從手指到AI 人類如何算數

2020-11-03 中國青年報

清華大學科學博物館展示的計算器具。

□ 葉雨婷文並攝

人類是如何計算的？

我們時常能夠看到，小朋友們喜歡掰著手指數數。對於進化程度尚不高的人類祖先，手指為人類計算歷史寫下了裡程碑式的第一頁。

不久前，中國第一家綜合類收藏型科學博物館——清華大學科學博物館攜手合肥子木園博物館，以「運籌」「機巧」「掣電」3個單元，展示了80件東西方歷史上重要的計算器具。

其實，該館目前已經收集到4000多件科學儀器藏品，並對歷史上實物已經失傳、帶有文字記錄的中外著名科學儀器和技術發明進行研究性復原。此次展覽的80件計算器具中，博物館研究製造團隊經過深入研究，複製了古巴比倫數學泥板、戰國竹簡《算表》，復原了李奧納多·達文西的裡程計、宋代的計裡鼓車，用樂高搭建了古希臘安提凱希拉裝置，研製了席卡德計算器、帕斯卡計算器和萊布尼茨計算器的互動模型。

計數是算數的基礎，人的10個手指成為最簡單方便的技術工具，這大概也是十進位計算的根本原因。在古代世界，「手指計數法」被發揮到了極致。現在的人們可能想像不到，歐洲中世紀的手指計數方法，甚至可以用兩隻手來表示多達9999的數字。直至今日，手指計數仍然在口語、手語和手勢交流中廣泛使用。

作為人類早期計算實踐的起點，除手指，我們的祖先還利用繩結、算籌、算數等來代表離散數的單元，以移動和排列這些單元的方式來實行簡單的運算。對於較為複雜的運算和函數，人們會將計算結果排列成表格或採用比例規、計算尺、列線圖等模擬計算裝置，這些早期的計算工具主要依賴手動，沒有分化出明確的輸入和輸出裝置。

在我國，2017年，清華大學出土文獻研究與保護中心發現了人類最早的十進位計算器《算表》，並在同年獲得金氏世界紀錄認證。《算表》呈表格形態，核心部分是由「九」至「一」及其乘積「八十一」至「一」構成的九九乘法表。《算表》還可以通過絲線交叉，運用交換律將兩位數乘法轉換為4個交叉點數字相加，實現快捷運算。

而隨著人類社會不斷發展，這樣的計算器具已經不夠用了。

17世紀，機械計算器的構想首次付諸實踐，19世紀中葉真正實現商用。機械計算器的廣泛使用，符合迅速發展的資本主義市場經濟和大工業生產的內在要求。差分機和分析機是機械計算器發展的頂峰，分析機已經具備了程序控制的思想，也預示著未來電子計算機的發展方向。

但誕生於20世紀中葉的電子計算機則是科技史上的一次偉大綜合。把電力引入計算機器，極大地提升了人類的計算速度。從此，計算不再只算術，而是智能活動，計算機也不再只是計算工具，而成了人工智慧。

如今，到處可見的智慧型手機不再被稱作「計算器具」。這種對計算的遺忘，恰恰證明了計算已經深陷在人類活動的每個角落。世界的數位化也讓一切問題都化為計算問題。

計算器具無處不在，但卻隱而不彰，預示著人類或將進入智能計算的AI時代。

來源：中國青年報客戶端

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