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行政能力之逻辑推理:集成电路思想的提出

公务员2006-08-08gzhgz.com信息来源

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行政能力之逻辑推理:集成电路思想的提出

  与认识活动对应的另一类活动是解题活动,解题就是解决问题。根据问题的难易程度,以及解题者所用方式方法的不同,可将解题的活动分为常规性解决 问题和创造性解决问题(非常规性解决问题)两类。 
  日常生活、各类管理和生产等活动大多属于常规性解决问题的活动。因为对这些活动来说,其任务主要已不是提高认识,而是解决问题。由于所要解决的问题带有基础性和常规性,常常是数量大,应用面广, 并且已经过人类千百年的探索、实践和无数次的重复, 已有了现成可靠的解决办法、先例和经验,即使其中某些问题解决得并不妥贴,其结果也已为社会习俗所接受,无须创新或一时难以创新。 
  在技术发明史上,集成电路产生之前,人们围绕晶体管元件所进行的改进工作就带有明显的常规解题色彩。晶体管的发明,为日益复杂的电子设备带来了 福音,然而电子元器件的这些变革,仍然满足不了电子工业迅速发展的需要。飞机、导弹和卫星申的复杂电子设备需要几十万、几百万,甚至更多的晶体管和电阻、电容等电子元件。当年晶体管在与电子管激烈 较量中,电子管的体积、重量、可靠性和成本等方面 所暴露出来的缺点,又重新出现在晶体管面前。这就 提出了微型化的要求。 
  如何向微型化发展呢?技术人员最初都是利用常规解决问题方式。为了克服晶体管的这些弱点,他们想尽办法使它的体积变小,与之配套的电阻、电容、 线圈、继电器、开关等元器件也沿着小型化的道路被 压缩成微型电子元器件。晶体管一次又一次地被缩小, 最小的已达到只有米粒一样大小。然而,晶体管本身 的小型化毕竟是有限度的,当它达到一定程度时就很 难再缩小了。 
  于是,人们又着手做改进装配技术的尝试。专家 们将小型晶体管和其他小型电子元件,紧密地排在一 起,装配在薄薄的带有槽孔的绝缘基板上,用超声波 或电子束焊好,再把这安装好的基板一块块地重叠起来,构成一个高度密集的立方体,形成高密度装配的"檄模组件"。采用这种方法,最高可以把200多万个元件封装到1立方米的体积中,这几乎达到了封装密度的 极限,再想按常规解题模式,组装更多的元件已经无望了。 
  事实表明,电子设备中焊接点越多,诱发故障的可能性就越多。微模组件虽然缩小了元件所占的空间, 但并没有减少各元件之间的焊接点数目。因此,微模组件也就没能提高电子设备的可靠性。同时,由于元件过分密集,装配很不方便,而且成品率很低,结果 电子设备的成本又增高了。因此,要想继续改进电子设备,必须另辟蹊径,探索小型化的新道路。 
  人们发现晶体管中真正起作用的部分是芯片,按照理论计算,一个小功率晶体管芯片的面积只要数十平方微米的地盘就足够了。但是,由于技术上还不能在更小的尺寸范围内作精确处理,芯片往往需要占用0·5平方毫米大小。也就是说,芯片刃%的面积被白白浪费了。 对这个问题,当时人们头脑中受常规的电路观念束缚较深,只是在维护分立状态、单独元件的基本思 想上去缩小尺寸,思想观念的束缚自然就束缚了手脚。 
  后来,人们在线路构成过程中得到了启发。一个电路的组成,无非是把整体材料分割开发,做成各种不同的独立元件,分担单独的功能,然后把这些分立的元件彼此焊接、组装到一起,成为一个完整的线路,完 成整体功能。这是从整体到分立再到整体的过程。难道这个由分而合的过程是必经之途吗?为什么不可以 将备分立元件直接集合在整体材料上呢?也就是说, 按电子设备的功能要求,在整体材料中把各功能的元件集成为一个系统电路。组成电路的各种元件晶 体管、电阻、电容,以及引线从外观上己不能再分辨出来,因为它们都被集合成一个不可分割的密集整体。 这样一来,传统电路中功能各异的分立元件界限就消除了。 
  1952年,美国科学家达默首先提出了这一闪光的技术思想,几年后,第一块集成电路问世,人类电子技术有了巨大飞跃。在集成电路思想引导下,人类又出现了超大规模集成电路,1996年,微处理芯片的集成度已高达1000万个晶体管以上。英特尔公司预计2012年,就可以将10亿个晶体管集成到一块不到小指甲几分之一的硅片上。集成电路的发明过程中创造性 解决问题的作用是显而易见的。当然也正是由于人们在常规解决问题方式上的反复探索,历经曲折,才可 能扭转思路,提出全新的思想,可见常规解决问题方 式的作用同样也是不可忽视的。 
  从上述事例可以看出,在常规解决问题活动中, 人们主要思考"应该怎样做",并套用以往的经验、规 则、习俗、法规、先例等所提供的样式,旨在使问题 较顺利地得到解决,而结果又能为社会所接受。常规 性解决问题的态度以模仿照搬现成的方式方法和规则 办主,力求一丝不苟地运用前人、他人成功的经验和成熟的办法。其方法论原则是将一般的经验、规则套 用到具体问题上,注重问题的共性和解法的普遍性, 因此,它同样推崇理性原则和逻辑思维方式。 
  某种常规解决问题方法首次应用时,实际上是一种创造性解决问题的方式。因为在它之前没有先例, 而这一方法一旦广为人们所用或其中含有的科学道理已成为普遍的、公开的科学原理时,创造性解决问题的方式就变成了常规解决问题的方式。 比如,宋真宗时代,皇宫内的一场大火,使大片宫室楼台、殿阁亭榭成了废墟。宋真宗命丁谓负责重建宫殿。当时,要完成这项重大的建筑工程,需要解决一系列的相关难题。一是大批的废墟垃圾如何清理; 二是从何处运进大量新土;三是如何解决运输问题。 


  这三个难题,倘不统筹兼顾,而是各自分别解决,那不仅要造成成本费用和时间上的大量浪费,而且施工现场很可能乱成一团,城市的交通和生活秩序也要受到极大干扰。 如果按现代系统工程的方法,这个问题可以通过 建立系统模型,经过严格的计算,确定最佳方案。而在那个时代,丁谓不可能做到这些。但他却设计了一套十分合理的工程方案:他命令先开挖一条大水渠,将挖出的土就作为施工用的新土;等水渠引上水,就可以把建筑用的木材、石料用船运过来,这样就解决了运输问题;等工程完工后,最后将水渠的水放干,再将废墟垃圾填在空渠里,重新填为平地。 
  这一方式在那个时代绝对是一个创造性解题的典范。 

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