輸入 某 個 極為 困難 的 數學 問題 ， 答案 立刻 顯示 在 螢幕 上 。 其餘 的 都 是 謎團 。 難怪 計算器 、 電腦 … … 等等 ， 都 被 認為 是 有 智慧 的 機器 ； 不然 還 有 什麼 其他 的 解釋 呢 ？ 事實 上 ， 電腦 如何 得到 答案 的 過程 裡 ， 根本 沒有 什麼 魔法 。 那 個 黑盒子 裡面 的 「 魔法 」 ， 其實 只是 用上 一 系列 的 數學 和 邏輯 技巧 ， 由 邏輯閘 內 巧妙 安排 的 電子 開關 來 執行 而已 。 電子 脈衝 受到 盲目 的 物理 力量 拉扯 ， 往 這 個 或 那 個 方向 移動 ， 穿過 電子 開關 的 迷宮 。 在 電腦 晶片 裡 飛奔 而 過 的 電子 ， 它們 具有 的 智慧 和 從 山 上 流下來 的 水 差不多 。 重力 會 把 水 往 下 拉 。 電力 （ 電荷 的 相吸 和 相斥 ） 也 會 拉動 電子 。 如果 人們 以 正確 的 組合 來 建造 水閘 和 灌溉 渠道 ， 就 可以 讓 水流到 需要 的 地方 ， 以便 供應 農田 用水 。 如果 人們 以 正確 的 模式 來 建造 邏輯閘 和 接線 ， 就 可以 讓 電子脈 衝流 到 解出 問題 所 需 的 地方 。 在 這 兩 種 情況 下 ， 這 類 機制 都 能 達到 功效 ， 但 在 兩 種 情況 下 ， 它們 都 是 個 無知 的 機械 裝置 。 所有 的 智能 都 是 人類 設計師 提供 的 。 如果 你 在 計算器 上 敲進 ﹁ 三 加 二 ﹂ 的 加法 工作 ， 這 個 機械 裝置 就 會 產生 答案 五 。 計算器 之所以 會 得到 答案 並 不 是 因為 「 人工 智能 」 ， 而是 因為 貨真價實 的 智慧 （ 人類 的 頭腦 ） 設計 了 這 個 機制 ， 好 讓 它 能夠 得出 正確 的 答案 。 利用 單石 電路 （ 來自 基爾比 和 諾宜斯 的 才智 ） 內含 的 電晶體 （ 來自 蕭克利 、 巴丁 和 布拉頓 的 才智 ） 執行 切換 邏輯 （ 來自 布爾 和 夏濃 的 才智 ） ， 建造 數位 機器 的 人類 設計 了 一 種 加法 電路 ， 按照 這 種 方式 ， 二進制 的 ﹁ 三 ﹂ 和 二進制 的 ﹁ 二 ﹂ 放進去 的 時候 ， 代表 二進制 ﹁ 五 ﹂ 的 脈波 模式 是 唯一 可能 造成 的 組合 。 然而 ， 若要 從 完全 由 開關 切換 組成 的 機械 裝置 得到 總和 ， 人類 必須 耗費 好 大 的 力氣 。 若要 讓 電腦 這麼 沒 腦筋 的 機器 來 解出 三 加 二 ， 這 個 問題 必須 分解成 詳細 得 不像話 的 指令 順序 ， 引導 機器 一步步 慢慢 走 ， 完成 一 個 又 一 個 基本 的 步驟 。 如果說 口袋型 計算器 裡 有 什麼 魔法 ， 也 不 是 在 機械 裝置 裡面 ； 而是 在於 能夠 設計 程式 讓 機器 工作 的 那 種 智力 和 毅力 。 揭開 笨 機器 為了 清楚 說明 ， 我們 可以 進入 黑盒子 的 內部 ， 來場 徹底 的 導覽 ， 在 一 個 典型 的 數位 機械 裝置 工作 的 同時 ， 從 內部 仔細 觀察 。 我們 會 觀察 一 個 簡單 的 口袋型 計算器 ， 這 個 東西 實在 太 簡單 了 ， 只 可能 存在 這 本 書 裡面 — — 稱為 「 第一 代 無知 數位 機械 」 ( Digital Ignorant Mechanism , Model I ) ， 或 簡稱為 DIM—I 。 這裡 提到 的 DIM—I 設計 原則 ， 會 以 常見 的 四 種 功能 計算器 為主 ， 這 種 東西 只要 五 美元 左右 ， 到 哪裡 都 買 得 到 。 不過 ， 五 美元 計算器 的 基本 架構 ， 有 相當 大 的 程度 和 許多 其他 電腦 的 架構 相同 ， 無論 是 五十 美元 的 電視 遊樂器 、 五百 美元 的 掌上型 電腦 、 五千 美元 的 企業 伺服器 ， 或是 引導 太空 總署 火箭 飛過 宇宙 的 五百萬 美元 超級 電腦 。 愈 大 、 愈 昂貴 的 機器 ， 就 能 處理 愈 多 資訊 、 儲存 愈 多 計算 結果 ， 也 可以 應付 種類 更多 的 任務 ， 但 工作 方法 都 是 一樣 的 。 如果 你 看過 一 個 數位 無知 機器 的 運作 ， 你 差不多 全部 的 機器 都 看遍 了 。 從 外面 看 ， DIM—I 其實 只 是 一 個 黑色 的 塑膠盒 。 這 個 盒子 有 十八 個 按鍵 ： 從 g 到 九 的 數字 各 一 個 ， 還 有 另外 八 個 鍵 ， 代表 ＋ 、 ＝ … … 等等 之類 的 功能 。 它 有 一 個 最多 可以 顯示 八 位 數字 的 螢幕 。 它 相當 輕 （ 頂多 只 有 幾十 公克 ） ， 而且 如果 撬開 這 個 黑 盒子 ， 你 就 會 看出 裡面 根本 沒 什麼 特別 。 空間 裡 只 有 一 個 小小 的 電源 （ 有時候 是 個 電池 ， 或是 太陽能 轉換器 ） 、 幾 條 導線 ， 還 有 一 個 印刷 電路板 ， 上面 則 安置 了 另 一 個 較 小 的 黑 盒子 。 這 是 一 片 塑膠 ， 看起來 像 隻 人造 的 千足蟲 ： 一 英寸 長 的 矩形 ， 兩 邊 各 有 一 排 對稱 的 金屬 線腳 伸出來 。 那 隻 千足蟲 就 是 晶片 — — 或者 ， 更 精確 地 說 ， 是 其中 含有 晶片 的 塑膠 封裝 。 沿著 兩 側 的 兩 排 腳 ， 就 是 將 鍵盤 和 顯示 螢幕 連接到 晶片 的 電子 接線 。 在 一 台 電腦 內部 ， 即使 是 最 小 的 掌上型 電腦 ， 也 有 一 整 組 這 種 小小 的 黑色 千足蟲 ， 各 個 晶片 都 是 針對 某 個 專門 的 功能 而 設計 的 。 例如 ， 打開 一 台 桌上型 電腦 的 背面 ， 你 就 數 得 出 大約 兩百 個 獨立 的 晶片 。 有 記憶體 晶片 、 邏輯 晶片 、 輸入 ／ 輸出 晶片 以及 微處理器 晶片 ， 全部 都 排列 得 好好 的 ， 放 在 各式各樣 的 電路板 上 。 微電子 的 奇蹟 之 一 就 是 ， 愈來愈 多 分離 的 功能 元件 可以 擠進 一 顆 晶片 ； 就 像 DIM—I 。 為了 簡單 起見 ， 我們 暫且 說 DIM—I 內部 的 晶片 是 一 個 TMS 1000 C ， 這 是 專 為 小型 計算器 設計 的 常見 微處理器 之 一 。 它 有 ： （一） 一 組 邏輯閘 ， 讀取 來自 鍵盤 的 電子 信號 ， 並且 加以 「 編碼 」 ， 變成 計算器 可以 理解 的 二進制 形式 。 （二） 少量 的 記憶體 單元 。 一連串 的 電晶體 按照 順序 排成 一 列 一 列 ， 以便 每 個 記憶體 單元 都 可以 分別 「 定址 」 。 這 意味 機器 可以 隨機 接達 各 個 記憶體 區塊 ， 即 隨機 存取 記憶體 。 （三） 一 個 算術 處理器 單元 ， 也 就 是 配置成 閘 的 一 組 電晶體 ， 因此 可以 使用 布爾 邏輯 來 執行 簡單 的 數學 。 （四） 一 組 閘 ， 可 將 二進制 資訊 「 譯碼 」 變回 十進制 形式 ，