計算機專(zhuān)業(yè)工程師職稱(chēng)論文：計算機科技發(fā)展綜述及展望
摘要：計算機技術(shù)已經(jīng)深刻地影響著(zhù)人類(lèi)的各個(gè)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(fā)展歷史，并著(zhù)重論述了計算機發(fā)展歷程中重要的科技節點(diǎn)及其對人類(lèi)的影響，最后對計算機科技技術(shù)的未來(lái)做出了展望。
關(guān)鍵詞：計算機;科技;發(fā)展;展望
計算機于上世紀世紀70年代末期開(kāi)始普及以來(lái)，短短的幾十年時(shí)間，其對人類(lèi)經(jīng)濟、軍事、文化、藝術(shù)、生活乃至政治便已產(chǎn)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(fā)展歷程及未來(lái)發(fā)展做一全面的了解。本文由于篇幅所限，只能抓住計算機發(fā)展的關(guān)鍵節點(diǎn)加以綜述。
在一開(kāi)始，人們預測計算機可能會(huì )具有人類(lèi)的某些智能，事實(shí)上，這一課題早已不再是科學(xué)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(shí)的歷史：美國麻省理工學(xué)院社會(huì )學(xué)教授特克爾是計算機心理學(xué)方面的專(zhuān)家，曾經(jīng)撰寫(xiě)過(guò)兩本關(guān)于計算機心理學(xué)的具有開(kāi)創(chuàng )性的著(zhù)作，一本是《第二自我：計算機和人類(lèi)精神》，另一本是《計算機屏幕上的生活：因特網(wǎng)時(shí)代的特征》。特克爾從20世紀70年代末開(kāi)始研究人和計算機的關(guān)系。她說(shuō)：“計算機的特征在物體和非物體之間。”很明顯，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(fā)現自己和計算機之間存在著(zhù)互動(dòng)的關(guān)系，甚至感到計算機似乎活著(zhù)。
特克爾教授對兒童、計算機以及電子玩具三者之間的關(guān)系特別感興趣。她發(fā)現，十來(lái)歲的少年主要用計算機來(lái)探索認知的問(wèn)題，而八歲到十二歲之間即青春期以前的兒童，主要試圖熟練掌握機器和電子玩具。特克爾發(fā)現計算機玩具對五歲到八歲之間的兒童起到激發(fā)純理性推測思維的能力。她說(shuō)，這些計算機玩具促使我們考慮 “什么是生活”這一類(lèi)的問(wèn)題。
討論計算機到底和人類(lèi)有哪些區別，這無(wú)疑是一個(gè)最重要的問(wèn)題�；蛟S將來(lái)可能會(huì )出現和人類(lèi)一樣聰明的計算機，但是人類(lèi)仍然要做飯，要建立家庭，要開(kāi)餐館，人類(lèi)可能是地球上唯一會(huì )去教堂的生物。換句話(huà)說(shuō)，計算機為人類(lèi)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(diǎn)研究的課題。視窗系統允許使用者同時(shí)執行幾個(gè)互相沒(méi)有任何關(guān)系的工作任務(wù)，并隨意在這幾個(gè)任務(wù)之間相互切換。這顯然是一場(chǎng)革新，因為微軟視窗允許使用者在計算機上同時(shí)發(fā)出好幾個(gè)指令，并且在這些指令之間不斷循環(huán)往復，這已經(jīng)具備人類(lèi)心理活動(dòng)的某些特點(diǎn)。
在20世紀80年代，人類(lèi)可能可以通過(guò)和自己心理的比較來(lái)試圖理解計算機;而今天，特克爾說(shuō)，人類(lèi)試圖通過(guò)計算機的運行模式來(lái)更好地理解人類(lèi)的心靈。特克爾認為，現在計算機心理學(xué)研究的最熱門(mén)話(huà)題是假設計算機到最后會(huì )真正動(dòng)感情——你的計算機會(huì )對你產(chǎn)生愛(ài)情，它需要你的關(guān)懷、需要感情的滋潤——這可能是未來(lái)研究人和機器間互動(dòng)關(guān)系領(lǐng)域里最新的潮流。
目前人類(lèi)在計算機控制的智能玩具領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些突破。一些玩具可以說(shuō)幾百句話(huà)，而且具有學(xué)習功能，甚至會(huì )罵人。日本索尼公司制造的電子寵物狗IBO，是這類(lèi)電子寵物玩具的代表性產(chǎn)品。除了玩具以外，在智能計算機方面，計算機能夠聽(tīng)懂主人說(shuō)話(huà)已經(jīng)不算稀奇。目前美國麻省理工學(xué)院的媒體研究室已經(jīng)研制出一種具有人工智能的計算機，可以對使用者發(fā)出的非語(yǔ)言性信號做出反應，并且據此進(jìn)行某種程度的調整。
特克爾認為，未來(lái)的計算機發(fā)展趨勢是生物化計算機，計算機越來(lái)越具有知性和感性。從社會(huì )學(xué)的角度上說(shuō)，這將是一大飛躍，值得學(xué)者專(zhuān)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(guò)人腦，相當于人腦運算能力的一百多萬(wàn)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(lèi)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(lái)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(xiàn)性、并行的復雜能力。也可以這樣說(shuō)：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(wèn)題比計算機更合理、更準確、更科學(xué)，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(lèi)特有功能的計算機，日本ATR人類(lèi)信息通信研究所目前正在開(kāi)發(fā)整體模仿人腦的計算機。由于迄今為止并沒(méi)有完全弄清楚人腦的機制，因此在“腦型計算機”領(lǐng)域進(jìn)行的研究不止一種。
人腦的神經(jīng)線(xiàn)路并不是起初就非常完善的，而是在成長(cháng)的過(guò)程中通過(guò)神經(jīng)細胞相結合，從而形成了神經(jīng)線(xiàn)路。把這一過(guò)程作為硬件建設而加以實(shí)現的是“以硬件進(jìn)化為基礎的自我增殖型人工計算機”。這種被稱(chēng)作CAM智囊的系統，將包含數十億到數百億的神經(jīng)細胞，并以這些神經(jīng)細胞完全能夠并行運作為目標。
有些科學(xué)家專(zhuān)門(mén)著(zhù)眼于用計算機來(lái)實(shí)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(xué)進(jìn)行了具有層疊型結構的人工視網(wǎng)膜芯片的開(kāi)發(fā)，并有望制造出具有近似于人的視覺(jué)信息處理功能的系統。日本物理化學(xué)研究所最近開(kāi)始通過(guò)開(kāi)發(fā)高級小型機器人來(lái)探索腦型計算機的研制。該研究所根據人腦的處理線(xiàn)路讓不同的小型機器人模擬人腦，用以對大腦認知、學(xué)習和控制等問(wèn)題進(jìn)行研究。
目前人們主要通過(guò)三種途徑開(kāi)發(fā)像人腦一樣有自律性和創(chuàng )造性、能進(jìn)行高度智能作業(yè)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(jīng)細胞為基礎的腦型計算機，這也被稱(chēng)為神經(jīng)計算機;第三種途徑是開(kāi)發(fā)能像神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )一樣工作的電子線(xiàn)路來(lái)自動(dòng)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(zhuān)家們認為，要想了解極其復雜的人腦的作用，就必須進(jìn)行跨學(xué)科的多方面研究，進(jìn)行綜合、整理以獲得全面信息。例如，通過(guò)了解大腦工作時(shí)的生理學(xué)功能，可以在神經(jīng)細胞研究階段得到精細的研究成果，但要在宏觀(guān)上捕捉人腦活動(dòng)則存在一定困難。另外，人腦同整個(gè)身體的關(guān)系等重大的課題也非常重要，如果不能發(fā)揮綜合能力，就難以弄清楚大腦的工作原理。
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長(cháng)期以來(lái)，科學(xué)家正加緊對光學(xué)計算機、神經(jīng)元計算機和量子計算機的研究，希望能制造出跟人類(lèi)一樣具有獨立思維能力和喜怒哀樂(lè )的計算機。很多科學(xué)家絞盡腦汁，希望能拉近計算機與人的距離。但有一些悲觀(guān)的科學(xué)家認為，雖然人腦就是一臺超級計算機，但過(guò)于復雜，用人工方法是無(wú)法模擬的。
為什么開(kāi)發(fā)腦型計算機竟如此困難?正如許多科學(xué)家所說(shuō)：“對人類(lèi)來(lái)說(shuō)，最困難、最復雜的課題，就是了解自己。
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