一种叫作“计算机”的自动机

计算机是一台自动机。这个词在17世纪被创造出来（复数形式为“automata”），指的是在没有外部影响的情况下，主要由自己的原动力驱动，执行某些重复的运动和动作模式的人工制品。有时，它也会模仿人类和动物的动作。早在基督以前的古代，人们就设计出了精巧的机械自动装置，主要是为了满足富人的娱乐需求，但有些具有非常实用的性质，例如，据说水钟就是公元1世纪亚历山大的工程师希罗发明的。15世纪在意大利发明的重量驱动的机械时钟，是这种自动机的一个非常成功和持久的派生物。在18世纪的工业革命中，由托马斯·纽科门（在1713年）发明，后来由詹姆斯·瓦特（在1765年）等人改进的“常压”蒸汽机，能驱动水泵从矿井中抽水，它是另一个实用的自动机实例。

因此，能够执行这样或那样物理动作的机械自动机有着悠久的历史；而模仿认知行为的自动机出现的时间则要晚得多。一个著名的例子是，20世纪40年代末至50年代初，英国神经生理学家格雷·沃尔特发明的“乌龟”机器人—“机器冒险者”。但是，在20世纪40年代后半期发展起来的自动电子数字计算机，则标志着一个全新的自动机类的诞生过程；因为计算机是用来模拟和模仿某些人类思维过程的人工制品。

将计算视为模仿人类思维的一种方式—将计算机视为“会思考的机器”—是一个非常有趣、令人不安和有争议的概念，我将在后面讨论这个概念，因为它是计算机科学的一个分支人工智能（AI）的根。但是，许多计算机科学家更愿意在他们的学科中不那么以人类为中心，有些人甚至否认计算与自主人类思维有任何相似之处。19世纪40年代，查尔斯·巴贝奇的同事、英国著名数学家阿达·洛芙莱斯伯爵夫人就指出，巴贝奇设想的机器（称之为分析机，一个世纪后成为现代通用数字计算机的第一个化身）没有“自诩”可以自行启动任务，它只能做人类命令它做的事情。现代人工智能怀疑论者经常重复这种观点，比如电子计算机的先驱之一莫里斯·威尔克斯爵士。他在20世纪末发表了一篇与洛芙莱斯的设想类似的文章，他坚持认为计算机只做“写下的程序要它们做的事情”。

那么，是什么让计算机与其他所有类型的人工制品（包括其他类型的自动机）区分开来的？是什么让计算机科学成为一门独特的科学学科的？

在本章中，我将把计算机视为“黑盒子”。也就是说，我们或多或少会忽略计算机的内部结构和工作原理，这些会在后面讨论。目前，我们将把计算机视为一种通用的自动机，只考虑它做了什么，而不考虑它是如何做这些事情的。 2sW0yG40FAXT6cxYuaosql2eDNICb84FbLsrNh7bMozpkk5pDC9pYO2T3gSzBGG/