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有没有人怀疑过二进制是限制现代科技的瓶颈?

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-05-28 16:07:36
导读

优质回答:实验物理才是限制现代科技的瓶颈,也可以说实验工具是限制现代科技的瓶颈,而不是二进制。十进制是到十进一位,二进制是到二进一位,类似的还有16进制是到16进一位,八进制是到八进一位。由于各种进制只是进位的不同,所以都是可以换算的,本质上各种进制的计算都是相同的。用十进制计算并不比二进制更科学,只是我们日常生活中方便用哪一种就用哪一种。所以进制问题并不会影响到我们科技的进步。而实验物理则不同。

优质回答:

实验物理才是限制现代科技的瓶颈,也可以说实验工具是限制现代科技的瓶颈,而不是二进制。

十进制是到十进一位,二进制是到二进一位,类似的还有16进制是到16进一位,八进制是到八进一位。

由于各种进制只是进位的不同,所以都是可以换算的,本质上各种进制的计算都是相同的。

用十进制计算并不比二进制更科学,只是我们日常生活中方便用哪一种就用哪一种。

所以进制问题并不会影响到我们科技的进步。

而实验物理则不同。在科技的发展过程中,理论物理和实验物理是相辅相成交替前进的。实验物理通常是理论物理的验证和方向指引。

比如说最著名的理论之一爱因斯坦的“相对论”,就是在被实验验证之后才被大家所广泛接受并传播的。

还有著名的“弱相互作用下的宇称不守恒”,理论刚出来的时候没有人相信是真的,最后也是实验物理验证后才被大家接受。

在我们看各种物理学科普著作当中,经常会读到这种情况,那就是某个理论符合目前理论的推论,但是等待实验验证。

特别是进入量子尺度之后,我们的实验手段实在是有限。目前我们粒子加速器只可以把质子撞出夸克,再想更进一步就无能为力了。

目前我们有很多量子论,分别指向不同的方向,只能等待实验物理去验证,但是这是一条很长的路,短时间很难解决。

就像一道数学题需要一百个步骤才能解开,当我们做到第十步的时候,可以推出好几种推论,再往下走究竟哪个推论是正确的,只能等待实验去验证。

所以目前物理学界才会有那么多种理论及争论,就是我们的实验物理还跟不上理论物理学的脚步。

所以实验物理学才是限制我们科技进步的障碍。

其他网友观点

你提这个问题,恰好说明了你对电子运算的无知!数学上进制有多种,能与电子技术完美结合的只有二进制。二进制是运算最伟大的发明,二进制完美的和电子技术结合形成了人类强大的计算能力,所有数据所有公式所有计算都可以用二进制代码运算,进而用电子技术去实现。二进制是最简单的但是用二进制表达的最复杂的世间规律。

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其实没那么复杂,很多人讨论进制的问题与发生的原因,有点本末倒置了。

人类历史的演进是靠科技成果的铺垫,那个年代最节省,或者说最有效率的就是两种电压的准确区分,一定要准确,这是前提,二进制充当了这个角色,两态的区分是准确率最高,成本最低的方式。况且最初计算机的设计也不是在民用,而是科学计算与军事领域,必须要高效。

所以不是人们在理论上选择了二进制,而是二进制符合当时的实际需求效用比。

现在的年代不能同日而语,曾经在一个文献上读过一篇文章,现在国内有团队尝试四进制使用的突破,而原因是人类对生物基因学的应用突破,答案还是前面所说,进制的选择是建立在人类科技发展的水平前提上,而不是先选好,再发展。

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从理论上说,二进制是基于机械运算的算法。

而我们人类思考的过程,则与之完全不同。人类的思考过程,太神奇,太伟大,现在还完全不为人类所认知。

按照现在的科技发展水平,我们也许能慢慢揭开人类思考过程的秘密。事实上,已经有科学家在进行这方面的研究了。

相信不久的将来,一定会有比二进制更科学、更有效率的算法出现。从哲学的观点出发,这也是必然。

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感谢邀请!

在人类历史上,出现过二进制、三进制、四进制、五进制、六进制、八进制、十进制,12进制、16进制等多种进制。现在常用到的是2进制、8进制、10进制、16进制。

二进制数字

由于目前的数字设备,比如计算机、手机、程控交换机等设备,里面的数字元器件,比如CPU、存储器等,其最基本组成单元是二极管、三极管和场效应管。利用二极管工作于导通和截止两种稳定状态来分别表示”1”和”0” ,利用三极管/场效应管工作于饱和和截止两种稳定状态来分别表示”1”和”0” ,这样就完美地与数学中的二进制契合。其它进制,由于可以跟二进制之间进行相互转换,也可以无障碍地用二极管、三极管的状态来表示。

二极管及其结构

三极管及其结构

至于你提到的二进制是限制现代科技发展的瓶颈,我个人看不出。我觉得用二进制来表达,缺点是冗长,比如要表达十进制中的33,用16进制表示就是21,用八进制表示就是41,用二进制表示为100011。显然,表示十进制中的33,在数字电路中,需要6个二极管/三极管。假如有基本器件可以用来表示三种或者更多状态,则使用的基本器件的数量会大大减少。目前,廉价、稳定而多种状态可以满足一定条件(改变电压或者电流)相互切换的基本器件很难找到。如果找到了,实现同样功能的集成块的体积会大大缩小。

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不但有,而且一直在努力!

二进制为基础的计算机是最原始的人工智能,在硬件层面上浪费资源,导致了硬件已接近工艺和原子结构的天花板。一个智能手机的芯片里都要集成几十亿个晶体管,要实现人类大脑的功能,单是CPU可能要比人脑体积还要大!

在众多的尝试中,生物计算机可能是最接近人脑的一种,随着人类对大脑的结构、工作原理和思维的本质等技术问题的突破,一定会创造出不采用二进制计算型的电脑。

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我觉很多人都怀疑过二进制会成为现代科技的瓶颈,并且研究过多位进制的可能性。但是由于技术能力的限制,二进制是目前计算机工作最好的制式。在现有技术能力下二进制最可靠,抗干扰能力最强。现有技术能力下多位运算难以区分相邻位的状态,出现错误的几率大增,多位进制几乎不可能实现。随着量子计算技术的出现,给人们带来了希望。量子理论有一个叠加原理,根据叠加原理,量子计算的位阶可以不受限制,相当于传统计算机的多位进制。当前还在对量子计算机的实现途径,量子算法,量子器件等等一系列问题进行探索和优化。现在IBM已经将量子计算机推入实用阶段。相信不久的将来量子计算机会大大改变和促进人类的发展。

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二进制不是计算机技术的瓶颈。从一开始人们就知道一次性进行8位计算,这相当于同时做8次二进制计算(也就是256进制)。很快就提高到了16位、32位、64位。目前提高到128位,并没有难度只是没有这个必要而已。那么计算机技术的瓶颈在哪里呢?

先来看这样一个问题:有一位快递小哥要送几十件快递到不同人的家,他希望找出最快或者是最短的路线。最基本的做法就是对这些不同人家进行排列组合,比如,三家的话就有甲乙丙、甲丙乙、乙甲丙…共计六种组合。然后,算出每种组合所需的时间或距离,在从中找到最优的解。听上去很简单吧,可是当有10件快递的时候,就得从360万组解中找到最优解。如果有100件快递那就是一个天文数字了。这时候就得求助于计算机了。可是计算机的计算速度是有限的,有人算出来要解决100件快递的问题,得把全世界的计算机连起来算上400年。您看到了吧,计算机并不是万能的。为了解决这样的问题,基本上有两条思路:一是提高计算机的运算速度;二是找到简单的算法。

速度瓶颈

为了提高计算速度人们无所不用其极:不断地提高CPU的主频、增加内核的数量。但无论怎么做受到了物理结构的限制。主频越高信号的随距离的衰减就越严重,人们只好提高集成电路的密集程度,缩短电信号的传输距离。现在7纳米芯片已经做出来了,人们还在研究5纳米甚至是更密集的芯片。但是密度太大了之后,不仅仅是对光刻技术的挑战,一粒小到看不见的灰尘都比集成元件大得多,落到芯片上就能把整个CPU烧掉了。所以,防尘技术也是制作CPU的瓶颈。另外,再怎么密集用电操控半导体中的电子也是有极限的,做不到单独操控单个电子。所以呢人们另辟蹊径,利用量子的特性,去操控单个量子。一个量子位便相当于两颗CPU,潘建伟团队提出的光量子技术可以操控10个量子位,相当于360万颗CPU。量子计算机可以说是目前为止人们能想到的计算速度最快的方法了。但是,构建出量子态可不是件容易的事,得用到超导技术。目前还没有找到靠谱的常温超导材料,所以,量子计算机都得带着一个能制造超低温环境的超级大冰箱,昂贵还不稳定。找到合适的材料以便在常温环境下操控量子,便是量子计算机技术的瓶颈了。

算法瓶颈

前面说的快递小哥的问题,其实就是人工智能的基本问题。想想看阿法狗要解决的问题不就是选择棋谱的问题吗?快递小哥想从大量的路线组合中找到最短最快的路径,而阿法狗则是要从大量的棋谱中找到最优的下法。由于组合的数量巨大,靠暴力计算显然不解决问题,除非能用上同样暴力的量子计算机。所以,人们只好寻找能减少计算量的方法。在这方面也是无所不用其极了。人们学蚂蚁觅食时留下气味通知同伴的方式,做出了蚂蚁算法。还学人类大脑反复刺激后建立神经元连接的原理,做出了神经元网络(其实,这跟蚂蚁算法大同小异)。还模仿过熵等等等等。几十年了,每年都有几千种新算法被提出来,但真正应用的还是蚂蚁算法、神经网络这些80年代就已经火过的老算法。找到智能化的计算方法,让人工智能象人类那样有悟性而不是刻板的计算,就是一个算法上的瓶颈了。

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不是二进制限制了当今科技的进步,而是和平。大家一天到晚都吃饱饭没事干,整天研究动物怎么吃草的,大象怎么交配的。要是全球大战一开打,保证就会有科技大爆发。这不是说人类必须要等到世界大战才能科技突破,而是外星人在控制着我们。没有办法,只有人类都互相打起来,外星人才会给那些科学家灵感,指引他们去研究,从而达到世界又回归到和平的这一条路上来。世界上根本就不会有什么限制科技进步的障碍,都是科学家自己找的借口。他们没本事研究下去了,差点灵感!宇宙这么多的星球,地球都能出现我们人类这么牛掰的生物,还有什么能限制地球的科技前进?难道人类的未来就至此为止了,不可能吧?所以说,别急,等外星人来帮我们,说不定那一天就科技大爆炸了…




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你不就在怀疑?


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