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計(jì)算機(jī)的本質(zhì)究竟是什么

jf_78858299 ? 來源:CSDN ? 作者:張飛洪 ? 2023-02-15 14:20 ? 次閱讀

抽象模型

莊子說過吾生有崖,知無涯。以有限的生命去學(xué)習(xí)無盡的知識(shí)是很愚蠢的。所以,學(xué)習(xí)的終極目標(biāo)一定不是知識(shí)本身,因?yàn)橹R(shí)是表象的、不穩(wěn)定、會(huì)過時(shí)。那么我們應(yīng)該學(xué)什么,什么東西才是永恒的?也許我們會(huì)有很多見解,比如學(xué)習(xí)哲學(xué),或者叫哲科;或者學(xué)習(xí)方法論;或者學(xué)習(xí)抽象模型等等…

這些抽象模型的完美體現(xiàn)就是我們經(jīng)常看到的數(shù)學(xué)公式,公式好比萬能工具,通過它我們可以知道宇宙和自然是如何規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)的。

現(xiàn)實(shí)中,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)各個(gè)學(xué)科都有自己的抽象模型,這些模型好比天上的繁星,有相似的,更多的是各不相同。所以,認(rèn)知結(jié)構(gòu)的拓展其實(shí)就是對(duì)模型邊界的拓展,我們擁有的模型越多,我們的認(rèn)知越豐富。

對(duì)于計(jì)算機(jī)來說,什么是那個(gè)不變的宗呢?

計(jì)算機(jī)模型

從物理角度看,晶體管電容只有兩種狀態(tài):開和關(guān);從光傳輸?shù)囊?guī)律看,電壓只有高低兩種電壓。這對(duì)應(yīng)了數(shù)字世界的0和1(量子計(jì)算除外)。這里多加一個(gè)或者多個(gè)電容,多加一條或者多個(gè)線,就有了2的4/8/16/64種狀態(tài)。而且隨著納米技術(shù)的發(fā)展,多核CPU的增加,5G高帶寬的出現(xiàn),從物理層面可以表示和傳輸?shù)臓顟B(tài)會(huì)越來越多。

不管虛擬世界多么紛繁復(fù)雜,追溯原點(diǎn),從物理角度,我們可以從電容開始;從數(shù)學(xué)層面我們從二進(jìn)制開始;從哲學(xué)層面,我們從陰陽開始。

計(jì)算機(jī)通電的過程很像宇宙大爆炸,接下來就是比特之旅。比特在旅途過程,從磁盤->總線->內(nèi)存->CPU,不停的移動(dòng)。一個(gè)比特經(jīng)過一個(gè)函數(shù)工廠,可能會(huì)產(chǎn)生80個(gè)比特,再繞地球一圈,可能又會(huì)增加了n次方的比特。

所以,這是一個(gè)由哲學(xué)構(gòu)建的穩(wěn)定的底層邏輯的世界;這是一個(gè)由數(shù)學(xué)構(gòu)建的有無窮狀態(tài)表示法的比特世界;這是一個(gè)以波粒為基礎(chǔ)的極致高效的世界。

馮-諾伊曼體系

比如,從組成計(jì)算機(jī)的金字塔來看,該體系到現(xiàn)在也是穩(wěn)定的,不管是PC還是移動(dòng)還是正在發(fā)生的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。計(jì)算機(jī)的核心部件還是這么幾樣?xùn)|西:運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器,輸入輸出設(shè)備。不同的是在性能,功耗等變得更加強(qiáng)大。

圖片

編譯原理

如果你要了解各種計(jì)算機(jī)語言的底層原理,那么對(duì)語法分析,詞法分析,語義分析,正則表達(dá)式,有限狀態(tài)機(jī)的知識(shí)點(diǎn)是繞不開的話題,所以說編譯原理其實(shí)也沒有怎么變化過。

所以,不管是火熱的的go,rust,還是老牌的java、c/c++、python,或者是js、c#等語言,我們其實(shí)不應(yīng)該去糾結(jié)千差萬別的語法,而是底層的編譯方法。

不管是以后的語言如何變化,是屬于腳本語言還是編譯語言,無論他們的語法如何奇怪,你應(yīng)該知道他們都要構(gòu)造語法樹,都要做詞法分析,語義解析,都要把語法樹翻譯成二進(jìn)制語言。

分布式原理

分布式的存儲(chǔ)系統(tǒng)他們實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)復(fù)制的方法是完全一樣的,該原理能查到的最早的出處是 1978 年 Lamport 的一篇論文《The Implementation of Reliable Distributed Multiprocess Systems》。

1978年啊,同志們,那時(shí)候我們都還沒出生呢!這么老的技術(shù)到今天仍然在被廣泛地應(yīng)用!無論應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的多快,實(shí)際上解決問題的方法,或者說是理論基礎(chǔ),一直是沒什么變化的。所以,你在不斷學(xué)習(xí)新的應(yīng)用技術(shù)的同時(shí),還需要多思考、總結(jié)和沉淀,這樣會(huì)讓你學(xué)習(xí)新技術(shù)的時(shí)候更快更輕松。

不管在mysql,sqlserver關(guān)系型數(shù)據(jù)庫里面,還是在redis,mongo等非關(guān)系型存儲(chǔ)引擎里,他們都在用數(shù)據(jù)復(fù)制的狀態(tài)機(jī)原理。

再比如,許多搜索引擎(比如ES)和消息隊(duì)列(比如Kafka,RabbitMQ)也在互相抄作業(yè),而且以后的作業(yè)會(huì)隨著所謂的“新技術(shù)”這個(gè)偽概念的不斷出現(xiàn),會(huì)越抄越頻繁。

不可知論

愛因斯坦說宇宙就是一個(gè)懷表,里面是什么,我一無所知。不可知論的意思不應(yīng)該是我們真的一無所知,而是假設(shè)Default我們一無所知,然后再重新梳理自己思想的真?zhèn)?。它是一種對(duì)基點(diǎn)真?zhèn)蔚淖穯?。因?yàn)槭澜缡莿?dòng)態(tài)的,五官是不可靠的,固有的知識(shí)是有漏洞的,但是我們又喜歡用經(jīng)驗(yàn)來衡量和決策。所以,如果能徹底懷疑過往的一切,假設(shè)我們的思想都是錯(cuò)的,那么對(duì)真理的追求會(huì)更近一步。

我們可以舉個(gè)例子,隨著業(yè)務(wù)膨脹和并發(fā)的增加,我們通過修修補(bǔ)補(bǔ)的方式以及無法抵抗日益腐爛的代碼,那么唯有重新審視底層架構(gòu),甚至推倒重來才能暫時(shí)解決當(dāng)前的業(yè)務(wù)需要。至于未來系統(tǒng)會(huì)如何演化,不可知。

不可知應(yīng)該是站在不可知的角度去追求可知,是一種虔誠(chéng)的學(xué)習(xí)態(tài)度。

普遍懷疑

這里的普遍懷疑不是為了懷疑而故作高深,因?yàn)橛钪媸菧喨灰惑w的,是混沌的,分科命名不是永恒的名(名可名非常名)。所以,當(dāng)分科作為一個(gè)角度,必然是橫看成嶺側(cè)成峰,你怎么可能是永恒的呢?

普遍懷疑把本我和思想進(jìn)行脫鉤,對(duì)被思想占領(lǐng)的肉體和思想本身進(jìn)行分別求真。

笛卡爾說肉體是無法被證明存在(bing),我們?cè)趺茨艽_定自己不是活在虛擬世界里呢,也就是說我們?cè)趺茨苤赖降鬃约菏菈?mèng)里的蝴蝶變的還是我們變成夢(mèng)里的蝴蝶呢?但是,這個(gè)夢(mèng)卻是真實(shí)的,只有思想者是真實(shí)的,最后他提出了那句我思我在(i think,therefore i am)的名言。

普遍懷疑其實(shí)就是給自己的思想洗澡,把思想的蘋果全部倒出來,包括爛蘋果和好蘋果,然后重新梳理和歸類。愛因斯坦把牛頓的蘋果倒出來,發(fā)現(xiàn)萬有引力定律并不適應(yīng)微觀世界,最后提出相對(duì)論。可見普遍懷疑是破解集體信念和創(chuàng)新的重要工具。

思想≠我

當(dāng)我們被批判的時(shí)候,我們會(huì)本能的情緒化,因?yàn)槲覀儼炎约汉退枷胍暈橐惑w,對(duì)我們觀念的不認(rèn)可就是對(duì)于自己的不認(rèn)可,所以我不爽了!

試想,我就是思想嗎?李善長(zhǎng)老師說:“不是我擁有思想,而是思想占有了我?!保业睦斫馐俏覀兊乃枷氩贿^是先人智慧的影子,我們長(zhǎng)期使用后和身體融化一體罷了。

所以問題來了,我們到底要為自己辯護(hù),還是為自己的思想辯護(hù)?如果是為自己的思想辯護(hù),為什么要情緒化呢?如果自己的認(rèn)知本身是有問題的,不應(yīng)該“聞過則喜”嗎?

當(dāng)我們因?yàn)閯e人的不認(rèn)可而情緒化,其實(shí)很多時(shí)候就是把思想和我等同起來,這對(duì)于學(xué)習(xí)和進(jìn)步是一種巨大的禁錮,因?yàn)樗枷氩坏扔谖覀兊娜怏w。

獨(dú)立思考

談到獨(dú)立思考,我們先從智人演化過程的從眾心態(tài)講起。在遠(yuǎn)古社會(huì),從眾的目的是為了安全感,剛開始可能是為了抵御猛獸,后面是為了族群的認(rèn)同。從眾的負(fù)面效應(yīng)是一種非理性的無知,集體無意識(shí)的盲從。因?yàn)樽非蟀踩妥迦旱恼J(rèn)可,會(huì)違背自我的思想扭曲,從而失去了獨(dú)立判斷的能力。

雖然這種后果是很可怕的,但直到現(xiàn)在,這種抱團(tuán)盲從的現(xiàn)象還會(huì)隨處可見,因?yàn)閷?duì)于安全感的需求在組織當(dāng)中還是存在的。如果不能深刻得認(rèn)識(shí)這種現(xiàn)象,那么自己的思考也是危險(xiǎn)。

獨(dú)立思考是痛苦的。很多人寧可死也不愿意思考;王興說:很多人為了不去思考,可以做任何事情。

個(gè)人認(rèn)為,這里的思考是指體系化、模型化、抽象化、理性化的邏輯思考,并不是指我們?nèi)粘5母行运季S或者形象思維。

代表計(jì)算機(jī)世界的思維方式,更切確的說應(yīng)該是數(shù)學(xué)思維,是對(duì)萬事萬物進(jìn)行數(shù)字建模后的一種面向產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的計(jì)算,所以數(shù)感、數(shù)學(xué)思維是計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的內(nèi)功,雖然當(dāng)下并不明顯。

總結(jié)

所以,從學(xué)習(xí)目標(biāo)來看,我們應(yīng)該要學(xué)習(xí)的不是知識(shí)本身,而是抽象的知識(shí)模型,好比那把萬能鑰匙,模型可以打開各自知識(shí)的鎖頭;從學(xué)習(xí)的方法來看,我們可以使用普遍懷疑、不可知論,思想和本我的脫鉤、去除盲從慣性來思考,對(duì)思想本身進(jìn)沖洗,對(duì)邏輯思維本身進(jìn)行審視和質(zhì)疑。借用巴菲特的那句話:“如果哪一年我沒有破壞一個(gè)我以前特別相信的觀念,這一年我算白過了”。

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