计算机科技发展综述及展望

胡金萍

摘 要：计算机技术已经深刻地影响着人类的各个方面，本文作为计算机科技的科普文章，主要综述了计算机科技的发展历史，并着重论述了计算机发展历程中重要的科技节点及其对人类的影响，最后对计算机科技技术的未来做出了展望。

关键词：计算机；科技；发展；展望

计算机于上世纪80年代末期开始普及以来，短短的几十年时间，其对人类经济、军事、文化、艺术、生活乃至政治便已产生了不可估量的巨大影响。所以，我们很有必要对计算机的发展历程及未来发展做一全面的了解。

在一开始，人们预测计算机可能会具有人类的某些智能，事实上，这一课题早已不再是科学幻想，而是非常严肃的科技应用了。但在此，我们需要再追述一下当时的历史：美国麻省理工学院社会学教授特克尔是计算机心理学方面的专家，曾经撰写过两本关于计算机心理学的具有开创性的著作，一本是《第二自我：计算机和人类精神》，另一本是《计算机屏幕上的生活：因特网时代的特征》。特克尔从20世纪70年代末开始研究人和计算机的关系。她说：“计算机的特征在物体和非物体之间。”很明显，计算机是物体，但在另一方面，计算机又可以反馈，可以有行为，有理智，甚至有精神。人们发现自己和计算机之间存在着互动的关系，甚至感到计算机似乎活着。

讨论计算机到底和人类有哪些区别，这无疑是一个最重要的问题。或许将来可能会出现和人类一样聪明的计算机，但是人类仍然要做饭，要建立家庭，要开餐馆，人类可能是地球上唯一会去教堂的生物。换句话说，计算机为人类留下的空间是感情、感性、家庭生活。模拟思维可能在某种程度上可以算是一种思维，但是模拟感情却永远不能被看作是真正的感情。

微软公司的视窗操作系统是特克尔目前重点研究的课题。视窗系统允许使用者同时执行几个互相没有任何关系的工作任务，并随意在这几个任务之间相互切换。这显然是一场革新，因为微软视窗允许使用者在计算机上同时发出好几个指令，并且在这些指令之间不断循环往复，这已经具备人类心理活动的某些特点。

在20世纪80年代，人类可能可以通过和自己心理的比较来试图理解计算机；而今天，特克尔说，人类试图通过计算机的运行模式来更好地理解人类的心灵。特克尔认为，现在计算机心理学研究的最热门话题是假设计算机到最后会真正动感情——你的计算机会对你产生爱情，它需要你的关怀、需要感情的滋润——这可能是未来研究人和机器间互动关系领域里最新的潮流。

目前人类在计算机控制的智能玩具领域已经取得了一些突破。一些玩具可以说几百句话，而且具有学习功能，甚至会骂人。日本索尼公司制造的电子宠物狗IBO，是这类电子宠物玩具的代表性产品。除了玩具以外，在智能计算机方面，计算机能够听懂主人说话已经不算稀奇。目前美国麻省理工学院的媒体研究室已经研制出一种具有人工智能的计算机，可以对使用者发出的非语言性信号做出反应，并且据此进行某种程度的调整。

特克尔认为，未来的计算机发展趋势是生物化计算机，计算机越来越具有知性和感性。从社会学的角度上说，这将是一大飞跃，值得學者专家好好探讨。

目前的计算机以纳秒（十亿分之一秒）为运算单位，其速度大大超过人脑，相当于人脑运算能力的一百多万倍。但是，计算机依然远远赶不上人脑信息处理能力的多样性。

为什么计算机的“智力”与人类不一样呢？原因之一就在于二者信息处理模式的不同。计算机的信息处理基础是对由记号来体现的概念的逻辑操作，而人脑的信息处理则是以图形为基础的非线性、并行的复杂能力。也可以这样说：计算机运用的仅仅是逻辑思维，而人的大脑运用的不仅是逻辑思维，更有形象思维。显然，人的大脑考虑问题比计算机更合理、更准确、更科学，因而效率更高，速度更快。

有人尝试模仿人脑模式制作具有人类特有功能的计算机，日本ATR人类信息通信研究所目前正在开发整体模仿人脑的计算机。由于迄今为止并没有完全弄清楚人脑的机制，因此在“脑型计算机”领域进行的研究不止一种。

人脑的神经线路并不是起初就非常完善的，而是在成长的过程中通过神经细胞相结合，从而形成了神经线路。把这一过程作为硬件建设而加以实现的是“以硬件进化为基础的自我增殖型人工计算机”。这种被称作CAM智囊的系统，将包含数十亿到数百亿的神经细胞，并以这些神经细胞完全能够并行运作为目标。

有些科学家专门着眼于用计算机来实现人脑的部分功能。人脑是以细胞层多层重叠的三维结构和高度的并行处理性为特征的。基于这种认识，日本东北大学进行了具有层叠型结构的人工视网膜芯片的开发，并有望制造出具有近似于人的视觉信息处理功能的系统。日本物理化学研究所最近开始通过开发高级小型机器人来探索脑型计算机的研制。该研究所根据人脑的处理线路让不同的小型机器人模拟人脑，用以对大脑认知、学习和控制等问题进行研究。

目前人们主要通过三种途径开发像人脑一样有自律性和创造性、能进行高度智能作业的计算机。一是人工智能的研究；二是以人脑结构为模型，制成以人工神经细胞为基础的脑型计算机，这也被称为神经计算机；第三种途径是开发能像神经网络一样工作的电子线路来自动生成“人工脑”。

脑型计算机的研究范围非常广泛，但如今的大部分工作仍处于基础阶段。因为要弄清楚人脑的机制并不容易。专家们认为，要想了解极其复杂的人脑的作用，就必须进行跨学科的多方面研究，进行综合、整理以获得全面信息。例如，通过了解大脑工作时的生理学功能，可以在神经细胞研究阶段得到精细的研究成果，但要在宏观上捕捉人脑活动则存在一定困难。另外，人脑同整个身体的关系等重大的课题也非常重要，如果不能发挥综合能力，就难以弄清楚大脑的工作原理。

长期以来，科学家正加紧对光学计算机、神经元计算机和量子计算机的研究，希望能制造出跟人类一样具有独立思维能力和喜怒哀乐的计算机。很多科学家绞尽脑汁，希望能拉近计算机与人的距离。但有一些悲观的科学家认为，虽然人脑就是一台超级计算机，但过于复杂，用人工方法是无法模拟的。

为什么开发脑型计算机竟如此困难？正如许多科学家所说：“对人类来说，最困难、最复杂的课题，就是了解自己。