5月30日的全國科技創(chuàng)新大會，李克強主持會議，習(xí)近平到會發(fā)表講話。華為創(chuàng)始人任正非也在大會上發(fā)了言，這位文革時就開始自學(xué)無線電理論的企業(yè)家，發(fā)言中的干貨極多。

“華為現(xiàn)在的水平尚停留在工程數(shù)學(xué)、物理算法等工程科學(xué)的創(chuàng)新層面，尚未真正進入基礎(chǔ)理論研究。隨著逐步逼近香農(nóng)定理、摩爾定律的極限，而對大流量、低時延的理論還未創(chuàng)造出來，華為已感到前途茫茫，找不到方向。華為已前進在迷航中。”

飽蘸憂患和責(zé)任的發(fā)言，一語點中了華為這艘民企航母的困境：基礎(chǔ)科學(xué)的研究無進展，應(yīng)用層面的技術(shù)研發(fā)快到天花板了?；A(chǔ)研究是前提，而基礎(chǔ)研究的突破，又不是華為一家企業(yè)能做到的。

說到基礎(chǔ)研究，他隨口提了兩個專業(yè)名詞：“香農(nóng)定理”、“摩爾定律”。一般的讀者看到這里也就過了，但認真的讀者可能會好奇：這是何方神圣，能讓任總?cè)绱藨n心。

香農(nóng)定理

美國數(shù)學(xué)家香農(nóng)，是信息論的奠基人，2001年去世。在二戰(zhàn)中曾是一位著名的密碼破譯者，這使人聯(lián)想到大他四歲的圖靈。他最大的貢獻是在信息的基本理論上。

所謂香農(nóng)定理，跟牛頓力學(xué)定律一樣，也有三條：香農(nóng)第一定理、香農(nóng)第二定理，香農(nóng)第三定理。三條定理是一個整體，綜合給定了信息的基本原理。任正非提到的“香農(nóng)定理”，應(yīng)該是通信業(yè)界應(yīng)用最廣泛的香農(nóng)第二定理。

這個定理的公式并不復(fù)雜，但寫在稿子里還是太復(fù)雜。粗略地說，它包括三個量：a.信道容量;b.信道帶寬;c.信噪比。

a和b都是原汁原味出現(xiàn)在公式中的，而c比較麻煩，它不是直接出現(xiàn)在公式中，而是經(jīng)過了一個轉(zhuǎn)換，但對不熟悉的讀者來說，只要記住這一點就夠了：c的轉(zhuǎn)換值跟c本身的值仍然是正相關(guān)的，也就是說，它會隨著c的增大而增大，也會隨著c的減小而減小。

因此我們可以將任正非提到的“香農(nóng)定理”簡化為一種關(guān)系：a=b×c，只要注意c不是信噪比本身，而是和信噪比正相關(guān)的一個值就行了。

解釋一下這三個量：

a.“信道容量”就是一條通信線路所能傳輸?shù)淖畲笮畔⒘?，相?dāng)于一條道路的運載能力;

b.“信道帶寬”就是這條通信線路的帶寬，相當(dāng)于一條道路的車道數(shù);

c.至于“信噪比”，可以用開車時的情形做比喻：你走一條路所用的總時間，除以你因為等紅燈、讓行人、堵車而延誤的所有時間，就是你的信噪比，這條道路上所有司機的平均情形，就是公式中想要的。信噪比代表了這條通信線路的傳輸質(zhì)量，即所傳輸信息的保真質(zhì)量。

香農(nóng)定理的基本精神就是，給定了這三個量任何一個，其他兩個量的比例關(guān)系也就給定了，不可能再突破。

比如帶寬一定，那么你想傳輸更多的信息，就要降低信噪比，這好比我們看視頻，如果卡得受不了，切換到流暢模式，就要犧牲畫質(zhì)，很多畫質(zhì)信息被在傳輸過程中省略了。

再比如信噪比一定，那么你想傳輸更多信息，就得增大帶寬。最近幾年家庭寬帶不斷擴能，從2M，到10M，再到100M，便反映了這個趨勢。

顯而易見，香農(nóng)定理的命門在信噪比。信道容量和信道帶寬都是粗放型的，只有信噪比真正反映了技術(shù)難度所在。所以業(yè)界用信噪比來代表所謂的"業(yè)務(wù)速率"，也即單位帶寬的信息容量。反映在上面那個簡化了的關(guān)系中，就是c=a/b。

華為的迷茫也正在于此。任何天才的工程師，都不可能無視信噪比的天花板，無視香農(nóng)定理的存在。正如所有科學(xué)定律一樣，香農(nóng)定理并非不可突破，但是這個要求對工程師來說或許太高了。我們需要的是香農(nóng)那樣的科學(xué)巨匠。

摩爾定律

任正非提到的另一個概念是“摩爾定律”。Intel創(chuàng)始人之一戈登·摩爾(Gordon Moore)在1965年的文章中指出，芯片中的晶體管和電阻器的數(shù)量每年會翻番，原因是工程師通過技術(shù)更新迭代，可以不斷縮小晶體管的體積，而這意味著半導(dǎo)體的性能與容量將不停地以指數(shù)級增長。

摩爾定律很大程度上要歸功于硅這種理想的半導(dǎo)體，它能以有控制的方式導(dǎo)電，從而成為了制造芯片的最佳材料。硅的晶體結(jié)構(gòu)能在尺寸變小的情況下保持不變，從而性能不變，所以接下來半導(dǎo)體工程師要做的，就是不斷把結(jié)構(gòu)做的小一點，再小一點。

和香農(nóng)定理不一樣，摩爾定律并非一條嚴格的科學(xué)定律，而更像一條社會法則，它反映的是半導(dǎo)體技術(shù)的勻速更新。這一點大家都有直觀的感受：和其他商品不同，手機和電腦等數(shù)碼商品的配置總是越來越高，但是價格卻越來越便宜，消費者越來越得到實惠。另一方面，廠商也能夠繼續(xù)賺到錢，因為技術(shù)迭代不斷發(fā)生，使生產(chǎn)成本越來越低。

“摩爾定律”與馬克思的“社會必要勞動時間”理論有異曲同工之妙。在紀念這一定律發(fā)表四十周年之時，作為英特爾公司名譽主席的摩爾說：“如果你期望在半導(dǎo)體行業(yè)處于領(lǐng)先地位，你無法承擔(dān)落后于摩爾定律的后果。”幾十年間，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)圍繞“摩爾定律”的競爭像大浪淘沙一樣激烈。大家在比誰能更快地將硅片做得再小一點，競爭的結(jié)果，就是摩爾定律的形成。

摩爾定律所反映的，是技術(shù)研發(fā)在既有的半導(dǎo)體基礎(chǔ)理論框架下的穩(wěn)步展開，只要基礎(chǔ)理論的空間沒有被工程師們開墾殆盡，摩爾定律就一直有效。但余糧總有吃完的一天，當(dāng)基礎(chǔ)理論遲遲得不到突破，工程師們的開墾空間就一點點縮小。隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，這一定律終將走到盡頭。

據(jù)說2023年左右，芯片將做得非常小，小到讓硅做的晶體管里的電子產(chǎn)生漂移(electronsdrift)，而這會讓晶體管無法控制電子的進出，從而無法準確產(chǎn)生電子運算需要的1和0這兩個值。到這時，晶體管將無法再小下去，技術(shù)革新或?qū)⑼Ｖ埂?/p>

對于依靠技術(shù)革新來競爭的企業(yè)來說，這種局面是不能接受的。要克服摩爾定律，就要有比硅更理想的替代材料，但是眼下能夠徹底替代硅的材料還沒有找到。和香農(nóng)定理一樣，摩爾定律成了懸在華為和高通這樣的行業(yè)領(lǐng)頭羊上的又一把達摩克利斯之劍。

子曰“君子憂道不憂貧”。按儒家的標準，商人或許很難入君子之列，但是真的有這樣一位商人，讓他憂愁的不是這個月的銷量，而是兩個科學(xué)定理。