读者,他们所在的行业都与精密制造息息相关,包括计算机制造等等。

  如果我写的是一本关于字典、火山、海洋相关的书,读者一定是形形色色的,但精密制造在现代生活中扮演了极其重要的角色,以至于《追求精确》这本7年前就已经出版的书,仍然获得了大量年轻读者的追捧,而不是像我这样老的人。一开始这并不在我的预期之中,但收获大量年轻读者这样的结果,还是让人非常高兴。

  腾讯科技:追求精确是一个极具理性的概念,这会不会使得人类社会过于冰冷、缺少温度,也缺少感性?

  温切斯特:对我来说,追求精确象征着人类对更高、更快、更好等等话题永无止境的追求。随着人类追求的东西越来越精确,相互之间的交往、交流就会变得越来越快捷,你比如说, 我们现在相隔万里随时就能在线年前无法想象,过去这种场景更多只是停留在科幻小说当中。

  问题在于,这样的改变是不是已经到了极限,这可能是越来越多的人在思考的问题。尤其是随着人工智能的诞生,这种对精确的追求就像是“抓住了老虎的尾巴”——一旦放手就会被人工智能这个“老虎”吞噬——假如我们真的放弃对精确的追求,一些人工智能时代的潜在风险,会不会反噬人类?

  我们曾经被机械工程的潜力所惊艳到,但人类对于金属、玻璃、陶瓷的使用可能已经到达极限,比如飞机,我们知道中国成功研发了C919,但它的配置和波音737从根本上不会有什么差异;电动汽车是人类发明非常重要的一步,但它也只是采取了不同的动力来源。

  不过,虽然机械精密近乎到头, 但电子精密可能还远没有到达极限,这种情况下,人类将向何处去?这已经不是我的问题,而是接下来年轻人需要去思考的问题。

  记得是在半夜,我开了一辆尼桑被困在了半路上,当时天气很冷, 好在有手机信号,我给酒店打电话求助,他们让我把双闪打开后在车里睡觉,然后安排拖车救援。由于路程比较远,大概4个小时候,凌晨3点左右的样子,我看到两组灯光朝我照过来,其中一组灯光来自救援的吊车,最终在救援人员的帮助下顺利把车拖走,帮我脱困。

  其中两个年轻人还给我带来了面条和酒,这些都与追求精确毫无关联,反倒是人类温暖,以及不怎么精确的细节,尤其是中国人的友善让我深受感触。

  这或许可以回答你的问题,尽管人类一直在追求精确,但并没有让这个世界变得冷酷无情,人类的善良和尊严依旧存在,这种平衡我认为是非常重要的,这也是为什么我在书的末尾对这种平衡做了一些反思。

  就我个人而言,人类不应该完全的接受精确的概念,应该留一些空间(给不精确的东西),我们应该在当今高度精确化的社会中找到平衡点,我认为、中国、日本和韩国在这种平衡上做得很好,但是德国、英国和美国则不是这样,它们什么都要求精确,我觉得未必都得这样。

  腾讯科技:追求精确和精密制造的关联是什么,只有精密制造这个领域在追求精确吗?

  温切斯特:人类对精确的追求始于1776年成功的发明了蒸汽机,随之而来的是工业革命,它改变了人类社会的一切。随后工厂遍布各地,大大小小的城市开始出现,同时伴随而来的是巨量的财富,当然也带来了贫困和污染。

  由于人类社会第一台精密仪器的成功问世,社会在一夜之间发生巨大变化,慢慢地木工、铁匠们赖以生存的工作被工厂所取代。不久之前我也写过一本新书,讲新知识理念的传播扩散,尤其是像GPS、计算器这类设备的使用,也包括电梯、吸尘器、电动牙刷这种便捷设备的应用,很多传统的工具、工作都被取代。

  有一部电影叫《瓦力》,大致剧情讲的是人类生活在太空船,喝着高热量的蛋白质奶昔,普遍肥胖,这些都是由便捷省力设备所造成的,这些设备本身非常精密,但间接地让人脑、身体退化。

  所以回到你的问题,精密已无处不在,影响着人类的日常生活,影响着全社会,只是这种影响面可能是18世纪的人们所没有预料到的。现在人们开始思考,追求精确会不会有什么负面影响,这个问题则是现代人不得不回答的。

  腾讯科技:为什么说精密制造的历史是250年,在这更早之前,人类社会就不追求精确了吗?

  温切斯特:并非如此,在250年以前,有些东西就做得很精致,只是在蒸汽机作为一个概念出现之前,人类并没有将追求精确当成一个目标。

  工业革命之后,比如19世纪初,法国出现了“可互换零部件”的概念,它最初应用于武器装备,士兵通过可替换的标准配件快速修复武器,这是现代制造业的核心,也是过去200年工业发展的核心。

  腾讯科技:人类社会有没有因为精确度不够,而带来的巨大负面危机和挑战的案例?

  温切斯特:我记不得是2010年还是2017年,一架满载乘客的波音747从新加坡飞往澳大利亚,飞行途中飞机的一个引擎爆炸,好在最后安全返回新加坡。

  后续调查发现,飞机引擎中有一个细小的输油管,由于太薄而破裂,引发漏油而导致引擎爆炸,从我以及从制造商的角度来看,这种输油管的厚度机械加工已经到了极限,无法再进一步变薄,然而这种机械精度又不足以完全避免前面提到的破裂漏油引发的爆炸, 进而坠机、解体这样的空难。

  图为1986年挑战者号航天飞机因右侧固态火箭推进器的一个O形环失效,引发爆炸现场画面,来源:网络

  我写了很多关于太空飞行相关的话题,包括挑战者号航天飞机的爆炸,这些都与精确度不够有关,但我认为人们已经普遍接受机械精度已经到了人类极限的共识,现在我们要把目光集中在电子精度之上。

  腾讯科技:过去几百年,哪些概念、公式、技术、工具、手段,被用来辅助人类去实现追求精确地目的?

  我们以汽车为例,亨利·福特将这个理念运用到流水线当中,几乎将其变成了一种工业艺术。到目前为止,所有的汽车、飞机都在流水线上生产制造,而这种伟大的工业制造艺术,大规模应用都与军事设备相关。直到今天,美国军方依旧有一些与追求精确息息相关的研究。

  一般来说,科学的进步通常都起源于军事领域,包括太空研究、核能等等,有时候我也不希望如此,但这就是我们要面对的现实。

  腾讯科技:精密制造经过了哪些关键性的发展阶段,它是如何一步步进化迭代的?

  温切斯特:大致可以分为6个关键节点:蒸汽时代、 可互换零部件时代、流水线制造时代、计算机时代、消费电子产品时代和人工智能时代。

  我们现在就处于人工智能时代,这项技术正在快速的朝着取代人类的方向发展,这也使得很多人在思考——是否需要采用全新的理念对精密制造进行监管,人工智能是否需要被监管以及能否被监管?

  不知道你是否还记得电影《2001:太空漫游》里的情节,计算机接管了飞船,不允许人类登船,这样的场景恰恰是今天人类所担忧的——计算机和人工智能接管我们的星球。

  腾讯科技:有没有人讨论过“精密制造再造精密制造”这个概念,还是说它已经发生?

  这已经是一个全新的概念,我的意思是你可以不断地去应用精密制造,进而让产品变得更加精密,公差变得越来越小,如此循环往复,我想每个人都会认为这是一件好事,但是去年突然爆发起来的人工智能却开始让人们反思(它在带来便利的同时暗藏的风险)。

  甚至你可能会有一种感受,突然间就有人在高喊,“不行,我们得停一停,必须认线年到现在,人类都还没有考虑这个问题一样。”

  腾讯科技:有人说,谁在精密制造、智能制造上领先,就能在占领科技、经济甚至是军事制高点,您认同吗?

  温切斯特:我非常同意这种个观点,但也要再反问一句,尤其是对于人工智能这种新技术,人类是想用它来创造出更善于“杀人”的“士兵”吗?

  不久之前我刚刚看完一本关于地图的书,现在可能很多人认为绘制地图不再重要,在他们看来地球上的很多地标都已经被精确的测量到了毫米级别,但实际上我们对于所处的这个世界的绝大部分地区依旧一无所知,包括海底世界,其中的山脊、峡谷等等,我们知之甚少。

  我记得从2017年开始,就有人在尝试使用高科技设备,计划到2030年精确绘制所有海床地图,至于为什么这么做?答案是海底世界有很多人类需要的矿产资源。

  我非常担心,到2030年海底世界会变得想像今天的珠穆朗玛峰一样——挤满了人,他们排着长队身上满是垃圾,而旁边可能就是遇难者的尸体——停满了船只、起重机、挖掘机,争夺海底世界的钴、黄金等各种矿产资源。

  所以,我不希望人类像“摧毁”陆地一样,再去“摧毁”海底世界,这也是为什么我一再和你说,我们正处于人类历史上的关键时刻。

  腾讯科技:人类在不断探索精密制造,整合新技术的过程中,如何去预防、规避那些潜在或者未知的风险?

  温切斯特:现在,有一个巨大的即将出现的人工智能“怪兽”,它的身上既包含着巨大的潜力,同样也可能存在巨大的风险,我们要面临的是如何对新技术——这个人类史上从未被监管过的事物,进行有效的监管。

  过去,科学技术是人类引以为豪的事情,如今它却埋下了不可预测的风险,这要求全人类站在一起共同应对。

  阿道司·赫胥黎、乔治·奥威尔在各自的书中都写过这个问题,我们正朝向他们预测的那种反乌托邦式的未来走去,这是我不希望看到的结局,我们应该一起重点探讨这个问题。



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