在关于新互联网经济的流行而愉快的谈论中，人们很容易忘记信息技术最终仍需要有形的东西：电路芯片、光学纤维、开关及所有其他的硬件。TR100（《{技术评论》杂志主持的一个项目）的硬件开发员工们正是为数字未来的这一方面工作着，不断推动原子和分子使数据库得以填充，电子邮件被发送，在线交易能够进行。从芯片到机器人，所有信息世界成为现实的地方都有硬件。而在这个舞台上，TR100预见到至少三个至关重要的趋势：第一点是机器人将会随处可见（尽管它们不一定会以电影中惯常有的卡通形象出现）；第二和第三点源于同一事实，即计算机要像过去几十年一样不断倍增计算能力而降低成本已越发困难。其一是基于硅的技术不断通过精心的改进以维持当前的发展速度；其二是依靠远胜于硅材料的新型计算系统的出现，DNA，或是什么别的？

机器人，到处是机器人

科幻小说创造了一个外观和行为都很人性化的有力的机器人的形象。但TR100并不认为这是机器人的未来。我们年轻的设计者表示机器人将比现在更不像人类，并会顺应它们完成的任务具有各异的形状、大小。“机器人为什么需要具有人形呢？”南加州大学机器人研究实验室负责人M · 马特瑞斯（Maja Mataric）问道。“这在现实世界里是一个糟糕的念头。”与之相反，她指出，机器人应该取它们完成特定任务所需要的形态，诸如能在崎岖地面上行驶、寻找矿藏的昆虫形的机器人。

TR100指出，我们应该更多地关注我们周围已有的机器人，而不是期待机械人类的出现。沃特迪斯尼公司创意部门的A · 马迪哈尼（Akhil Madhani）说，“高科技机器人出现在平凡的地方，但人们并不把它们当作机器人。”施乐Palo Alto研究中心的马克 · 扬（Mark Yim）赞同未来体现在与我们先前预料不符的机器人上的观点。扬对将计算机植入从汽车到烤面包机的日常物品这个受到广泛议论的趋势作出了新的解释。他认为，将计算力注入机械物体实际上已使它们成为“隐形机器人”，并宣称这样的创造“将在我们的生活中起到越来越重要的作用，无论我们是否意识到。”为了使机器人在我们的世界里起到更大的作用，TR100指出，机器人设计中两个主要元件必须有特殊的技术进步，即传感器（用来提供机器环境的数据）和促动器（用来使物质上的工作进行）。现在的机器人由于缺乏复杂的传感器而近乎“又盲又聋”。与此同时，马迪哈尼也因为“不能让促动器更进一步：占更少的空间并且有更大的力量、更高的速度和更大的准确性”而颇感失意。在未来的10年中，这两方面都将有急速的突破。

延长硅的生命

机器人的高速发展（与几乎所有其他信息技术领域一样）依赖于计算力的持续增长及取得计算力所需费用同样幅度的降低。

半导体工业一直遵循着摩尔定律：每18个月技术进步能使一个芯片，上的晶体管数加倍的经验定律。

然而越来越多的计算机专家开始担心摩尔定律会在未来的10~20年里失效，在某些时刻，将不可能在硅片中放人更多的电路。

摩尔定律的终结可能产生可怕的影响，但TR100表示他们看到了两个能延长其寿命的趋势：第一是能改进现有硅技术的精妙方法的出现。“我猜测我们将在未来的10~15年中找到避开硅片处理器限度的方法，”卡内基梅隆大学的T · 莫里（Todd Mowry）说道，“我们可能会遇到速度上的障碍，但我想我们不会碰到墙。”莫里预计，基于更完善的硅技术，处理器的速度与存储器容量都会有显著的提高。作为例证，他想象将多个处理器置于一个芯片中，这样的一个“多处理器”会具有许多现在的并行处理器的优点，并较后者更易进行编程。莫里还预见了基于硅的存储系统的巨大提高。为此他引用了卡内基梅隆大学的一个项目，这个项目旨在使芯片具有高密度的、“不易挥发”的存储力（不会随电源的关闭而消失）。他说，“把它想成将磁盘驱动器直接放入芯片，”这将在单个芯片上产生以GB计的存储力。

莫里只是众多正在挑战硅技术极限的人中的一个。MIT媒体实验室的J · 雅各布森（Joe Jacobson）正在对付硅所面临的另一个问题：为使一个芯片能够使用，所有的晶体管必须完好地工作。这是一个很高的要求，并给设备制造加上了极大的限制。据雅各布森说，当前，当一条高级的芯片生产线建成，产出率只有几个百分点，因为大多数芯片中存在有缺陷的晶体管。他的解决之道是利用可编程的互联，“使你只经过芯片上好的晶体管”。这样，产出率“实质上是100%”。

超越硅

尽管TR100中的一部分人预想基于硅的技术能持续高速发展，另一部分人看到了正在兴起的另一趋势：取代硅成为信息技术母体的全新材料。许多研究者，如惠普公司的S · 威廉斯（Stan Williams）相信硅片处理将在未来10年中开始到达它们的极限。TR100的成员正致力于一系列激动人心的取代硅的新技术的开发。

最激动人心的技术之一是量子计算，它通过分子和原子个体的核自旋来存储数据。非直观的量子力学法则可能带来计算力的飞跃。“任何新技术若要发挥作用，都必须在至少三分之一的关键功能上超越原有的技术，”在IBM的Almaden研究中心研究量子计算的I · 邱安杰（Isaac Chuang）说道。’量子计算机可以做到更多，但这仅是理论上，还需要付诸实践。”量子计算能延长摩尔定律的有效时限吗？还很难说。邱安杰说，“在过去的两年中，我们和其他人的实验提供了一些数据，但作一个确定的结论为时尚早。”即使量子计算不能成功，硅片替代品的未来仍是光明的。邱安杰及他的同道强调了一系列非基于硅的方法，包括使用生物学物质如DNA进行计算。这些方法之一或更多几乎肯定能在未来10年中产生有希望的原型计算系统。

印制个人电脑

量子计算和DNA计算意味着对我们现在熟悉的计算机的彻底变更。媒体实验室的雅各布森预测在不远的将来，在各种与硅无关的材料上印制芯片将成为可能。他指出，将此项技术广泛应用能使硬件设计面向多得多的人。一个自己动手者群体，将如开放源代码运动推动软件业发展一样，推动着芯片设计的进程。“一台能印制功能型个人电脑的印刷机对硬件的作用，将与台式激光打印机对出版的作用一样。”

[Technology Review，2000年2月]