正文 數字化時代

也許是太多材料、太多有關的現象與話題,在20世紀飛速成長的電腦倒成了一個非常棘手的題目。腦子裡一片茫然,面對的電腦屏幕也寧靜無聲,比操作者冷靜,更富於理性。前些天一個同事給我裝了一個屏幕保護軟體,所以當我發獃太久,電腦就會給出頗具幽默感的畫面,讓人似乎感到它富於人情味的一面了。這是非常有意思的一件事情,至少枯燥的寫作又顯得有趣起來了。

在科幻小說中,電腦是個幾乎無處不在的存在,一種我們無法忽視的存在。有時,它是一個冷血的角色。不動聲色便嘲笑了人類一切情感範疇的衝動與表現(比如,在奧威爾的《1984》里);有時,它可能是一個野心家喪心病狂時手中一個隨心所欲的工具;當然,更多的時候,它可能就是一件為了加強科學氛圍而出現的道具。

同時,科幻作家們不得不承認,可能是計算機技術發展過於迅疾,在所有關涉科技的領域裡,只有計算機領域,沒有留給科幻太大的空間。這和宇航、基因技術等等對於科幻的意義大不一樣。有一則未經證實的趣聞說,比爾·蓋茨到訪日本時,時任日本首相的橋本龍太郎便對他說,你剝奪了我閱讀科幻小說的樂趣。

當然,我們不能說,科幻作家沒有預見到過這種可以計算的機器。但可以肯定地說,科幻作家沒能料到電腦業的迅猛發展,到達今天這種在社會生活中無處不在,從而造成了「計算不再和計算機有關,它決定我們的生存」這種局面。

更重要的是,電腦完全改變了我們對計算這個詞語的理解,計算不再是數字間的相互的遊戲,不再是一種數量的變化,不再是公式在紙面上詩行一樣的延伸與構建。過去,雖然我們也很抽象地知道,數學可以包容這個世界的一切,甚至是哲學,但這種感覺確實過於抽象,因而普通人很難產生具體的感覺。但到電腦出現,我們卻真正地感到了。在面前這個屏幕下面的機箱里,在那些晶元、那些集成電路板中間,這個世界上的一切都是可以用計算來表達的。更有甚者,許多這個世界上從未有過的東西,都可以用計算來建立,在數字化的空間里賦予其形式與靈魂。

當然,這是我們所不熟悉的另外一種叫作二進位的計算。這種計算是飛速穿梭的電流在衝撞,許多電子元件在一個密集的空間里,以比巫術還難以理解的方式開啟、關閉,這種計算就是比特在迴旋。

如果把二進位作為計算機最初的起源,我們就必須再回去兩三個世紀。說起德國數學家萊布尼茨。他生於1646年,1661年入萊比錫大學學習,畢業後擔任過外交官、宮廷顧問和圖書館長等職。1672年後,他開始進行數學研究,與牛頓並稱微積分的創造人。

他改進了帕斯卡的加法器,設計製造了一種手搖的演算機,提出了他認為是與中國八卦相吻合的二進位。1679年,萊布尼茨在描述他的這一偉大發明時興奮地說:「一個人完全能夠無中生有。」

對他來說,發現每一個數字都可以用0和1來表示,既是在用來表示所有論點的通用符號的設計方面進了一大步,又是上帝存在的神秘表現。他說:「所有的結合都出自0和1,就像上帝無中生有地製造了萬物一樣,宇宙的最初本原只有兩個。只有上帝和虛無。」

歷史上的許多發明者本身往往難以預見自己這個發明的真正意義,萊布尼茨也是一樣。他給當時在中國傳教的耶穌會士寫信說,他的發明有助於使中國人皈依天主教。作為最早的機械式計算機的發明者,萊布尼茨要是知道他的二進位算術已經成為電子計算機語言,在20世紀重新獲得巨大生命力的話,定會感到巨大的驕傲。我甚至想到,這是否就是一個很好的科幻小說題材。

1938年,法國人庫菲格納爾提出了在計算機中使用二進位算術。與此同時,美國物理學家亞塔納索夫也想到了在電子計算機上使用二進位,他把這個想法告訴了一個叫毛奇利的科學家。毛奇利是電子計算機技術的先驅者之一,正是他所在的研究小組為現代的通用數字電子計算機拿出了最早的方案,這個方案吸取了亞塔納索夫的想法。從那以後,二進位算術就成了計算機語言。

而人類要進入電腦時代除了算術問題,還需要更切實的技術支持。

這個技術源流也有頗長的淵源。機械式計算機早在17世紀就已經出現,後來又出現了機電式計算機,而電子計算機的出現則要更多地依賴於電子技術的發展。比如,早在1834年,英國人巴貝奇便設計了一種程序控制方式計算機的雛形,但限於當時的技術條件而未能實現。巴貝奇提出這個設想後的一百多年間,電磁學、電子學不斷取得新的進展。電子計算機的開發過程,也經歷了一個從部件到整機,從專用機到通用機,從外加式程序到存儲程序的演變。

1938年,前面已經提到的亞塔納索夫首先製成了電子計算機的運算部件。1943年,英國製成了巨人電子計算機,這是一種專門的密碼分析機,在第二次世界大戰中發揮了重要作用。

1946年2月,美國賓夕法尼亞大學莫爾學院製成大型電子數字積分計算機(ENIAC)。這台計算機最初也是派作軍事用途,專門用於火炮彈道計算工作。後來經過幾次改進,最終成為能夠進行各種科學計算的通用計算機。這台完全採用電子線路執行算術運算、邏輯運算和信息存儲的計算機,運算速度比繼電器提高了1000倍。這就是人們常常提到的第一台電子計算機。當時就有人記述說:「它真是一個龐然大物,一個由真空管和電線組成的恐龍。它長30米,高3米,寬1米,由10萬個部件組成。其中包括18000個真空管,1500個繼電器,70000個電阻,10000個電容器和6000個肘節開關。據說每次開機,全城的燈都要暗一下。」這台巨無霸的發明者之一曾頗為幽默地回憶說:為了使這台機器正常運轉,「每天都像第二次大戰時德軍發起最後攻擊那樣緊張」。

這些狀況,要等到電子領域出現革命性的變化才能出現。具體而言,就是晶體管的發明。

1948年,肖克利等人在美國電話實驗室首次進行了晶體管演示,它能完成電子管勝任的一切工作,卻更可靠、更堅固、更小巧,需電很少,又無須預熱時間。晶體管利用了硅和鍺這類材料的奇特電子學性能,這類材料既非導體,又非電阻,因而被稱為半導體。只是最早的晶體管沒有電子管一般的放大功能,肖克利與合作者們通過組合幾種用不同方法摻雜的半導體材料,製成了放大器件。

但是,晶體管在計算機中的大規模運用還要等上一段時間。20世紀50年代成了巨型計算機的時代。更有意思的是,大家都對計算機在未來的發展做出了錯誤的預測。比如,最大的計算機製造商國際商用機器公司的創始人就曾預言,對一個像美國這樣富有、發達的國家來說,這樣的大型計算機只要有三四台就足夠應付所有複雜的計算了。

科幻大師阿西莫夫則在另一個方向上做出了與後來的事實大相徑庭的預測。他認為,發展到最後,一台電腦最終要有幾十億個電子管,會有一個國家那麼大。當然,他沒有告訴我們,當一個電腦會佔用一個國家的面積時,這個國家的人民是否可以在電子管線之間耕作繁衍。

1977年,斯蒂芬·喬布斯與斯蒂芬·沃茲尼亞克製造出了第一台微型計算機蘋果1號。開始時,由於集成電路塊價格昂貴以及記憶容量小(當時最先進的微型機的記憶容量僅1000字,相當於一篇新聞稿的字數),相對於同時代為支持阿波羅登月計畫實行而重達數百萬磅的計算機,最初的微型機不過是個玩具而已。隨著新技術日趨成熟,微型機的記憶功能大大增強。從20世紀中期以來,計算機的發展速度超過了所有人的預計,其性能價格比每十年增加兩個數量級。如今,我們已經無法構想一種沒有電腦存在的社會生活,就像無法想像一個大都市沒有公共交通網路一樣。

美國媒體實驗室負責人尼葛洛龐帝在《數字化生存》一書中指出:「龐大的中央計算機,幾乎在全球各地,都向個人電腦俯首稱臣。我們看到計算機離開了裝有空調的大房子,挪進了書房,搬到了辦公桌上,現在又跑到了我們的膝蓋上。而在下一個千年初期,你的左右袖扣或耳環將能通過低軌衛星相互通信,並比你現在的個人電腦擁有更強的計算能力。」

地球這顆行星,人們感覺在數字化時代,將變得好像只有針尖般大小了。

僅僅半個世紀,電子計算機技術就為我們帶來了信息時代的新紀元。現在,已經沒有人對電腦的巨大力量表現絲毫的懷疑。最多會在進入無窮無盡的虛擬空間時發出疑問:數字化的比特流究竟會把我們帶向哪裡?

答案早已確定:電腦把我們引向一個網路化的社會。在這個社會裡,在真實的世界之外再建立一個虛擬的世界是肯定的;在虛擬世界裡,電腦獲得人腦才會擁有的智慧也是肯定的。早在電腦發展初期的20世紀50年代,阿蘭

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