一平方公尺太陽能＝一個人腦的運算力？Casey Handmer 描繪的後人類形態

本文整理自 Casey Handmer 受訪的 Podcast，2024 年 12 月播出。

「你的最終形態是什麼？」

這個問題通常出現在動漫裡。但 Casey Handmer 是認真的。

Handmer 是 Terraform Industries 的創辦人，專門做合成燃料。在這之前，他在 NASA 噴射推進實驗室工作，博士論文研究重力波。當一個物理學家開始談「最終形態」，你該認真聽。

他的答案：「一片矽晶片，漂浮在太空中，厚度像一張紙，面積大約一平方公尺。外圍是太陽能板發電，中間是運算單元。這就是一個人腦的等效運算力。」

這不是科幻。這是從物理定律推導出來的必然終局。

H100 用 1000 瓦，人腦用 20 瓦

先從硬體效率講起。

Nvidia H100 是目前訓練大型語言模型的主力晶片。它的浮點運算能力，跟人腦差不多在同一個數量級。但功耗呢？H100 吃 1000 瓦，人腦只用 20 瓦。

差了 50 倍。

這代表什麼？如果你想用 H100 模擬一個人腦等級的運算，你需要大約 1000 瓦的電力。但我們知道人腦可以用 20 瓦做到同樣的事。這表示硬體效率還有很大的進步空間。

Handmer 指出，神經元的運作速度比電晶體慢很多。電腦可以在人類打一個字的間隔裡睡上一萬個週期。從電腦的角度看，人類的一切都是冰河時期般緩慢。

這也解釋了為什麼自動駕駛這麼有潛力：人類開車時的反應速度，對電腦來說根本是靜止的。

如果認知的價值無上限，能源就是唯一限制

現在來做一個思想實驗。

假設 AI 的價值是無上限的——你餵它越多運算，它產出的價值越高。這個假設可能不完全正確，但至少在目前的 scaling laws 下，還沒碰到天花板。

如果認知價值無上限，那唯一的限制就是能源。

你有多少電，就能跑多少運算。而太陽能是最容易取得、最可擴展的能源。它從天上掉下來。

Handmer 做了一個計算：假設一個 AI 資料中心的電力來自太陽能，你需要多少土地？

答案是：一英畝的太陽能板，可以產生約 50 萬瓦的電力（在良好日照條件下）。如果一個人腦等效運算需要 1000 瓦（用現有硬體），那一英畝就能支撐 500 個「AI 人腦」。

如果硬體效率進步 50 倍，達到人腦的水準，一英畝就能支撐 25,000 個 AI 人腦。

換句話說：一英畝土地，價值等於 25,000 個人類的腦力。這比任何農地都值錢太多了。

未來經濟規模，用能源衡量，不是 GDP

這帶出一個更大的觀點：GDP 可能不再是衡量經濟規模的好指標。

Handmer 引述了一個有趣的論點：如果 AI 大幅降低認知勞動的成本，GDP 可能反而會下降。因為 GDP 衡量的是交易金額，而 AI 服務的邊際成本趨近於零。

石油就是一個先例。每單位能量，石油比食物便宜 100 倍。但我們不會說「因為石油太便宜，所以它對經濟不重要」。事實恰恰相反：石油的便宜讓整個工業文明成為可能。

同樣的邏輯適用於 AI。當 AI 運算變得極度便宜，它的經濟貢獻不會顯示在 GDP 裡，而會顯示在人類文明能做到的事情變多了。

Handmer 的建議是：未來衡量文明規模，應該看能源消耗量，不是 GDP。

最終形態：太陽帆加運算核心

回到那個「最終形態」的問題。

如果你把一切簡化到第一性原理，運算需要什麼？

1. 能源來源（太陽能板）
2. 運算單元（矽晶片）
3. 儲能（電池，但如果在太空就不需要）

你不需要電網。不需要變壓器。不需要冷卻塔。這些都是地球表面的工程妥協。

在太空中，你只需要一片矽。外圍是太陽能電池，收集陽光。中央是運算晶片，處理資訊。這整片東西可以用光壓調整軌道——飛近太陽取得更多能量，飛遠探索太陽系。

「這是同一片晶圓，」Handmer 說。「太陽能板是矽，CPU 也是矽。理論上可以一體成型。」

一平方公尺的這種裝置，在太空中接受太陽直射，可以產生約 1400 瓦的電力。如果運算效率達到人腦水準（20 瓦），這片東西可以跑 70 個人腦等效的運算。

或者換個說法：一平方公尺的矽，厚度像紙一樣薄，可以承載一個人類等級的意識。

這聽起來瘋狂，但物理允許

Handmer 承認，這個願景還需要軟體和硬體的大幅進步。目前的 AI 還遠遠沒有達到人腦的效率。

但重點是：物理定律允許這件事發生。

人腦證明了用 20 瓦可以達到這個運算能力。太陽每秒鐘輻射到地球的能量是人類總用電量的一萬倍。矽是地殼中第二豐富的元素。所有的原料都在，只差工程實現。

「如果你問我什麼是後人類狀態，這就是，」Handmer 說。「我們最終會變成這樣。一片矽，在太空中飄浮，思考。」

這是科幻嗎？也許。但這是物理學家的科幻——不是「如果魔法存在」，而是「如果我們把現有技術推到極限」。

而 AI 正在加速這個過程。因為 AI 可以幫我們解決剩下的工程問題。

戴森球的建材是什麼？可能就是這個：太陽能板加運算核心，一體成型，覆蓋整個太陽系。

不是「如果」，是「什麼時候」。