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人类文明史：什么撬动了世界的沙盘 29.数字时代
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我们这代人正在经历的只是数字时代的开端，所以恐怕难以看清这个时代对于整个人类历史的意义。我们常常只顾得上低头学习最新的手机软件，接受各种新鲜事物如流星雨般的冲击，还要招架层出不穷的惊人变革对旧秩序的挑战。但是如果几百年后回头看今天，又会如何呢？当细枝末节都淡去，焦点不再集中于技术本身，而是通盘思考这一时期的技术发展对人类历史的影响，历史学家又会做出什么评述呢？
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我猜想，他们一定会说这一切都肇始于一项意义重大的发明——历史上的历次转折莫不如此。这一次改变了历史的发明是一种开关，它是一个决定电流导通还是阻断的小小电子元件，叫作“晶体管”［晶体管的英文“transistor”由transmit（传导）和resist（阻碍）两词各取一半组合而成］。
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晶体管的出现很快引出了另一项发明——第一块集成电路板于1959年申请了专利。集成电路将很多电路集成在一个硅质芯片上，其上每个节点都由一个晶体管充当。在电路网中，依据晶体管的“开”“关”状态不同，流动的电脉冲能形成特定的信号样式。人可以通过调整晶体管的开关决定电流的样式，还可以把一系列指令编在程序中控制电路。
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晶体管的一个重要特性是二元性，它的状态非开即关，没有中间过渡。这两种状态刚好对应只有0和1两个数字的二进制计数系统。数学家们非常清楚，二进制可以和古印度流传下来的十进制计数系统同样强大、准确，只是稍显笨重一些。在二进制中，26×27＝702这个算式要写作11 010×11 011＝1 010 111 110。十进制下的所有运算都可以在二进制中进行，只是数字会变得更长而已。
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但是有了集成电路，数字更长或时间更长都不再是问题，人们可以把指令编写成程序再实现电流的样式。而电流能以光速传播，这是物理宇宙中能达到的最快速度。虽然在导体介质中（例如硅质芯片）电流传播速度有所减慢，但每秒上万公里仍然不在话下。
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复杂性也不是什么问题，因为电流通过十亿个开关跟通过十个开关并没有差别。仅有的限制因素是导体介质的效率、电流产生的热效应以及如何用人类粗笨的手指做出超薄的电路芯片，而这样的挑战恰恰是进步叙事下愿意搞发明创造的人们乐此不疲的。
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因此，芯片一经问世就有很多工程师对其不断加以改进。具体来说，改进芯片就是想办法在更小的芯片上布置更多更省电的电路，让电流通过时效率更高而损耗更少。有点反常识的是，随着芯片尺寸变小、集成度变高、性能变好，其价格反而越来越便宜。1965年，电子工程师戈登·摩尔（Gordon Moore）预测说，每过两年芯片的密度和集成度就会翻一番，也就是说发展的速度会指数级加快。后来的进展完全印证了摩尔的预测。
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同样地，最早的电子计算机体量很大，能占满一间屋子，美国航空航天局（NASA）就是依靠这样的计算机将航天器送上了月球。不久，计算机就走上了小型化、精密化的发展道路，到70年代中期迎来了一个转捩点。在美国加利福尼亚州帕洛阿托的一个车库里，两个从大学退学的青年史蒂夫·乔布斯（Steve Jobs）和斯蒂夫·沃兹尼亚克（Stephen Wozniak）造出了一台小到可以放在桌面上的计算机。它虽然小，性能却比当年NASA用于发射航天器的巨型计算机还要好。两个人把这项发明叫作个人电脑（PC），并且把它的价格控制在相对低廉的水平，这样中产阶级家庭也能买得起。
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价格便宜自然不错，但大部分中产家庭还是无意出钱购买电脑，因为掌握机器语言太困难了，大部分人没心思去学。随后，出现了BASIC等编程语言，能将简明英语（或法语或别的什么语言）写成的指令转换成机器能理解的语言。跟此前电话普及时的情形类似，计算机即将跨过一个重要门槛，在此之前它仅仅是一个发明，之后则成了一种商品。
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蒸汽机发明后，人们纷纷探索它的各种用途，于是产生了一系列改变世界的发明。电报发明后，人们便去思考电的其他用武之地，紧接着也发明了很多改变世界的器材。计算机发明后，人们在琢磨的是，还有什么能被数字化？
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后面的故事就不难猜到了。
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电力因为用途广泛已经深入百姓日常生活之中，带动了电灯、电话、洗衣机、汽车、电暖气、电扇等等。电脑也以相似的方式进入了人们的社会生活，充当了计算器、游戏机、编辑器、记账本、文件管理器、财税核算器等等。此外电脑还嵌入了很多已经在应用的物品中，使汽车有了大脑，导弹学会了对移动目标精确制导，自动取款机让恐惧社交的人不用尴尬地面对柜员就能轻松取钱……所以，都有什么可以被数字化？答案是几乎一切都可以。
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化繁为简一直是人类的重要追求之一。古有泰勒斯探索万物的本原，琐罗亚斯德将整个宇宙归于两极，而今天发生的数字化也是同样的要义，欲以简单的两个数字表征世间一切存在。这或许是人类文明史上将化繁为简做得最彻底的一次。
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20世纪80年代后期，计算机之间也可以交流对话了。当然这是一种拟人的说法，计算机不能主动做任何事，是人研究出了把相距遥远的多台计算机连接起来的方法。连接计算机所需要的实体介质早已具备，因为过去一百多年来，电话公司铺设的通信线路同样可以用来连接电脑。有了多台联网计算机，人们就能以电子媒介交换信息并掌控别人机器上的信息。
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计算机的互联网采取了同电话一样的商业普及模式，用户入网变成了一种商品，同在一个网络的用户都能互相联通。同样与电话联网模式类似，一旦形成了若干网络，不同网络之间也能联通。这样，任何两个有电子邮箱的用户都能靠网络实现联系，而不用操心自己是哪个网络的用户。这又好像是在电话即将普及开来的那个时刻，用户突然发现只要自己有一部电话对方也有一部电话，就能随时取得联系。
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通信网络的联通跨越了所有国家和企业的界限，也打破了所有社会范畴的局限。互联网成了全世界交流和分享信息的网络，任何人只要有一个电话插孔和一个电源插座就能连线上网。不久之后，连这两项也不再必要。人们开始琢磨，如果无线电收发报不需要有线连接，电脑是不是也能做到？
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与此同时，正如摩尔此前所预测的，台式电脑发展成了更小巧的笔记本电脑。笔记本电脑功能强大又便于携带，人们就像在公文包里带上了另一个大脑。无线技术还应用到了电话通信领域，不久后，手提电话异军突起，好像小青年嘲笑老古董一样让座机黯然失色。在势不可当的“摩尔定律”作用下，手机的尺寸越来越小，功能越发强大，最后甚至赶超了电脑。于是手机和电脑合二为一，产生了智能手机。这个强强联合的产物虽然外观与传统手机差异不大，但已经变成了人们随身携带的与全世界社交的窗口，方寸之间能进入所有人的世界。
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智能手机的出现颠覆了传统的地理位置概念。现在，天各一方的两个人可以无障碍地沟通而全然不知对方身处何地，其实他们也无须知道，因为具体位置不再有太大的意义。这与机器刚出现时颠覆了时间的概念有点异曲同工。两个依靠电脑、手机等无线设备交流的人其实不是在现实世界中对话，而是在一个纯社会意义的世界中对话，这个世界的一切风景都由人类的想象和交流构成。从我们会使用语言而成为真正的人类那一刻起，我们一直在构建一个主观的抽象宇宙，而这里我们看到的正是以一个现代机器为媒介的抽象宇宙。
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抽象世界模式存在的前提是人人都承认它的存在；它能给人以真实感，是因为人们像在现实世界中一样在其中交流。但既然位置的概念已经脱离了物理空间，人类的社交关系网也就从现实世界中完全分离出来了。人们可以越来越少地同其他人在现实世界中打交道，却不影响充分参与社会生活，可以通过电子邮件和社交媒体交朋友，待在家里独自用手机欣赏电影，通过网上办公赚钱，在自己办公室里报税或者炒股。即使足不出户，也有机会成为富翁或者沦落到破产。
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人们在想象的抽象世界中与其他人打交道，但在现实世界中却不过是面对着某一台或几台设备（唉，我们干吗要没完没了地讲现实世界呢？）。这样交往起来要容易很多，因为我们不再需要像工业革命时代那样让自己适应机器，而是可以反过来让数字设备适应我们。人们给这些设备取了名字，做成可穿戴的配件，还给它们配以人的声音，发一个口令给它们，就能立刻得到回复。
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然而，不只是人在不断将机器设备拟人化，设备也在把人变得数字化。它们通过算法和流程图与我们交流，让人不断做“是”或“否”的选择，把我们赶进越来越窄的峡谷，最终归结到一个问题和其确定的答案。将很多可能性化归唯一，这里我们又看到了“化繁为简”。比如，线上购物时，数字设备会分析我们的选择，总结出我们需要的是什么，然后不断推荐同类产品。在寻找恋爱对象时，设备会为我们设计好一套问题，直到匹配上最心仪的人选。但是，在没有数字化设备之前，人与人的交往可不是依据算法进行的。蒸汽机的出现让人们习惯了像机器齿轮一样工作，数字设备的普及则让人们习惯了算法当道的生活。或许这有一点危言耸听，不过这样的趋势不能不引人关注。
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随着数字设备渗透到生活的方方面面，这个趋势也在加速。不仅很多物品中都嵌入了电脑，物与物之间还形成了沟通能力，家里的面包机、电灯和车库卷帘门成了相熟的好伙伴。我们生活的世界开始充满模拟信号与数字镜像，就像花粉与尘埃附着在一起，实物与概念的边界渐渐模糊。例如，在21世纪第二个十年发展成熟的3D打印技术就能把纯粹的概念想法编成程序并转化成实体物品，跟石头、皮鞋、裤带扣等等一样真实，甚至可以照着样子打印出罗纳德·威尔逊·里根（Ronald Wilson Reagan）总统的半身塑像或者一栋房子。
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摩尔定律的作用仍然没有停止。到2018年，专攻纳米材料的科学家们已经快要开发出小到能植入人体的微型电脑设备。可能读者读到这本书的时候，这种体内电脑已经成为现实，并且进一步发展了。总之，在2018年，人类已经掌握了有机培育电路的技术，这基于人们发现有些酶竟然具有跟硅类似的半导体性质，凭借纳米技术能让细菌承担计算机的功能。这样一来，计算机竟然往DNA的方向发展了。反过来也是一样，纳米生物学家正在不断研究基因编辑的技术。
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就在我写这本书时，美国亚利桑那大学的医学工程师正在研发细菌尺寸的生物计算机，希望将其注入人的血液中捕捉癌细胞。如果这个项目取得成功，类似的生物计算机还可以用于修复子宫中胎儿的基因缺陷。另外，生物计算机与细胞相互作用，还能把人体消化食物产生的生物燃料转变为电能，用以维持体内人造器官的生理功能。
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