作者：韩启德,吴启迪主编
出版社：上海少年儿童出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
十万个为什么(第六版)-电子与信息试读：
序言
韩启德经过数百位编委、作者和编辑历时三年的辛勤努力，第六版《十万个为什么》终于与广大读者见面了。对于中国的科技界、教育界和出版界，以及千千万万的少年儿童来说，这都是值得高兴的一件事。《十万个为什么》是由少年儿童出版社于1961年出版的一套科普图书。在半个世纪的岁月里，这套书先后出版了五个版本，累计发行量超过1亿册，是新中国几代青少年的启蒙读物，在弘扬科学精神、传播科学知识、提高全民科学素质方面发挥了巨大作用。在我国，至今还没有一套科普读物能像《十万个为什么》那样经得起如此长时间的检验，并产生如此巨大的社会影响。
进入21世纪以来，科学技术的发展日新月异，尤其在网络通信、低碳环保、基因工程、航空航天、新能源、新材料等领域，研究进展更是一日千里，乃至从根本上改变着人们的生活与工作方式。为适应科技发展带来的深刻社会变革，提高国家的综合国力和竞争力，党和政府高度重视加强科学技术普及，重视提高全民科学素质，并将国家科普能力建设作为建设创新型国家的一项基础性、战略性任务，这对我国的科普出版提出了更高的目标。
2006年，国务院正式颁布实施《全民科学素质行动计划纲要》，其中特别强调要提升未成年人的科学素养，因为只有从青少年时期就开始养成科学的思维方式与行为习惯，将创新精神与实践能力并重，才能最终使得全民的科学素质得到根本性的提高。为此，编辑出版一套崭新的适应时代发展要求的《十万个为什么》，使其在繁荣我国科普创作的进程中发挥“旗帜”作用，其意义是非常深远的。
好奇心是青少年的可贵特质，是驱使他们亲近和接受科学的动力，一定要保护好。从50年来的经验看，“一问一答”是个好形式，也是《十万个为什么》被大家喜爱的重要原因，在编纂第六版《十万个为什么》时我们坚持了这一好形式，并力争在传授科学知识的同时，引导读者去思索问题，去感受科学文化和科学精神，去体会科学探索的乐趣。
出于积极参与科学普及工作，提高全民科学素质的社会责任感，中国科学院和中国工程院共有百余位院士应邀担任了第六版《十万个为什么》的编委。其中20余位院士在百忙之中担任了各分册的主编，具体负责组织相关分册的编纂工作，有40余位院士亲自撰稿。此外，还有700余位来自世界各地、各个学科的优秀科学家和科普作家参与了新版《十万个为什么》的编写。这么多高层次科学家参与到一套科普图书的编纂工作中来，这在我国科普出版史上是空前的。阵容强大的编委会和作者队伍，为新版《十万个为什么》的科学性、前沿性、权威性和可读性提供了最可靠的保证。在此，我也谨向所有参与第六版《十万个为什么》编纂工作的编委、主编、作者和社会各界表示衷心的感谢和深深的敬意。
第六版《十万个为什么》在总结前五版成功经验，并广泛征求各方面意见的基础上，综合考虑时代的发展和青少年读者的实际需要，将全书分为三大板块共18个分册。基础板块包括数学、物理、化学、天文、地球、生命，是传统六大基础学科；专题板块包括动物、植物、古生物、医学、建筑与交通、电子与信息，是由基础学科衍生出来的重点传统学科；热点板块包括大脑与认知、海洋、能源与环境、航空与航天、武器与国防、灾难与防护，则是近些年发展特别迅速，引起社会广泛关注的热点领域。在编纂每一分册的过程中，我们根据这个学科或专题的内容，充分考虑知识体系的完整性和科学发展的前瞻性，问题的设计和分布尽量与学科或专题的内在结构相吻合，从而使每一分册都成为具有完整的内在知识体系的读物。现代科学技术发展的一大特点是学科之间的交叉融合，相信小读者们在阅读过程中也会在不同的分册中发现一些共性的问题。
第六版《十万个为什么》在形式上适应了当代青少年的阅读需求，与国际上同类图书的最新出版潮流相接轨，首次推出彩色图文版，用大量彩色图片向读者展示当代科技前沿的无穷魅力。内容上具有鲜明的时代特色，从基础、前沿、关键、战略四个方面来组织问题和编写稿件，重点关注科技发展的前沿和当代青少年关心的热点问题。尤其值得称道的是，书中的大量“为什么”是通过各种形式向全国少年儿童征集来的，力求将当前孩子们最关心、最爱问的问题介绍给他们。同时，新版《十万个为什么》更加注重思考过程，提倡科学精神，引导创造探索，关注科学与人文、科学与社会的关系，通过“微问题”“微博士”“实验场”“科学人”“关键词”等小栏目激发青少年的好奇心和探究心理。
我们相信，第六版《十万个为什么》将以全新的问题、全新的体系、全新的内容、全新的样式，以及数字化时代全新的技术手段，再现《十万个为什么》每一版都曾有的辉煌，掀起中国科普出版和科学普及的又一个新高潮。第六版《十万个为什么》的出版，必将引领更多青少年走向科学，使共和国涌现出更多的栋梁之材。同时，这套书的出版，对于贯彻落实《全民科学素质行动计划纲要》精神，促使当代中国广大青少年科学世界观的形成和科学创新能力的提高，推进全社会在讲科学、爱科学、用科学上形成更加浓厚的氛围，使全民科学素质再上新台阶，发挥不可替代的关键作用。
导言
为什么现代信息技术正从根本上改变人类社会
当你睁开眼睛，看到这个世界上美丽的景色，听到婉转的歌声，闻到幽幽的花香，尝到美味的食物，享受着父母轻轻爱抚的时候，你是否知道，你正在接收着这个美丽世界传递给你的丰富信息？所有生活在这个世界上的人们，如果失去了赖以互相联系的信息，我们就无法知道外面世界的动态，无法知道自己身边环境的特征，甚至无法确认自己的存在。
简单地说，信息就是世界上一切事物之间互相联系的特征表达。如果没有信息，我们就不知道这个世界包含的具体内容，也就无法和这个世界进行交流，更无法对这个世界进行改造。信息是我们接触这个世界的媒介。
当然，并不是说信息的存在就等同于现代信息技术和信息社会的存在。信息技术是指延长和拓展人类信息功能的技术，它发展到今天，已经充分体现出了它的优势。通过它，你感受到了网络信息传播的快捷，你可以在数字游戏和数字电影、数字音乐中体会逼真的场景。卫星通信
当普遍存在并依附于各类事物的信息依次来到我们身边时，我们应该怎样抓紧时间去处理和利用它呢？是把它进行合理的感受和度量，还是进行有效的存储和传输？是把它进行压缩和扩充，还是进行约束和扩散？是把它进行改变和替代，还是进行共享和传播？信息到来之后，只要你对它进行了感知和处理，它的性质和特点就通过各种形式来到了你的身边。通过它的媒介作用，你可以了解当今世界的各个领域，对这些领域的性质和变化方式产生一定的感知。当然，这些认识是否到位，取决于你对这些信息处理和提升的方法是否正确，取决于你所采用的信息技术是否准确和先进。
现代信息技术，主要是指利用电子计算机、网络和现代通信手段去获取、传递、存储、处理和显示信息的各类技术。主要包括各种感测和识别技术、各种信息广播和传递技术，以及各种信息处理和再生技术、信息的施用技术等。如果没有信息的感知和识别技术，我们就不知道信息是什么；如果没有信息传递技术，我们就得不到信息；如果没有信息的处理和再生技术，我们就不知道信息的含义；如果没有信息施用技术，我们就无法利用信息来进行改造世界的活动。在这里，传感技术、通信技术、计算机技术和控制技术是信息技术的基本内容，是体现其现代特征的主要方面，是信息设备的媒介和支撑。
形象地说，传感技术延伸了人类感觉器官收集各类信息的能力。通信技术延长了人类神经系统和记忆器官存储与传递信息的功能。计算机和软件技术加强了人类思维器官处理信息和决策的功能。控制技术则增强了人类执行器官实施各项决策和指令的功能。
现代传感技术的发展是迅速的，当光敏元件的工作波段延伸到红外、紫外范围时，我们眼睛的功能就扩展到可见光之外的光波；当声音传感扩展到超声和次声传感时，我们的耳朵功能就扩展到可听波段之外了。另外，各种气敏、味敏、热敏、磁敏、湿敏及综合敏感元件能把各种人类感觉器官感觉不到或感觉效果不好的有用信息提取出来，增强和扩展人类收集、处理信息的功能。多媒体技术则把人类原有的信息综合能力加以提升，达到了逼真的效果。
现代通信技术的发展速度是惊人的。如今的通信已经突破了固定模式，已经能够支持高速列车上的连续实时通话了。通信卫星围绕地球，信号覆盖了整个大陆和海洋，把人类的声音和图像传遍天南地北。通信代价和费用则已大幅度降低，手机已经进入千家万户。光纤和微电子纳米技术，以及未来生物芯片技术的实施则能进一步提升通信技术的效率。
现代计算机和软件技术的发展是革命性的。它使计算机体积越来越小，功能越来越强。从大型机、中型机、小型机到微型机，以及便携式计算机等，其体积已经有了很大缩减，但功能却有了极大提升。现在的文字处理方式已经使传统出版业有了革命性的变化，电子出版物也逐步在许多场合替代传统出版物。存储器的容量越来越大，当人们用一个体积很小的U盘就能存储大量图书资料并且可以进行高效信息搜索时，人们还会去辛辛苦苦地翻阅重达几千克的工具书吗？况且现在的缩微技术所能存储的信息容量已经远远超出了传统图书馆的容量范围。
当我们点一下鼠标就能进行电子商务交易时，我们还一定要到大商场里进行现场购物吗？当我们在网上就能享受数字医疗时，我们绝不愿意大清早去医院排队；当生物和计算机真正融合之时，也就是人类能力获得革命性提升的时候。当然，安全合理地使用信息，防止遭到攻击也是必要的。否则，当信息战上升到国家级别，直接影响的将是整个国家的安全。现在的手机已集合了多种功能
另外，网络技术和分布式计算技术的发展，则使独立的计算机信息处理功能得到了革命性的提升。在网络和分布式环境下，信息处理的执行体从逻辑和空间角度得到了革命性的拓展，对信息处理的能力评价绝不是针对单个计算机的指标了，只要将各类计算机加以合理组合和无限扩展，理论上可以解决任何难度的计算问题。理论上来说，计算云飘到哪里，哪里的计算问题就能得到有效的解决。当然，如果没有算法和智能，计算机想干什么都不知道该怎么干。
现代控制技术的发展同样是飞速的。当我们看到“更深的蓝”计算机战胜国际象棋大师，数字化工厂自动进行产品生产，机器人球队进行有序的比赛，现代高铁在轨道上飞速前进，高速电梯在十几秒之内把人们送上几百米高楼的顶层，航天飞机将航天员送入空间站并顺利返回时，你是否知道，现代控制技术在其中发挥了巨大的作用？如果没有现代控制技术，任何信息处理和决策的结果都无法转化成人类改造世界的合理行动，也无法产生任何实际效果。因此，现代控制技术是执行人类改造世界目标的核心技术。没有控制技术，人类力量就无法反作用于其所存在的外部世界，而通信与传感则是人类认识世界的重要工具，网络与计算技术则是人类信息社会的重要依托。
总之，现代信息技术的出现使人类感觉更加灵敏，手脚更加麻利，思维更加敏锐，决策更加合理，行为更加有效，它的飞速发展正从根本上改变人类社会！世界是变化的，现代信息社会变化更快，要认识并改造这个社会，电子与信息技术是不可或缺的。（吴启迪 汪镭）网络会议【微问题】人类是如何走进信息社会的？【关键词】信息技术 信息社会
计算机与软件
是谁发明了世界上第一台计算机
如果让计算机自己来回答“第一台计算机”是什么时候诞生的，只要打开搜索引擎输入这个问题，就会看到各种各样的答案，其中大多是：世界上第一台计算机是1946年在美国诞生的电子数值积分计算机，简称ENIAC。
其实这个题目并没有标准答案，ENIAC只是其中一个答案而已。在历史上人们很早就开始尝试制造可以自动计算的机器了，经过多年的发展，才有了计算机今天的模样。很多种类的计算机都可以算作是“第一台计算机”，这要看你如何定义“计算机”。几种早期的电子计算机电路板
如果能帮我们做算术的东西就能称得上是计算机的话，古代的算盘应该也称得上是一种计算机，不过它完全是手动的。在17世纪到20世纪的几百年间，曾经出现过一批不带电的计算机，这些计算机里面没有电路板，只有一堆机械齿轮。帕斯卡制作的机械计算器莱布尼茨发明的计算器复制品巴贝奇制造的差分机
17世纪法国有一位“全能超人”帕斯卡，他是数学家、物理学家，也是哲学家、流体动力学家，还是概率论的创始人之一。帕斯卡造出了一个内部装着一堆齿轮的盒子，只要旋紧发条，它就可以转起来。不过，这个“第一台机械式计算机”只能进行简单的加减运算，其水平大概只相当于幼儿园小朋友。后来，德国数学家莱布尼茨制造出了一台可以进行加减乘除运算的机械式计算机，它的计算能力达到了小学生的水平。英国数学家巴贝奇在19世纪20年代制造出的差分机，则会计算一些数学函数了。虽然巴贝奇梦想着制造出一台功能更齐全的第二代差分机，但他最后并没有成功。
后来人们意识到，如果只使用机械齿轮进行计算，计算能力是极其有限的，要想让计算机拥有更强的计算能力，只有另辟蹊径。于是，电子计算机被制造出来了。依靠电力来工作比依靠齿轮工作速度更快，因此电子计算机有更强的计算能力。在第二次世界大战期间，战场上飞机、炮弹的飞行轨迹需要大量复杂的计算来获取，这让电子计算机有了一展身手的机会。以世界上第一台大型自动数字计算机“马克1号”为例，它可以储存72组数据，每组数据有23位小数。进行加法运算一次需300毫秒，乘法运算一次需6秒，除法运算一次需15.3秒，尽管现在看起来这个速度比较慢，但是它实现了计算技术历史性的突破，帮助人们完成了大量计算任务。
那么，电子计算机的发明者是谁呢？也有好几种答案。1936年英国数学家图灵首先提出了一种以程序和输入数据相互作用产生输出的计算机构想，后人将这种机器命名为通用图灵机。1938年出现了首台采用继电器进行工作的计算机“Z-1”，但继电器有机械结构，不完全是电子器材。1942年阿坦那索夫和贝利发明了首台采用真空管的计算机，以他们俩名字的首字母命名为ABC。不过ABC只能求解线性方程组，不能干其他的工作。在图灵指导下，第一台可以编写程序执行不同任务的计算机COLOSSUS则到了1943年才在英国诞生，用于密码破译。
公认的人类历史上第一台现代电子计算机是1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生的ENIAC。尽管它比前面提到的那些机器晚诞生了一段时间，但它拥有了今天计算机的主要结构和功能，是通用计算机，并且是第一台与通用图灵机等效的计算机。虽然在今天看来，ENIAC的计算能力恐怕连小小的计算器、智能手机都比不上，但当时称得上是功能强大。ENIAC体积非常庞大，占满好几个房间，全身上下拥有一大堆缠绕的电线和真空管。它的耗电量也非常惊人，工作的时候，全城的人都知道，因为家家户户的电灯都变暗了。最初ENIAC的程序设置需靠人工移动开关、连接电线来完成，改动一次程序要花一个星期时间。为了提高效率，工程师们设想将程序与数据都放在存储器中。数学家冯·诺依曼将这个思想以数学语言系统阐述，提出了存储程序计算机模型，后人称之为冯·诺依曼机。体积庞大的ENIAC
现在，人们普遍认同现代计算机理论最重要的奠基人是图灵与冯·诺依曼。前者建立了图灵机的理论模型，发展了可计算理论；而后者确定了现代计算机的基本结构。不过，计算机的发展很难简单地归功于某一个人或某一台机器，历史上每一台迸发出创新火花的计算机都有资格称得上计算机历史上的第一，它是人类智慧的共同结晶。（焦述铭）【科学人】冯·诺依曼
冯·诺依曼（1903—1957）出生于匈牙利的布达佩斯，是世界闻名的数学家。在第二次世界大战之前，他主要从事算子理论、量子理论、集合论等方面的研究。他系统研究了使用电子计算机进行计算的问题，并指出了将数学过程转变成计算机指令的基本方法。他提出了计算机由计算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5部分组成的基本框架，还采用了存储程序及二进制。【微问题】你知道计算机领域有冯·诺依曼（左）与美国核物理学家奥本海默（右）哪些重要奖项？【关键词】ENIAC 计算机
计算机的个头可以有多大
现代计算机发展史上的计算机，有的有一间房子那么大，有的却小到可以放进口袋。同样是计算机，个头儿怎么相差这么多？其实这可以从计算机的发展和进步以及计算机的用途说起。
三极管电路是构成电子计算机的基本电路，简单说来，计算机的逻辑元件（运算器、控制器和主存储器）就是由大量的三极管再加上电阻、电容以及它们之间的连线构成的。最早的电子计算机是电子管计算机，人们采用电子管技术来制作三极管。电子管外表有点像灯管，金属丝、金属板和线圈等被密封在真空玻璃管中。由于这个原因，电子管不能做得很小。比如说世界上第一台现代电子计算机ENIAC一共使用了18000多个真空电子管，70000多个电阻，10000多个电容，再加上用于输入的卡片阅读器和用于输出的打卡器等，整个ENIAC重达27吨，占地167平方米，有10个房间那么大！由于电子管有这样那样的缺陷，比如说体积大、耗电量大、速度慢、可靠性差（即便在改进后，ENIAC还是大约每两天会有一只电子管损坏）等，计算机科学家开始使用基于半导体技术的晶体管来制造计算机。特别是集成电路（将晶体三极管、电阻、电容和布线互联在一起，制作在半导体硅晶片表面上）发明以后，计算机技术的发展可谓一日千里。现在，利用最先进的半导体制造工艺，人们可以在指甲盖大小的硅晶片上，集成大量晶体管，制造出比ENIAC强大得多的计算机。台式机内部ENIAC的设计者在庞大的计算机前合影占地167平方米的ENIAC
即便是现在，也有大小不同的计算机，那是由它们的用途和计算能力决定的。比如说智能手机只有手掌大小，它可以用来完成简单的计算任务，例如简单的网页浏览、网站导航、运行小游戏等；笔记本电脑和台式机可以处理更复杂的任务，例如协同办公、运行大型游戏、进行图像处理和视频编辑等；超级计算机用来完成大型复杂的计算密集型问题，例如天气预报、基因分析、石油勘探等。中国自行研制的超级计算机“天河一号A”就是由14000多个CPU、7000多个GPU组成，占地约1000平方米，重达160吨，每秒可以进行4700万亿次浮点运算（一般的个人计算机每秒可以进行几百亿次浮点运算）。当然，随着计算机技术的发展，总有一天，超级计算机也能够放到我们的口袋里。（林晓东）
一台计算机至少需要配哪几样装备
不管计算机个头大小，有几件装备是必不可少的。
计算机不是一个简单的系统，它是由很多配置组成的整体。我们看得见、摸得着的部分称为硬件。计算机的硬件包括运算器、存储器、控制器以及输入设备和输出设备，这些部件在控制器的统一指挥和管理下协同工作，自动完成规定任务。笔记本电脑的硬件组成与此类似，但是它们被设计得更小，重量也更轻，让我们可以很方便地携带。
一般计算机硬件可认为是由三大部分组成：中央处理器（CPU）、输入输出设备（I/O）及主存储器（MM）。运算器和控制器被集成在同一块芯片上，统称为中央处理器，简称为CPU；I/O设备是输入设备和输出设备的简称，也可叫作外部设备。CPU与MM合起来就是我们常说的主机。因此，一台计算机的基本“装备”就是主机和外部设备。计算机主板笔记本电脑内部
CPU中的运算器又称算术逻辑部件，其核心是加法器，主要完成对信息的算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内部的通用寄存器或累加寄存器内。CPU中的控制器是整个计算机的指挥中心，用来存放数据和程序，它按照人们预先设定的操作步骤，控制计算机的各部件，实现有条不紊地自动工作。存储器用来存放程序和数据，它是一个记忆装置，也是计算机能够实现“存储程序控制”的基础。因为计算机存储器的外形就是一块条形的板子，所以它常被称为存储条。输入设备的任务是把人们编好的程序和原始数据送到计算机中，并将它们转换成计算机内部能识别和接收的信息形式。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，可以输入字符、图形、图像及语音等信息。输出设备的功能是将计算机的运算结果以一定形式送出计算机，让人能够识别。目前最常用的输出设备是打印机和显示器等。
计算机最基本的工作过程就是首先由用户通过输入设备将程序或数据输入到计算机内，随后由运算器对程序或数据进行加工处理，这包括算术运算和逻辑运算，然后使具备记忆功能的存储器保存这些运算结果，最终通过输出设备将计算机处理的结果输出。（郑淼 李天博）平板电脑【微博士】32位、64位计算机是什么意思
一般来说计算机的位数指的是计算机里中央处理器的寻址能力或32者说表达内存地址的能力。32位计算机最大可以寻址2（bit）=4GB64的内存，64位计算机最大可以寻址2（bit）=64TB的内存。由于中央处理器一般使用通用寄存器来寻址，所以也可以用通用寄存器的长度来表达计算机的位数。通用寄存器同时也被用来进行整数计算。所以说计算机的位数通常也可以表达计算机单条指令能进行计算的二进制整数的长度。【微问题】想一想，未来的计算机可能会长什么样子？【关键词】计算机内部结构 计算机部件
可以把计算机穿在身上吗
尽管现在各式各样的智能手机、平板电脑、笔记本电脑都可以随身携带，人们的生活工作也因为它们的存在而方便了许多，但我们还是会常常冒出这样的念头：要是能像科幻电影里那样，把微型计算机穿在身上该有多好。
梦想是推动进步的力量。在今天，已经有了一些零散的小设备出现在实验室中。未来十年，把计算机穿在身上，也许会像是穿件衣服一样自然。
按照现代计算机理论奠基人之一冯·诺依曼的观点，计算机可以分成处理单元、输入单元、输出单元和存储单元等几个部分；但从使用角度出发，人们可能会更倾向于另一种分类：主机、输出设备和输入设备。当这些部分都变得够小够方便的时候，我们就有可能把计算机穿在身上。身着可穿戴计算机的人们与听觉相关的便携式输出设备已十分成熟——每个人都用过耳机或者耳塞。与视觉相关的输出设备也有了不错的进展：早在2005年，就已经有一些厂商开始尝试把眼镜和显示器结合起来。日本的一家公司开发的产品能用激光将图像直接投射到使用者的视网膜上——不必担心，激光的强度很低，不会对视力产生影响。它利用人的视觉暂留可以像耳环一样佩戴的计算机原理，让激光快速地按指定顺序在水平和垂直两个方向上循环扫描，撞击视网膜的一小块区域使其产生光感，从而使人们感觉到图像的存在。目前这种技术还不能提供非常精细的图像，不过，性能的提升只是时间问题而已。2013年面世的智能眼镜也是采用了类似的原理，让人们可以直接在眼镜上接收信息，同时不用担心看不见面前的景物。
美国西雅图华盛顿大学的几位研究者则干脆打算把显示器做在隐形眼镜上。他们将发光二极管元件、控制电路、天线和数据通信模块集成到一片软性隐形眼镜上，使用者戴上它能看到简单的图形。虽然现在它能提供的像素数量还不够多，但是可以想见，它会在视野中呈现出很广阔的场景——毕竟它是有史以来，与人们的眼睛接触最亲密、也最能保护隐私的显示系统了。
可以戴在眼睛上的显示系统，只是可穿戴计算机的一部分，人们可能会更关注和计算机对话的方式，毕竟键盘和鼠标都不大适合边走边用。在这方面，研究人员已经研发出了一种工具，只需碰碰指头，就能向电子设备发出指令。这种工具的名字是Skinput，这个单词是“皮肤”和“输入”两个词的结合。它由一条臂带、一个微型投影仪和一部运算装置构成，其中投影仪并非必备。臂带内侧有两列形状像微型听诊器的传感器阵列，每个阵列的五个压电式传感器将会收集不同频率的震动，并由运算装置将敲击手臂产生的震动转化为计算机可以识别的信号。当人敲击手臂时，经由皮肤表面直接传导的横波将会先行到达传感器，而通过骨骼传导的震动则在由内而外传递到皮肤时，形成到达时间稍晚的纵波。通过震动的强度和时间差可以计算出产生震动的源头的位置——这和我们进行地震测量时的方法十分类似。这种技术允许人们用一种在掌心敲敲打打的方式，来告诉计算机该做什么，我们的掌心就好像是键盘一样。不过现在它的精确度不算很高，还需要进一步提升才行。
当然，我们也可以直接和计算机说话。智能手机上已经出现了语音识别软件，可以把我们的话语转化成文字，继而让手机执行特定的功能。这种技术已经有了超过40年的历史，而且还在迅速发展中。也许再过10年，计算机就能像是我们的朋友那样听懂我们说的每一句话。
看来，可穿戴计算机的输入和输出设备都已经有了不错的进展，而主机完全可以用智能手机来代替——按照现在科技发展的速度，10年后智能手机的计算能力应该最少达到今天家用计算机计算能力的10倍以上。那么，应该用什么方式把这些设备连接在一起呢？新式动作感应鞋
无线网络应该是个不错的选择。蓝牙技术能连接10米之内的设备，对可穿戴计算机来说已经够用，但是也许还有更好的选择：人体局域网。这个研究领域从20世纪90年代就已经开始发展，现在已经有了不少实验性产品。韩国一些大学里的研究者已经实现了可以媲美家用宽带的数据传输速度，能在3秒钟内传输一首歌曲。从本质上来说，这还是一种无线通信系统。它会在人体皮肤表面传递一个弱电场，通过适当的调制来携带数据。这种技术和蓝牙通信技术相比，不容易被截获和窃听，也不会被干扰，而且耗能要低得多。可以像眼镜一样佩戴的计算机
对了，还有电池问题。计算机总是要用电的，而电池充电总是有些麻烦。人体发电技术能解决这种麻烦，让可穿戴计算机永远电力满满。早在2007年，英国的一些研究者开发出了方糖大小的振动发电设备，并且希望它能有更多的用途，例如通过人体内天然的振动源——心脏来为小型设备供电。
当然，并不是每个人都想在体内植入一个小发电机。在这方面，一次性打火机也许可以帮上忙。打火机中都有一小片压电陶瓷，当它的形状变化时就会产生电能。新加坡国立大学已经开发出了压电鞋，每走一步都能发电。后来美国普林斯顿大学的科学家改进了这种设计，把压电材料做成了细丝，再封装进柔软的硅橡胶中，制造出了具有良好柔韧性和惊人发电效率的发电鞋垫。中国科学家则开创了一个新领域，将压电材料的尺寸缩小到只有通过电子显微镜才能看到的程度。使用这种技术，科学家已经制造出了能发电的外套，这种外套将会随着我们每一个细微动作的发生而产生电能。
也许不久之后，上述这些技术都会成熟到可以商业化的程度。到那时，我们把计算机穿在身上的梦想就能实现啦。（猛犸）【微问题】如果要量化生产可穿戴式计算机，你认为还有哪些问题需要克服？【关键词】可穿戴计算机 微型计算机
会不会有一天可以用意念上网
如果有一天，你想给某个人打电话，只需要在脑子里想一下就可以了，无需亲自拨号，你觉得可能吗？意念控制一直是科幻迷的梦想，实际上，这个愿望可能在不久的将来成为现实。目前已经有公司在研发智能手机和个人计算机意念控制技术，用以实现上述愿望了。
关于意念控制的研究在不断进行着。美国科学家就发现了使用一小部分脑细胞，在计算机屏幕上控制复杂图像的方法。如果这种方法能得以广泛应用，未来我们就可以实现用意念控制手机和计算机上的图像显示。在这项研究中，志愿者可以通过他们的思维来选择所要显示的图片，每个志愿者的大脑传送到计算机的信号只来自于一小部分脑细胞。参与研究的12位志愿者都患有癫痫，他们的大脑内侧颞叶里植入有监测癫痫发作的细电线，内侧颞叶主要负责记忆与对复杂图案（例如人脸）的分辨。然后研究人员通过人脑—计算机接口设备将志愿者的大脑连接在一台计算机上。使用脑电波仪监视脑电波模式
在实验中，计算机屏幕上播放出两张照片，两张照片上分别显示着两个相似的对象。志愿者通过连接在大脑上的细电线，集中精神，直到被挑选的照片完全显示出来，另一张完全淡出。研究结果表明，计算机会记录大脑信号，并据此做出反应，而这些信号只来自于内侧颞叶内的四个脑细胞。例如，其中的一个脑细胞可能会在看到玛丽莲·梦露的照片时做出反应，另一个细胞则会对迈克尔·杰克逊的照片产生反应。在这项研究中，科学家只操纵少数几个脑细胞就可以靠集中注意力做出选择，而控制这些脑细胞的方法并不复杂。意念游戏
为了实现意念控制，人们还发明了各种各样的意念控制器。
Emotiv Epoc意念控制器是一种“神经头盔”，使用者戴上这个头盔，用意志和情感可以控制电子游戏角色的动作。Emotiv Epoc主要运用一种被称为非侵入性的脑电波仪技术，感测并学习使用者大脑神经元电信号模式，解读使用者大脑对特定动作产生的反应，再利用软件转化成计算机或游戏机能理解的信息，将人的意念、感觉与情绪传输到计算机，让游戏中的虚拟人物模仿玩家的面部表情，让虚拟人物在游戏中移动指定物品。Mindflex则是另一款意念控制设备，可以让人用意念隔空移物。意念控制设备Mindflex装置，它可以让人用意念控制小球上升、下降、前进、后退
但是，意念控制计算机也带来新的问题。有计算机安全专家认为神经装置正以极快的速度更新，其在未来的应用前景非常广阔，如果从现在起仍不关注安全问题，我们可能在5年或10年内后悔自己犯下大错。利用计算机导致被攻击者神经受损的悲剧已有先例。在2007年和2008年，就曾有人攻击癫痫病患者救助网站，致使一些患者发病。正在玩意念控制游戏的男孩
尽管存在这些危险，但绝大多数新装置在设计时并未考虑安全因素。对于新装置，神经系统工程师考虑的是安全性和可靠性，神经伦理学家关注的是其是否符合道德规范。但是，直到现在，只有少数组织考虑神经装置可能以何种方式遭到入侵。从长远的眼光来看，一旦生物计算成为现实，计算机可以置入人脑，那时的神经安全，就不光是神经装置的安全了。凡事有利就有弊，科技发展了，人还是要解决好自己的问题。（姜奇平）【微博士】意念控制计算机
意念控制计算机不仅停留在概念产品上，它已经同实用结合起来了。瑞士科学家试图用意念控制为瘫痪病人服务。瘫痪的人只用意念就能操控一个机器人。他只要简单地想“抬起手指”，就能指挥一个机器人移动起来。瑞士洛桑联邦技术学院的科研组曾用一个简单的头盔记录一位患者的大脑信号。这位患者躺在100千米外的一家医院里，想象着抬起他瘫痪的手指，向大脑发出电信号，瞬间这个信号就被计算机理解，随后向正在洛桑实验室溜达的一个只有约0.3米高的机器人发出指令。类似系统也在健全人士中做过检测。虽然它现在还不像意念控制游戏Mindflex那样好用，但是经过几年的发展，也许它将变得更出色。【微问题】黑客有没有可能直接劫持人的神经呢？【关键词】意念控制计算机 脑电波仪
为什么计算机在高海拔地区容易罢工
中国的青藏高原是世界上最高的高原，去过那儿的朋友会说，在那里计算机经常会罢工，因为硬盘出了故障。原来，硬盘厂家对所有型号的计算机硬盘都规定有一个允许使用的最大海拔高度。
之所以有这样的规定，要从计算机的硬盘结构说起。1956年IBM公司的工程小组制成了世界上第一台磁盘存储系统，1968年采用温彻斯特技术制造的硬盘问世，被称为温盘。温彻斯特技术至今仍然是硬盘制作的主流技术，它的主要结构特点就是：在工作时圆形的盘片高速旋转，磁头悬浮在盘片上方进行数据读取而不与盘片接触。
因为盘体是密封的，所以我们买到的硬盘并不能直接看到里面的盘片。硬盘包括盘片、磁头、电机、电路板等部件。有的硬盘里只有一张盘片，有的则有多张盘片，它们都被安装在一个固定的转轴上，工作的时候在电机带动下高速旋转。转速是决定硬盘传输速率的关键因素之一。
盘片上有一层很薄的磁性介质层，数据就记录在这一层上。当需要从硬盘读写数据时，磁盘开始旋转。旋转速度达到额定速度时，磁头就会因盘片旋转产生气流而抬起，这时磁头才向盘片存放数据的区域移动。盘片旋转产生的气流相当强，足以使磁头被托起，并与盘面保持一个微小的距离。这个距离越小，磁头读写数据的灵敏度就越高。早期设计的磁盘驱动器使磁头保持在盘面上方几微米处飞行。现在的水平已经达到几个纳米，相当于人类头发直径的千分之一。磁头处于飞行状态可以使其和磁性介质层避免相互损伤，所以在工作时笔记本电脑尽量不要移动颤抖。当然，磁头也不能离盘面太远，否则就不能使磁头受到足够强的磁场来读出盘上的数据了。计算机硬盘驱动器
硬盘驱动器磁头的飞行悬浮高度低、速度快，一旦有小尘埃进入硬盘密封腔内，或者因受到震动导致磁头与盘体发生碰撞，就可能造成数据丢失，甚至造成磁头和盘体的损坏。因此，硬盘的盘体是密封的，我们在硬盘表面可以看到一个透气孔，它经由一个高效过滤器和盘体相通，用以保证盘体内部的洁净无尘，确保硬盘安全使用。
这个透气孔使硬盘内部气压与外部大气压保持一致。当海拔升高时，气压和空气密度降低，导致提升磁头的力变小。当气压下降到一定程度的时候，磁头与高速旋转的盘片就会发生接触，会造成硬盘一定的物理损坏，所以计算机就会“罢工”啦。
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