計(jì)算機(jī)科技發(fā)展綜述及展望

胡金萍

摘 要：計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)深刻地影響著人類的各個(gè)方面，本文作為計(jì)算機(jī)科技的科普文章，主要綜述了計(jì)算機(jī)科技的發(fā)展歷史，并著重論述了計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程中重要的科技節(jié)點(diǎn)及其對(duì)人類的影響，最后對(duì)計(jì)算機(jī)科技技術(shù)的未來(lái)做出了展望。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；科技；發(fā)展；展望

計(jì)算機(jī)于上世紀(jì)80年代末期開(kāi)始普及以來(lái)，短短的幾十年時(shí)間，其對(duì)人類經(jīng)濟(jì)、軍事、文化、藝術(shù)、生活乃至政治便已產(chǎn)生了不可估量的巨大影響。所以，我們很有必要對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程及未來(lái)發(fā)展做一全面的了解。

在一開(kāi)始，人們預(yù)測(cè)計(jì)算機(jī)可能會(huì)具有人類的某些智能，事實(shí)上，這一課題早已不再是科學(xué)幻想，而是非常嚴(yán)肅的科技應(yīng)用了。但在此，我們需要再追述一下當(dāng)時(shí)的歷史：美國(guó)麻省理工學(xué)院社會(huì)學(xué)教授特克爾是計(jì)算機(jī)心理學(xué)方面的專家，曾經(jīng)撰寫(xiě)過(guò)兩本關(guān)于計(jì)算機(jī)心理學(xué)的具有開(kāi)創(chuàng)性的著作，一本是《第二自我：計(jì)算機(jī)和人類精神》，另一本是《計(jì)算機(jī)屏幕上的生活：因特網(wǎng)時(shí)代的特征》。特克爾從20世紀(jì)70年代末開(kāi)始研究人和計(jì)算機(jī)的關(guān)系。她說(shuō)：“計(jì)算機(jī)的特征在物體和非物體之間?！焙苊黠@，計(jì)算機(jī)是物體，但在另一方面，計(jì)算機(jī)又可以反饋，可以有行為，有理智，甚至有精神。人們發(fā)現(xiàn)自己和計(jì)算機(jī)之間存在著互動(dòng)的關(guān)系，甚至感到計(jì)算機(jī)似乎活著。

討論計(jì)算機(jī)到底和人類有哪些區(qū)別，這無(wú)疑是一個(gè)最重要的問(wèn)題?；蛟S將來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)和人類一樣聰明的計(jì)算機(jī)，但是人類仍然要做飯，要建立家庭，要開(kāi)餐館，人類可能是地球上唯一會(huì)去教堂的生物。換句話說(shuō)，計(jì)算機(jī)為人類留下的空間是感情、感性、家庭生活。模擬思維可能在某種程度上可以算是一種思維，但是模擬感情卻永遠(yuǎn)不能被看作是真正的感情。

微軟公司的視窗操作系統(tǒng)是特克爾目前重點(diǎn)研究的課題。視窗系統(tǒng)允許使用者同時(shí)執(zhí)行幾個(gè)互相沒(méi)有任何關(guān)系的工作任務(wù)，并隨意在這幾個(gè)任務(wù)之間相互切換。這顯然是一場(chǎng)革新，因?yàn)槲④浺暣霸试S使用者在計(jì)算機(jī)上同時(shí)發(fā)出好幾個(gè)指令，并且在這些指令之間不斷循環(huán)往復(fù)，這已經(jīng)具備人類心理活動(dòng)的某些特點(diǎn)。

在20世紀(jì)80年代，人類可能可以通過(guò)和自己心理的比較來(lái)試圖理解計(jì)算機(jī)；而今天，特克爾說(shuō)，人類試圖通過(guò)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行模式來(lái)更好地理解人類的心靈。特克爾認(rèn)為，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)心理學(xué)研究的最熱門(mén)話題是假設(shè)計(jì)算機(jī)到最后會(huì)真正動(dòng)感情——你的計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)你產(chǎn)生愛(ài)情，它需要你的關(guān)懷、需要感情的滋潤(rùn)——這可能是未來(lái)研究人和機(jī)器間互動(dòng)關(guān)系領(lǐng)域里最新的潮流。

目前人類在計(jì)算機(jī)控制的智能玩具領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些突破。一些玩具可以說(shuō)幾百句話，而且具有學(xué)習(xí)功能，甚至?xí)R人。日本索尼公司制造的電子寵物狗IBO，是這類電子寵物玩具的代表性產(chǎn)品。除了玩具以外，在智能計(jì)算機(jī)方面，計(jì)算機(jī)能夠聽(tīng)懂主人說(shuō)話已經(jīng)不算稀奇。目前美國(guó)麻省理工學(xué)院的媒體研究室已經(jīng)研制出一種具有人工智能的計(jì)算機(jī)，可以對(duì)使用者發(fā)出的非語(yǔ)言性信號(hào)做出反應(yīng)，并且據(jù)此進(jìn)行某種程度的調(diào)整。

特克爾認(rèn)為，未來(lái)的計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)是生物化計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)越來(lái)越具有知性和感性。從社會(huì)學(xué)的角度上說(shuō)，這將是一大飛躍，值得學(xué)者專家好好探討。

目前的計(jì)算機(jī)以納秒（十億分之一秒）為運(yùn)算單位，其速度大大超過(guò)人腦，相當(dāng)于人腦運(yùn)算能力的一百多萬(wàn)倍。但是，計(jì)算機(jī)依然遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上人腦信息處理能力的多樣性。

為什么計(jì)算機(jī)的“智力”與人類不一樣呢？原因之一就在于二者信息處理模式的不同。計(jì)算機(jī)的信息處理基礎(chǔ)是對(duì)由記號(hào)來(lái)體現(xiàn)的概念的邏輯操作，而人腦的信息處理則是以圖形為基礎(chǔ)的非線性、并行的復(fù)雜能力。也可以這樣說(shuō)：計(jì)算機(jī)運(yùn)用的僅僅是邏輯思維，而人的大腦運(yùn)用的不僅是邏輯思維，更有形象思維。顯然，人的大腦考慮問(wèn)題比計(jì)算機(jī)更合理、更準(zhǔn)確、更科學(xué)，因而效率更高，速度更快。

有人嘗試模仿人腦模式制作具有人類特有功能的計(jì)算機(jī)，日本ATR人類信息通信研究所目前正在開(kāi)發(fā)整體模仿人腦的計(jì)算機(jī)。由于迄今為止并沒(méi)有完全弄清楚人腦的機(jī)制，因此在“腦型計(jì)算機(jī)”領(lǐng)域進(jìn)行的研究不止一種。

人腦的神經(jīng)線路并不是起初就非常完善的，而是在成長(zhǎng)的過(guò)程中通過(guò)神經(jīng)細(xì)胞相結(jié)合，從而形成了神經(jīng)線路。把這一過(guò)程作為硬件建設(shè)而加以實(shí)現(xiàn)的是“以硬件進(jìn)化為基礎(chǔ)的自我增殖型人工計(jì)算機(jī)”。這種被稱作CAM智囊的系統(tǒng)，將包含數(shù)十億到數(shù)百億的神經(jīng)細(xì)胞，并以這些神經(jīng)細(xì)胞完全能夠并行運(yùn)作為目標(biāo)。

有些科學(xué)家專門(mén)著眼于用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)人腦的部分功能。人腦是以細(xì)胞層多層重疊的三維結(jié)構(gòu)和高度的并行處理性為特征的?；谶@種認(rèn)識(shí)，日本東北大學(xué)進(jìn)行了具有層疊型結(jié)構(gòu)的人工視網(wǎng)膜芯片的開(kāi)發(fā)，并有望制造出具有近似于人的視覺(jué)信息處理功能的系統(tǒng)。日本物理化學(xué)研究所最近開(kāi)始通過(guò)開(kāi)發(fā)高級(jí)小型機(jī)器人來(lái)探索腦型計(jì)算機(jī)的研制。該研究所根據(jù)人腦的處理線路讓不同的小型機(jī)器人模擬人腦，用以對(duì)大腦認(rèn)知、學(xué)習(xí)和控制等問(wèn)題進(jìn)行研究。

目前人們主要通過(guò)三種途徑開(kāi)發(fā)像人腦一樣有自律性和創(chuàng)造性、能進(jìn)行高度智能作業(yè)的計(jì)算機(jī)。一是人工智能的研究；二是以人腦結(jié)構(gòu)為模型，制成以人工神經(jīng)細(xì)胞為基礎(chǔ)的腦型計(jì)算機(jī)，這也被稱為神經(jīng)計(jì)算機(jī)；第三種途徑是開(kāi)發(fā)能像神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一樣工作的電子線路來(lái)自動(dòng)生成“人工腦”。

腦型計(jì)算機(jī)的研究范圍非常廣泛，但如今的大部分工作仍處于基礎(chǔ)階段。因?yàn)橐宄四X的機(jī)制并不容易。專家們認(rèn)為，要想了解極其復(fù)雜的人腦的作用，就必須進(jìn)行跨學(xué)科的多方面研究，進(jìn)行綜合、整理以獲得全面信息。例如，通過(guò)了解大腦工作時(shí)的生理學(xué)功能，可以在神經(jīng)細(xì)胞研究階段得到精細(xì)的研究成果，但要在宏觀上捕捉人腦活動(dòng)則存在一定困難。另外，人腦同整個(gè)身體的關(guān)系等重大的課題也非常重要，如果不能發(fā)揮綜合能力，就難以弄清楚大腦的工作原理。

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家正加緊對(duì)光學(xué)計(jì)算機(jī)、神經(jīng)元計(jì)算機(jī)和量子計(jì)算機(jī)的研究，希望能制造出跟人類一樣具有獨(dú)立思維能力和喜怒哀樂(lè)的計(jì)算機(jī)。很多科學(xué)家絞盡腦汁，希望能拉近計(jì)算機(jī)與人的距離。但有一些悲觀的科學(xué)家認(rèn)為，雖然人腦就是一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，但過(guò)于復(fù)雜，用人工方法是無(wú)法模擬的。

為什么開(kāi)發(fā)腦型計(jì)算機(jī)竟如此困難？正如許多科學(xué)家所說(shuō)：“對(duì)人類來(lái)說(shuō)，最困難、最復(fù)雜的課題，就是了解自己。