1、计算机计算的探索与思考

计算机计算的探索与思考

1. 计算课程的起源

费曼对计算领域的兴趣由来已久，可追溯到曼哈顿计划和钚内爆炸弹的建模。1981 年，他与约翰·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》。1983 年秋季，费曼独自开设了名为《计算机的潜力与局限》的课程，1984 - 1986 年的课程被录制下来，这些磁带和费曼的笔记成为了后续整理出版的基础。

编辑托尼·海在 1987 年接到费曼秘书海伦·塔克的电话，邀请他整理费曼的计算课程讲稿。托尼·海曾因研究分心拒绝编辑费曼的《部分子》讲座，此次欣然接受邀请。1988 年 1 月他与费曼交流，费曼希望这些讲座能出版，但不久后费曼去世，他们未能就出版内容进行更详细的讨论。

2. 课程内容概述

课程内容丰富且具有独特的跨学科性，主要包括以下几个方面：
- 计算机基础 ：涵盖计算机的文件管理员模型、指令集等基础知识。
- 计算机组织 ：涉及逻辑门和组合逻辑、二进制解码器、可逆门、完整的运算符集、触发器和计算机内存、定时和移位寄存器等内容。
- 计算理论 ：探讨有效程序和可计算性、有限状态机、图灵机、通用图灵机和停机问题等。
- 编码与信息理论 ：包括计算与通信理论、错误检测和纠正码、香农定理、消息空间的几何结构、数据压缩和信息、信息理论、进一步的编码技术以及模拟信号传输。
- 可逆计算与计算热力学 ：研究信息的物理学、可逆计算与计算热力学、计算的能量成本与速度、通用可逆计算机、台球