看到的变化形状的多个技术的组合方式一目了然。
但是玛吉和高并不单单是推广摩尔定律并检验信息化改造。他们对技术功能的逐年变化进行了大量研究,然后发现不管是信息存储、信息传输还是处理能源问题,它们背后都有数学规律可循7。
甚至还有人发现机器人技术能力8也在持续倍增。麻省理工学院的罗德尼·布鲁克斯(Rodney Brooks)教授亲历过许多当前机器人技术的进步,他自己也是这个领域的先驱。他甚至与他人共同创办了公司,并研发出名为鲁姆巴(Roomba)的智能机器人。在对机器人技术逐年进步的研究中,布鲁克斯发现它们的运动能力——一个机器人能移动的最远距离和最快速度——在26年里翻倍13次。倍增时间大约为两年:这意味着一切进展顺利,且这数字与摩尔定律很接近。
凯文·凯利在他的著作《科技想要什么》(What Technology Wants)9中广泛收集了一类遵循指数曲线的技术增长率。如下表所示,各种技术的倍增时间充当着各自的半衰期,预示着指数增长:这就是你手头知识过期、然后你渴望知识升级所需的时间。
技术\t倍增时间(月)
无线(位\/秒)\t10
数码相机(像素\/美元)\t12
像素(\/阵列)\t19
硬盘存储(千兆字节\/美元)\t20
DNA测序(美元\/碱基)\t22
带宽(千比特\/秒·美元)\t30
值得一提的是,上表与第2章普赖斯的研究图表具有惊人的相似性。技术知识与科学知识一样表现出了快速增长。
但是,技术进步与科学进步之间的关系更加密切。只要看看科学前缀你就明白了。
我将在第8章中探讨测算的进步是如何创造新事实和新知识的。但是我们现有用来了解周遭的工具是影响测算的途径之一。通过观察一个小不点儿——科学前缀,我们就可以看到测算技术的进步所带来的影响。
国际计量局负责定义米的长度,并在相当长的时间中保持千克原器,还负责提供官方的度量前缀。我们都知道长度单位厘(10–2),测量硬盘空间的单位千兆(十亿)。但奇怪的前缀远不止这些。例如,毫微微代表千万亿分之一, 泽代表千的七次方(1021)。最新的前缀还有尧(1024)和幺(10–24),这两个前缀都是1991年被确立的。
不过,虽然前缀很有趣,没准你能因此赢得酒吧赌博,但是发明新的前缀可不是为了好玩。它们是应运而生的。与技术和科学一样,前缀数量也呈快速的指数增长。如果把对应这些年人们所引入的前缀数绘制成图10,你会得到一个大致的指数曲线。
只有当科学智慧的火候到了的时候,我们才会去衡量数量,无论是测量能源使用情况、测定微小的原子,还是思考天文距离。如果用处不大,有了毫微微或更大的前缀也毫无意义。然而,随着我们的认识日渐深入,上至宇宙中星系的数量,下至亚原子粒子的大小,我们需要用到的前缀也大大增多。例如,基因组测序的成本下降很快11,最近甚至还大大超过了指数衰减的速度。技术的发展促进了科学进步,与之俱来的还有新的度量前缀。
科学领域的这些技术倍增12其实并不少见。例如,蛋白质组学针对蛋白质及其在细胞体内的相互作用进行大规模的数据分析,这个领域符合摩尔定律13,那就是技术水平每年翻一倍。
连神经系统科学的前进步伐都与摩尔定律一致:与记录单个神经元相关的技术进步一直呈指数增长。具体说来,能够被同时记录下来的神经元数目14也呈指数增长,大约每7年半就会翻一倍。
科学与技术紧密相连15,那么,我们该如何区分科学知识和技术创新呢?有时候我们能区分,有时却不能。这并不是说二者没有差异。正如科学社会学家乔纳森·科尔(Jonathan Cole)所说:
科学与技术是密切相关的,但是二者并不是一回事。科学涉及的是日积月累的科学探索造就的新的自然知识体系——物理学、生物学、社会和行为科学等等无所不包。而广义的技术,指的是我们征服自然以满足自身需要和欲望的过程。有些人认为技术就是小玩意儿和各种产品,其实不然,技术还包括个人或公司从制定一套操作标准和作业限制到敲定特定情况的解决方案的全过程。
杜克大学的工程和历史学教授亨利·佩特罗斯基(Henry Petroski)16的表述更为简洁:“科学就是认识宇宙万物的起源、性质和行为;技术就是通过重组世界来实现创新,从而解决问题。”科学修正的事实是我们对世界的认识,而技术修正的事实是我们在世界上的行为。
但是有时候,并不是基础科学引领了新技术,而是技术促成了科学进步,这样的例子确实存在。例如,蒸汽机发明100多年后,人们才清楚地了解了热力学——即关于能量的物