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1700525581 我以留声机为案例解释一下吧。19世纪中叶有几种先驱机器，包括法国发明家斯科特·德·马丁维尔发明的声波记振仪，这种设备可以把声音的振动用印刷物的形式记录下来。不过，1877年，爱迪生把这些元素集合在一起，发明了世界上第一台可以记录并复制声音的机器。若想让留声机在商业领域也大获成功，就要对它做一些必要的改良工作。1948年，美国哥伦比亚公司推出了每分钟转数为33的密纹唱片，美国无线电公司推出了每分钟转数为45的小型唱盘，至此，这项技术才算羽翼丰满。这些唱片的挑战者是20世纪60年代推出的盒式磁带，在70年代大受欢迎。早期的追随者曾经预言，磁带凭借其娇小的体型及可录制信息的能力，可以轻松地将体型相对庞大又容易划伤的记录机淘汰出局。

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1700525583 尽管具有这些显而易见的优点，磁带还有一些缺陷，比如不能随机读取（按照你想要的顺序播放歌曲的能力）、容易变形，也缺乏保真度。20世纪80年代末及90年代初，数字激光唱片问世后确实给留声机来了致命一击。激发唱片既可以随机读取，又可以提供接近人类听觉系统极限水平的高质量声音，留声机在20世纪90年代初开始进入衰退期，虽然还有小批量生产，但爱迪生在一个多世纪前发明的技术也要变成老古董了。

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1700525585 另一个案例是纸质书，如今这已经是一项非常成熟的技术，当下正面临着多位“挑战者”的威胁，以软件为基础的“虚拟”书就是挑战者之一。由于虚拟书清晰度低、对比率低、不断闪烁，还有很多其他视觉方面的质量问题，因此最新一代的虚拟书还没有能力取代纸质书。不过纸质书的胜利也将非常短暂，未来不断更新换代的电脑设备一定会提供最令人满意的纸张替代品。

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1700525587 摩尔定律的诞生

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1700525589 美国科学家戈登·摩尔是集成电路的发明者，也是英特尔公司的前总裁。1965年，摩尔发现单个晶体管所占表面积（即该晶体管被印刻在集成电路上时占据的面积）大约每12个月就会减少50%。1975年，媒体广泛报道他将这一周期延长为18个月，不过摩尔本人声称他已经将这一周期延长至24个月，这个说法似乎与数据更吻合。

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1700525594 图1–1 奏效的摩尔定律

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1700525596 结果显示，一块集成电路板上的晶体管数量每两年就可以翻一番，这使得芯片的零部件数量也加了一倍，速度也提升至原来的两倍。由于集成电路的成本相当稳定，这表明，每隔一年你都能获得两倍于之前电路运行速度的新集成电路，而价格却不变。对于许多应用程序来说，这是使价值翻番的有效途径。而上述发现在任何一种集成电路中都成立，不管是存储芯片中的电路还是计算机处理器中的，都适用。

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1700525598 这一富有洞察力的发现后来被称作“摩尔定律”，这项意义非凡的定律在过去40年中一直推动着计算的加速发展。但这一定律究竟能走多远呢？各大芯片公司曾信心满满地表示，如果运用持续提高光刻（一种类似于影印的电子处理法）图形分辨率的做法来缩小晶体管和其他主要零部件的形体尺寸——现在应该用百万分之一米来测量，那么摩尔定律至少还能撑15~20年。18之后（大概60年后），这一模式便会瓦解，晶体管绝缘层厚度只相当于几个原子，无法再使用常规做法来缩小它们的尺寸。

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1700525600 那接下来怎么办？

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1700525602 首先，我们要注意到计算的指数级增长并不是从摩尔定律才开始的。在图1–2中，19我在一张指数型图表上标绘了横跨20世纪的49台著名计算机器，其中纵轴代表单位成本中电脑速度的10的次方（用1 000美元可以购买的“每秒计算速度”的数量来衡量），图中的每一点都代表一台机器，前5台机器使用的是机械技术，后面3台是机电（继电器式的）计算机，接着是11台真空电子管机器，然后是12台使用分离式晶体管的机器，只有最后18台计算机使用了集成电路。

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1700525604 我在把这些点拟合成曲线时采用了四阶多项式，这样曲线中最多可出现四个弯曲点。换言之，我起初并没有尝试用一条直线拟合这些点，而是用了与点的分布最接近的四阶曲线，但结果却接近一条直线。在一幅指数图中，直线表明指数级增长趋势。仔细观察图中走势会发现，该曲线实际上有些向上弯曲，这表明在指数级增长的大趋势下还有一小段增速更快。这也许是两种不同指数型趋势相互作用的结果，本书第六章会就这一话题展开讨论。或许确实存在两种水平上的指数级增长，但即便采纳最保守的观点认为只存在一种加速，我们也能看见计算的指数级增长并不是因为有了摩尔定律才出现的，具体日期还要追溯到20世纪初电子计算机诞生的时候。

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