益人

大腦的助手

早在十八世紀(jì)的時(shí)候，手藝精巧的技師曾經(jīng)制造了一些機(jī)器人：有可以寫出美觀勻稱的字體的“書法家”，能畫各種人物的“畫家”；最有趣的是“鋼琴家”，他一面用手彈著小鋼琴的鍵盤，一面點(diǎn)頭打拍子，彈完曲子以后，還要鞠個(gè)躬，像演員謝幕似的。

也許有人會(huì)認(rèn)為這是一些“有理智”的機(jī)器人。其實(shí)，這只不過是一些經(jīng)過改進(jìn)的精致鐘表，一種玩具罷了。與供人取樂的玩具不同，真正“有理智”的機(jī)器人，應(yīng)該是不僅能夠減輕人的體力勞動(dòng)，而且也能夠減輕人類的腦力勞動(dòng)。

在我們的生活中，經(jīng)常要運(yùn)用數(shù)學(xué)來進(jìn)行計(jì)算。最簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算，我們用心算的辦法就可以解決了?？墒潜容^復(fù)雜一些的數(shù)學(xué)問題，便不能不借助於另外的工具了。

遠(yuǎn)在一千多年以前，希臘人，羅馬人，中國人就發(fā)明了算盤，并且一直沿用到今天，這可以說是最早的“計(jì)算機(jī)”。功率卓著的乘法表和對(duì)數(shù)表也都是數(shù)學(xué)工具。比較復(fù)雜的計(jì)算尺，資格也相當(dāng)老了：它是在1630年出現(xiàn)的。

法國一位17歲的數(shù)學(xué)家，在1640年發(fā)明了第一架真正的計(jì)算機(jī)。這是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的鼻祖。這架計(jì)算機(jī)的原理很簡(jiǎn)單：它主要是用重復(fù)的加法代替來法，又用重復(fù)的減法來代替除法。

但是，這些普通的數(shù)學(xué)工具還遠(yuǎn)不能夠解決一切數(shù)學(xué)問題。比如，要計(jì)算一塊不等邊的土地面積，當(dāng)時(shí)就很困難。直到十八世紀(jì)高等數(shù)學(xué)發(fā)展起來，微分和積分創(chuàng)立了以后，才能用純粹數(shù)學(xué)的方法來求不等邊圖形的面積，并且能夠解決許多過去認(rèn)為無法解決的問題。不過這種解決方法經(jīng)常需要極其復(fù)雜的運(yùn)算，就是經(jīng)驗(yàn)豐富的計(jì)算員解決一道題也要花很長(zhǎng)甚至好幾年的工夫。於是機(jī)器就來幫忙了。

一百多年前，1854年出現(xiàn)了一架計(jì)算機(jī)。它能照?qǐng)D表轉(zhuǎn)動(dòng)來求不等邊平面圖的面積，也就是說，數(shù)量上的積分問題也可以用機(jī)器來計(jì)算了。到了二十世紀(jì)，這種計(jì)算機(jī)就進(jìn)一步更加完善起來。

如果說顯微鏡與望遠(yuǎn)鏡是人類眼睛的延續(xù)，遠(yuǎn)距離控制裝置是人類的巨手，那么，計(jì)算機(jī)在一定條件下也可以說是人類大腦的延續(xù)。

然而，真正有“理智”的機(jī)器，只有在許多新的技術(shù)部門：自動(dòng)控制、無線電學(xué)、電子學(xué)創(chuàng)立了以后的基礎(chǔ)上才能產(chǎn)生。

會(huì)“思想”的機(jī)器

1946年，被稱為會(huì)“思想”的機(jī)器——自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)出世了。許多人認(rèn)為這是一個(gè)新紀(jì)元的開始。

人們把它與工業(yè)革命相提并論，認(rèn)為它與原子能的發(fā)現(xiàn)一樣，預(yù)示人類將進(jìn)入一個(gè)新的科學(xué)技術(shù)大革新的歷史時(shí)代。

電子計(jì)算機(jī)的外表并不十分美觀，它的體積和形狀與中型自動(dòng)電話交換臺(tái)或是大發(fā)電站的配電盤差不多。它是由幾千個(gè)電子管構(gòu)成的（一架最好的收音機(jī)，其中的電子管不過十幾個(gè)），里邊有幾萬個(gè)蓄電器和幾十萬個(gè)接頭。幾百個(gè)操縱開關(guān)和按鈕露在外面，指示燈的光線很昏暗。

自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)可以晝夜不停地工作著而且速度非常快。每秒鐘平均可以作八千次的運(yùn)算動(dòng)作，此人要快上十幾萬倍，比普通統(tǒng)計(jì)用的計(jì)算機(jī)要快數(shù)萬倍。機(jī)器在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)所作的運(yùn)算，一個(gè)有訓(xùn)練的數(shù)學(xué)工作者一輩子也算不完。電子計(jì)算機(jī)計(jì)算的結(jié)果是非常精確的，它的誤差可以是數(shù)百萬分之一乃至數(shù)千萬分之一。

這種機(jī)器的功用很大，就像工廠里機(jī)械化代替了笨重的體力勞動(dòng)一樣，它可以代替人的部分的腦力勞動(dòng)。借助它的幫助，過去數(shù)學(xué)和科學(xué)上許多不能解決的問題都迎刃而解。天氣預(yù)報(bào)是個(gè)明顯的例子：要在二十四小時(shí)前預(yù)報(bào)天氣，必須根據(jù)全國各地氣象站的材料，進(jìn)行龐大復(fù)雜的運(yùn)算。用普通的方法，得用兩個(gè)星期才算出結(jié)果。“預(yù)報(bào)”十幾天前的氣象，顯然是毫無實(shí)際意義的。可是，電子計(jì)算機(jī)只要兩個(gè)小時(shí)就可以算出來了。

在根據(jù)測(cè)量攝影材料編制新的天文圖的時(shí)候，需要解決含有八百個(gè)未知數(shù)的聯(lián)立代數(shù)方程式體系。電子計(jì)算機(jī)在幾個(gè)鐘頭內(nèi)可以算出所需要的兩億五千萬個(gè)算術(shù)計(jì)算。

在修筑攔河壩時(shí)，計(jì)算斜面坡度非常重要，因?yàn)樘溉菀讻Q口，太緩在經(jīng)濟(jì)上沒有好處?？v然是一個(gè)方案，也得十個(gè)計(jì)算員計(jì)算一年，而且還避免不了差錯(cuò)。借電子計(jì)算機(jī)的幫助，可以在兩個(gè)多鐘頭內(nèi)，準(zhǔn)確地算出十個(gè)不同的方案來。

秘密在那里？

為什么電子計(jì)算機(jī)能夠這樣卓越地時(shí)行工作呢？它的基本工作原理是怎樣的呢？

在某種意義上說，電子計(jì)算機(jī)和人的大腦是有些類似的。人的大腦可以通過神經(jīng)細(xì)胞，給四肢下達(dá)某種“命令”，讓它作出或者停止某種動(dòng)作。如讓手取一本害，或腳停止走路等。大腦控制著全身的各種動(dòng)作。在人的大腦里保存著各種各樣的記憶。人的大腦可以進(jìn)行思惟。電子計(jì)算機(jī)也有和大腦相類似的一些裝置，來進(jìn)行同人類的大腦相類似的思惟過程。

在電子計(jì)算機(jī)中有一種裝置叫運(yùn)算器。運(yùn)算器的作用是進(jìn)行各種數(shù)字的運(yùn)算，運(yùn)算器的基本運(yùn)算方法是加、減、乘、除。其他各式各樣的計(jì)算問題，都可以變成這幾種基本運(yùn)算方法來計(jì)算。不過電子計(jì)算機(jī)在運(yùn)算時(shí)，和我們平常的運(yùn)算方法有些不同。我們平常用的計(jì)算方法是十進(jìn)位，逢10進(jìn)1。電子計(jì)算機(jī)運(yùn)算時(shí)用的是二進(jìn)位，逢2進(jìn)1。在二進(jìn)位中，2寫起來就是10，3就是10加1即11。4在十進(jìn)位中是2的平方，在二進(jìn)位中，就是10的平方即100。6在十進(jìn)位中是2的平方（即4）加2，在二進(jìn)位中就是10的平方加10，即110。任何一個(gè)數(shù)，都可以把它變成2的幾個(gè)不同冪的和。譬如47就是25十（0×24）十23十22十2十1×20的和，如果用二進(jìn)位簡(jiǎn)化的寫法，就是101111。換句話說，任何一個(gè)數(shù)字都可以用0和1的不同排列來表示。這樣作有什么好處呢？就是簡(jiǎn)便。假如我們用一種信號(hào)——電脈沖來表示0，用另一種電脈沖來表示1，那么用這兩種電脈沖，就可以組成各種不同的數(shù)字。兩個(gè)電脈沖之間的間隔是百萬分之一秒，每秒鐘可以做八千次運(yùn)算動(dòng)作。所以電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算效率才那么驚人。

電子計(jì)算機(jī)還有一種記憶裝置——存儲(chǔ)器。好像人的大腦能記意許許多多的事情一樣，假如我們把某一數(shù)學(xué)問題的運(yùn)算綱領(lǐng)——運(yùn)算工作程序，放到存儲(chǔ)器中去，它就可以牢牢記住。同時(shí)，在運(yùn)算過程中，還可以將運(yùn)算的中間結(jié)果，調(diào)到存儲(chǔ)器中保存起來，在需要的時(shí)候再調(diào)出和別的數(shù)字運(yùn)算。這就好像打算盤時(shí)，把算出來的結(jié)果暫時(shí)寫在紙上，等到需要的時(shí)候，再把它放到算盤上來用是一樣的。也許你對(duì)於電子計(jì)算機(jī)能夠記意這一點(diǎn)感到很奇怪吧！其實(shí)留聲機(jī)唱片就能記住許多優(yōu)美的歌曲，所不同的是，電子計(jì)算機(jī)，有一種磁性材料。電脈沖接近磁性材料時(shí)，它就發(fā)生磁化作用并在磁性材料上留下磁化的痕跡。在需要時(shí)，磁化過的磁性材料又可以產(chǎn)生電脈沖組合，這樣原來存儲(chǔ)的信號(hào)就放出來了。這與錄音帶再把聲音放出來的道理是一樣的。

控制器是電子計(jì)算機(jī)中的司令部，電子計(jì)算機(jī)的一切動(dòng)作，要聽它的指揮，受它的控制，就像人的大腦指揮全身的動(dòng)作是一樣的?？刂破鞲鶕?jù)事先編好的運(yùn)算程序，發(fā)出命令——控制信號(hào)，命令運(yùn)算器對(duì)那些數(shù)字進(jìn)行那一種運(yùn)算，那些運(yùn)算的結(jié)果再直接進(jìn)行運(yùn)算，或者是放到存儲(chǔ)器中暫時(shí)保存起來，并且根據(jù)運(yùn)算的中間結(jié)果，改變運(yùn)算的進(jìn)程。這一切，電子計(jì)算機(jī)都可以自動(dòng)進(jìn)行，而不必人來參預(yù)。

各種各樣能“思想”的機(jī)器

電子計(jì)算機(jī)的最主要的特點(diǎn)就是：它能夠在沒有人的參預(yù)的情況下，自動(dòng)地進(jìn)行各種運(yùn)算過程，這就是說，它本身可以自動(dòng)地組織運(yùn)算。電子計(jì)算機(jī)所以能夠這樣，一方面是由最初放進(jìn)去的工作程序（運(yùn)算綱領(lǐng)）決定的；另一方面又取決於機(jī)器本身構(gòu)造所具有的邏輯性質(zhì)。電子計(jì)算機(jī)的這個(gè)特點(diǎn)，正和人類的邏輯思惟過程具有部分類似之處。只要我們把人類對(duì)某一工作思惟過程分析、研究得很清楚，就使我們有可能利用電子計(jì)算機(jī)或制造出其他一些電子自動(dòng)控制機(jī)，來幫助或代替人類的某些部分的思惟活動(dòng)，使人類大腦可以不必去從事一些簡(jiǎn)單的、千篇一律的思惟活動(dòng)，減輕人類的腦力勞動(dòng)，擴(kuò)大人腦的認(rèn)識(shí)能力。

有一種電子自動(dòng)控制機(jī)器，在編制火車行車時(shí)刻表時(shí)，它可以研究出一切可能的方案，并從中選出最好的方案來。無人的完全自動(dòng)化的工廠也是靠這種“有理智”的機(jī)器來管理的。

自動(dòng)電子圖書目錄機(jī)，能夠根據(jù)讀者的需要供給圖書：它會(huì)從成千上萬的目錄卡片中，準(zhǔn)確地選出你所需要的讀物。

不懂外語的人，可用電子自動(dòng)翻譯機(jī)進(jìn)行翻譯。只要你把英文或是阿拉伯文放到機(jī)器里，它就會(huì)自動(dòng)地譯成俄文，或?qū)⒍砦淖g成英文。在這種機(jī)器里，裝有各種語言的基本語法規(guī)則，所以在翻譯的時(shí)候，可以正確地把詞匯搭配起來，組成句子。不過，翻譯文藝作品目前還是不行的。但是，翻譯科學(xué)技術(shù)方面的文章是可以的。如果一個(gè)詞具有幾個(gè)含義的話，那么機(jī)器就會(huì)把所有的含義都列舉出來，聽從編校人員選擇。

電子排字機(jī)已經(jīng)制造出來了，它“看得見”所供給的原文，它排起版來比最有經(jīng)驗(yàn)的排字工人要快上二百倍。瞎子讀書機(jī)正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種機(jī)器會(huì)高聲郎誦任何一本書籍，它會(huì)自動(dòng)地適應(yīng)任何一種字型。

大腦是可以代替的嗎？

自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)是現(xiàn)代最新科學(xué)成就。把自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)的理論與訊息（信號(hào)）理論和自動(dòng)控制系統(tǒng)理論綜合起來，就是近幾年來所產(chǎn)生的一個(gè)新的科學(xué)部門——控制論。

“控制論”源自希臘文“舵手”。這是研究操縱人身器官和操縱機(jī)器共同規(guī)律的科學(xué)?，F(xiàn)在這門科學(xué)還處於萌芽時(shí)期，隨著它的發(fā)展和成長(zhǎng)，電子自動(dòng)控制機(jī)器與遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制裝置，應(yīng)用的范圍也將越來越廣泛，技術(shù)裝置也會(huì)更進(jìn)一步完善。無人駕駛的拖拉機(jī)與機(jī)車就會(huì)出現(xiàn)，第一次飛向宇宙的無人星際航船，也將由遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制裝置來操縱?！?/p>

但是，資產(chǎn)階級(jí)的學(xué)者們卻給控制論加上唯心論和形而上學(xué)的跨張成分。他們硬說這種機(jī)器能夠獨(dú)立思考，甚至預(yù)言將來定會(huì)制造出超人腦的機(jī)器，來代替人類的大腦。所有這些論調(diào)都是無稽之談。電子自動(dòng)控制機(jī)器，有它的顯明的優(yōu)點(diǎn)：它可以不知疲倦地工作，而且很少差錯(cuò)?？墒请娮幼詣?dòng)控制機(jī)器與人類的大腦有著質(zhì)的不同。人類的大腦含有大量的基本聯(lián)系，條件反射與無條件反射的組合，使人類的創(chuàng)造力與抽象思維，無論在內(nèi)容和深度上都是無窮無盡的。而且大腦是最可靠的工作器官，局部的神經(jīng)細(xì)胞可以發(fā)生偶然變化，即使個(gè)別神經(jīng)細(xì)胞停止工作，對(duì)大腦的工作能力也毫無影響。而電子計(jì)算機(jī)內(nèi)部組織及其工作都不可能有任何偶然變化，幾十萬個(gè)零件和接頭中，只要一個(gè)損壞了，所得的結(jié)果就完全錯(cuò)誤。

人的大腦本身就是一個(gè)創(chuàng)造發(fā)明家：它在創(chuàng)造性的勞動(dòng)過程中，永無止境地向前發(fā)展，它永遠(yuǎn)是一切復(fù)雜機(jī)器的創(chuàng)造者。這種電子自動(dòng)控制的機(jī)器，不論怎樣復(fù)雜和完善，只能是模擬人類思維的某些個(gè)別簡(jiǎn)單過程，它只是為人類服務(wù)，減輕人的腦力勞動(dòng)的工具。它只能在人的指揮下來進(jìn)行工作。正如鋤頭與電鏟不能代替人類的雙手，汽車和火車不能代替人的雙腳一樣，電子自動(dòng)控制機(jī)器永遠(yuǎn)不能代替人類的大腦。