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第18章 新媒体的技术推动(7)

二、摩尔定律、梅特卡夫定律、科斯定律

1.摩尔定律

随着数字技术的发展,数字新媒体发展迅猛,传统媒体也在实施数字化转型,传媒化生存在一定程度上表现为数字化生存。像以往人类历史长河中具有革新意义的信息技术发明问世——造纸术、印刷术、无线电广播极大地推进人类文明一样,数字化浪潮将把我们带入人类文明的新世纪,使我们进入了数字化生存的新时代。

十多年前,尼葛洛庞帝敏锐感觉到当今时代是一个数字化生存的时代。1995年,尼葛洛庞帝出版了被称为信息社会“圣经”的专著《数字化生存》一书,为我们描绘了建立在高新科技之上的数字化时代正在向我们疾驶而来,信息的DNA比特(bit,binary digit的缩写,是度量信息的单位)正在迅速取代原子而成为人类生活中的基本交换物,信息高速公路的含义就是以光速在全球传输没有重量的比特。他认为,信息技术的发展将变革人类的学习方式、工作方式、娱乐方式,改变人们的生存方式,带来了我们生存世界的扩展。数字化生存是生存和活动于现实社会的人进行信息传播和交流的平台,不过,这个平台是借助于“数字化”构造的,虽是虚拟的,但却是真实的而非想象的,是一种“真实的”虚拟空间。“在浩瀚的宇宙中,数字化生存能使每个人变得更容易接近,让弱小孤寂者也能发出他们的心声”。按照他的观点,数字化的空间是一个虚拟的,依靠数字逻辑建立的,是不可触摸的,呈非物质形态的东西。如今,尼葛洛庞帝的“数字化生存”理论已经被社会一一验证,网络已经被广泛应用,深入人们生活的每一个角落。

1998年,时任美国副总统的戈尔在加利福尼亚科学中心做了“数字地球——认识我们这颗星球”的讲演,提出充分利用数字信息促进社会进步和发展。1998年,江泽民在接见中科院、工程院部分院士时也提到了“数字地球”这一概念。

数字化生存建立在数字技术迅猛发展的基础上。技术的发展同人来社会的发展一样,呈现出加速度。人类从语言的形成到文字的出现用了近100000年时间,从文字传播跨入印刷传播花了约4000年,从印刷传播迈入电讯传播用了1200年左右,从电讯传播进入互动传播只有100多年,从电子媒介到如今的网络传播时代,才有几十年时间。有人对不同媒体从出现到达5000万受众的时间做了对比:收音机38年,电视13年,有线电视10年,国际互联网5年。现代传播媒介的发展呈现出间隔越来越短,其容量和集合程度却越来越高的趋势。

摩尔定律描述了这一趋势,该定律为数字化生存提供了技术论证。1965年,英特尔公司创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)在《电子学》(Electronics)上发表了一篇划时代的文章。在文中他提出了著名的“摩尔定律”,他发现,“微芯片上集成的晶体管数目每12个月翻一番”,后来被表述为“集成电路的集成度每18个月翻一番”,再后来,被人们改为“微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一半”。IT的发展史,一再验证了这个发现,于是人们更加尊重这个定律。

摩尔定律提出时,集成电路问世才6年。摩尔的实验室也只能将50只晶体管和电阻集成在一个芯片上。摩尔当时的预测听起来好像是科幻小说。此后也不断有技术专家认为芯片集成的速度“已经到顶”。但事实证明,摩尔的预言是准确的。尽管这一技术进步的周期已经从最初预测的12个月延长至如今的近18个月,但摩尔定律依然有效。目前最先进的集成电路已含有17亿个晶体管。摩尔定律提出40多年来,计算机从神秘不可近的庞然大物变成多数人都不可或缺的工具,信息技术由实验室进入无数个普通家庭,因特网将全世界联系起来,多媒体视听设备丰富着每个人的生活。

1971年英特尔公司推出了第一个微处理芯片4001,其功能大体上和世界上第一台电子计算机ENIAC相当。1946年当冯·诺伊曼等计算机专家研制成功第一台电子计算机ENIAC时,其总重量为30吨,占地面积相当于一个小的体育馆,平均每7分钟就有一个电子管失效。它的耗电量惊人,在它工作时,整个费城就灯光暗淡。此后,微处理芯片的发展就异常迅速,基本上遵从了摩尔定律。1977年生产的微处理器体积仅是ENIAC的1/30000,成本是它的1/10000,速度是它的20倍。英国科学家福莱斯特,在总结了微电子技术的这种惊人发展速度之后,在他所著的《高技术社会》中发出了感叹,他说,“如果汽车或飞机行业也像计算机行业这样发展,那么今天一辆劳斯莱斯汽车的成本将只有2.75美元,跑300万英里仅用一加仑汽油。而一架波音767飞机的价格只需500美元,用5加仑汽油在20分钟内便可环绕地球一周”。

专家们预言,随着半导体晶体管的尺寸接近纳米级,不仅芯片发热等副作用逐渐显现,电子的运行也难以控制,半导体晶体管将不再可靠。摩尔定律肯定不会在下一个40年继续有效。不过,纳米材料、相变材料等新进展已经出现,有望应用到未来的芯片中。到那时,即使摩尔定律寿终正寝,信息技术前进的步伐也不会变慢。

摩尔定律并非数学、物理定律,而是对发展趋势的一种分析预测,因此,无论是它的文字表述还是定量计算,都应当容许有一定的宽裕度。从这个意义上看,摩尔的预言实在是相当准确而又难能可贵的,所以才会得到业界人士的公认,并产生巨大的反响。

与摩尔定律相关的是基辛格规则,这个规则是以处理器业界闻名的英特尔首席技术官帕特·基辛格的名字命名的。该规则认为:今后处理器的发展方向将是研究如何提高处理器效能,并使得计算机用户能够充分利用多任务处理、安全性、可靠性、可管理性和无线计算方面的优势,而使用多内核的处理器。多内核处理器不仅仅是通过提升处理器的频率来提升性能,更通过提升晶体管的性能来再次带动处理器性能的提高。摩尔定律是以追求处理性能为目标的,而基辛格规则则是追求处理器的效能。效能强调的是处理器的每单位功耗发挥的性能,即性能除以功耗。

2.梅特卡夫定律

梅特卡夫定律(Metcalf"s Law)常常与摩尔定律相提并论,如果说摩尔定律是信息科学的发展规律,那么梅特卡夫定律就是网络技术发展规律。

梅特卡夫定律是由3Com公司的创始人、计算机网络先驱罗伯特·梅特卡夫提出的。其内容是:网络的价值等于网络节点数的平方,网络的价值与联网的用户数的平方成正比。

梅特卡夫定律是一条关于网上资源的定律,该定律由新科技推广的速度决定。网络上联网的计算机越多,每台电脑的价值就越大。新技术只有在有许多人使用它时才会变得有价值。使用网络的人越多,这些产品才变得越有价值,因而越能吸引更多的人来使用,最终提高整个网络的总价值。一部电话没有任何价值,几部电话的价值也非常有限,成千上万部电话组成的通讯网络才把通讯技术的价值最大化了。当一项技术已建立必要的用户规模,它的价值将会呈爆炸性增长。一项技术多快才能达到必要的用户规模,这取决于用户进入网络的代价,代价越低,达到必要用户规模的速度也越快。有趣的是,一旦形成必要用户规模,新技术开发者在理论上可以提高对用户的价格,因为这项技术的应用价值比以前增加了。这条定律进而衍生为某项商业产品的价值随使用人数增加而增加的定律。

信息资源的奇特性不仅在于它可以被无损耗地消费,如一部古书从古至今都在“被消费”,但不可能“被消费掉”,而且信息的消费过程可能同时就是信息的生产过程,它所包含的知识或感受在消费者那里催生出更多的知识和感受,消费它的人越多,它所包含的资源总量就越大。互联网的威力不仅在于它能使信息的消费者数量增加到最大限度(全人类),更在于它是一种传播与反馈同时进行的交互性媒介(这是它与报纸、收音机和电视最不一样的地方)。所以梅特卡夫断定,随着上网人数的增长,网上资源将呈几何级数增长。

梅特卡夫法则是基于每一个新上网的用户都因为别人的联网而获得了更多的信息交流机会,指出了网络具有极强的外部性和正反馈性:联网的用户越多,网络的价值越大,联网的需求也就越大。这样,我们可以看出梅特卡夫定律指出了从总体上看消费方面存在效用递增,即需求创造了新的需求。

3.科斯定律

科斯定律揭示了交易费用对企业产生的影响。罗纳德·哈里·科斯(Ronald H.Coase),1910年生于伦敦,1931年取得伦敦经济学院商学学士学位。1932年,科斯来到美国,研究产业的纵向一体化和横向一体化问题,目的是发现产业为什么以不同方式组织起来。通过对美国许多企业的调查,他形成了一个新的概念——交易费用,而且运用这个概念对企业为何存在及企业的规模应该有多大作出了解释。他的这一理论在50年后获得诺贝尔奖。

科斯认为交易费用是个极其重要的概念,可以说,他是产生企业的根本原因。企业组织是“价格机制的替代物”,企业的存在是为了节约交易费用,即用费用较低的企业内部交易替代费用较高的市场交易。企业在决定他们做生意的方式和生产什么的时候必须计算交易费用。如果做一笔交易的费用大于交易所带来的利益,那笔交易就不会发生或实现。企业的最优规模由企业内部交易的边际费用等于市场交易的边际费用的那一点决定。事实上,决定建立企业是否有利可图的正是这些费用和那些企业运行必将带来的费用的对比。为了确定企业规模,必须考虑市场成本和不同企业的组织成本,而后才能确定每一个企业生产多少种产品和每一种产品生产多少,也就是企业的规模有多大。

网络的出现正是从多方面降低了交易费用。当交易费用为零时,企业的性质和规模将发生根本的变化。即使在数字革命之前,科技在公司的演进过程中也扮演了核心的角色,通过大量采用先进科技成果,公司大大降低了运作成本,数字科技继续承担了这一任务。但有些不同的是,它在极大地降低了公司运作成本的同时也极大地降低了市场自身的成本。在摩尔定律和梅特卡夫定律共同作用下的新型市场已经形成。而在这个新型市场中交易费用是成指数比例下降的。

三、数字技术发展

信号的数字化处理真正开始于20世纪60代初,但是奠定这一理论基础的却是1948年美国著名信息论专家香农的一篇论文《通讯的数学理论》,他第一次提出数字化信息的基本单位——比特(尼葛洛庞帝把比特喻作信息领域的DNA),并由此出发提出了一系列近代信息论基本思想。

从20世纪60年代开始,由于计算机技术的迅猛发展,特别是20世纪70年代以来微电子技术的惊人进步,使得信号的数字化处理以空前未有的速度向前推进。

数字信号处理的理论与技术已日趋成熟,数字信号处理的应用领域几乎涵盖了国民经济和国防建设的所有领域,包括雷达、航天、声呐、通讯、海洋高技术、微电子、计算机、人工智能、消费电子等。

信号的数字化处理包括两个步骤,一个是信号在时间上的离散化,即采样;另一个是幅度上的离散化,即分层。数字化之后的信号,将全部变为01序列,这就使得信息的采集、存贮、传输、复制、加工异常方便。所以信号的数字化处理推动了各应用领域的发展,并成为这些领域的最重要的技术支撑。反过来,各应用部门对数字信号处理的新要求又促使信号处理理论与技术的发展,包括分层的压扩技术、采样和抽取技术、数字滤波理论、快速富利叶变换(FFT)、数字图像处理、模式识别、专家系统、宽带通讯网络、多媒体技术等。

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