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“脑”—走向智能 吴敏 （上海科学技术情报研究所） 摘要：人通过大脑理解世界，指挥世界。制造一个会思维、有智力的机器，融入人的思考和创造，曾经是人类最大胆、最诱人的幻想，听起来颇象是彻头彻尾的神话。然而，这种人工“脑”真的奇迹般出现了，而且又不断地制造了新的奇迹。它改变了我们的生活，而且还将为我们带来新的改变。它可以让盲人重见光明，它可以让聋哑人口若悬河，它可以让瘫痪者手舞足蹈，它可以和你下棋、和你说话……我们以欣喜的目光关注着它，为它骄傲，为它努力。“脑”——走向智能，从原始计算工具开始，直到电脑、光脑、生物脑的必威体育精装版发展，展现了五彩斑斓的人工“脑”技术和诱人的发展前景。 人类经过几十万年漫长的进化，进入了如今的文明社会。我们引以为豪的大脑是大自然赋予的最佳结构和配置，或者说人脑是目前物质的最高实现形式。 50多年前，西方人发明了“computer”，主要功能是计算。后来，“computer”的功能日益强大，于是，中国人将之与“人脑”对应，称之为“电脑”。 近50年的事实雄辩地证明，这台机器以磅礴之势迅猛发展，用非凡的渗透力和亲和力，彻底改变了我们这个星球的模样，融进每个人的工作、学习和生活之中，已在世界范围内形成了一种新的文化，构造了一种崭新的文明。 如今，电脑与人类大脑一起构成了现代人类思维的物质承担者，为人类思维提供了新的时间尺度和空间尺度。新一代电脑被赋予的表征是：智能化程度越来越高，人性化味道越来越浓。 1 走进电脑时代 从20世纪中期直到下一世纪，都将是电脑的时代。关注电脑，不啻于关注21世纪人类文明的生命线。历史是未来的一面镜子，关注电脑的人都希望了解电脑发生和发展的历程。 1.1 从计算谈起 电脑的史前史应该从计算工具发端，可以追溯到我们祖先用石头或手指帮助计数的远古时代。英语里的“Calculus”（计算）一词来源于拉丁语，既有“算法”的含义，也有肾脏或胆囊里的“结石”的意思。古人用石头计算捕获的猎物，石头就是他们的计算工具。美国著名科普大师阿西莫夫说过，人类最早的“计算机” 是手指，英语单词“Digit”既表示“手指”又表示“整数数字”。而中国数学史专家考证，大约在新石器时代早期，即远古传说里伏羲、黄帝之前，先民使用的“计算机”是结绳，即用绳子打结的多少来表示数的概念。 1.1.1 最早的计算工具 人类最早有实物作证的计算工具诞生在中国。古语曰：“运筹策于帷幄之中，决胜败于千里之外。”筹策又叫算筹，它是中国古代普遍采用的一种计算工具。算筹不仅可以替代手指来帮助计数，而且能做加减乘除等数学运算。中国古代数学家正是以“算筹计算机”为工具，运筹帷幄，殚精竭虑，写下了数学史上光辉的一页。 中国古代使用的算筹多用竹子制成，也用木头、兽骨充当材料。据古书记载，算筹一般长为13～14cm，直径0.2～0.3cm，约二百七十枚为一束，放在布袋里随身携带。古人创造了纵式和横式两种不同的摆法，两种摆法都可以用1～9九种数字来计算任意大的自然数，与现代通行的十进制计数法完全一致，显示了中国古代人民高超的数学才能。可见，算筹属于硬件，而摆法就是“算筹计算机”的软件。 中国古代在计算工具领域的另一项发明是珠算盘，至今已有1,000多年的历史了。直到今天，它仍然是许多人钟爱的“计算机”。珠算盘最早记录于汉朝人徐岳撰写的《数术记遗》一书里，大约在宋元时期开始流行，而算盘最终彻底淘汰了筹算是在明代完成的。由于珠算具有“随手拨珠便成答数”的优点，一时间风靡海内，并且逐渐传入日本、朝鲜、越南、泰国、印度、美国等地，以后，又经一些商人和旅行家带到欧洲，逐渐向西方传播，受到广泛欢迎。 到17世纪初，计算工具在西方也呈现了较快的发展。闻名于世的英国数学家纳皮尔（J.Napier），在他所著的一本书里，介绍了一种新工具，即后来被称为“纳皮尔算筹”的器具。据说，纳皮尔的这种器具发明于1612年，它由一些长条状的木棍组成，木棍的表面雕刻着类似于乘法表的数字。纳皮尔用它来帮助进行乘法计算，他根据乘数和被乘数排列好木棍的顺序，仅需要做简单的加法就能计算出乘积，从而大大简化了数值计算过程。 1.1.2 最早的机械计算工具 1642年，法国科学家BlaisePascal开发出第一台加法机，即数字计算机的前身，最多可把八位长的数字加起来。 1673年，德国数学家和哲学家Gottfied通过创建一种可以相乘的机器而使其前辈的加法机得到改进。 1822年巴培格(Charles Babbage) 开始设计及制造差分机(Difference Engine)。这部差分机是用蒸气激活的而且体积十分庞大，它有一贮存程序，可以进行计算并把结果自动地印出来。 1.2 计算机的萌芽 在二次世界大战期间，即20世纪30年代，由于军事需求，德国人KonradZuse开发出