1、探索计算机的潜力与局限：从基础到前沿

探索计算机的潜力与局限：从基础到前沿

1. 计算机讲座的起源

在费曼去世约八年后，编辑托尼·海决定整理并出版费曼关于计算的讲座笔记。早在1987年11月，费曼的秘书海伦·塔克联系托尼·海，希望他将费曼的讲座笔记整理出版。十六年前，托尼·海曾拒绝编辑费曼的“部分子”讲座，此次他欣然接受了这个任务。

托尼·海的研究经历与计算机科学逐渐结缘。最初他是粒子物理学家，1981年在加州理工学院休假时，他对计算物理问题产生兴趣，其使用的变分方法与费曼多年前的技术相似。卡弗·米德在加州理工学院举办的关于“超大规模集成电路的未来”的研讨会，促使他转向并行计算和计算机科学领域。

费曼对计算的兴趣由来已久，可追溯到曼哈顿计划和钚内爆炸弹的建模。在早期，他就带领团队探索并行计算炸弹能量释放的方法。1981年，费曼与约翰·霍普菲尔德和卡弗·米德共同开设了跨学科课程“计算物理学”，但三人未能在同一年共同授课。1983年秋季，费曼独自开设了“计算机器的潜力与局限”课程，1984 - 1986年的讲座被录制下来，这些录音和笔记成为此次出版的基础。

2. 讲座内容概述

讲座的核心内容围绕计算机的基础知识和各种局限性展开。首先是计算机的入门介绍，包括文件文员模型和指令集等内容。接着深入探讨计算机组织，如逻辑门和组合逻辑、二进制解码器、可逆门等。在计算理论方面，涉及有效程序和可计算性、有限状态机、图灵机以及通用图灵机和停机问题等。

编码和信息理论部分涵盖计算与通信理论、错误检测和纠正码、香农定理等。可逆计算和计算热力学探讨了信息的物理本质、可逆计算的热力学、计算的能量成本与速度关系等。量子力学计算机部分则介绍了可逆机器的计算、量子力学计算机的原理等。 <