CHAPTER 02/ 〜1955

会思考的机器之梦,与计算的机器

这个名字诞生之前的历史(到1955年)

能分辨出和人很像的机器吗?思考就是计算吗?这个300多年前就有的问题,经过齿轮、卡片和开关做成的机器,一路走到1950年的那个问题(译)。

011637・分辨方法

怎样分辨像人的机器

如果有一台和人一模一样地活动的机器,我们能把它和人区分开吗?

1637年,笛卡儿在第5部分写道:即使有模仿人体、模仿人的动作的机器,也有(译)能看出它不是真正的人。

第一是语言。笛卡儿也承认,可以造出这样的机器:碰到某处,它就问(译);碰到另一处,就喊(译)。但它不能把词语做各种组合,从而做到(译)。第二是能应付的场合有多广。机器每做一种动作,都需要为它专门安排一套部件,所以比不上在任何场合都能使用的理性这种(译)。

右图是一台对固定的刺激返回固定的话的查表机器。表里没有的问题,它就答不出。就算把表做大,由单词排列出来的句子数量,增长得也比表快得多。

排列数 =VL
V
可用的单词数
L
句子的长度(单词数)

图所展示的:对固定刺激返回固定话语的“查表机器”,无法回答表里没有的问题。即使扩大表格,词语组合成句子的数量也增长得快得多,表格无法跟上。

句子长度,与表能覆盖的比例(纵轴每格是10倍)
021651・思考=计算

思考就是加法和减法吗

理清思路的推理,能写成计算吗?

1651年,霍布斯在第5章中写道,(译)。相加的不是数,而是大家约定的名称(词语)。他还写到,逻辑学家把名称相加得到句子,把句子相加得到三段论。就像算术会算错一样,再小心的人也会推理出错。

右图用圆圈(集合)表示名称。“所有的人都是动物”这句话,相当于把的圆中落在“动物”圆之外的部分清空。依次用前提的两句话消去区域,就能从剩下的区域读出结论。把消去、保留在所有情形下都查一遍,就能机械地检验推理是否正确。

序言里还问道:靠发条和齿轮运转的自动人偶,是否也可以说有(译);接着又说,人的技艺能造出(译)。

前提句1+ 前提句2 → 结论(只要在前提句成立的所有世界里都成立,就一定正确)
世界
3个圆构成的8个区域中,哪些区域里有元素的组合(2⁸=256种)
常见说法常见说法:霍布斯是AI的祖先,说过可以造出会思考的机器
原始资料里:序言里的(译)是对国家(利维坦)的比喻。但第5章把思考本身定义为词语的计算,明确写出了日后通向AI的想法。

图所展示的:“所有人都是动物”这样的句子,相当于排除圆形图中的某个区域。按前提逐一排除区域,就能机械地检验结论是否正确。

031662〜1796・日本・机关人偶

放上茶碗就会前进的人偶

只靠齿轮和发条,人偶能做出多么固定的动作?

江户时代的日本,机关人偶(からくり)作为杂耍表演很受欢迎。1662年前后,初代竹田近江在大坂的道顿堀,开办了专演机关人偶的剧场“竹田芝居”(竹田の芝居),持续了约100年(也有书把开始定为1664年)。

1796年,土佐的细川半藏赖直在中,用图解说了日式钟表、端茶人偶等9种机关人偶的内部构造。端茶人偶的手里有一个托盘,放上茶碗它就向前走,拿走就停下,再放上就转向走回来。动力是发条(鲸须)。图中画着标有“一之轮”“二之轮”的齿轮。

右图中,试着放上、拿走茶碗吧。根据朝向、是否在动、有没有茶碗,下一个动作只有一种,同样的场面一定做同样的动作。

下一个动作 = 表(当前状态, 有茶碗・没有茶碗)
状态
朝向(去程・回程)与前进・停止的组合

图是把动作的顺序做成的表,并不是书中齿轮图的临摹。端茶人偶本身在这本书之前就有,井原西鹤的俳句里也出现过。

图所展示的:机关人偶的下一步动作,由朝向、是否正在移动、茶碗是否在场决定,只有1种可能;相同场景下,它总会做出相同动作。

041768〜1774・自动人偶

可以更换程序的写字人偶

能更换所写句子的人偶,是怎么造出来的?

1768〜1774年,钟表匠皮埃尔·雅凯-德罗,与儿子亨利-路易,以及让-弗雷德里克·莱绍(Jean-Frédéric Leschot),造了3个自动人偶“音乐家”“绘图者”。它们能用羽毛笔写字、画画、弹管风琴,至今仍保存在瑞士纳沙泰尔艺术与历史博物馆。

能写最多40个字的短句。写哪一句,据介绍取决于一排拨钮的排列,这些拨钮用来选择推动笔的凸轮(带凹凸的圆盘,转动时棒会随凹凸而动)。形状固定的部件,用什么顺序使用,结果就不同。这和后来的程序是同样的想法。

右图中,点拨钮调换排列顺序,再点“写”试试。字的形状不变,只靠排列方式的不同,句子就变了。

笔的位置(x, y)=(凸轮x的半径, 凸轮y的半径)
凸轮
转动时按半径顶推棒的圆盘
拨钮的排列
指定用哪个凸轮、按什么顺序用

图所展示的:保留写字的部件,只更换使用哪些部件以及使用顺序,就能改变写出的句子。这与后来的程序是同一种思路。

051770〜1836・杂耍表演

会下棋的人偶的箱子里

18世纪,真的有会下棋的机器吗?

1770年前后,肯佩伦在维也纳宫廷,为女皇玛丽亚·特蕾西亚造了一台机器并展示:穿土耳其服装的人偶,在箱子上下国际象棋。人偶巡回了欧洲和美国,其实箱子里藏着一位国际象棋高手。1784年出了一本书,写到里面有人。1821年的一本书用图解释了方法:依次打开柜门给人看里面时,里面的人挪动身体躲起来。

右图中,试着打开柜门。里面的人会移到关着的一侧。如果两扇同时打开,会怎样呢?

1836年,坡论证说:纯粹的机器应该必胜,却有时会输,所以是里面的人在操纵。结论是对的。然而1950年,香农把这个推理说成“明显的‘不合逻辑的推论’(non sequitur)”(译)。因为即使只按固定步骤运行的机器,步骤不好也会输(可以用Python程序验证)。

这台机器于1854年在费城的火灾中烧毁。也有资料把制造年份定为1769年。

常见说法常见说法:18世纪有会下棋的、会思考的机器
原始资料里:实际上是里面藏着人。据朋友温迪施(Windisch)的书(1784),肯佩伦从一开始就向女皇暗示,自己能造出更巧妙骗过人眼的机器,并把这台机器称为(译)。

图所展示的:下国际象棋的人偶箱子里藏着人,按顺序打开门时,里面的人会移到门还关着的一侧,因此不会被发现。同时打开两边的门,就会发现他。

061822・差分机

不用乘法,造出数表

能不能把一遍遍重复同样计算的辛苦交给机器?

1822年,英国的查尔斯·巴贝奇在写给皇家学会会长戴维的公开信中,说明了一台机器的构想:自动计算对数和天文学计算所用的数表,并且连印刷也一并完成。信的开头他写道,为了摆脱一遍遍重复同样计算的巨大辛苦,他想到了一台能代替人类智力最低级活动之一的机器。这台机器后来被称为差分机。

关键是差(相邻两数之差)。平方数1, 4, 9, 16……的差是3, 5, 7……,差的差始终是2。所以只要把差的差加到差上,再把差加到数上,如此重复,就能不用乘法而一直造出数表。右图中齿轮列转1圈,表就前进1行。如果是3次方的式子,齿轮列就多1列。

数(x+1)= 数(x)+ 差(x)、 差(x+1)= 差(x)+ 差的差
差(x)
数(x+1) − 数(x)
n次式
第n次的差始终是同一个值

信的标题里没有出现“差分机”这个词。那是后来才开始使用的名称。

图所展示的:对各数的2次方先求差,再对差值求差,结果总是2。因此只需不断累加差值,不用乘法也能持续生成数表。

071843・分析机

用重复的步骤计算伯努利数

能不能把计算的步骤写下来交给机器?

巴贝奇接着构想的是用穿孔卡片给出步骤、能做任何计算的(没有造出来)。1843年,艾达·洛夫莱斯把一篇讲解这台机器的论文译成英文,并加上了篇幅约为原文3倍的注释。署名只有A.A.L.。

注释E里,把反复进行的一组操作称为cycle,还说明了在循环里再放循环的嵌套结构。注释G里,用公式和表详细给出了分析机逐个依次计算伯努利数这一数列的步骤。n=1得B₁,n=2得B₃,n=3得B₅,一边改变n一边重复同一个式子,前一个答案用于下一次计算。这是带有现代所说循环结构的算法(把解决问题的步骤明确写出来的东西)。右图中点“重复1次”看看。

0= −½·(2n−1)/(2n+1)+B1·(2n/2)+B3·(2n(2n−1)(2n−2)/(2·3·4))+ … +B2n−1
n
重复的次数
B1, B3 …
伯努利数(编号方式沿用注释)
常见说法常见说法:洛夫莱斯断言机器没有创造力
原始资料里:在注释G里,紧接在写下机器不会假装自己能创造出什么之前,她先写了这样一句:新东西起初总会被高估,随后又因反弹而被低估,所以要小心。热潮与寒冬的规律,1843年就已经说出来了。

图所展示的:洛夫莱斯的注释G写的是改变n、反复使用同一个公式,并把前面的结果用于下一次计算的步骤。这就是今天所说的带循环的算法。

081854・逻辑的代数

只有0和1的代数

“且”“或”“非”能不能用式子的计算来表示?

1854年,乔治·布尔出版了。目的是用类似代数的符号计算,来表示人推理时心理活动的规律,建立逻辑学与概率的理论。

布尔注意到,逻辑符号服从x×x=x(x² =x)。数里满足这个等式的只有0和1。于是他设想了符号只取0和1的代数(第37页)。他把“非x的东西的集合”写作1 − x,并指出x(1 − x)=0表示“不存在既是x又不是x的东西”这一自古以来的规则(矛盾律)(第48〜49页)。

右图中动一动x。使x² =x成立的只有0和1。用0和1的开关做出“且”“或”“非”的表,就和高中信息Ⅰ(日本高中必修的信息科目)里学的逻辑电路的表一样。

x·y(且)、1 − x(非)、x+y − x·y(或)
x, y
0或1的值
x+y − x·y
用现在的写法表示“或”的式子
常见说法常见说法:布尔为了计算机创造了0和1的逻辑
原始资料里:书的目的是用符号写出人推理时心理活动的规律。在书中按文字搜索的范围内,没有出现machine这个词。把它应用到电开关回路上的,是大约80年后的工程师们(本章第10节)。

图所展示的:满足x² =x的数只有0和1。只用0和1计算,就能得到“与”“或”“非”的表,与逻辑电路的表相同。

091920〜1942・机器人

的诞生与学天则的转鼓

机器人是什么时候、作为怎样的存在诞生的?

1920年,捷克作家卡雷尔·恰佩克发表了戏剧。是用人造材料批量生产、负责劳动的人造人,名字是用表示劳动的词造出来的。据卡雷尔本人所写,他为名字发愁时,画家哥哥约瑟夫提议说(译)。

1928年,曾任大阪每日新闻社论说委员的生物学家西村真琴,造出了名字意为的人造人“学天则”,送去京都的博览会参展。动力是压缩空气。一根带着许多疣状突起的轴旋转,在固定的时间里压住固定的橡胶管,使空气停住或通过。和八音盒转鼓上的销钉一样,突起的排列顺序就是动作的程序(大阪市立科学馆的研究报告)。

右图中,试着装上、取下转鼓的突起。可以确认表情变化的顺序。

1942年,科幻作家阿西莫夫在短篇小说中写出了。故事里,规则用语的含糊和定律之间的冲突,成了情节的由头。

常见说法常见说法:学天则是日本第一个机器人
原始资料里:大阪市立科学馆的资料里写的是。实物据说被带到德国后下落不明,现存的是2008年的复原品。

图所展示的:学天则的动作由转轴上凸起的排列顺序决定。就像音乐盒的针脚一样,凸起的排列就是程序。

101936・日本・电路的式子

用式子计算开关电路

不画电路图,能不能算出灯泡会不会亮?

1936年12月,日本电气的中岛章和榛泽正男,在电气通信学会的杂志上发表了一套用符号的式子来计算、设计电话交换机等所用继电器(用电来动作的开关)电路的理论。他们用电流的不易通过程度来表示触点,闭合为0,断开为无穷大,把两个触点的串联写成A+B,并联写成A×B。结果+和×遵循的规则,与普通算术完全不同。这和布尔代数是同一个东西,但中岛当时并不知道布尔代数。

右图中按按开关。按现代的写法(接通=1),串联表示且(×),并联表示或(+)。按1936年的写法(接通=0),串联是+,并联是×。用哪种写法计算,灯泡亮不亮的结果都相同。

现在:串联A·B,并联A+B 1936年:串联A+B,并联A × B
A, B, C
开关
+ 和 ×
用0和1进行的运算(1+1是1)
常见说法常见说法:用布尔代数设计电路的理论由香农开创
原始资料里:中岛章和榛泽正男在1936年12月的电气通信学会杂志上,就已经发表了用式子计算继电器电路的理论。信息处理学会的博物馆介绍说,这比香农早2年,内容相同。

图所展示的:开关电路的串联和并联可以写成 + 与 × 的公式来计算。无论用1936年的写法(接通=0),还是今天的写法(接通=1),灯泡是否亮起的答案都相同。

111936・计算的原型

只靠纸带和一张表来计算

“能计算”到底是什么意思?

1936年,艾伦·图灵发表了论文。他把人用纸和笔进行计算的步骤,简化成一种只靠划成方格的纸带(代替纸)、一次读写一格的读写头,以及有限个状态来运作的,并把这台机器能写出的数定义为。

右图就是这台机器。读写头读纸带上的一个字符,查规则表改写字符,向左或向右移动1格,转入下一个状态。只靠这些,就能给二进制数加1。也可以选择论文第233页的第一个例子,即用4个状态交替写0和1的机器。

论文还进一步表明:只要把其他机器的说明从纸带上读入,就能造出可以执行任何计算的一台机器(通用机器);并且不存在一种固定的步骤,能对逻辑公式是否可以证明做出必然的判定。

(状态, 读到的字符)→(写下的字符, 移动的方向, 下一个状态)
状态
机器内部有限个的标记
表
动作规则的清单(相当于今天的程序)
常见说法常见说法:图灵在1936年设计了计算机
原始资料里:论文中的machine,是把计算者的步骤简化而成的、头脑中的原型,论文里的(computer)指的是做计算的人。这个名字论文里也没有,给它命名的是第二年丘奇的书评。

图所展示的:只靠读取纸带1格、改写并移动的简单机器,加上一张规则表,就能进行计算。图灵把这种机器能写出的数定义为“可计算”。

121943・形式神经元

把神经变成开关

把脑的神经细胞写成式子,会是什么样?

1943年12月,麦卡洛克和皮茨发表了论文。神经细胞(神经元)的活动是(发放,或不发放),所以他们认为,神经细胞网络(神经回路网)的工作可以用二值逻辑来写。它被看作神经网络研究的出发点。

前提是,一定数量的突触同时受到刺激就发放,只要有一个抑制性突触起作用就不发放,网络的连接方式不会变化,等等。用今天的话说,这相当于把输入相加再与阈值比较的形式神经元。用右图试试。阈值为2时是AND(且),为1时是OR(或),抑制输入则成为NOT(非)。XOR(二者只有其一)用1个神经元做不出来,连上3个就可以。

y=1(x₁ +x₂ + … ≧ θ,且抑制输入为0时),其他情况为0
x
输入(0或1)
θ
阈值
抑制输入
只要有一个为1,输出就一定为0
常见说法常见说法:1943年的网络连接方式是固定的,学习机制要到1949年的赫布才出现
原始资料里:1943年的论文也讨论了学习。它考虑了产生新突触的变化,并写道这种变化可以用带环的网络来替换(第124页)。

图所展示的:即使开关只会把输入相加并与阈值比较,改变阈值也能得到AND、OR,加入抑制输入就能得到NOT。1个开关无法实现XOR,但连接3个就可以。

131943・时间与记忆

冷的东西让人瞬间觉得热

开关组成的网络,能记住之前的事吗?

同一篇论文的第122页有一个奇妙的例子。把冷的东西在皮肤上瞬间接触一下再拿开,会觉得热;接触较长时间,则只觉得冷。论文用式子写出了皮肤上接收的神经元(热・冷)和产生感觉的神经元(觉热・觉冷)之间的连接方式,解释了这种错觉。信号每通过一个连接就延迟1格。把延迟叠起来,就能记住稍早之前的事。

右图中改变冷物接触的长度试试。瞬间接触的话,拿开后觉热的一侧会发放;长时间接触的话,觉冷的一侧会发放。

第124页写到,如果信号成环,活动就可以在环里一直转下去。图中环里的神经元一旦发放,就会一直发放到收到停止信号。这是可以记住很久以前的事的、最简单的记忆。

觉热(t)= 热(t−1)或(冷(t−3)且 冷(t−2)不发放) 觉冷(t)= 冷(t−2)且 冷(t−1)
t
时刻(1格=一个连接的延迟)
热・冷
皮肤接收侧的发放
觉热・觉冷
产生感觉侧的发放
常见说法常见说法:麦卡洛克和皮茨证明了神经网络能做任何计算
原始资料里:论文第129页写道,装上纸带和读取装置,就能计算与图灵机相同的数,没有纸带则只能计算其中一部分。

图所展示的:信号每经过1条连接,就会延迟1帧;叠加延迟,就能记住稍早前的事。如果连成环,就能一直记住。

141946・电子计算机

数学机器人,还是电子大脑

最早的电子计算机是为什么造的,又是怎样被介绍的?

1946年2月,美国陆军部公布了在宾夕法尼亚大学造出的电子计算机ENIAC。真空管约18,000根,重30吨。它是用来计算大炮和炸弹射表(炮弹飞行轨迹表)的机器,据公告,加法耗时5000分之1秒,10位数乘法耗时360分之1秒。计算的步骤是靠开关和电缆的重新连接来组成的。

射表的计算,是不断重复这样的过程:每隔极短的时间,用速度推进位置,再用重力和空气阻力改变速度。右图中,每一步取得越细越准确,计算量也越多。在向记者演示的伯克斯1974年的演讲中,一发飞行30秒的弹道,人工计算员(当时的称呼也是computer)要算3天,ENIAC只用20秒。公告一边称它为(译),一边也写下(译)。

x ← x+vxΔt、vx ← vx − k·v·vxΔt(纵向也一样,还要减去重力g)
Δt
1步的时间
v
速度
k
空气阻力的强度(图中的数值是本站定的例子)
常见说法常见说法:ENIAC是作为电子大脑发布的
原始资料里:陆军部的公告特意写了(译)。(译)是报纸标题起的词,同一年英国的哈特里也对这个标题提出了抗议。

图所展示的:ENIAC原本是计算炮弹飞行轨迹表的机器。它不断按短时间间隔推进位置和速度;每1步越细,结果越准确,计算量也越大。

151949・学习规则

越常用的连接越强

神经回路是怎样从经验中学习的?

1949年,心理学家唐纳德·赫布在第62页提出了一个假说。如果细胞A反复或持续地参与使细胞B发放,那么其中一个或两个细胞就会发生变化,使A对B发放的影响增强。这就是越常使用的连接越强的想法。同一页他还写道,这种机制并没有直接的证据。

右图是最简单的例子。只要有食物的信号,B就一定发放。从A(铃声)到B的连接起初很弱。每当A和B一起发放,连接就变强。超过阈值后,只靠铃声B就会发放。铃声和食物,是本站打的比方。

这一想法被称为,成为研究大脑机制和人工神经网络学习方法两方面的出发点之一。

w ← w+η·xA·yB
w
从A到B的连接强度
η
连接增强的速度(学习率)
xA, yB
A・B发放则为1
常见说法常见说法:赫布说,一起发放的细胞会连在一起
原始资料里:书中的说法是(译)。口号fire together, wire together,是神经科学家卡拉·沙茨在演讲中推广开的。

图所展示的:每当A和B同时激活,A到B的连接就会变强。超过阈值后,仅靠铃声就能让B激活。

每一轮的连接强度w
161949〜1954・机器翻译

看前后的词,意思就定了

用计算机翻译语言,还缺什么?

1949年,洛克菲勒基金会的沃伦·韦弗向熟人分发了一份讨论能否用计算机翻译语言的备忘录。用只有一个词大小的孔的遮盖板读书时,fast这个词,是的意思,还是的意思,无法判断。他提出了上下文的想法:把孔扩大,能看到前后N个词,意思就定下来了。

右图中改变孔的宽度N。例句,以及决定意思的线索词表,都是本站做的例子。N小的时候,线索落在孔外,意思就会判断错。

1954年1月,IBM与乔治城大学举行了用IBM 701计算机把俄语翻译成英语的公开实验。词只有250个,语法规则只有6条。多斯特特(Dostert)预测,5年、也许3年之后,机器翻译(译)(译)。

意思 = 表(前后N个词之中,最近的线索词)
N
孔的宽度(前后各看几个词)
常见说法常见说法:说过3〜5年内机器翻译会解决
原始资料里:原始发布稿是有条件的。在同一场合,他还强调,现在还做不到输入俄语书、输出英语书。此后10年的成果没有达到期待,导致了1966年的ALPAC报告(第5章)。

图所展示的:只看fast这1个词,无法确定它表示“快”还是“不动”;看得到前后N个词,才能确定意思。N太小时,线索落在可见范围之外,就会弄错意思。

171864〜1950・游戏

向前看几步,选出好棋

让计算机下棋,该怎样选择走法?

1864年,巴贝奇在回忆录中写道,他曾想过(译)。

1950年3月,贝尔实验室的克劳德·香农在论文中给出了方法。国际象棋每一步约有30种走法,一局按约40步计算,就有10的120次方种,不可能全部读完。于是往前读几步,用分数f(P)评价那个局面。自己的回合选分数最大的走法,对方的回合选分数最小的走法,把分数一路送回当前局面(现在称为极小极大法)。

右图是和论文图2形状相同的树。改改分数,看选出的走法会怎样。

最佳走法 =maxi minj f(MijMiP)
P
当前局面
Mi
己方的走法
Mij
对方的应对
f
局面的评价函数

图所展示的:给几步后的局面打分,假定对手总选较低分、自己总选较高分,再把分数传回当前局面(极小极大法)。

181950・模仿游戏

重新追问机器能否思考

对“机器能思考吗”这个问题,该怎样回答?

1950年10月,图灵在论文中认为(译)这个问题(译),于是把它换成了。提问者只通过文字,与另一个房间里的两个人交流。原本是猜哪一位是男性的游戏,他设想让机器来扮演男性的角色,那么提问者会错得有多少。

论文里附有提问和回答的例子。被要求写一首关于福斯桥的诗时,回答者拒绝说不会写诗。被要求把34957加上70764时,停顿约30秒后回答105621(正确答案是105721,这是本站的计算)。论文还写道,如果人类假扮机器,会因为计算又慢又不准而很快被识破。右图中,试着猜猜X和Y哪个是机器。

前一年,脑外科医生杰斐逊在演讲中说,机器必须做到凭自己感受到的心情写诗,而且知道自己写了,才谈得上(译)。图灵在论文中引用了这次演讲,并加以反驳。

常见说法常见说法:图灵提出了图灵测试
原始资料里:论文里的称呼是,论文里没有“Turing test”这个词。而且它也不是回答“机器能不能思考”的论文。他本人把那个问题换成了关于游戏的问题。

图所展示的:图灵把“机器能思考吗?”换成了一场游戏:能否只通过文字交流辨别机器。

191950〜2025・预言对答案

70%的标尺

图灵的预见,后来怎样了?

1950年的论文中,图灵写道,大约50年后,普通提问者在提问5分钟之后,做出正确判断的概率会在70%以下。同一段里他还写道,这是预测,与已证实的事实区分开来也无妨。1951年的广播里他说,(译);1952年的讨论中,对于允许提任何问题的形式,他回答(译)。

右图是横轴为年、纵轴为正确识别比例的标尺。据2000年的综述论文,在设有奖金的比赛里,还没有程序拿到大奖,机器通常一下子就能被识破。2025年3月,美国的大学研究者发表,5分钟对话中被判定为人类的比例,GPT-4.5为73%,LLaMa-3.1-405B为56%(一个研究小组的发表)。因为是在两个对象中选一个的形式,所以正确识别的比例分别是27%和44%。

常见说法常见说法:骗过30%的评审就算合格
原始资料里:论文里没有合格标准,那只是他本人对大约50年后的预测。2000年的论文举例说,这也常被反过来传成(译)。

图所展示的:图灵的预测是“约50年后,正确辨别的概率不超过70%”。2025年的实验中,正确辨别的比例分别为27%和44%。

201903〜1956・日本的计算机

继电器、真空管和相位计数

当时的日本,造出了怎样的计算机?

1952年,电气试验所用电话交换机的继电器,试制了日本第一台数字式自动计算机ETL Mark I。1956年3月,富士写真胶片的冈崎文次几乎一个人,完成了用约1,700根真空管的电子计算机FUJIC。它处理镜头计算的速度,约为手算的2,000倍。

1954年,东京大学的研究生后藤英一发明了日本独创的部件参数子(パラメトロン)。把线圈和电容器的电路,以接近共振频率2倍的频率激励,就会发生振荡,其相位稳定在0或π两种之一。用它表示0和1,作为多数表决的逻辑元件使用。右图中,选择最初输入的3个小信号,让振荡成长。相位会统一为多数一方。

x″ +ω²(1+h·sin 2ωt)x=0(激励的速度为2ω)
x
电路的振荡
ω
原来振荡的速度
h
激励的强度

图所展示的:后藤英一的参数子利用受激励电路的振荡相位会稳定在0或π这2种状态,通过3个输入的多数表决来确定0和1。

结语

这一章里,还不清楚的事

洛夫莱斯说机器,可机器究竟能不能产生新东西,思考又意味着什么,1843年的洛夫莱斯、1949年的杰斐逊、1950年的图灵都讨论过,但至今仍没有定论。2025年的实验里机器被判定为人类,是否意味着它在思考,也还不清楚。

资料中尚未弄清的事也还留着:1952年广播讨论的讲稿,学天则原件的下落,阿童木的生日第一次被画出来的那一期,巴贝奇井字棋机器的图纸做到了哪一步,以及这个叫法是谁最先使用的。

当时的人们期待的是,机器能下棋、作曲、翻译语言(坡1836・洛夫莱斯1843・香农1950)。而且,这一章的机制里,已经有日后AI两大潮流的种子:用符号和规则来思考的潮流(霍布斯、布尔、图灵、香农),和用神经网络来学习的潮流(麦卡洛克和皮茨、赫布)。下一章,1955〜1956年,这个名字将会诞生。