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登高望远抒情怀 精选

已有 1541 次阅读 2019-2-23 10:39 |个人分类:信笔涂鸦|系统分类:科研笔记| 计算机, 二进制, 信息技术, 量子通讯

结绳拨珠挥笔研,

电脑推算启新篇。

进位制多优点异,

零一数少操控简。

提花上下织经纬,

打孔虚实传密笺。

法古中西集智慧,

创新科技常溯源。

写这首短诗,旨在概述信息技术的发展历程,试图诠释当今的科技创新与中外古代科技成果传承之间的关系。

人类自诞生之日起,就离不开计数。最初用两个手掌掰着手指头数数,之后是摆石块计数,并能做简单加减运算。公元前约1500年,南美洲秘鲁印加族人每收进一捆庄稼,就在绳子上打一个结,用绳结的多少来记录收成的多寡。结绳计数由此应用众多。相传,古波斯王派军队远征斯基福人,命卫队必须坚守耶兹德河桥60天。但是,如何才能保证命令执行的准确天数呢?聪明的波斯王在皮条上打了60个结,嘱咐守军每天解开一个,待所有的结全部解完,任务就算完成。

随着社会不断发展,与人们打交道的数字越来越复杂,进位制由此应运而生。据考证,古美洲玛雅人已发明20进位制,古巴比伦人也知道进位制,但用的是60进位。中国古人发明的十进位制算筹记数法,使得计数和运算更加便捷;北宋期间发明算盘后,运算就变得更加灵便、准确了。有了各类书写笔的发明,人们得以十分方便地在纸上进行运算、推演。电子计算机尤其是超级电子计算机的出现,使得自动、高速运算、处理海量数据成为家常便饭,人们还可通过数值模拟来解释以前无法实验的自然现象,预测未来事物发展变化。

众所周知,电子计算机采用的是二进制编码,它利用高、低电平(分别用“1”和“0”表示)两种状态,将模拟电路转换成数字电路;通过控制逻辑电路开关的接通和断开(也分别用“1”和“0”表示),来完成复杂的运算加工和数据处理。中国科技史专家认为,这种信息编码方式很早就有了,最早呈现在我国汉代的花楼式束综提花机里。这种织机的关键技术集中反映在花本技术上。花本就是指按照事先设计好的图案,使成千上万根经线有规律地交互上下提综,几十种纬线有次序地横穿排列,做成的一整套花纹记忆装置。它相当于一套已经编好的程序,古人通过经线的高、低两种状态将复杂的图案信息储存在花本当中。织机上方的挽花工按照花本程序提起部分经线,下方的织工投梭编织相应的纬线,经纬线交错就在织物上组合成了完整的预设图案。

以花本存储提花信息、控制线综,开创了用编排好的程序控制经纬丝线运动的先河。花楼式束综提花机经两晋南北朝隋唐时期的改进,到了宋代得以完善,并经丝绸之路传入西方。1725年,法国工程师布乔受中国提花机启发,用穿孔纸带取代花本,控制提花编织机的织针运动。1801 年,法国工程师贾卡将穿孔纸带换成穿孔卡,采用打孔的硬纸板来控制织布图案的提花,即通过孔板上有孔洞和无孔洞两种状态来控制织机经线的高低——有孔对应经线提升,无孔则对应经线下沉,从而实现了纺织图案信息的机械化解码。1888年,美籍德国人霍利瑞斯借鉴穿孔卡输入数据的方法,发明了自动数据处理机,被认为是现代计算机数据处理技术的肇始。现代电子计算机据此通过采用二进制实现了编码、解码的电子化。可以说,二进制思想的雏形起源于中国古人发明的提花机,提花机由此被誉为现代信息技术的原点。

2017年9月17日是第14个全国科普日,中国科技馆专门设计了“登高望远”科普展览项目。该展项由中国古代花楼提花机、贾卡提花机、现代电子计算机和“墨子”号量子通信卫星4个标志性展品组成,阐释了信息技术的发展变迁。其中,作为信息技术发展的最前沿成果,世界上第一颗量子通信卫星——中国的“墨子”号科学实验卫星于2016年8月16日发射升空,它利用量子纠缠特性大大地提高了二进制编码的效率和安全性。时任中共中央政治局常委刘云山等党和国家领导人参观了整个展览,并与花楼机织工现场合作编织,共同完成了编织的最后一道工序,织出了汉代登高仿制锦。锦上织有“登高望远”4个字,彰显了中国古人的博大胸怀和聪明才智,重新描绘了“一带一路”新的愿景。

陪同参观,不胜感慨,赋诗一首,以表情怀:

量子通信显神奇,

天罗织就无踪迹。

提花蕴含二进制,

贾卡催生计算机。

科技交流促发展,

创新驱动托两翼。

登高望远抒情怀,

 一带一路奠伟绩。


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