Ai时间简史-8

第8节

电脑时代的来临

“未出生比未受教育好,因为愚昧是灾患的根源。”—柏拉图

“真正高明的人,就是能够借助别人的智慧,来使自己成为不受蒙蔽的人。”—苏格拉底

“知识分子优于文盲,正如活人好于死人”—老亚

古希腊三位先哲不约而同的认为人生的意义在于求知,在他们看来,一个愚昧的人甚至不如未出世更好。他们的眼中,人的一生如果没有学到知识,与死人一样无聊。与某国的“知识越多越反动”形成物理的两极,也许这也是所谓东西方文明南辕北辙重要区别吧。

某次与友人聚会,有位醉心于传销的朋友大谈大数据,人工智能是未来的方向,还弄了点专业术语GPU,说某公司发明了GPU电脑网络将领先世界,还会带来多少利益,我随便问了句:电脑的原理是啥?答案是:电脑就是用电呗。

作为一个知识分子,如果你不把最基础,最根本的知识作为常识传播给大众,我认为,就不配做知识分子。现在就来好好普及一下最基本的东西,希望大家都能看得明白,不会被忽悠。

电脑是什么?的确,目前来说电脑是用电的。

电脑正确的说法是电子计算机,英文Computer简称PC。

其实,PC作为一种用电来驱动的计算机原理非常非常简单。并不像各种科普的那么复杂,我给大家做最简单的介绍:

电脑PC是就是人类发明的一种初级用电的人工智能计算机,他的前辈有八音盒,钟表,算盘,打字机,计数器、手摇式和按键式机械计算器等等,甚至还有原始人用的绳子打的结。都可以说是人类智能设备的先驱。

电脑PC你可以这样理解,它的CPU主芯片就相当于一个电的开关,而需要运行的程序就相当于八音盒里的刻度(内存),当你运行这个程序时,屏幕就会显示出你刻好的曲子(程序结果),也可以说是一个用电驱动的的算盘,需要计算的不需要人脑,而是安装在算盘上一个程序,通过总控制CPU主芯片不断的开关输出0和1的数字,打印在纸带上,(早期的图灵机,纸带计算机、)

英国科学家图灵发明的计算机

在第一节里,我给大家介绍过中世纪时期欧洲人在钟表业里已经可以制造出写字和绘画的机器人,这是属于工匠们最伟大的时期,他们对各种齿轮、物理结构、机械逻辑的理解和制造已经达到了一个巅峰,但机械时代机器的动力只能用金属片制作的发条来提供,动力有限,也无法持续提供动力,蒸汽机、内燃机发明之后,工匠们自然把这些伟大的发明运用在成熟的机械上,于是制造了火车、汽车、各种工业机器,这也是第一第二次工业时代的成果。

科学家和工匠们对智能机器的追求永未止步,随着电的发明和运用,自然他们选择了电来作为机器的动力,他们当然不会只是简单重复机械时代那些原始的会写字画画的机器人,我前面介绍的,在数学物理学家们理论基础的前提之下,最重要的就是和牛顿一起发明微积分的莱布尼茨,他开创性的把古希腊人的数学理论变成了真实的科学工具:二进制。就是只用0和1这个数学里最原始根本的符号,来表达所有的事物,人类的思想逻辑化,程序化表达,这样甚至包括宇宙万物就可以真实的用0和1来复制和表达了。

莱布尼茨的二进制

根据这些科学巨人们的理论,计算机中的二进制则是一个非常微小的开关,用“开”来表示1,“关”来表示0。CPU中央处理器(CPU,Central Processing Unit)就是这样一个电源开关的处理器,通过CPU高速开关电,就能处理各种人制作的程序(内存),很简单就能理解电脑的原理了吧?

罗马并非一天能建成的。这也就是我为什么直到今天说到电脑时代,这属于西方文明从古希腊开始的理性逻辑形成科学精神一路走了2千多年,在17世纪,中世纪晚期开始出现理论重大突破,涌现出无数伟大的科学家,再经过短短200年第一次工业时代的加速发展,终于,人类不仅要掌握机器,还将发明出人类自己创造的伙伴,智能机器-电脑即将来到!

1946年2月15日世界上第一台电子数字式计算机于在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行,它的名称叫ENIAC(埃尼阿克),是电子数值积分计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。它使用了17468个真空电子管,耗电174千瓦,占地170平方米,重达30吨,每秒钟可进行5000次加法运算。它的功能还比不上今天最普通的一台手机,但在当时它已是运算速度的绝对冠军,并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。

基于晶体管制造的人类第一部电脑

英国人香克斯以毕生精力计算圆周率,才计算到小数点后707位。而使用ENIAC进行计算,仅用了40秒就达到了这个记录,还发现香克斯的计算中,第528位是错误的。

ENIAC奠定了电子计算机的发展基础,开辟了一个计算机科学技术的新纪元。有人将其称为人类第二次产业革命开始的标志。

ENIAC诞生后,数学家冯·诺依曼提出了重大的改进理论,主要有两点:其一是电子计算机应该以二进制为运算基础,其二是电子计算机应采用存储程序方式工作,并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成:运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。这就是现代电脑的基本原理和配置。

邮票上的冯·诺依曼

ENIAC诞生后短短的几十年间,计算机的发展突飞猛进。主要电子器件相继使用了,晶体管,中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路,引起计算机的几次更新换代。每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小,功能大大增强,应用领域进一步拓宽。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现,使得计算机迅速普及,进入了办公室和家庭,在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。目前,计算机的应用已扩展到社会的各个领域。

说个笑话,某国的所谓“科学家”说伏羲发明了二进制。这种嘛请参看我本文前三段。

人类用自己的智慧终于制造出由金属芯片组成的智能机器,在这个强大伙伴的帮助下,人类社会的进度再一次飞速发展起来,过去几百年,几千年的梦想只需要短短的几十年就达到了。

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