什么是计算?

关于计算的一些思考。 Modified: 2023-07-04 20:24:23 Created: 2023-03-07 15:43:44 Tags: #thoughts #computation

    什么是计算?这个问题非常值得思考。

    人类为了更好的认识和改变这个世界,结合自然创造了一堆规则。这些规则,被大家广为接受,比如计数系统。

    我们可以很容易理解一个苹果、两个橘子这样的概念;也能够切实体会一次是什么意思,两次是什么意思。因为在我们的脑子里,从小就被注入了这些规则。但如果要你给一次两次这样的概念下一个定义,或者说有一天来了个外星人,你怎么他介绍一次这个概念?

    • 这看起来很容易的事情,实际上并么有那么理所当然。
    • 或者说我们会觉得就是这个样子呀,这个是常识,因为太熟悉,但是就是不知道要如何科学地去介绍这个东西。

    计数系统有什么用呢?可以计数。假定我们已经建立了一些基本概念。抛开刚才这个看起来十分无聊的问题,可以看到一些显而易见的描述:

    通过计数系统,我们知道了两个苹果可以让两个人吃。那么说如果再来一个人,平均一个人就没法吃到一个完整的苹果了。

    在这套计数系统中,是可以进行运算的。比如说加法,两个苹果加一个苹果,就是三个苹果。比如除法,两个苹果三个人分,就不能均分到一个。通过运算,则可以得到新的东西。当然,运算的规则也是人类建立并且达成共识的。当然,这时运算的意思是,从一些信息得到另外一些信息。

    总之来说,借助这个计数系统,以及运算过程,我们能够获得更多的信息。

    这样的运算过程一般发生在人的脑子里面的;如果太复杂,则需要一些帮助,如一些符号(阿拉伯数字和+-×÷)和一些计算规则(如竖写加法),这两者可以称为模型,和一些记录工具(笔纸)。总之,通过运算,可以得到新的东西。当然,运算的规则是确定的。

    这么一套通用的系统,可以获得一些稳定的结果。但这一套计算的过程,适用性可能有限。虽然我们可以通过加法乘法等计算,知道一个苹果和一个苹果可以组成两个苹果。但是我们更想要知道复杂的信息,但是对于明天是否下雨这种事情,直接并不能立刻马上计算出来。但是呢,人类会做得事情,就是把一个复杂的东西拆解为一步步简单的事情。

    当然,为了解决这种复杂的问题,我们可以构建更加复杂的模型,来解决这些问题。但是这些问题太复杂了,计算起来肯定是非常复杂。

    这个时候,人类的脑瓜子,计算纸,也无能为力了。所以需要一些机器来帮我们运算。就像人类不愿意走路,就去制造交通工具。我们不愿意计算、或者说计算不过来,就弄一个机器来帮我们计算。

    那么要计算起来要怎么弄呢?首先来说,需要一些基础的操作,能够用一些装置来实现。

    所以计算机的本质,就是用一些物理装置来实现一个计算的过程。

    在进行计算之前,还需要解决的问题就是把具体的问题转换为可以通过这些规则计算的东西。就是说将明天天气怎么样这样的问题,转换为一堆加法和乘法,然后进行计算,得到一些数字结果。然后将这些数字结果转换为天气怎么样的具体信息。

    本质上是没有一套很好的模型来描述天气,所以才把天气转换为数字模型。然后数字就可以通过目前的计算规则进行计算了。

    为什么说计算很重要。现在的电子计算机能够做的就是计算 1+1=2 这种事情。但是为啥这么简单的计算越来越能完成人类面临的一系列的问题。

    1. 是不是所有问题,都可以转换为 1+1=2 这种事情来计算?
    2. 如果不是,有什么更好的方式吗?

    说一个简单的例子,就是类脑计算。就是说,我也不去关心实际上计算过程,或者说得到结果的过程。我只关系结果。比如说,我要从 a 地到 b 地,我也不知道咋弄,我就找一下自然界中最聪明的动物,蚂蚁来帮我规划这个事情。一种最直观的方式就是