计算机的前世今生

作为一名程序员，我相信大家对自己面前的电脑，键盘，鼠标都习以为常，也知道从图灵开始，冯洛伊曼，香农等大佬接连登场，开辟了计算机的新时代

那么，你是否详细的了解过这些天才们是如何与全世界工程师接力，创造出如此庞大的计算机世界吗？

今天，本文讲从故事的角度，避免陷入细节，将计算机的出世分为四个时代，来告诉屏幕前的你，这一人类历史上最伟大的作品，是如何诞生与演变的

上古时代——图灵机与冯洛伊曼结构

艾伦图灵，一个传奇人物，和我们熟悉的外国名人一样，他从小也是成绩不好，倒不是因为学渣，而是他将注意力都放在了自己喜爱的事情上，对于数学，他几乎不需要看答案，就能自创解法，在我看来，数学好的人，就是能看透问题本质的人。

这一天赋与习惯，使他在思考问题时，避免受到前人思想的干扰，往往能有独创性的解法

有一天，图灵在学校了解了一个课题，称为判定问题：

对于给定的数学语言，是否有方法或者程序可以让机器判定某件事的真假，并将结果显示出来

也就是说，是否有一台机器，你先与装好三段论——如果所有的A都是B，C是A，那么C也是B

那么，当你输入——所有男生都是人，小松是男生，所以小松不是人，他会说你错了

这种机器潜力巨大，因为一旦拥有，人民可以从不断重复的判定和计算工作中解脱出来，还不会出错

天才图灵一听就知道，这种机器可以改变世界

于是接下来几个月他都花在这上面，当时他23岁，和我现在一样大

这里我们做简单介绍

图灵机

想象一个无限长的纸带，充满了格子，上面只有三种情况，空，0，1

这张纸带会被送入给到图灵机进行，机器有一个探头，可以做以下操作

1. 可以读取探头指到的格子上的数字
2. 可以编写或者擦除数字
3. 可以左移或者右移

也就是说，只要纸带无限长，每一段01有自己独特的含义，那么理论上计算机可以做任何事情

关于图灵机的具体论述可以看图灵机

这是媲美造物主的智慧，因为直到30年后发现的dna双螺旋结构，基因编码就是使用了类似的逻辑

冯洛伊曼结构

逻辑电路

图灵机是计算机的灵魂，但是需要一具骨架去承载

计算机本质上是在处理信息，而信息在当时看来是一个无实体的东西，如何让一个机器能处理信息？

香农就在思考这个问题

数学上有一种逻辑代数系统，叫做布尔逻辑，任何逻辑表达式的计算结果不是数字，而是真，假两种值

这种逻辑的好处在于，数字是无限的，但是他可以化无限为有限

那么逻辑和电路是否可以这样呢？纵使人们输入的指令千奇百怪，但是最后如果都化成布尔逻辑的话，就可以完美解决任何指令，开关接通为真，关闭为假即可

而人们已经证明，所有的数学问题，都可以归结为逻辑问题，而数学，是描述真实世界的框架，也就是说

所有对真实世界的描述都可以被逻辑电路的开关所描述

计算机

有了灵魂与骨架，现在，就差一副肉身了，冯洛伊曼出场

冯洛伊曼，就是天才中的天才

一名教过他的数学家说：如果我在一堂讲座上公布了一道未解的难题，他通常会在讲座一结束就找到我，给我一张字条，上面草草地写下了完整的解法

我们现在来思考一下，如何构造一台计算机

首先，计算机的本质是运算，现实世界的指令被分解为逻辑电路后会有大量的基本布尔逻辑运算，他需要一种算数模块去迅速执行这些，所以机器的核心应该是这种算术模块，同时还要有对应的控制模块来指挥下一步操作

其次，进行复杂操作后会产生一些现成结果，等待二次运算，不能丢掉，所以需要一些逻辑电路进行保存

最后，指令的输入和计算结果的输出需要对应的设备

他们就是cpu，内存与IO

世界上第一台通用计算机“ENIAC”于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生

封建时代—— 编程

汇编的出现

在第一台计算机出世后，后面又有很多专家做了重大图突破，包括使用晶体管，硅基芯片等，但是操作机器指令真的只是天才们的狂欢，现在已经很难想象，当年的人们仅仅根据0和1来操作计算机

普通人根本无法踏入一步，即使是天才们也觉得很痛苦，先驱之一的惠勒曾经说过：

那时候，我正试着让自己编写的第一个真正意义上的程序运转起来。有一次，我像往常一样从EDSAC 机房出来，准备去操作打孔机，突然站在楼梯转角处犹豫了，心里意识到，单是给自己的程序除错，可能就要花掉我大半辈子的时间

于是，一位叫做维尔克斯的人提出了“编程”这一概念，简单说就是，先将一些复杂的指令合成一个集合，比如除法，然后需要用到是直接调用就行，也是现在的主流指令集之一，复杂指令集(CISC)的原型

基于这一指令集，汇编语言出现了，同时出现的还有LISP，BASIC

编程走向世界

现在我们可以简单梳理一下，计算机的转换为

真实世界的信息 -> 数学描述 -> 逻辑电路开关 -> 机器指令 -> 汇编语言

没错，计算机就是逐渐将真实世界转换为人类可以理解的语言的过程， 这一过程，就是计算机语言的发展过程

维尔克斯基于这一方向，继续研究，发明了CPL，进一步演变为B语言与1972年诞生的C语言

近代—— 互联网

对于程序员来说，c语言出现后，基本就很熟悉了，接下来还有java，python等等

尽管开发软件变得简单，但是对于用户来说，还是需要长期的学习才行，更关键的是，计算机仍然是独立的，没有联系起来，

在美国国防部牵头搭建了阿帕网后，确实计算机可以联系起来，但是非常有限，不仅错误多，而且范围小，而且基于阿帕网的思想，很多地方都建立的自己的局域网，而这些局域网之间互不通信

罗伯特卡恩，就是一位让计算机网络“车同轨”的人，他发现，与其设计各种各样泛滥的网络，不如创建一个统一的接口协议，只要遵守这一协议搭建网络，即使跨越几十年的时间与几万里，也能通信，。这就是TCPIP的诞生，

接口通信思想也成为了编程最重要的思想之一，小松是做android开发，与后端传输数据也经常需要定协议

互联网因此而诞生，而且规模庞大到远超当初的人们想象，互联网中，每一台计算机都是一个节点，节点连接其他节点的数量称为“度”，度越大的节点越有价值，而与他们越近的节点度也变得越来越大，这些有价值的节点聚集起来，成为了互联网的中枢节点，这也成为信息安全，密码学，云计算的起点

现代 —— AI与VR

AI就不多说了，计算机图形学，尤其是其中光线追踪这类技术的发展，让仿真世界走入了千家万户

我其实蛮期待VR的

不仅仅是那些千奇百怪的技术，而是我觉得VR也许可以让我们这个社会少一些偏见与戾气

男性觉得女性物质不努力，女性觉得男性多情没前途

成年人觉得孩子们叛逆，孩子们觉得成年人控制欲强

想清零的觉得想共存的不顾大局，想共存觉得想清零的被洗脑了

挺俄的觉得俄罗斯在帮中国挡刀子，挺乌的觉得反侵略必然胜利

这一切的一切，都是因为不同生活环境，经历的人们，无法共情，无法切身体会对方所经历的苦难

人是会变的，也是善变的，

而在VR里面，你可以体会任何角色，

今天是可以发动战争的皇帝，明天又成为被抓上战场的壮丁

今天是可以一掷千金的富豪，明天又成为在桥洞下被驱赶的流浪汉

今天是可以后宫三千的男人，明天又成为被抛弃一个人带孩子的的女人

……

人类的共情能力真的很差，往往需要把真实的东西赤裸裸的摆在他们面前，才能明白他们所讨厌的，所偏见某些东西，并不是他们原先所想的样子

而VR，我觉得是一个希望，可以做到这一点

当每一个人都切身体会过别人的处境后，也许会对对方的选择有更多的包容

我觉得，这项技术有彻底消灭歧视，偏见与战争的潜力，这是我对未来科技向善的最大期待

小结

回头来看，计算机的发展，就是从 真实 -虚拟-真实的过程，我们把路径再拉长一点

真实世界 ->

数学描述 - 逻辑电路 - 机器指令 - 汇编语言 - 高级编程语言 - 计算机图形学 - AI - >

VR

而最终， 让人们分不清真实世界与VR，这就是计算机要做的事情。

也许，真实世界也是被一台计算机所创造的，那台计算机，叫耶和华~