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二进制来源于中国古老的《易经》吗?

 雨辰_易弘 2020-12-11
作者:颖Liz

一、一般认为莱布尼茨提出二进制的经过

按照一般的叙述,莱布尼茨提出二进制的经过大致如下。出于对中国文化的兴趣,莱布尼茨在17世纪后半期保持了和在华的法国传教士白晋的通信往来。1703年,莱布尼茨收到白晋寄自中国的信笺,其中有中国宋代画家邵雍绘制的一件易图。莱布尼茨发现,如果将八卦中的阴爻和阳爻分别换成0和1,那么易图中排列的六十四卦与二进制中0到63这六十四个数字的计法完全一致。在这幅图的启发下,莱布尼茨提出了二进制的设想。而在二百多年后,二进制成为了现代计算机的基础。因此,有人认为《易经》成为了计算机的源头,并感叹为什么我们中国人没有好好地发展《易经》八卦的思想。那么,事实的背后究竟如何呢?

二、莱布尼茨提出二进制的实际过程

按照上面的说法,莱布尼茨在1703年收到白晋寄自中国的易图,并据此提出了二进制,同年发表了《论二进制算术》一文。而实际上莱布尼茨见到易图以及提出二进制的时间都要早很多。首先,莱布尼茨早在1679年就撰写了《二进制算术》的论文草稿,文中对二进制算术作了相当详细的讨论,不但给出了由0和1表示一切数据的规则,还规定了加、减、乘、除四则运算,并与十进制进行了比较。这表明此时的莱布尼茨已经建立了二进制,虽然尚未公开发表。其次,在莱布尼茨提出二进制之前,他也确实看到并了解了中国古老的《易经》及八卦,但却并不是白晋给出的邵雍的易图。对欧洲现存17世纪中西交流文献的考证表明,早在1658年,意大利传教士卫匡国就在德国出版了《中国上考古》,里面详细介绍了《易经》及太极八卦的演化过程。此外,当时还有一些其他在欧洲出版的有关中国的书籍中都有《易经》的莱布尼茨在与友人的通信中也涉及了这些内容的讨论。可见,莱布尼茨见到邵雍的易图之前已经了解了《易经》及八卦。

笔者认为,莱布尼茨提出二进制在白晋寄来邵雍的易图之前,但是在莱布尼茨思考并建立二进制的过程中,他了解并且从中国古老的《易经》及八卦中摄取了灵感。但这些都不是问题的本质,问题的本质是莱布尼茨建立的二进制与现代计算机有联系吗?

三、莱布尼茨提出的二进制与现代计算机有联系吗?

要回答这个问题,首先要清楚莱布尼茨提出二进制的目的是什么?我们知道,莱布尼茨终身致力于寻找一种真正的符号系统,来包含人类的全部思想。而二进制能用两个数字推导出整个算术系统,莱布尼茨相信二进制进而也可以产生出整个宇宙。正如他自己在《通向一种普遍文字》中所说的:“我这里不打算论述这种体系(二进制)的巨大用处,只要指出所有的数通过一和无的方式加以表述是何等美妙就足够了。”

归根结底,莱布尼茨提出二进制的主要目的还是在哲学,甚至是神学上的,因为它说明了整个宇宙如何可以看成是由数所构成的。我国学者刘钢认为二进制对莱布尼茨而言更像是个游戏,没有任何实用价值,更和现代计算机没有任何联系。至于现代计算机问世以后,由于莱布尼茨提出的二进制成为了基础,莱布尼茨本人也被认为是计算机的主要奠基人,则属于“事后追认先驱”的典范。

四、将二进制与现代计算机联系起来的关键人物是谁

在20世纪现代计算机诞生的过程中,有两位科学家为将二进制作为计算机的基础作出了重要贡献,他们是美国科学家香农(1916-2001)和被誉为“电子计算机之父”的美籍匈牙利科学家冯·诺依曼(1903-1957)。

1938年,香农在其硕士论文《继电器与开关电路的符号分析》中,比较了开关电路与二进制数码之间的相似性,提出了把二进制符号中的“和“与电路系统的“开”和“关”对应起来的设计方向。这奠定了数字电路的理论基础,哈佛大学的Howard Gardner教授说:“这可能是20世纪最重要、最著名的一篇硕士论文。”

1945年,冯·诺依曼在其主持的EDVAC计算机方案中首次将二进制作为计算机的设计思想(第一台计算机ENIAC采用的是十进制),大大简化了机器的逻辑线路,奠定了计算机的重要基础,一直沿用至今。

由上可知,二进制的正式提出者确实是莱布尼茨,并且在此过程中受到了来自中国古老的《易经》的启示,但并非直接由易图演化成二进制,并且莱布尼茨提出二进制也与现代计算机毫无关系。而真正为现代计算机中二进制思想奠基的则是20世纪的香农和冯·诺依曼。

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