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[推测] “半电路、半电磁场”电路的价值,大于“晶体管+集成电路”

已有 2195 次阅读 2023-8-5 21:57 |个人分类:科学 - 艺术 - 社会|系统分类:科研笔记

真理越辩越明。

“什么伟大谦虚,在原则性问题上,从来没有客气过。”

汉语是联合国官方正式使用的 种同等有效语言之一。请不要歧视汉语!

Chinese is one of the six equally effective official languages of the United Nations.

Not to discriminate against Chinese, please!

                                                         

[推测] “半电路、半电磁场”电路的价值,大于“晶体管+集成电路”

                                                                   

要点:

推测:“半电路、半电磁场”电路的价值,大于“晶体管+集成电路”。

                          

一、对已经完成的科技成果:判断其价值是十分困

1.1  华罗庚

   早发表,晚评价。努力在我,评价在人。

   1978年他在中国数学会成都会议上语重心长地提出:“早发表,晚评价。”后来又进一步提出:“努力在我,评价在人。”

   这是科学的规律,即科学工作要经过历史检验才能逐步确定其真实价值,也是他人生的体验,具有现实意义。

https://www.cas.cn/zt/rwzt/jnhlgdcybzn/hlgjdyl/201011/t20101111_3009252.html

               

1.2   kline

   在《古今数学思想》序言里,说:

   除了这些考虑之外,目前还不能客观地评价最近许多事态发展的重要性。数学史告诉我们,许多激发了极大热情并吸引了最优秀数学家注意的学科最终都被遗忘了。我们只能回忆一下Cayley的格言,即投影几何就是所有的几何,以及Sylvester的断言,即代数不变量理论总结了数学中所有有价值的东西。事实上,历史回答的一个有趣的问题是什么在数学中幸存下来。历史做出了自己的、更加合理的评价。

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1397502.html

                     

1.3  冯端院士

   对创新成果进行正确评价是一件极其困难的事情。我个人也多次参与国家自然科学奖的评议工作,也深深体会到评议者的难处。值得注意的是,即使是享有盛誉的诺贝尔奖,也遭受许多人的议论。而时间也是一个重要因素,经过时间的淘洗,问题就看得清楚了;昔日曾获高奖的项目,今天看来,有些尚保留其价值,有些已有明日黄花之感。“岁寒,然后而知松柏之后凋也”,信然。

科学出版社,2020-08-21,冯康的科学生涯 ——我的回忆

http://blog.sciencenet.cn/blog-528739-1247243.html

                     

二、对未来研究的科技成果:判断其价值更是难上加难

2.1  2014年 SCIENCE 杂志:“同行评议根本不能预测研究的成果。这令人非常不安。”

   同行评议根本不能预测研究的成果。这令人非常不安。 Peer review is not predicting outcomes at all. And that's quite disconcerting.

   高影响力的研究被拒绝了,而低影响力的研究却得到了资助。 There is high-impact research that has been rejected, and low-impact research that has been funded.

JEFFREY MERVIS. Peering Into Peer Review [J]. SCIENCE, 7 Feb 2014, Vol 343, Issue 6171, pp. 596-598.

doi:  10.1126/science.343.6171.596

https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.343.6171.596

                

2.2  丁肇中“绝对正确”的申请书理论

   丁肇中 Samuel Chao Chung Ting 先生 2000年说:

   我有一个“理论”,绝对正确,可以告诉大家。

   在加速器实验的发展史上,过去50年里面,尽管我们为了获得经费,要写一个申请报告书,设定一个目标,说服政府的人投钱做加速器实验,可是往往实际发现跟原来的目标根本没有关系

   不要盲从专家的结论。

   要实现你的目标的话,最重要的是要有好奇心,对自己所做的事情有兴趣,不能因为别人反对你就停止。而且,你对意外的现象要有充分的准备。

丁肇中:科学发现的几点体会[N]. 人民日报2000-05-02, 189245版:科技.

http://edu.people.com.cn/n/2013/1230/c1053-23978650.html

                         

三、推测:“半电路、半电磁场”电路的价值,大于“晶体管+集成电路”

   “吾不知其名,字之曰道,强为之名曰大。”

   主流的习惯,科研的价值么,总的有个事前的预判吧!“强为之”吧!

           

   如果我们想预见数学的未来,正确的途径是研究这门科学的历史和现状。——亨利·庞加莱

   其实,更一般地,

   你对于那个问题不能解决吗?那么,你就去调查那个问题的现状和它的历史吧!你完完全全调查明白了,你对那个问题就有解决的办法了。

   所以,

   如果我们想预见科技的未来,正确的途径之一是研究科技的历史和现状。

           

   下面尝试用“晶体管”、“集成电路”的发展历史,类比一下“半电路、半电磁场”电路的未来发展。

   以“推动”人类科技进步的幅度、不可替代性为主要标准。

                          

3.1  “半电路、半电磁场”电路,显著大于“集成电路”

   1958-09-12,德克萨斯仪器公司的基尔比用锗材料制成晶体管、电容器、电阻。但是导线是外加的。

   1959-07,诺伊斯申请了“半导体器件和引线结构”专利。不仅制作了二极管、晶体管、电阻器和电容器,还用扩散法制成了连线。这是一种真正实用的集成电路。

宋德生 第 170 页上部_小贴出.jpg

图1  宋德生老师《信息革命的技术源流》第 170 页局部

             

   因此,发明集成电路的“推动”幅度:★★,不可替代性:★

             

   旁证:42年后,基尔比才获得 2000 诺贝尔物理学奖。

             

   后续:1959年霍尔尼(Jean Hoerni)发明的“平面工艺 planar manufacturing process”,是半导体行业历史上最重要的创新 the most important innovation in the history of the semiconductor industry

1959: INVENTION OF THE "PLANAR" MANUFACTURING PROCESS

https://www.computerhistory.org/siliconengine/invention-of-the-planar-manufacturing-process/

                           

3.2  “半电路、半电磁场”电路,大于“晶体管”

   1947-12-15,布拉坦和巴丁发明点接触晶体管。证明了固体器件的可行性。

   真正有生产价值的,是1948年肖克利提出的结型晶体管。1951年 Gordon K. Teal、Morgan Sparks 制作成 NPN结型晶体管。这种结型晶体管,是半导体工业的一个里程碑。

宋德生 第 133 页底部_贴出.jpg

宋德生 第 135 页上部_贴出.jpg

图2  宋德生老师《信息革命的技术源流》第 133、135 页局部

                                      

   旁证:三人获得 1956 诺贝尔物理学奖,不到 10年时间。并且是从“相对论、量子力学”的白银时期“抢”来的。

                                      

   因此,发明晶体管的“推动”幅度:★★★,不可替代性:★★。

                                      

3.3  “半电路、半电磁场”电路

   水到了。可是没有人来修渠。

   就连大名鼎鼎的费曼,也和当时的主流一样“挖井”。

   从 1845年基尔霍夫定律,到 1995年。人类主流都在尽力“挖井”:集中参数电路。

   麦克斯韦老师,从1864年的电磁场方程组开始,郁闷了 131年!

   在明明有无线电通讯(马可尼,1895),调频(frequency modulation, FM, 1933)技术等“电磁场传输信号与能量”等情况下

Radio & Television Timeline, the 20th century's greatest engineering achievements, National Academy of Sciences on behalf of the National Academy of Engineering.

http://www.greatachievements.org/?id=3659

   居然没人提出“半电路、半电磁场”电路?

                    

   请看 1963-1965年间大明星费曼的“互容 mutual capacitance”吧!

Fig. 22-27.Equivalent circuit of mutual capacitance..jpg

图3  费曼老师的 Fig. 22-27.Equivalent circuit of mutual capacitance.

https://www.feynmanlectures.caltech.edu/img/FLP_II/f22-27/f22-27_tc_big.svgz

https://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_22.html  

感谢有关老师们!

                                  

   再结合《22  AC Circuits》的“Fig. 22–20. An L-C ladder drawn in two equivalent ways.”等内容,我是糊涂死了:

   费曼这是想气死麦克斯韦啊?

   放着好好的“半电路、半电磁场”电路不去提出,非要退化成“仅容回路”。

   大概是费曼没有看上互容,他这个物理模型,绝对讲是对的,但互容参数实在太小了。生产中毫无用途。

   连费曼都这样,别人就别提了吧?别在人家伤口上撒盐了。

                                

feynman-13184-portrait-mini-2x_副本.jpg

图4  费曼 1965年诺贝尔物理学奖照片

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1965/summary/

   还是上照片,照顾一下费曼的情绪吧!大家都不容易,做人要厚道。

                       

   因此,

   研制“半电路、半电磁场”电路的“推动”幅度:★★★★★,

   不可替代性:★★★★★。

                       

四、进一步的类比

   1995 我的理论概念 ←→ 1952 Dummer 的集成电路概念

   2017 Macha 等人的芯片 ←→ 1947 布拉坦、巴丁的点接触晶体管

   2019开始 我 ←→ 1936 Kelly 组织固体器件研究小组。有点像,不全对应

              

    ←→ 1948~1951 结型晶体管

    ←→ 1958 基尔比集成电路原型

    ←→ 1959 诺伊斯的全集成电路

    ←→ 1959 霍尔尼的平面工艺

                          

   通俗地说:

   “半电路、半电磁场”电路,概念有了,原型有了。

   真正用于生产,还需要哪些技术或理论创新?

   与 Macha 等人的“乐观”未来不同,我感觉(推断):真正高性能的“半电路、半电磁场”电路,除了技术和工艺外,理论上、结构上,至少还各有一个“大大的坑”。

   年轻的勇士们,请去跳这两个或更多的“大大的坑”吧!

矢村 从这跳下去.jpg

图5  矢村聪:从这儿跳下去 

                  

“从这儿跳下去!昭仓不是跳下去了吗?唐塔也跳下去了,所以请你也跳下去。“

“跳啊!你倒是跳呀!好,这下有决心了吧?“

“怎么?你害怕了吗?你的腿怎么发抖了……“

矢村 所以请你也跳下去.jpg

矢村 怎么你害怕了吗.jpg

图6  矢村聪:所以请你也跳下去。怎么你害怕了吗?

                                    

五、预判

   在“量子集成电路”之前,“半电路、半电磁场”电路是高端集成电路的主要形式。首先是数字型的,其次是模拟型的、以及数字-模拟混合型的。

   “半电路、半电磁场”电路,技术寿命预期有百年以上。

      

附录:

   为方便,建议将“半电路、半电磁场”电路简称为“场电路 field circuit”。

   一种更合适的做法,是仿照“晶体管 transistor”,将“半电路、半电磁场”电路简化为一个专有名词“场路fiecuit”。

              

2023-08-06 后补,进一步请看:

[1] 2023-08-06,[推测] 麦克斯韦方程组,会被“修改”成什么样子?“大大的坑(一)”

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1398072.html

                                                            

参考资料:

[1] 宋德生. 信息革命的技术源流[J]. 成都:四川人民出版, 1986-04.

[2] 童诗白. 世纪回眸:纪念晶体管的发明和由此引出的启发[J]. 电气电子教学学报, 2001, 23(3): 3-6,20.

https://wwwv3.cqvip.com/doc/journal/2437988289

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=3uoqIhG8C44YLTlOAiTRKgchrJ08w1e7AZ-xq6cidhfZ7LF2L46pnnIJQeXR-K7n3xTauJZltbvhzTs84eVd2vV0CiaxVedb&uniplatform=NZKPT

https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwNDI2EhFkcWR6anh4YjIwMDEwMzAwMhoIOWt3OWlmMnU%3D

[3] Computer History Museum, TIMELINE

https://www.computerhistory.org/siliconengine/timeline/    

[4] 宋继强. 智能时代的芯片技术演进[J]. 科技导报, 2019, 37(3): 66-68.

doi:  10.3981/j.issn.1000-7857.2019.03.010

http://www.kjdb.org/CN/abstract/abstract15236.shtml

[5] 天津大学,2019-07-05,现代电工电子技术中心召开期末交流总结会

http://news.tju.edu.cn/info/1014/45900.htm

[6] 杨正瓴. 关于“互容”概念的意义. 南京: [J]电工教学, 1995, 17(4): 35-39.

http://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=2000725&from=Qikan_Search_Index

https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DQDZ199504010.htm

https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/QK199500046092

[7] 杨正瓴. 一种新型集成电路概念——串音计算. 北京: [N]中国科学报, 2019-08-15, 第7版 信息技术.

http://paper.sciencenet.cn/dz/dzzz_1.aspx?dzsbqkid=33013

http://paper.sciencenet.cn/dz/upload/2019/8/201981505629684.pdf

https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/8/348727.shtm

                               

相关链接:

[1] 2023-08-03,[讨论] 谁在全球首先提出“半电路、半电磁场”/串音电路?

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1397769.html

[2] 2023-08-02,[短评] “半电路、半电磁场”电路的退化形式:“串音”芯片

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1397649.html

[3] 2023-08-02,[小资料] 1952年杜默(G. W. A. Dummer)提出“集成电路概念 Integrated Circuit Concept”

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1397631.html

[4] 2019-07-07,有关 Geoffrey W. A. Dummer 先生的网页

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1188470.html

[5] 2019-07-13,有关 Mervin Joe Kelly 先生的网页

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1189385.html

[6] 2023-07-30,[“被”命题作文] “模拟计算”;“串音”、“半电路、半电磁场”电路

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1397241.html

[7] 2022-09-24,《信息革命的技术源流》第三轮阅读:创新真难!

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1356669.html

[8] 2019-08-10,[求证] 1967年朗兰兹 Robert Phelan Langlands 写给韦伊的信里说

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1193149.html  

[9] 2019-07-07,有关 Geoffrey W. A. Dummer 先生的网页

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1188470.html

[10] 2019-07-13,有关 Mervin Joe Kelly 先生的网页

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1189385.html

[11] 2023-08-02,[小资料] 1952年杜默(G. W. A. Dummer)提出“集成电路概念 Integrated Circuit Concept”

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1397631.html

                                  

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