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

在当今科技领域，算法正扮演着越来越重要的角色。过去，技术发展主要由物理定律驱动，如20世纪，我们借助微分方程和连续变量数学来理解物理世界。而如今，算法成为推动技术进步的核心力量，21世纪，我们运用离散数学和算法来探究计算机科学与生物学中的复杂性。

算法无处不在，我们每次使用谷歌搜索、浏览Facebook新闻推送，背后都有算法的身影。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不断加速。

算法是一组离散步骤或规则，用于执行计算或解决问题。其起源可追溯到9世纪波斯数学家al - Khwarizmi，17世纪在希腊语“arithmos”影响下，从“algorism”演变为“algorithm”。尽管算法历史悠久，但数字计算机使其在科学和工程领域占据了前沿地位。

1.1 复杂系统的新探索

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系统等比物理和化学系统更复杂的新方法。例如，描述火箭运动可依据牛顿运动定律，但描述树木生长却没有简单的方法。一些先驱者利用计算机算法来研究这些关于生命的古老问题。

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，但时间尺度更慢。Christopher Langton在80年代末提出“人工生命”概念，引发了对细胞复杂性和复杂行为原理的研究热潮。尽管细胞生物学和分子遗传学取得了进展，但生命的奥秘仍未完全揭开。

神经网络革命在80年代兴起，虽然我们的神经网络模型远不及大脑神经回路复杂，但学习算法让我们能够探索信息