【人工智能杂谈】碳基与硅基 2018-12-23

我们习惯于把人类和其他生物统称为碳基，因为生命的构成都是碳水化合物的；而把计算机或者芯片这类系统统称为硅基，因为芯片的基础材质是二氧化硅。由于和沙子的主要成分也是二氧化硅，有时芯片公司的同事都戏称自己是卖沙子的。

碳和硅同处在化学周期表的同一族，位于表的中间位置。这不是巧合，因为二者都是半导体。以前半导体被认为是无用的材料，因为不够纯粹，不像金属导电，又不够绝缘。然而，世事难料，半导体以其优异的“互联互通”的能力，和周边的元素可以广泛的结合，又可以通过电子控制形成不同的状态（0和1），完成模拟到数字的升华，就具备了“存储”和“计算”的能力，这是智能的前提。这些半导体中，碳和硅都是4价元素，原子外部有4个位置可以和其他元素进行结合。 在三维空间里，4可是个神奇数字，因为空间里最小的正多面体--正四面体是结构最稳定的。

就这样，以碳为核心，通过团结周边的氢氧氮等元素，可以进化出极其复杂的有机物，进而构成碳基生命。表面上看，碳基生命在物理上是具有非凡优势的。长长的碳链、DNA双螺旋、精巧的碱基对，堪称完美的信息存储工具。科学家们进一步推测，由于元素和物理规律在全宇宙都是相同的， 因此生命的产生多半也遵循相同的公式：碳基+氢氧氮+液态水+岩石星球。 也就是说，外星生命的起源大概率也是碳基的，也需要一个类地行星。

而硅远不如碳这样稳定，但在科技的包裹下，具备了大规模集成的能力，并具有快速计算的能力，这让硅基的人工智能可以后来居上。如果我们承认生命的本质在于记忆、计算、意识这些独立于其载体的东西，那么硅基相比碳基是具备优势的，只要在逻辑上实现信息的存储，根本不需要像碳基生命在物理上做那么多准备，从而实现“弯道超车”。甚至，开脑洞啊， 未来的生命形态以纯能态形式才是最合理的 --以能量方式存在才是最快的进化，在迫不得已或者需要的时候才去制造一个临时身体（阿凡达或者机器人）。

碳与硅的传奇故事还远没有结束。

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半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。

半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。

无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。

常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。

扩展资料：

半导体是指一种导电性可控，范围从绝缘体到导体之间的材料。从科学技术和经济发展的角度 来看，半导体影响着人们的日常工作生活，直到20世纪30年代这一材料才被学界所认可。

半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明应用、大功率电源转换等领域应用。

新型半导体材料在工业方面的应用越来越多。新型半导体材料表现为其结构稳定，拥有卓越的电学特性，而且成本低廉，可被用于制造现代电子设备中广泛使用。目前我国半导体材料在这方面的发展背景来看，应该在很大程度上去提高超高亮度，红绿蓝光材料以及光通信材料，在未来的发展的主要研究方向上，同时要根据市场上，更新一代的电子器件以及电路等要求进行强化，将这些光电子结构的材料，在未来生产过程中的需求进行仔细的分析和探讨，然后去满足未来世界半导体发展的方向，我们需要选择更加优化的布点，然后做好相关的开发和研究工作，这样将各种研发机构与企业之间建立更好的沟通机制就可以在很大程度上实现高温半导体材料，更深一步的开发和利用。

参考资料：百度百科-半导体

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