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晶体管不(只)等于收音机
我读电信专业的头一年,就在六门课程中挂科了两门—物理学和电子元器件。
我没办法升入大二,一度很消沉,甚至想要放弃自己的职业选择。
最让我头疼的就是物理学中的半导体和电子学中的晶体管—当然,当时的我并不清楚它们在我的职业领域中会有多么重要。
你不觉得智能手机、电脑、游戏机这些电子产品很神奇吗?科幻小说作家阿瑟·C.克拉克也提到,一项足够先进的技术同魔法没有什么区别。
如今,我们的技术已经非常先进,就像魔法一样,尽管它们并不是真正的魔法。
哲学家、社会家布鲁诺·拉图尔把这些科技进步形容成“黑匣子”
,他认为虽然我们从中受益,但其中的奥秘太过复杂,我们难以理解。
它们确实就像黑匣子一样,很多时候,我们并不在乎里面装的是什么,比如说,不会有很多人想要知道智能手机或电脑是如何运作的。
不过,很明显,作为工程师,我必须要知道这些科技的原理,虽然你可能并不需要它,但我认为让每个人都知道一些技术发展的基本原理是有好处的。
这能让我们的孩子或学生理解学习物理和数学的重要性,也能让我们理解黑匣子的内部构造,而不会认为这是神奇的法术或者外星人的杰作。
毕竟,它们只不过是电路、电子和电流罢了。
在人类对技术的追求过程中,晶体管技术是改变世界的关键性发明。
在生活中,老年人口中的晶体管往往指的是无线电晶体管,通常是那种便携式的无线电设备,可以用来听足球比赛或时事新闻。
但是,我们也应该看到,晶体管也是电脑中的基本电子元件,并且随着科技革命的推动,晶体管的体积也在逐渐缩小,就像电影《不可思议的收缩人》或《蚁人》那样。
让我们从头开始探索。
电脑是一种能够高速执行千百万次数学运算的计算机器。
在西班牙语中,putadora和ordenaor两个单词都带有“电脑”
的含义,而前者显然比后者更忠实地表达出它的计算功能。
人类历史上最早出现的计算工具是算盘,早在2500年前的古巴比伦,人们就已经用算盘进行简单的算术计算了。
许多个世纪之后,机械计算器开始出现。
例如:1642年,哲学家布莱斯·帕斯卡发明了计算机器;1837年,查尔斯·巴贝奇设计了更为先进的分析机—这台机器可以进行多种数学运算,并且可以用穿孔卡编程,这也是为什么他被认为是计算机科学的先驱之一。
20世纪,数学家艾伦·图灵成功破译了二战期间纳粹用于交流的恩尼格玛密码,使战争提前了两年结束,从而挽救了成千上万人的生命。
然而,图灵对计算机科学的发展所做的巨大贡献并不是物理机器,而是一种心理机器—图灵机。
图灵机并不是那种我们能在博物馆里摸到或者看到的实物,它更像一个代表了计算机的理论概念或假想装置,这帮助科学家理解了机械计算的极限。
在概念上,它表现为能够按照一组规则进行连续操作的一条长纸带。
这是计算机和算法的心理表征—算法这个词现在被用得很多,但不是每个人都知道怎么定义。
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