美國科學院院士張首晟：摩爾定律即將失效，人工智慧怎麼化解這個尷尬？ | 2017 IT領袖峰會

雷鋒網按：在IT領袖峰會下午的《顛覆性技術與人類未來》高端對話上，斯坦福大學物理系講座教授、美國國家科學院院士、美國藝術與科學學院院士、中國科學院外籍院士張首晟針對未來的顛覆性技術發表了自己的觀點。張首晟一直在拓撲絕緣體、量子自旋霍爾效應、自旋電子學、高溫超導等領域做研究，他領導的研究團隊於2006年提出的量子自旋霍爾效應被《科學》評為2007年“全球十大重要科學突破”之一，他還被楊振寧認為是下一個華人諾貝爾獎獲得者。

人工智慧就是當下最具顛覆性的技術，這一點不可置否，但張首晟還拋出了一個觀點——人工智慧也需要新的技術去顛覆。

人工智慧的概念最早要追溯到60年前，為何到今天才火起來？張首晟認為有三個原因：計算能力按照摩爾定律在增長，每過18個月翻一次倍；互聯網和大資料的產生；最後，在演算法上做了很大的進步。

不過現在因為摩爾定律的逐漸失效，計算能力的提升遇到了前所未有的阻力，這是人工智慧時代面臨的最大危機，我們需要尋找新的技術或者材料。而張首晟目前研究的就是構建於石墨烯之上的烯錫，這種材料能夠解決矽基半導體的發熱問題。

除此之外，張首晟還認為錫烯最神奇的地方在於，它不會因為量子計算的到來而淘汰。

雷鋒網先給大家做個科普，錫烯是一種可以在室溫下工作的大能隙二維拓撲絕緣體，這種材料內的雜質無法阻礙電子的流動，電流不會以熱的形式被浪費，導電率可達100%。

張首晟認為，這種拓撲材料可以用於量子計算。他解釋道，在量子計算的研究上，美國有兩派思路：通常的量子計算、拓撲的量子計算，穀歌採取通常的量子計算，而微軟採取方案是拓撲量子計算。而拓撲量子計算所需要的材料就是拓撲材料。

另外，張首晟的另一個觀點就是科學與產業的結合，最具代表性的就是數學和物理對人工智慧的作用。他說如果真正理解智慧的數學原理，我們完全可以設計出來跟大腦完全不相關的新的智慧的機器，而且其計算能力將遠遠超過大腦。

以下是張首晟的演講實錄，雷鋒網做了不改變原意的編輯：

今天非常榮幸有這個機會跟大家做一個分享。今天這個話題講起人工智慧，是一個非常激動人心的時代。講起顛覆，我們人類已經進化了10萬多年，但是的確是到了人工智慧這個時代，實在是一個真正的機遇。所以它的顛覆性比你剛才講的四點遠遠來得重要。但是有一點值得大家注意，你講的四點還是在空間上受到限制，你講大陸、海洋、天空，總的來講還是在地球這個範圍裡開發新的領土。但是今天看到人工智慧和科學，科學是一個無限的江山，這也是給了我們非常多新的機會。

在這個領域裡面我看到兩個重大的機會，我也是覺得中國現在在互聯網領域已經有非常大的進步，在科學領域也有非常大的進步，但是總得來說把兩個要跨界的結合起來，還是做的不夠，但是為了真正推動人工智慧下一步，必然要把這兩者之間做一個緊密連接。

我分享一下我自己的觀點。

今天我們之所以，今天上午的討論大家也提到人工智慧這個概念60年前已經有人提出過，為什麼今天才會突飛猛進突變。主要是三個不同趨勢的會合。一個是計算能力按照摩爾定律在增長，每過18個月翻一次倍。一個是由於互聯網、大資料產生。另外我們在演算法上做了很大的進步。但是我們如果回到2點基本上，一個是摩爾定律是不是繼續往下走，這是我個人研究的一個領域。大家現在都普遍認為過去50、60年摩爾定律的確按照每18個月翻一次倍的原理。但是過去50、60年的推動基本上是工程師做的事情，只是把同樣的設計原理、把晶片的器件做的越來越小，三極管越來越小。

但是大家普遍認為按照這種規律做下去，摩爾定律馬上會停止這麼快的速度推進。現在給了一個很大的機會，可以在白紙上畫更美麗的圖案。摩爾定律之所以碰到阻力，就是因為每個三極管散發的熱量都是差不多，但是如果把三極管數目每過18個月翻一次倍，產生的熱量也是每18個月翻一次倍，這樣集成下去，就要燒掉。我的發現是按照高速公路原理按照車道運行，而不是雜亂無章運行，所以幾乎不散發出額外的熱量，這也是一個非常激動人心的發現，2007年被評為全球十大科學發現之一。

矽谷當年之所以成為矽谷，就是因為技術發明。我們按照老路跟矽谷競爭肯定落後。如果有一個新的技術產生，新的材料發現，必然會導致一個新的顛覆性機會。所以我們今天在深圳開這個會，我也是希望深圳成為下一個矽谷，但是如果真正要成為下一個矽谷，要技術上進行顛覆性改革。材料對整個社會起到非常非常重要的因素，幾乎我們任何人類跨時代的時代都是以材料命名，比如舊石器時代、青銅器時代、鐵器時代、矽片時代，我的發明是建築在石墨烯以上，是一個烯錫。我們計算能力一定要有非常高的提高。

講起科學，最重要的科學一個是數學、一個是物理。數學的領域必然也會由於人工智慧推進帶來突飛猛進變化，因為我一直在舉這麼一個例子，我們人看到的鳥飛，我們想學飛，但是一開始只是簡單的模擬，後來之所以有突飛猛進變化，是我們理解了數學原理，我們發現了空氣動力學是理論動力和數學非常好的結合。今天的確又碰到了人工智慧一個非常好的機會，下一步如果真正理解智慧的數學原理的話，完全設計出來完全跟大腦完全不相關的新的智慧的機器，遠遠數量級上超過大腦功能。這是一個激動人心的時代，這也是科學家可以大有作為的時代，也是科學和產業顛覆緊密結合的時代。