计算简史

计算是人类打开未知的重要钥匙。从原始人在骨片上刻下第一道计数划痕，到今日计算速度达每秒百亿次的超级计算机，这场跨越几万年的智力长征，塑造了文明的每一次跃迁。 本书以7个关键维度——记录的发展、方法的演变、视界的扩展、追求的革新、流程的更替、设备的换代与追求的改变，系统解析计算的进化密码：古埃及人用“荷鲁斯之眼”分配粮食，无意中开创了分数；文艺复兴时期的数学家为解三次方程，被迫承认虚数的存在，却为量子计算埋下伏笔；计算员通过计算尺破解弹道轨迹，催生了现代编程的雏形……每一次技术突破，都在重写人类认知世界的语法。 计算不仅是工具，更是推进人类文明进程的新语言。然而，随着人工智能的快速发展，当计算从辅助工具演变为自主决策者时，新的文明困境随之浮现。本书在展示技术奇迹的同时，冷静审视其可能带来的问题，并探讨人类该如何破解人工智能带来的效率危机。 本书以计算为主题，从多个视角探讨算法及算力演变和其对人类社会的影响，呈现出一个全面而生动的计算世界。这不仅是对技术发展的回顾，也是对人类与计算之间关系的深刻思考。这既是一部技术史诗，也是一份算法时代的生存指南。

成生辉，暨南大学新闻与传播学院教授、博士生导师，AGI智媒体应用研发中心副主任，联合国教科文组织科技人文工作室主理人。纽约州立大学石溪分校计算机科学博士，曾任世界银行数字经济组顾问，曾在美国布鲁克海文国家实验室、哈佛大学医学院进行研究。主要研究方向为数字传播、人工智能、可视化等领域，发表40余篇高水平论文，出版10余部中英文专著，拥有10多项国内外发明专利。担任《新闻与传播科学通报》主编，荣获国际青年科学家奖章，入选多项省市级高层次人才计划。

引言 001 其实，你不懂计算 002 从7个维度看计算 005 第一部分 记录的发展：从数字到数据 009 第1章 源于算“计” 012 篝火时代 012 重读，“0”的传说 017 你好，荷鲁斯 021 邦贝利也头疼 030 第2章 数据，从混沌到秩序 034 数据，千姿百态 036 定义世界的新维度 040 寻找数据的家谱 042 整数多还是偶数多？ 046 第3章 大数据蔓延：信息洪流的光与影 049 数据宇宙，爆炸了！ 050 一切皆数？ 055 谁说数据百无一用？ 060 第二部分 方法的演变：从运算到算法 065 第4章 书写宇宙的句法 067 棋盘也有力量 067 飞吧，塔罗牌！ 071 “上帝”在写新语言 072 第5章 公式的规律与方程的思维 074 比萨斜塔，小心铁球 074 仅是寻求平等的机会 077 规律，“函变不离其宗” 078 第6章 伟大的算法 086 按规矩办事 086 背包客的冒险 089 时空也要较量一番 094 NP问题的千古之谜 097 第三部分 视界的扩展：从平面到空间 101 第7章 几何为何 103 欧几里得引起的 103 几何的舞动 104 当平面遇到现实 105 第8章 数形结合的巨变 107 总之，还是找准坐标 108 时空画笔，宇宙脉络 109 立体化的觉醒 112 第9章 可视计算的崛起 114 装上形态，涂上颜色 114 拿破仑的遗憾 119 从画里走到画外 122 眼睛不够，VR 来凑 124 第10章 流形与拓扑 127 弯曲的空间，平坦的世界 127 欧拉的7座桥 127 甜甜圈 =咖啡杯？ 129 第四部分 追求的革新：从统计到智能 131 第11章 统计的意义 134 在数数中寻找规律 137 如何质疑世界？ 140 别拿分析吓唬人 143 万物皆可定理？ 146 第12章 在数据中“挖矿” 150 解锁数字世界 150 数据可以猜测吗？ 151 落叶飞花，算法看世界 153 神秘的神经网络 156 第13章 数据的边界与真相 159 因果的纽带力 159 数据岂可边界？ 162 用数据赚钱的秘密 163 第14章 从数据到意识 167 智能体孕育思想 168 模仿也能超越 169 数据“长”出意识？ 171 第五部分 流程的更替：从纸带到软件 175 第15章 从“可计算数”到“NP-hard” 177 图灵机的秘密 177 算法也有困难？ 181 第16章 0和1，与机器对话 184 军方先着急 185 去吧，开启 0和1 的世界 187 天堂与地狱的最短路径 188 织布机里的程序 190 第17章 程序，“懒惰”的美德 193 人与机器的第一轮探索 193 高级别的对话 195 hello world 才是王道！ 197 第18章 超越危机 201 一千多万美元的连字符 201 数字宇宙的跃迁 202 机器≠ 人 203 鸟飞派之陨落 203 不可思议的永生科技 205 第六部分 硬件的换代：从算盘到芯片 207 第19章 机械计算的起源 209 重温古老的算盘 209 巧妙的计算尺 211 齿轮依旧在转 212 第20章 可编程计算机 214 巴贝奇的独特嗅觉 214 突破！ENIAC 216 其余一大波计算机在路上 217 第21章 下一站，设备 219 停，长出新“大脑” 219 CPU 与 GPU，咱俩分工 220 摩尔定律也颤抖 221 五花八门的计算 223 第七部分 追求的改变：从准确到速度 227 第22章 越来越“准确” 229 数字的“准确”？ 229 微积分与极限之道 233 可以到达的“准确” 238 第23章 速度的新命脉 243 数字化近似 243 速度的渴望 244 速度的推动力 245 第24章 算力之无限未来 248 从“0”到“1”的跨越 248 算力也有江湖 251 去吧，卷出一个未来！ 254 未来与能源 256 第八部分 计算 =核心竞争力？ 261 第25章 驱动新时代的引擎 263 回顾“算力”，悉数文明 263 产业生态，谁主沉浮？ 266 百年未有之大变局 269 第26章 力量与枷锁 272 看不见的枷锁 272 彼此交织的命运 273 从效率到权力 273 追寻新曙光 275 第27章 文明的博弈与未来 276 “蓝海”还是“卡脖子”？ 276 数字霸权的崛起 278 国家命脉的重塑 279 下一个未来 280 结语 281