筆者雖非電機電子領域出身，也不在半導體產業工作，但做為一位低溫物理實驗學家，我一直對這項橫跨科學與人文的人類文明史上的最高成就之一：「摩爾定律（“Moore’s Law”）」，倍感好奇與充滿敬意。
1947年，物理學家發明了電晶體。1961年，第一個商用積體電路在美國矽谷上市。短短四年之後（1965年），摩爾（Gordon E. Moore）應邀展望電子元件的未來時，他預測一個積體電路中的電晶體數目，將呈指數形式增長。因此，從那年一個積體電路中的電晶體數目約有60顆算起，2003年時已有一億顆，如今更高達一千億顆。最令人驚訝而讚嘆的是，摩爾當年預測這一增長「定律」時，他手中只有從1962到1965年四年間的四個數據點（如圖）。他這一膽大心細的技術與產業發展預測，既是天才的神來之筆，又展現出了哲人般的高瞻遠矚。
2015年，適逢摩爾定律誕生50週年。在接受紐約時報記者的祝賀和應景訪談時，摩爾特別標榜說，半世紀以來，整個半導體工業的繁榮興旺，都是來自於早期對一些材料的量子力學性質的理解。訪談中，摩爾用心良苦反覆強調基礎研究的重要性；他同時深深感慨，認為美國政府（在2010年代）已經不如1960年代般地腳踏實地投資基礎設施，訂定宏大目標，支持基礎科學研究了。
今年11月18日，國際著名期刊《科學（Science）》有一篇探討摩爾定律的前景的特邀文章，作者是美國普渡大學電機和計算機工程學院Mark S. Lundstrom教授及其合作者（請參見：Moore’s law: The journey ahead | Science）。文中，作者指出電晶體尺度的微小化已經到了極限，因為如再縮小，量子穿隧效應就會造成漏電流，危害晶片功能。作者繼續指出，採用立體多層方式把電晶體往上（三維）堆積在矽晶圓上，雖可增加單位面積的電晶體數，卻將造成晶片無法散熱。第三點，作者指出，當電晶體數目如天文數字般增加時，積體電路中的（分工／功能性）構成區塊數目也將持續增加，因此形成一個「複雜系統」，其性質將難以理解和模擬預測。最後這點，作者更引用美國已故物理學家Philip W. Anderson（1977年諾貝爾物理獎得主）的「多則生異（“More Is Different: Broken symmetry and the nature of the hierarchical structure of science”）」科學哲學觀點來佐證他們的論述，令人敬佩其專業功力之深厚與知識之廣博（Anderson的文章請參見：More Is Different | Science，「多則生異」是台大物理系退休教授楊信男建議的中譯）。
所謂「多則生異」的見解，是Anderson在1972年率先揭櫫：巨觀（日常）尺度和超大尺度的物理現象、物質性質、生命意識、以及宇宙運行和演化行為等等，絕對不可能從（稀疏幾顆）基本粒子定理推論得出。Anderson強烈主張：物質和生命尺度的層層增大堆疊，自有其一步步隨之緊密衍生的多樣性、複雜性、無序度，與豐富性，不可能只是單純地源自微觀尺度基本粒子的幾個簡潔定律的直接應用。因此，科學家面對物質、生命，及宇宙，自有其抉擇與安身立命的目標。——筆者則喜歡將“More is different”翻譯成「積小成大迸發森羅萬象」，以更加明晰地反映「物質——恆河沙數的原（分）子的組合——因積小成大而導致整（群）體特性和功能性森羅萬象又出人（類）意表」的準確「複雜（complexity）」含意。
從以上三篇摩爾定律的精闢文章中，我們獲得三點啟示：
（一）2015年接受訪談時，摩爾已86歲高齡，但他寶刀未老，回顧往事，瞻望未來，仍反覆強調必須加強基礎研究才能帶來瓜熟蒂落的技術應用。
（二）Lundstrom點出摩爾定律即將面臨的三個嚴峻問題——電子穿隧、散熱和複雜系統——都牽涉基礎物理定律如何規範與界定物質世界及其行為的知識和應用，這些問題沒有簡易的答案，唯有深入探討，才可能釐清並妥善面對。
（三）光讀電子學，開創不了半導體世紀（請參見林志忠：「光讀電子學，開創不了半導體世紀 | 民意論壇 | 評論 | 聯合新聞網 (udn.com)」），更何況眼前的當紅科技教育政策以為人才可以速成，不論學生專業背景為何，來者不拒，多多益善。
＊作者為國立陽明交通大學電子物理系教授
