人列计算机可行吗？

计算机的诞生和发展，得益于冯·诺依曼1942年提出的“存储程序控制”体系结构的设计思想。直到今天，我们能够见到的计算机，都是基于冯·诺依曼的设计体系。

所谓的“存储程序控制”，就是指编写好的程序（指令）和数据存储在存储器中，当计算机运行时，控制器按地址顺序取出存放在存储器中的指令，执行指令的功能，遇到转移指令则转移到转移地址，再按地址顺序访问指令。冯·诺依曼结构的设计理念还将程序指令存储器和数据存储器合并在一起。实际上，冯·诺依曼计算机模型的设计思想还有一个重要特点，那就是程序和数据以二进制形式来表示和存放。采用二进制逻辑、程序存储执行以及计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成，成为冯·诺依曼体系结构（亦称普林斯顿结构）的三个基本原则。

采用二进制对计算机至关重要，它简化了计算规则，能将算术运算转化为逻辑运算，降低了出错几率，缺点是计算量大，而这正好适合计算机特有的快速和重复运算的特点。1679年，德国数学家莱布尼茨受到《周易》的启发，提出了二进制的概念，成为今后逻辑运算的基础。1701年，莱布尼茨发表了关于二进制的重要论文《试论新数的科学》，为计算机理论及控制论的创立奠定了基础。因为电子元件的各种状态往往只有两种，与二进制的基数非常吻合，采用电子器件进行逻辑运算就顺理成章了。

如果没有电子元件，没有电子技术，基于二进制的计算机还可能实现吗？在今年热播的科幻电视剧《三体》中，作者刘慈欣就提出了非常有新意的“人列计算机”，用人组成各种逻辑门，代替电路来进行运算，并试图用人列计算机进行微积分运算，解决三体世界中恒纪元的计算问题。

《三体》中的冯·诺依曼，用三个人作基础演示，两人作输入，一人作输出，用白旗和黑旗分别表示0和1。如果输入的两人都举黑旗，那么输出的人也举黑旗，否则就举白旗——这就实现了“逻辑与”运算，也就是“与门”。同样，用三个人也能实现“或门”：输入的两人中只要有一个人举黑旗，那么输出的人就举黑旗，否则就举白旗。更复杂的与非门、异或门等也能用人来实现，这样就能组成各种基础的逻辑门了。

由于二进制的运算量非常大，需要大量的“门电路”参与运算，3千万士兵组成1千万个门电路，拼装了36平方公里大小的“主板”：“人列”门部件构成CPU；轻骑兵在门部件间的道路上飞驰，形成总线；有文化的士兵记录下运算结果和中间状态，是为存储器；黑白两色的旗帜排列组合展示计算结果，相当于显示器……

科幻毕竟只是科幻，如果在真实世界中实现“人列计算机”，恐怕还要加上“电源”——活人每工作几个小时就需要进食以维持生命，用于饮食供给的能源通道必须具备。如果衡量一下这个庞大CPU的计算能力，每秒能实现多少次加法运算？在士兵的生命周期内，恐怕都无法完成微积分的解析运算。然而更致命的还是它的可靠性，虽然基础的逻辑运算非常简单，但是在单调的重复运算中，人的出错概率非常大，而且还有运行不同步等问题，任何微小的错误都会造成计算结果毫无意义。人还是更适合高阶进制的数学运算。

在《三体》中，人列计算机也因为计算不正确导致判断错误，三日连珠来临，184号文明覆灭，只留下了冯·诺依曼醒悟过来的最后忠告：用电子元件！