我堅(jiān)信熱力學(xué)(thermodynamics)定律以及其純口語(yǔ)推論：“當(dāng)涉及能量，一定不會(huì)有白吃的午餐。”這也是為什么只要看到有文章或廣告里出現(xiàn)“效率100%或以上”的字眼，我都會(huì)自動(dòng)忽略;效率(efficiency)接近100%是有可能的，但是等于100%甚至超過(guò)──抱歉，我不信。

因此當(dāng)我最近看到某篇媒體報(bào)導(dǎo)的標(biāo)題是“8,000%效率的 LED 實(shí)現(xiàn)超低功率資料傳輸”時(shí)，簡(jiǎn)直是嚇得目瞪口呆;比100%高一點(diǎn)也就算了，但8,000%實(shí)在是吹牛到離譜。我本來(lái)猜想那有可能是筆誤，本來(lái)大概是寫80%，只是編輯手抖了一下多按了兩個(gè)0…但事實(shí)證明，標(biāo)題沒(méi)有寫錯(cuò)。

效率的改善取決于你如何以及在何處量測(cè)輸入與輸出功率，再加上LED本身與量子機(jī)構(gòu)的微妙之處;上述報(bào)導(dǎo)的開(kāi)頭是這樣寫的：“特定的LED在加熱且以非常低功率運(yùn)作時(shí)，會(huì)展現(xiàn)超過(guò)100%的電-光功率轉(zhuǎn)換效率;這種效應(yīng)來(lái)自于LED抽汲的熱電…其設(shè)定為以3 x 10-3的位元錯(cuò)誤率，每秒傳輸3kbit，每位元能源耗量?jī)H40 fJ。”

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，該LED會(huì)預(yù)先汲取熱能，然后該能量會(huì)透過(guò)光學(xué)資料位元進(jìn)行分配，同時(shí)LED本身不需要消耗額外的相應(yīng)功率──這種效應(yīng)有很多名稱，例如電致發(fā)光(electro-luminescent)、EL致冷、電致發(fā)光致冷(electroluminescent refrigeration)、熱光子致冷(thermophotonic cooling)以及光熱致冷(optothermionic refrigeration)。

對(duì)于其運(yùn)作原理我了解不多，包括一種高度特制化的銻砷化銦鎵/銻化鎵(GaInAsSb/GaSb)雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)LED;根據(jù)報(bào)導(dǎo)，這種結(jié)構(gòu)在LED光電轉(zhuǎn)換效率8000 ±1700%下，能偵測(cè)7.66 ±1.6 pW的光功率。我理解這意味著該效率參數(shù)會(huì)有高于20%一點(diǎn)點(diǎn)的容限，其好壞見(jiàn)仁見(jiàn)智。

功率量測(cè)──特別是與超低功率光學(xué)元件而非電子元件相關(guān)的──非常不容易實(shí)作且其一致性是非常善變的;在那些低功率元件的每個(gè)光子沒(méi)有太多凈空高度或距離。而對(duì)于這種元件我總是有幾個(gè)很嚴(yán)肅合理的問(wèn)題：你如何能自信地量測(cè)這么低的能量與功率?

你怎么知道你量測(cè)的是你實(shí)際上要量測(cè)到的、而不是因?yàn)橐粠樵付鵁o(wú)意之間被扭曲的人造數(shù)字?而你又是怎么驗(yàn)證校準(zhǔn)你的量測(cè)儀器之可信度?如果你曾經(jīng)從事超級(jí)敏感的電氣或光學(xué)功率量測(cè)，你用什么步驟來(lái)根據(jù)溫度變化等因素設(shè)定并補(bǔ)償你的量測(cè)儀器?