系列报告

第 1 部分
“缩小发电厂规模”可实现能源的高效利用

2020.12.21

作者：伊藤元明

发电厂、医疗诊断设备、农业机械和建筑机械等以前大型且安装在特定地点的基础设施和工业设备等社会系统正在变得更小（小型化）。 20世纪后半叶，计算机曾经是实验室中少数专家使用的设备，由于半导体的进步而尺寸缩小，今天的个人电脑和智能手机诞生了。缩小尺寸不仅使在更小的空间中存储设备成为可能，而且还彻底改变了设备的使用方式及其对社会和我们的生活的影响。同样，当前社会系统规模缩小的趋势有可能在不久的将来显着改变生活和社会。在本系列中，我们将解释三个领域的新趋势，第一个是“小型化发电厂”，第二个是“小型化医院”，第三个是“小型化工作汽车”，并考虑它们如何有可能改变我们的生活和社会。

即使功能上没有太大区别，仅仅只是产品尺寸的改变，就可以彻底改变使用场景、对社会的影响，甚至产品的本质。

计算机的小型化彻底改变了存在的意义

计算机是工业产品规模变化对现代社会产生重大影响的典型例子（图 1）。在计算机的早期，使用电子元件进行计算，它们是由专家用于特殊用途的非常大的设备。著名的数字计算机“ENIAC”由宾夕法尼亚大学于 1946 年开发，使用了 17,468 个真空管，是为计算弹道学而在美国陆军研究实验室创建的。它巨大，宽30m，高24m，深09m，重27吨。当时的新闻报道称其为“巨脑”。它确实是一个巨大的设备，仅由少数专家用于特殊目的。

[图 1] 缩小尺寸彻底改变了计算机的性质
来源：照片为美国陆军（左）、维基共享资源（中）、Apple（右）

然而，随着电子设备从真空管发展到晶体管、IC 和微处理器，将大量设备安装到小型半导体芯片中成为可能。计算机的性能取得了指数级的提高，同时体积也缩小了。 1974 年，第一台个人计算机 Altair 8800 推出，使其成为个人可以拥有的桌面设备。在此之前，计算机仅用于特殊用途，但随着计算机的发展，它们现在可以用于个人任务和爱好，例如税务计算和游戏。

2007年，苹果公司发布了智能手机“iPhone”。我们已经将高性能计算机变成了每个人都随身携带的日常设备。让我们回顾一下今天我们使用智能手机所做的事情。我觉得我用它比用电脑更个人化和日常化，比如发送和接收电子邮件、在 SNS 上聊天、寻找我最喜欢的餐厅和玩游戏。缩小尺寸已将计算机从大型专用设备转变为执行个人任务的日常工具。