033 | 为什么算盘是计算机

在历史上有一个现象，把一个历史人物捧到天上和把他打入地狱的是同一批人，这并非个人偏见所致，而是缺乏了解所致。然后就算是从业者的话，对计算机的领悟让我发自内心赞叹的，不过是5%。大多数人能胜任一些工作，比如编写一些程序，或者当一些产品出了问题时能修修补补，用行话讲就是补漏洞（Fix Bug），但是给他们一个尚未知道解决办法的问题，让他们用计算机这个工具来解决，大部分人是做不到的，因为他们对计算机能做什么，不能做什么并不清楚。也就是说，对计算机内在的工作逻辑并不清楚。今天不讲计算机的工作原理，而是通过发明计算机的内在逻辑提高认知水平。要讲清楚计算机工作的原理和它的本质特征，其实用一个很简单的工具就可以说清楚：算盘。

第一点：算盘

算盘最早不是中国人发明的。算盘最早出现在美索不达米亚地区，接下来，到了公元前5世纪，希腊出现了和中国颇为相似的铜质和木质的计算工作，今天英语里面的算牌一次abacus便是源于古希腊文。中国出现算盘最早可能在东汉到三国时期，比古希腊晚了至少5个世纪。不过，古希腊的算盘没有被当成是计算机，而中国的却被认为如此，为什么呢？

古希腊人的算盘和中国的在外观上颇为相似。古希腊的算盘实际上是用一些小石块帮助计算过程中的计数，但计算的工作还是要靠心算。也就是说，古希腊的算盘有了存储的功能，但本身并没有计算的功能，因此不是计算机。中国的算盘从外观上看，并不比古希腊的有多大改进，但是它是靠一套珠算口诀来控制算盘操作，这种口诀相当于今天控制计算机运行的指令。真正会打算盘的人，都不是靠心算的，而是根据背熟了的珠算口诀拨动算盘珠子而已，人所提供的不过是机械动能，而非运算能力。计算则是算盘在口诀指令的控制下完成的机械运动，这就和图灵机所描述的机械运动相一致了。

举个例子。有一个俗话叫“三下五除二”，这其实来自一句珠算口诀。它是做加法时，“加上三”的一种操作指令，意思是说，加三时，可以先把算盘上半部分代表五的珠子落下来，再从下面扣除两个珠子，加上三的计算就完成了。这其实从数学上很容易解释，加上3就等于先加5再减去2。会打算盘的人，是不需要熟悉数学的，甚至不需要什么心算能力，只要背下这些口诀，操作时别乱拨珠子，就能很快地算题。换句话说，如果猴子能背下这些口诀，它照样能打算盘。总结以下，有了口诀控制，或者说指令控制，算盘才能算计算机，否则，它只是一个辅助的技术工具。接下来，有一个问题：对于算盘这种计算机，到底是这个事物重要，还是那一套口诀呢？我认为是口诀重要，你可以发明其它形式的算盘去取代木头边框和里面的算珠，但是没有口诀，不会算数的人是无法然让算盘工作的。将这个道理延伸到今天的计算机领域，计算机的软件就相当于口诀，要远比硬件，即那个算盘实物，重要得多。今天，有些计算机就显得比其他的聪明。比如Google的AlphaGo能下围棋，IBM的沃森能看病，它们和你家的计算机最大的区别是在于软件上。

人类发明大部分东西，都有一个特定的功能。比如纺纱机能纺纱，汽车能行驶，电池能供电储能。但也有一些东西，它的功能取决于你如何使用它。比如一个锄头，虽然在家它可以锄地、用作杠杆、扁担等，但是农民起义军可能会把它当成武器。计算机则属于第二类工具，它可以做很多事情，具体做什么，则看背后的人如何操控它们了。所以，不用担心人工智能本身，要担心的是背后操控它的人。一个机器学习的算法，既可以帮助系统安全员发现漏洞，也可以被犯罪分析用来分析某个单位计算系统的安全漏洞，并进行攻击。



第二点：发明有三种

第一种是发明一个完成特定功能的新设备、新仪器、或者新方法。比如，你发明了电动汽车，就属于这一种。我们大部分人对发明认知停留了在这一类。

第二种是在原有设备基础上发明一种新的使用方法。比如很多年前，算盘只有加减法口诀，因此它只是一个加减法器。但是后来，有人发明了乘法口诀，算盘就能做乘法了。人们常常注重的是第一种发明，而忽视了第二种发明。关于第二种发明的重要性，给你举三个例子你就理解了。第一个例子，阿司匹林的使用。最早的时候，阿司匹林是作为镇痛、退烧药发明出来的，但是今天它的一个最大用途是预防血栓，很多中老年人定期服用阿司匹林，这使得人类心血管疾病的死亡率下降了很多；第二个例子，“伟哥”这种药的主要成分是一氧化氮（在医学上的作用是内皮细胞松弛因子），它最初是被用来治疗心脏病的。后来医生们发现，试用完这种新药的心脏病患者很少按照要求在实验完毕后把多余的药交回去。进一步调查后才发现，原来病人使用了这种药后，男性的机能增强了，成了今天的畅销品。更广泛的讲，今天很多药品虽然一开始是针对疾病A研制的，后来都发现对其它疾病的治疗有帮助。比如斯坦福医学院就发现，一款原来用于治疗心脏的药，后来对于治疗胃病很有效；第三个例子，是我们计算机领域使用的GPU，即图形处理器。最早它是用于图像处理的，比如做显卡。但是后来计算机科学家们发现，用它搭建超级计算机，比传统的处理器CPU更有效，或者说单位能耗的计算能力更强，于是它就成为了进行海量计算的超级机的核心部件。再后来，大家发现它做人工智能中的机器学习计算非常有效，于是第一代的AlphaGo就大量的使用了GPU。了解了第二种发明，你工作时的视野就拓宽了。很多能另辟蹊径做出发明创造的人，其思路其实就是把现有的技术用好。当苹果推出iPod时，那就是中关村已经烂大街的MP3播放器的翻版，但是它同时推出了音乐下载服务，大家没有想到这东西还能这样玩（软件技术对商业模式的改造）

第三种，有些发明，虽然一开始是为了某一个目的，属于第一类发明，但是后来很多人在此基础上将它进行功能性的扩张，它就成为了一个平台，这就成为了第三种发明 ---- 平台的发明。举三个例子。第一个例子，Google的搜索引擎，最初它只是用于查找信息，后来成了互联网的入口；第二个例子，Facebook的社交网站，后来成了互联网2.0的平台，大家在上面发布各种应用软件；第三个例子，Amazon公司内部的应用软件接口API，开始只是为了不同公司里的团队协调工作，后来成为了云计算AWS的用户接口，并且让Amazon在世界云计算领域执牛耳。计算机（包括算盘），或多或少具有平台的特点。更确切地讲，通常计算机硬件的研究是进行第三类发明，做大家都能使用的平台，而软件的研究属于第二类，在现有的平台上，做更多的事情。



Q：模块化和标准化，是工业时代一个最重要的特征，但这种思考方式并不是人类的天性。想想你的工作中，哪些思维方式还有待提升？哪些工作可以用模块化和标准化改进？
A1：硬件是舞台，软件是舞者。舞台宽阔，当然能同时容纳成千上万名舞者，但如果有一个最好的舞娘，在一个小平台上，她依然婀娜多姿。舞者比舞台重要，软件也比硬件重要。欣赏舞蹈花的钱应该比搭场子多，为舞蹈付费，是因为遇到了好舞娘，而非大场面。
A2：