计算机60周岁　仍是懵懂"少年"

　　本报综合报道1946年2月14日，世界上第一台计算机E-NIAC在美国诞生。西方人把它称为“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”。

　　这种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。

　　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，听起来颇像是彻头彻尾的神话。

　　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……从原始计算工具开始，直到电脑、光脑、生物脑的最新发展，展现了五彩斑斓的人工“脑”技术和诱人的发展前景。文字：肖显

　　本报综合报道1946年2月14日，世界上第一台计算机ENIAC在费城开始运行，宣告人类从此进入了电子计算机时代。

　　当年，人们看到的ENIAC不是一台机器，而是满满一屋子的庞然大物，密密麻麻的开关按钮，东缠西绕的各类导线，忽明忽暗的指示灯，人们仿佛来到一间正在开工中的纺织车间。ENIAC高近2.5米，宽近1米，长30多米，总重量有30吨之巨。E-NIAC吃电很凶，据传每次一开机，整个费城西区的电灯都为之黯然失色。

　　1996年2月14日，在ENIAC问世50周年时，时任美国副总统戈尔曾经再次启动了这台计算机，以纪念信息时代的到来。

　　目前使用最广的计算机是IBM公司的PC机，也就是人们常说的个人电脑。个人的电脑诞生，意味着面向消费市场的个人电脑行业正式开张。现在，个人电脑已成为全球消费者重要的教育、娱乐和家庭沟通工具。

　　不过，虽然计算机经历了几代的变革，计算速度和存储能力不断提高，功能日益强大，但仍存在许多弱点，其中最主要的是它本身没有智慧，不具备人所具有的思维能力。它只能根据人的指令和规定的程序工作，充其量只能算是一种“高级机器”，论其智力还不如一个刚懂事的儿童。

　　未来计算机越来越像人

　　本报综合报道电脑技术正深刻地改变着我们感觉世界的能力和相互交流的方式。科学家开发出的一些也能像人一样具有触觉、嗅觉、味觉、听觉和视觉功能的神奇电脑，将使人类面对一个更加生动丰富、多姿多彩的世界。

　　嗅觉电脑

　　过去几年间，已经出现了各种各样的原始电子鼻。它们大都由连接在高能计算机上的一系列电子化气味传感器组成，主要用于检查易燃、易爆品，分析血液中的酒精成分和在食品饮料行业充当质量控制器。

　　苏格兰科学家道狄在电脑嗅觉研究方面做了许多开创性的工作，他的研究对于用电脑芯片重复人的嗅觉过程以及“训练”电脑芯片辨别特定气味等方面具有重要意义。

　　道狄预言，也许在5年之内便可实现使用电脑气味诊断器看病。

　　到那时，每位医生都将有一个电子鼻，人们可定期将信用卡大小的卡片插入电脑气味诊断器，以检查自己是否得了胃溃疡、糖尿病等。

　　人们甚至可将气味识别芯片置入电话的送话器内，只要定期通过这种电脑拨通具有气味诊断能力的电脑并与之通话，电脑便可根据接收到的气味进行分析、诊断，同时给出相应的药方。

　　味觉电脑

　　同嗅觉一样，味觉也是难以琢磨的。人的味觉主要靠舌头，要让电脑有味觉，也需要舌头一样的“感知器”。

　　科学研究表明，人的舌头就像遍布冲击坑的月球表面一样布满味蕾，数量大约有8000~10000个，每个味蕾包括50~70个化学味觉细胞。有趣的是，这些味觉细胞寿命很短，只有15天。

　　为了弄清舌头的“味觉”机理，美国密执安大学科学家罗伯特设计出了世界上第一个装在舌头上的探测器，它被称为“电子筛”。

　　研究人员在舌头味觉细胞与大脑相连的神经之间嵌入电子筛上的微孔与味蕾联系在一起了。由此，便形成了电脑化的味觉系统，可用在小儿麻痹者身上以改善其运动的神经系统，也可研制由人体神经电流直接控制的人工手。

　　情感电脑

　　2000年，IBM展示了一台新型电脑。这个电脑可以注意到跟前的参观者，当人们呼叫它的名字时，机器人会笑，当人离开的时候，它会感到孤独。

　　这台电脑使用了IBM正在研究中的蓝眼技术。蓝眼技术的主要目标是给电脑以人类的触觉、听觉和视觉感受，并进一步达到能够分析人类目光和表情，察觉人类情感的程度。

　　如果这一技术研究成功，将会出现一种新电脑操作方式。电脑可根据人们的表情而不是键盘上敲出的字符或鼠标点击的图形来决定操作是否正确，下一步该干什么。

　　神经脑

　　神经网络计算机是用光学仿神经器件等制造的，有模仿大脑“神经元”活动的计算机。它能模仿（或部分模仿）人脑功能，进行形象思维，能像脑神经那样进行判断、推理、预测、学习、识别，代替人进行较为复杂的脑力劳动。

　　比尔·盖茨曾说过这样一句话：“大脑中的所有形成知觉和情感的神经元都是以一种二元的方式运作的，总有一天，我们能复制自然界以碳为基础的系统中形成的智力。”

　　超级计算机将会越来越快

　　本报综合报道未来计算机将是光脑、量子脑和生物脑的天下，运行速度是目前最快的计算机的上百倍。

　　光脑

　　即使最先进的电子计算机与人脑相比较，在逻辑判断、识别事物和推理的能力方面也还差得很远。其中一个重要因素就是电脑的工作速度太低。

　　但是，提高电子计算机的速度有极限，人们想到用光来代替电。

　　光学计算机又被称作“光脑”，从理论上讲，光学计算机的运算速度每秒可高达一万亿次，存贮容量可达一百亿亿二进制信息位。

　　有趣的是，光脑具有和人脑相似的容错性，即不会因为部分“零件”坏了而不工作。

　　量子脑

　　量子脑是根据原子或原子核所具有的量子学特性来工作，其外形将与目前电脑的外形有较大的差异：没有传统电脑的盒式外壳，看起来像是一个被其他物质包围的巨大磁场。目前，有关量子计算机的理论和实验正迅猛发展。

　　展望未来，如果具有5000个量子位的量子脑问世，就可在约30秒内解决传统超级计算机要100亿年才能解决的大数因子分解问题。

　　由于具有强大的并行处理能力，量子计算机将对现有的保密体系产生根本性的冲击。不少国家从国家利益出发，正在量子脑研究领域展开激烈角逐。

　　生物脑

　　DNA分子计算机将是计算机发展的方向之一。

　　DNA分子计算机最大的优点在于其惊人的存贮容量和运算速度。1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。十几个小时的DNA计算，相当于所有电脑问世以来的总运算量。

　　如果未来计算机的芯片和磁盘都用DNA溶液来代替，其功能将令人惊讶。而DNA计算消耗的能量却非常小，只有电脑的十亿分之一。现在DNA计算机最大的问题是很难检测其计算的结果。

　　“人机大战”———人脑胜不了电脑？

　　本报综合报道从20世纪90年代开始，面对日新月异的技术，人们对自己一手炮制出来的机器有了惧怕，担心终究有一天，人类自己终将无法驾驭自己所创造的机器，甚至被其取而代之。

　　电脑确实杀过人

　　人们之所以关注自身制造的机器，还是由于一件真实的“谋杀”案件。

　　1989年前苏联著名国际象棋冠军尼古拉·古德科夫在莫斯科挑战一台巨型电脑。当时，古德科夫以出神入化的高超棋艺连胜三局，正准备开始进入第四局的激战时，突然被电脑释放的强大电流击毙，死在众目睽睽之下。

　　经过取证落实后，前苏联警方对电脑提出指控，罪名是“蓄意谋杀”。警方认定，这部杀人电脑在输棋后恼羞成怒，自行改变了程序，向棋盘释放强大的电流，故意击杀了对手。

　　不久后，一些专家再次调查后发现，杀人“凶手”不是电脑，而是外来的电磁波干扰了电脑程序，从而造成“误杀”。

　　1997年，国际象棋特级大师卡斯帕罗夫在“人机大战”中输给电脑“深蓝”，再次把这种忧虑推向了高潮。

　　不过，也有大批的人坚持认为，从下棋的过程看，“深蓝”只是计算机在计算力量上超过了人类———这一点我们从小小的计算器上就早有领教，而不是在智力上胜过了人类。

　　有人打趣说，如果有一天，它的智慧变得忘乎所以的话，仅仅把它后面的电源插头拔掉，一切便万事大吉。

　　“电子计算机之父”

　　尽管莫奇来和爱克特是世界第一台计算机的实质研制者，但是人们后来却把“电子计算机之父”的桂冠戴在冯·诺伊曼头上。

　　1944年夏天，在ENIAC的研制工作接近尾声之际，冯·诺伊曼加入了研究小组。1945年3月，他对ENIAC作了两项重大的改进。一项改进是将10进制改为2进制，从而大大简化了计算器的结构和运算过程；另一项改进是将程序与数据一起存贮在计算器内，使得电子计算器的全部运算成为真正的自动过程。

　　冯·诺伊曼的改进是计算器结构思想一次最重要的改革，标志着电子计算器时代的真正开始。

　　直到今天我们用“奔腾”芯片制作的多媒体计算机为止，大大小小千千万万台计算机，都没能够跳出“诺伊曼机”的掌心。从这个意义上讲，冯·诺伊曼是当之无愧的“电子计算机之父”。

　　计算机5代“家谱”

　　第一代计算机

　　这些机器非常庞大，往往使用数万个真空管，占据几个房间，然而其运算速度却不如现在最便宜的个人计算机。

　　第二代计算机

　　第二代计算机形成于1959年~1964年，使用晶体管制作开关逻辑部件，运算速度达到每秒几十到几百万次，开始使用汇编语言和Fortran等高级语言，此间还发明了计算机鼠标。

　　1964年，IBM推出了System/360，这是第二代计算机的经典之作。

　　第三代计算机

　　第三代计算机形成于1965年~1971年，使用集成电路制作开关逻辑部件，配有功能简单的操作系统，运算速度达到每秒几百万到几千万次。

　　第四代计算机

　　第四代计算机形成于1972年~1986年，器件为大规模的集成电路，每秒运行速度可达1亿次以至10亿次以上。

　　1976年，美国的ILLIAC-IV计算机，是第一台全面使用大规模集成电路作为逻辑元件和存储器的计算机，是第四代计算机的标志。

　　第五代计算机

　　第五代计算机从1986年开始研制，最初由日本人提出。

　　1988年，世界上召开了第五代电脑国际会议。其特点是采用超大规模的集成电路计算机，运算速度为每秒亿兆次。

　　（本报综合报道）