10、算法时代与芯片技术的革新

算法时代与芯片技术的革新

1. 算法时代的来临

在当今时代，算法无处不在。从日常的谷歌搜索，到Facebook新闻推送的内容选择，算法都在其中发挥着关键作用。随着深度学习赋予手机语音识别和自然语言处理能力，算法对我们生活的影响正日益加深。

1.1 算法的本质与历史

算法是执行计算或解决问题时需遵循的一组离散步骤或规则。“算法”一词源于拉丁语“algorismus”，以九世纪波斯数学家花拉子米（al - Khwarizmi）命名，并在十七世纪受希腊语“arithmos”（数字）影响，从“algorism”演变为“algorithm”。尽管算法起源古老，但数字计算机使其在科学和工程领域占据了前沿地位。

1.2 复杂系统与算法探索

20世纪80年代，人们对复杂性的研究迎来了新的发展。当时的目标是探索理解生物等复杂系统的新方法，因为这些系统比物理和化学系统更为复杂。例如，火箭的运动可以用牛顿运动定律简单描述，但树木的生长却难以用简单方式解释。

一些先驱者利用计算机算法来探索关于生物的古老问题。斯图尔特·考夫曼（Stuart Kauffman）对基因网络产生兴趣，他的模型是自组织的，基于二进制单元网络，在某些方面类似于神经网络，但时间尺度要慢得多。克里斯托弗·兰顿（Christopher Langton）在20世纪80年代末创造了“人工生命”一词，引发了人们对理解活细胞复杂性和复杂行为发展原理的大量尝试。

1.3 细胞自动机

斯蒂芬·沃尔夫勒姆（Stephen Wolfram）认为神经网络过于复杂，于是决定探索细胞自动机。细胞自动机通常只有几个离散值，其状态随时间根据其他细胞的状