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《电脑普及:穿越计算机的迷雾》 第12节

作者:sholber 复制本书地址
www.fanchuanbook.com  刚才说过,这个人一生没有结婚,打了一辈子光棍儿。也许正是因为这样,他才把一生的精力都花在了那些连数起来都让人觉得费劲的众多学科上。好在在这方面好象没有人愿意效仿他,否则科学发展史就成了名副其实的“断代史”了。除此之外,他还是个不折不扣的中国迷,一生花了大量的时间研究中国的文化,据说还一度希望加入中国国籍,但是我天朝上国的皇帝最终还是拒绝了他的请求。www.fanchuanbook.com

  后来,不知怎么地,有一段时间他居然认真地研究起了二进制。当时中国和欧洲交往比较频繁,在中国有很多传教士,当然有一些是他的朋友,他们给他带去了中国的典籍和各种杂货,其中最让他感到惊讶的是太极八卦图,当时他高兴得不得了,因为这张图印证了他的想法,给了他启示和灵感。
  作为一种符号,“0”和“1”对于二进制来说并不是最主要的。假如历史在前进的过程中打了个喷嚏,或者打了个盹儿——总之如果它的发展稍微出现点儿偏差,那么也许人们会用“×”和“○”或者“—”和“~”来书写二进制数,而不是现在的“0”和“1”。
  最早尝试仅仅用两种不同的符号来表达一种思想的是中国的太极八卦,它使用了两个相似,但并不相同的符号“—”和“--”来进行组合:
  图3.5
  

  太极八卦图是一个圆,它的中间是一个阴阳鱼(头大尾小,还有眼睛),外围是八个边,代表着八个方位。
  在八卦图中,使用了两种符号:“—”和“--”,这使它不但看起来非常优美,而且如哲学般神秘,使人浮想联翩。如果把前者看成“1”而后者看成“0”,则你可以在这个图中找到从000到111这八个二进制数。但是在八卦的理论里并不止这八个数,因为“无极生太极,太极生两仪,两仪生四象,四象生八卦,八卦生六十四卦”。这意味着,中国古人即使目光再短浅,至少也知道可以用这两种符号表达至少64种组合,或者64个数。

  但是八卦并不是数制,古代人发明它更多地是希望用它来表达对宇宙万物的看法。而且他们也看不出有什么必要采这种方法来数天上有多少颗星星,或者皇宫里有多少财产——说实在的,既使是现在也没有必要。但是他们显然知道用这两个符号可以变化出无数种不同的组合来,就象无数个二进制数那样。在这一点上(显然也是二进制理论中最重要的一点),假如冥冥之中注定必须要由莱布尼茨来发明二进制的话,他显然出生得太晚了。

  尽管莱布尼茨发明了二进制,但这并非是由于他认识到二进制对于计算机来说是多么重要。事实上,尽管他的确曾经热衷于研究如何制造计算机,而且也确实发明了一台机械计算机,但那台机器却根本不使用二进制工作,也和二进制毫不相干。具有讽刺意味的是,他发明的二进制现在却支配着全世界不计其数的计算机的运行,如果他能够活着看到这一切,也许他会怀着复杂的心情重重地拍一下自己的大腿。历史上有很多伟大的发明和发现究其初衷并不是因为它“有用”,更多的时候纯粹是好奇和偶然的产物(当然,客观地说,每一项发明都散发着辛酸和汗水的味道),甚至有时候连发明它们的人对它们的应用前景也并不看好,甚至因为担心这些发明具有不良的社会教化作用而忧心忡忡。

  多好的二进制、多好的设计啊!晚上躺在床上你都在想:我怎么会有这么好的设计呢!感动得你都想哭。当然,这可能有点儿夸张,不过事实求是地说,这一次的设计的确已经无可挑剔了,至少从技术难度上来说是完全可行的。所以在图纸出来之后,你就开始着手构造这个运算部件内部的电路了。
  这真是一部又多又厚的历史,涉及到我们人类生活的方方面面,好好研究一下是有益的,甚至是很有意思的。比如,有人研究了人类以前生活的历史,觉得现代人的生理机能已经大不如昔。要搁以前,“就是石头,人类的肠胃也可以把它化解成面粉。”但是现在,我们吃的东西越来越精细,肠胃功能开始退化,变得越来越脆弱,“一根生猛的黄瓜就有可能把原来胜似万里长城的肠胃打得落花流水一泻如注。”——有一个叫曾德凤的朋友在他的文章里如是写道。说到这里,哎呀,真是对不起,我们这本书是讲什么来着?——计算机。所以,当你翻动这部历史的时候,当然会找到计算机分卷。不过,这个分卷的历史有两个显著特点:

  第一,尽管从几千年前我们就已经开始书写它,但是它在二十世纪之前的部分一直是干巴巴的,陈旧而平淡,反而最近几十年的历史却丰富翔实,墨迹未干;
  第二,最近几十年我们在计算机方面的研究的确可以用突飞猛进来形容,但这并非是人类的脑容量突然有所增加,或者突然变聪明的结果。相反,你会发现,它之所以会取得革命性的进步,得益于人类在电磁学、数学、逻辑学等领域里取得的最新成果。
  了解到这些,我们不由得陡生好奇之心,一定要回到过去,来重温科技史上那些有趣的事件和激动人心的瞬间,搞清楚都是什么能够让我们用上最好的电脑,并通过电脑阅读新闻、撰写自鸣得意的文章、打印漂亮的表格、以最快的速度和几千公里外的朋友交流、查找武昌鱼的菜谱和脚气的疗法,以及阅读网络诗人笔下狐狸的芳香和巧克力的彷徨。当然,除了这些好处之外,你还一定有机会中上计算机病毒,理解什么才叫气急败坏和疯狂。

  那么,让我们先从电磁学的历史开始吧。
  4.1 电流的磁效应
  制造能够自动计算的机器并不是人类唯一的梦想。自古以来,人类的梦想很多,比如在蓝天上飞翔、长生不老、在很遥远的地方就能看到自己的亲人或者和他们交谈,等等。人是活的,因为各种各样的原因,人们要四处活动。有的时候,活动范围太大,就会离自己的亲人和朋友很远,很可能需要很长时间,甚至几年才能见面。在这种情况下,产生一缕缕乡愁是再自然不过的事情——哎呀,要是能有什么办法让他们仿佛近在眼前就好了!

  这是游子们的想法。而对于商人来说,他们更希望有办法能及时地与千里之外的同伴们进行联络,让他们知道他所在的地方需要茶叶、蚕丝或者不计其数的腋窝需要除臭。此外,当有外敌入侵时,军人们也需要有办法能快速地通知后方,让皇帝老儿赶紧派兵,骑着战马前来御敌。在古代,他们能想到的最好的办法就是在长城上点燃烽火,通过接力的方式来传递这些信息。

  如果速度不是问题的话,在从前那种没有任何电信设施的年代,使用邮政可能是一个好办法。但是实际上,速度恰恰是人们最关心的问题。但是,这个问题也只有在电走进人类的生活之后才有可能解决。
  我们知道,电流的速度是最快的,大约每秒钟可以传播30万公里。地球很大,大得象个西瓜,全地球的人加起来有好几十亿,竟然没有一双腿能跑得和电一样快,说起来还真是失败。所以,如何能用电来传递信息就成了人们需要认真研究和思考的问题。毕竟,在人们对它进行改造以适合传递信息之前,它只能用来在另一个地方生成光和热。看起来我们还有一段路要走。不过,在找到解决办法之前,我们应该先来研究一下钉子。

  我们要研究的是普通的钉子,也就是我们在生活中经常看到的那种,可以用来把东西钉在墙上,或者被木工师傅用来做家具。
  一颗普通的钉子没有磁性,不能吸引别的东西。但是要让它具有磁性也不难,只需要象图4.1那样用一根导线绕在上面:
  图4.1
  
  要制作这样一个小玩意儿,你最好找一颗比较大的钉子,这样制作起来比较顺手,另外不要采用裸线(也就是没有绝缘外皮的导线。如果要形象一点地说的话,就是那些没穿衣服的导线),否则的话当它们绕在钉子上时,匝与匝之间会因为被铁钉短路而失去效果。注意这里使用了一些电子技术领域里常用的词汇,比如“匝”,它的意思是“周”,环绕一周称为一匝。尽管不使用这些词汇也能讲清楚这里的一切,但是你应当掌握它们,因为它们经常在别的地方、别的书藉和文献里被频繁使用。

  如果有条件,你可以使用较粗的漆包线来绕制。漆包线,顾名思义,就是导线的表面包裹着一层漆皮,它可以起到绝缘作用。初次看到漆包线的时候,它那金黄的颜色容易让人想起金子,不过,哎呀,真可惜,它不是。要使用它,你得先用小刀刮掉或者用打火机烧掉线头处的漆皮使里面的导线露出来。漆包线可以在电子商店里买到,价钱也非常便宜。如果实在没有条件就用裸线,但是要事先在钉子上裹一层纸,并确保在绕线的时候,匝与匝之间分开。

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