計算機科技發展綜述及展望

胡金萍

摘 要：計算機技術已經深刻地影響著人類的各個方面，本文作為計算機科技的科普文章，主要綜述了計算機科技的發展歷史，并著重論述了計算機發展歷程中重要的科技節點及其對人類的影響，最后對計算機科技技術的未來做出了展望。

關鍵詞：計算機；科技；發展；展望

計算機于上世紀80年代末期開始普及以來，短短的幾十年時間，其對人類經濟、軍事、文化、藝術、生活乃至政治便已產生了不可估量的巨大影響。所以，我們很有必要對計算機的發展歷程及未來發展做一全面的了解。

在一開始，人們預測計算機可能會具有人類的某些智能，事實上，這一課題早已不再是科學幻想，而是非常嚴肅的科技應用了。但在此，我們需要再追述一下當時的歷史：美國麻省理工學院社會學教授特克爾是計算機心理學方面的專家，曾經撰寫過兩本關于計算機心理學的具有開創性的著作，一本是《第二自我：計算機和人類精神》，另一本是《計算機屏幕上的生活：因特網時代的特征》。特克爾從20世紀70年代末開始研究人和計算機的關系。她說：“計算機的特征在物體和非物體之間?！焙苊黠@，計算機是物體，但在另一方面，計算機又可以反饋，可以有行為，有理智，甚至有精神。人們發現自己和計算機之間存在著互動的關系，甚至感到計算機似乎活著。

討論計算機到底和人類有哪些區別，這無疑是一個最重要的問題?；蛟S將來可能會出現和人類一樣聰明的計算機，但是人類仍然要做飯，要建立家庭，要開餐館，人類可能是地球上唯一會去教堂的生物。換句話說，計算機為人類留下的空間是感情、感性、家庭生活。模擬思維可能在某種程度上可以算是一種思維，但是模擬感情卻永遠不能被看作是真正的感情。

微軟公司的視窗操作系統是特克爾目前重點研究的課題。視窗系統允許使用者同時執行幾個互相沒有任何關系的工作任務，并隨意在這幾個任務之間相互切換。這顯然是一場革新，因為微軟視窗允許使用者在計算機上同時發出好幾個指令，并且在這些指令之間不斷循環往復，這已經具備人類心理活動的某些特點。

在20世紀80年代，人類可能可以通過和自己心理的比較來試圖理解計算機；而今天，特克爾說，人類試圖通過計算機的運行模式來更好地理解人類的心靈。特克爾認為，現在計算機心理學研究的最熱門話題是假設計算機到最后會真正動感情——你的計算機會對你產生愛情，它需要你的關懷、需要感情的滋潤——這可能是未來研究人和機器間互動關系領域里最新的潮流。

目前人類在計算機控制的智能玩具領域已經取得了一些突破。一些玩具可以說幾百句話，而且具有學習功能，甚至會罵人。日本索尼公司制造的電子寵物狗IBO，是這類電子寵物玩具的代表性產品。除了玩具以外，在智能計算機方面，計算機能夠聽懂主人說話已經不算稀奇。目前美國麻省理工學院的媒體研究室已經研制出一種具有人工智能的計算機，可以對使用者發出的非語言性信號做出反應，并且據此進行某種程度的調整。

特克爾認為，未來的計算機發展趨勢是生物化計算機，計算機越來越具有知性和感性。從社會學的角度上說，這將是一大飛躍，值得學者專家好好探討。

目前的計算機以納秒（十億分之一秒）為運算單位，其速度大大超過人腦，相當于人腦運算能力的一百多萬倍。但是，計算機依然遠遠趕不上人腦信息處理能力的多樣性。

為什么計算機的“智力”與人類不一樣呢？原因之一就在于二者信息處理模式的不同。計算機的信息處理基礎是對由記號來體現的概念的邏輯操作，而人腦的信息處理則是以圖形為基礎的非線性、并行的復雜能力。也可以這樣說：計算機運用的僅僅是邏輯思維，而人的大腦運用的不僅是邏輯思維，更有形象思維。顯然，人的大腦考慮問題比計算機更合理、更準確、更科學，因而效率更高，速度更快。

有人嘗試模仿人腦模式制作具有人類特有功能的計算機，日本ATR人類信息通信研究所目前正在開發整體模仿人腦的計算機。由于迄今為止并沒有完全弄清楚人腦的機制，因此在“腦型計算機”領域進行的研究不止一種。

人腦的神經線路并不是起初就非常完善的，而是在成長的過程中通過神經細胞相結合，從而形成了神經線路。把這一過程作為硬件建設而加以實現的是“以硬件進化為基礎的自我增殖型人工計算機”。這種被稱作CAM智囊的系統，將包含數十億到數百億的神經細胞，并以這些神經細胞完全能夠并行運作為目標。

有些科學家專門著眼于用計算機來實現人腦的部分功能。人腦是以細胞層多層重疊的三維結構和高度的并行處理性為特征的?；谶@種認識，日本東北大學進行了具有層疊型結構的人工視網膜芯片的開發，并有望制造出具有近似于人的視覺信息處理功能的系統。日本物理化學研究所最近開始通過開發高級小型機器人來探索腦型計算機的研制。該研究所根據人腦的處理線路讓不同的小型機器人模擬人腦，用以對大腦認知、學習和控制等問題進行研究。

目前人們主要通過三種途徑開發像人腦一樣有自律性和創造性、能進行高度智能作業的計算機。一是人工智能的研究；二是以人腦結構為模型，制成以人工神經細胞為基礎的腦型計算機，這也被稱為神經計算機；第三種途徑是開發能像神經網絡一樣工作的電子線路來自動生成“人工腦”。

腦型計算機的研究范圍非常廣泛，但如今的大部分工作仍處于基礎階段。因為要弄清楚人腦的機制并不容易。專家們認為，要想了解極其復雜的人腦的作用，就必須進行跨學科的多方面研究，進行綜合、整理以獲得全面信息。例如，通過了解大腦工作時的生理學功能，可以在神經細胞研究階段得到精細的研究成果，但要在宏觀上捕捉人腦活動則存在一定困難。另外，人腦同整個身體的關系等重大的課題也非常重要，如果不能發揮綜合能力，就難以弄清楚大腦的工作原理。

長期以來，科學家正加緊對光學計算機、神經元計算機和量子計算機的研究，希望能制造出跟人類一樣具有獨立思維能力和喜怒哀樂的計算機。很多科學家絞盡腦汁，希望能拉近計算機與人的距離。但有一些悲觀的科學家認為，雖然人腦就是一臺超級計算機，但過于復雜，用人工方法是無法模擬的。

為什么開發腦型計算機竟如此困難？正如許多科學家所說：“對人類來說，最困難、最復雜的課題，就是了解自己。