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魔法普课(原创)

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最近伪科学太多,我就不说科学了,我来魔法普及。
今天手机换了一片64G卡,感觉真的很神奇。古代人来到现代一定会以为来到了魔法世界,一片指甲盖大小的小片片,能装下上数十万本书。过去一个大图书馆也没这么多书。就象修真小说里所言,一片玉简,存了N多秘籍一样。


IP属地:湖北1楼2015-10-28 14:11回复
    我来普及一下电脑知识:
    1G是多大呢?就是1000兆,1兆就是1000KB,1KB就是1000字节。一字节就是8个位。
    我们知道,计算机采用二进制,也就是用1和0来代表所有的数。据说当年莱布尼茨(十七世纪伟大的数学家,在数学方面甚至比牛顿还强。好吧,我不科普,我按魔法世界的品级来解释这些事,这两位应该是人类顶级的大魔导师了)受到了中国古老的八卦启发,才发明了自动计算机。当时的自动计算机还是手动的,把数字输入进去,然后用摇动摇把,结果就出来了。速度也不算快,甚至比不上熟练的算盘使用者。但机械这东西,只要被发明出来,就会不断改进,早期的蒸气机车也不如马车。
    但为什么它又和算盘不一样呢?算盘其实只是一个显示和存储中间过程的工具,它本身并不能运算。运算要靠人的大脑记忆很多口诀,奥秘就在这口诀上了。这口诀包含了人类的智慧和基本算术思想,如果把它命名成魔法也完全可以。念出一段咒语,借助一个简单的算盘,就能完成很多大数的运算,神奇吧?但是,人们并不满足。懒人是科技进步的动力,懒人们懒得去记忆那些复杂的口诀,也懒得练那复杂的手法,他们设想要有一种机械能实现那些口诀就好了,这样一个普通人随便摇动手把就能计算。然而很多尝试都失败了,虽然也产生了一些有用的东西,比如电表、水表里的那种机械计数器,正转一圈数字加一,反转减一,但要实现更多的计算就复杂得多了,主要是需要实现的口诀太多了。直到莱布尼茨这位大魔导师出现。


    IP属地:湖北2楼2015-10-28 14:13
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      春秋魔导师老子是思考过这个问题的,他说,一生二,二生三,三生万物。古人都从哲学上、玄学上解释这句话,唯独没有从数学上解释,事实上字面意思很明显嘛,这就是一个数学问题。
      当我们把两种符号堆上6个,就有64种结果,这就是《易经》。可惜中国古人也就只研究到这里了。如果希腊著名大魔导师阿基米德在那个时代能来到中国学习一下八卦,说不定早2000年就发明计算机了。


      IP属地:湖北4楼2015-10-28 14:17
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        前面我说过一个字节是8位,“位”是什么呢?就是一个符号。通过八卦你就应该明白了,八卦是3位,64卦是6位,那么8位如果画成图,就是堆叠8个阴阳符号而已。你可以算算,有256种组合。我们还是不用“—”和“- -”了,因为我在电脑上不好输入,我们就用0表示阳,1表示阴,这就是二进制,小学水平应该能看懂吧。
        考一考你:7位有多少种组合?你不用搬着指头去数,我告诉你:2位是4种,3位是8种,4位是16种,5位是32种,6位前面说了是64种,你明白了吗?如果还没明白,那你小学数学成绩一定不会及格。


        IP属地:湖北5楼2015-10-28 14:18
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          后面公布答案。我们还是回过头来说计算机吧。莱布尼茨大魔导师发现了用二进制计算可以使算术魔法口诀变得异常简单:加法口诀只需要4条:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(进位),乘法口诀也只要4条,0*0=0,1*0=0,0*1=0,1*1=1
          看看这个乘法算式:
          ········101
          X······110
          ——————
          ········000
          ·······101
          ······101
          ——————
          ······11110
          多么简洁的算法。各位相乘,累加起来就行了。
          回想一下坑爹的小学数学教育吧,我们花了一年来认识魔法符号“阿拉伯数字”,再花三年背加法表、乘法表等魔法口诀。阿拉伯数字已经算是最好的十进制表示法了,如果让你用罗马数字、中国汉字那就更麻烦了,最麻烦的是巴比伦,从出土的泥版上,现代人苦心研究,发现他们采用的是60进制,你需要认识60种魔法符号,要弄清楚这些符号的计算,需要背诵的魔法口诀多达几千种,难怪古代会数学魔法的人不多!阿拉伯数字是很伟大的魔法符号系统,起码让大部分人能成为魔法学徒。而造成这一切的根源是十进制!因为十进制我们必须要用十个符号来表示数字,然后每种运算(加减乘除)各需要记忆81种的组合符号咒语。一共需要记忆324条基本魔法口诀,还得学会进位等规则,这才成为入门级魔法学徒。要是人只有8个指头就好了,那样一定会发明8进制,而8进制和2进制之间是很容易转换的,因为8就是3位的2进制嘛。


          IP属地:湖北7楼2015-10-28 14:33
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            好了,还是回头来说计算机吧,虽然老莱发明的手摇式计算机是如此的简陋,但潜力无限。因为它不是算盘那种只能输入和显示的工具,它本身通过机械设计就记忆住了魔法口诀!这很重要,过去只能是魔法师本人来施展魔法,现在,可以把魔法存储在机械设计里,普通人只要转动摇把就能放魔法了。这是一个划时代的革命,怎么强调它的重要性都不为过。学者们可以从符号学、信息学、逻辑学等等乱七八糟的学上去分析这件事,但我不懂这些,因此就不讲这些了。


            IP属地:湖北8楼2015-10-28 14:35
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              我要讲的是,计算机不单用来计算,还能用来储存信息。只要给信息编上号码就行了。前面的题目的答案是:7位二进制有128种组合。128种组合足够表示所有英语字母大小写和标点符号了。于是人们把所有字母编号,形成一种编码,解读时还原成字母,信息就这样储存起来了,这就是ASII编码,第一位没用上,全用0,后7位给所有标点符号、阿拉伯数字、英文大小写都指定了一个编号。这就是是美国信息标准编码的简写,全世界通用,谁让近代的大魔导师都出在美国呢。你如果用二进制编辑器打开一个英文文章,你会发现是这样的:0011001001101001……我们把1位叫做1bit,8位叫做一个字节(1byte)。现在拿起来笔来算一算吧,1MB能存多少英文字母?对,聪明的你一定算出来了,一百万个!大概十几万单词,一本不厚的书。


              IP属地:湖北9楼2015-10-28 14:37
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                汉字呢?汉字需要两个字节才能表示。你可以算算,8位只能有256种组合,给每个汉字编号,肯定是不够的,而2个字节就是16位了,能有65536种组合,给汉字编号足够了(早期这也造成了一个问题:大陆用简化字,台湾香港用繁体字,编码方法不一样,还有日本韩国也对汉字有编码,所以你如果用简体系统看繁体文件全是乱码,需要一个软件把编号一一对应的转换一下)。汉字本身的字形信息存在字库里,字库也很简单,比如16*16个点,有笔划的地方填1,没笔画的地方就是0,象一幅小的魔法符号一样存储着,需要显示的时候就读出来。1兆字节就能储存50万汉字!而一本《三国演义》也就60多万字,也就1.2MB。中国古书绝大部分不会超过1MB。四库全书还不到二个GB!
                看起来汉字的信息量更大一点,这也很容易理解:我们学汉字要记住几千个不同的魔法符号!而这些符号和发音并没有直接联系。汉字信息量大就是建立在符号多的基础上。外国人看汉字,难道不象一个个魔法符号吗?所以东方魔法系统和西方有很大差异。


                IP属地:湖北10楼2015-10-28 14:39
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                  信息储存其实并不是一个新问题,原始人在山洞里画岩画,结绳记事,刻碑、铸鼎,近代人印刷,写书,总之,信息是越来越密集了,一块石碑才能刻几十个字,重达数吨。而现在128GB的TF卡不到2克,能装上千亿字。


                  IP属地:湖北11楼2015-10-28 14:50
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                    下面继续普及图片、声音、视频的储存。
                    图片最简单的就是位图。假如把屏幕分成1920*1080个点(现在大部分显示器和手机都这个分辨率),每个点用3个字节来表示颜色,你可以算算三个字节能表示多少种颜色,是一千六百万还多。这对于人的眼睛基本够了(当然还有更强大的32位颜色,如果需要,64位也不是不能编,解码程序一个约定而已)。如果年纪大点可能还记得10年前某手机的广告:1600万真彩色屏。因为当时的彩屏手机大半是65000色的,也就是2个字节表示一个点。当然,点也可以分得更密,比如3840*2160,这就是某些电视机和手机吹嘘的2K屏了。这也就是数码相机的相素。所谓1200万相素,也就是能拍出4000*3000个点的照片。如果你手头有计算器的话,你可以算一下,4000*3000再乘以3个字节,这就是一张千万级别的位图的大小。你是不是很惊奇?看起来太大了一点,大概有38MB之多,事实上这就是BMP格式的图片真实大小。但实际上数据是可以压缩的。最简单的来说,比如连续100个1,你完全可以写成“100个1”,而不用把100个1全写出来。只要在显示时把它还原出来就行了。当然,一个真正压缩算法要复杂很多,显然不是本文讨论范围。你只要知道,JPG的有损压缩,可以把千万相素级照片的压缩在3MB左右。而无损压缩要大很多,比如单反相机,你把格式换成无损的,一张照片十几兆。
                    后来人们又发明了矢量图。简单来说,矢量图就是一组方程来定义图片。比如你要画一条抛物线,只需要一个二次方程就行了,要显示的时候计算出来。一个方程只占用几个字节就行了,而如果是点阵的话,你起码需要几百个点才能画出一条线,并且矢量图随意放大都不会失真,而点阵图你放大之后就会看见明显的色块,不信你随便找张照片,用软件放大100倍试试。当然,很多东西无法用矢量图完成,比如照片。但字库、设计图之类的都可以用矢量图。


                    IP属地:湖北12楼2015-10-28 14:54
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                      我们发现,无论是照片还是录音,都比文字存储要浪费空间,为什么呢?因为我们的大脑完成了把文字变成声音的工作,大脑里肯定有这么一个高效的压缩和解压缩程序,录下来要几十兆的一段话,被压缩得只有几十KB,但要解压缩这些东西,需要你先学会说话,再学会识字,想想你从出生到中学毕业要多少年才能学会这些吧。这还不包括专业的知识。


                      IP属地:湖北14楼2015-10-28 15:02
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                        接下来继续科普电子计算机。
                        前面说了,计算机并不是新东西,大魔导师莱布尼茨就用齿轮做出过一台原始型手动版。当法拉第(另一个魔法师)发明了电磁原理,人们当然想把手动版改成电动版,用继电器来代替齿轮。直到20世纪发明了电子管,人们发现用电子管表达0和1比齿轮和继电器要好用。于是现代魔导师冯.诺伊曼再次改进了计算机的结构,引进了程序的概念。因为原始的计算机,一旦设计好了,制造出来了,就只能按照设计出来的魔法口诀放魔法,要想改变它的魔法是很困难的,你得重新设计,并去改动一堆齿轮之间的关系。冯诺伊曼提出了通用计算机的概念,把魔法口诀本身用二进制存储起来,使口诀的修改变得容易。虽然当时用直到现在,依然使用这个体系。
                        后来,晶体管发现了,再后来有了集成电路,但这个体系一直没有大改变。


                        IP属地:湖北15楼2015-10-28 15:03
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                          后来,晶体管发现了,再后来有了集成电路,但这个体系一直没有大改变。
                          存储最初用纸带,就是在一条纸带上打孔,有孔的地方算1,没孔的算0(或者反过来都行),纸带也不是新东西,魔导师伽利略测重力加速度就用过。后来改用磁芯,再后来用磁盘,现在向半导体方向发展。


                          IP属地:湖北16楼2015-10-28 15:09
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                            集成电路是什么?从魔法的角度来说,就是在一块硅片上刻上阵法,使它能放魔法。早期也就能刻十几个几百个二极管三极管,在硅片上涂光敏层再用紫外线把阵法图护印上去,然后用化学药品把不需要的部分洗掉,再经过物理化学处理,原子轰击(曝光的部分被轰击,制造出P结和N结)一个阵法就这样出来了。现代工艺当然复杂得多,设计多达几亿个晶体管的阵法图,用十几纳米的激光刻在硅片上,涉及到光学、化学、物理各种魔法分科,所以,指甲盖大小的TF卡就能有128GB。
                            不管有多么复杂,但都是基本阵法组合起来的,阵法是这个魔法世界上最基本的东西,万物皆阵法。阵法是一种秩序,一种排列。中子质子的排列不同,就产生各种元素;各种元素按阵法排列,就是日常各种我们见到的东西,比如水。最简单的例子比如碳原子如果排列的阵法不同,就有钻石和石墨的差别;而蛋白质按一种复杂的方法排列,就是基因,就是生命。星球按某种我未知的方法排列就产生整个宇宙。魔法师们所要做的事就是找出并探索各种阵法。谁掌握的阵法越多,谁就有更大的话语权。


                            IP属地:湖北17楼2015-10-28 15:10
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                              挺有意思的,楼主原创吗


                              来自Android客户端19楼2015-10-28 16:52
                              收起回复