现代二进制计算机,其原理到底是不是从八卦

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计算机在赫尔曼手中首度接上了电,但电只是用来驱动继电器进行计算,靠的是电磁铁的机械动作,而不是电流本身。因此赫尔曼的自动制表机只能算是电力驱动的机械式计算机,仍然不是电子计算机。计算机要蜕变为现代电脑,必须摆脱机械方式,改用电流本身来做计算。而要做到这一点,首先得放弃大家熟悉计算机在赫尔曼手中首度接上了电,但电只是用来驱动继电器进行计算,靠的是电磁铁的机械动作,而不是电流本身。因此赫尔曼的自动制表机只能算是电力驱动的机械式计算机,仍然不是电子计算机。计算机要蜕变为现代电脑,必须摆脱机械方式,改用电流本身来做计算。而要做到这一点,首先得放弃大家熟悉的十进位,改用二进制。二进制早已有:易经八卦与培根的加密法其实二进制的概念很早以前就有了。例如易经共有六十四卦,原本是用数字标记,但到了战国时代,易经与阴阳思想结合,卦象逐渐改用阴阳两种符号标记,最晚在东汉时期,就定型为目前所见的线条符号。易经每一卦由六个“爻”相叠而成,而每一爻不是代表阳的一根长线“—”,就是代表阴的两根短线“--”。前三爻构成“上卦”,后三爻构成“下卦”,上下各有八卦,合起来共有8x8=64种变化,便能只用阴阳两种符号标记六十四个卦象。年白晋寄给莱布尼茨的伏羲六十四卦虽然易经这套标记系统是二进制没错,但是这与计算完全无关。正如英国哲学家培根(FrancisBacon)也曾为了解决通讯保密的问题——如何让往返前线的书信内容不为敌军所悉,而于年想出一套加密方式。他的方法是将每个英文字母改用五个a或b取代,例如A=aaaaa、B=aaaab、C=aaaba。这套规则其实完全吻合现代二进制的记法,a相当于0,b相当于1。但同样地,这只是书写系统,无关乎计算。率先从计算的角度思考二进制的人是与培根只差一岁,同样是英国学者的哈里奥特(ThomasHarriot)。不为人知的二进制运算首创者:哈里奥特哈里奥特是位博学家,研究领域横跨数学、光学、天文学,乃至人类学,有许多重要发现都是他率先提出。例如他于年就在给克卜勒的信中,提到光学中的折射定律,比斯涅耳(WillebrordSnellius)还要早上二十年。年7月,他画下望远镜所见的月球表面,比伽利略要早出了四个月。他还于年用望远镜观察到太阳黑子,三年之后伽利略才发表自己所绘的太阳黑子。然而哈里奥特大部分的论文都没有发表出版,他的手稿散落四处,因此直到近代,历史学家才得知这些荣誉原本应属于他。二进制的计算方式也是其中之一。哈里奥特在年开始进行一连串的“计算实验”,用二进制、三进位、四进位、……等等不同方式做四则运算。在他的文稿中,就用0与1做为二进制制的符号,并且演示一般十进位的数字如何转换为二进制制,以及如何加减乘除。然而由于他从未公开发表,这份文稿内容又直到年才被学者发掘公布,因此尽管他是首创二进制运算体系的人,却一直不为世人所知,这份荣誉才落在力推二进制制的莱布尼兹头上。弹珠与凹洞:莱布尼兹的二进制计算器莱布尼兹于年的肖像说起来,莱布尼兹提出二进制制也与计算器有关。莱布尼兹于年改良巴斯卡加法器,制作出两位数乘除的计算器,但因结构问题无法扩充位数,直到二十年后发明步进滚筒,才终于完成真正实用的四则运算器。其实在发明步进滚筒之前,莱布尼兹曾经另辟蹊径,试图发明用二进制进行运算的机器。他在年留下的一篇手稿中,讨论用弹珠与凹洞代表二进制的数字,藉由弹珠在凹洞间滚动来进行计算的可行性。或许是制作上难以实现,莱布尼兹并未著手打造这部机器。他也没对外发表二进制制的想法,直到年才写成一篇论文提交“巴黎皇家科学院”(即法国科学院),却被秘书长以“看不出二进制有何用处”为由拒绝。莱布尼兹研究范围广泛,原本不以为意,没想到两年后他收到一封来自中国的信,赫然发现易经六十四卦的符号,让他决定再度宣扬二进制制。而这封信的缘由,得从受到康熙皇帝重用的耶稣会传教士南怀仁(FerdinandVerbiest)说起。欲创通用文字,必先破解中文?年(康熙十七年),来到中国已十九年,位居清廷钦天监监正的南怀仁写信给欧洲教会,请求增派传教士来中国。当时法国在路易十四的统治下励精图治,已成欧陆的霸主,但是在亚洲的势力却远远不如荷兰、英国、葡萄牙等国。他得知南怀仁的请求后,认为这正是法国在东方扩展影响力的大好机会,于是在年选派一批耶稣会修士前往中国。路易十四特地选任原本就有科学专长的传教士,好让他们能受康熙重用,并且让他们在出发前加入法国科学院。这批传教士带著科学仪器与书籍于年抵达北京,其中白晋(JoachimBouvet)与张诚(GerbillonJeanFranois)两人被留在宫廷,为康熙讲授数学与天文历法。年,白晋以康熙特使的身分回到法国,希望招揽更多传教士前往中国。回到巴黎没几个月,有人送给白晋一本刚出版的《中国新事》(NovissimaSinica),是由莱布尼兹根据白晋等人寄回法国发表的中国见闻编辑而成。法国传教士白晋著清朝官服为什么莱布尼兹这么关心中国?原来他一心想要另创一套新的文字,可以在逻辑架构下,明确地陈述数学、科学,以及形上学的概念。而且这套文字必须像数学符号那样,无论是讲英文、法文或德文都能通用,因此必须是表意文字。当时有一种说法是根据圣经《创世纪篇》中:“原本人类只说一种共同的语言,后来人们离开东方来到幼发拉底河相距不远的示拿之地,企图建造高可通天的巴别塔,上帝才打乱世人的语言,让众人分散到各地,彼此言语不通。”的记载,主张中文就是人类最初的共同语言。莱布尼兹深受这个说法吸引,加上中国文字看起来又是表意文字,或许了解中文造字原则有助于发明他理想中的通用文字,因此他相当



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