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一、計算機是科技進步的產物
1906年美國的LeeDeForest發明了電子管。電子管的出現為電子計算機的出現和發展奠定了基礎。而在出現電子管之前電子計算機是無法被實現的,正是電子管技術的問世使得這成為了可能。研制電子計算機的想法出現于第二次世界大戰期間。由于當時的各種武器裝備都不具備精確制導的能力,所以研制新型的大炮和武器顯得十分的避免。為此美軍專門設立了“彈道研究實驗室”,而第一臺電子計算機的產生就是為了計算彈道。在1942年賓夕法尼亞大學莫爾電機工程學院的莫希利提出了試制第一臺電子計算機的初始設想,期望用電子管代替繼電器以提高機器的計算速度。這一設想得到美國軍方的支持。后來隨著馮諾依曼的的加入并提出的“馮諾依曼模型”,終于保證了第一臺電子計算機的誕生。從上面可以看出第一臺電子計算機的出現時建立在電子管與“馮諾依曼模型”這兩項關鍵技術的基礎上。電子管誕生代表著一個新時代的來臨,而“馮諾依曼模型”的出現則讓我們的生活中出現了計算機。從此可以看出電子計算機的出現是科技進步的產物,同時也代表了科技的進步。
二、計算機在科技進步中的基礎作用
計算機的出現對科技發展有著十分重要的作用。計算機可以幫助研究人員更加精確的處理數據,從而得到更加精確的結果。可以說,現代科技每前進一步都離不開計算機及其計算機的發展,計算機在科技進步中起到十分重要的基礎性作用。科技要長足的發展則必須從教育開始進行人才的培養。將計算機應用到教學過程,提高教學效率,從而保證了對人才的有效培養。計算機輔助教學與遠程教育都是近幾十年才出現的計算機技術。計算機輔助教學為教育帶來了一片新的天空,它在充分發揮教師的作用,因材施教,提高學生學習的積極性和主動性,更有利于對學生的培養。遠程教育技術則是讓教育變得沒有地域的限制,這種教學模式是從傳統的教學模式中所變革得來的。這種方法同時還不會受到時間的限制。計算機的出現影響最大的是各個與計算相關的自然學科與數學。首先是計算機的出現讓數學中的一些古老分支得以煥發新生,例如密碼學與計算機相結合讓人們對數學有了新的認識。計算機的出現讓數學產生了新的分支。計算機的發展離不開硬件和軟件的發展,軟件對于計算機的發展有著十分重要的作用。從計算機的誕生之日開始,人們就開始了對計算方法的高度關注,從而導致了一門新的數學分支的誕生——計算數學,到現在它已經成為了一門十分熱門的數學分支。其次是純粹數學在計算機的幫助得到了一些新的數學分支,例如分形、復雜性理論、混沌力學、孤子理論。計算機的出現加快了社會的“數學化”進程。計算機對數學最大的影響還在于計算機改變了人們對數學以往的認識。數學家與自然科學家的工作方式不同,數學家不需要像自然科學家一樣去觀察,他們主要的任務就是證明定理。但是計算機出現后改變了數學家傳統的工作方式。
1976年四色猜想的攻克,1977年吳文俊實現了初等幾何主要定理的機器證明,這些都充分的說明傳統的證明可以通過計算機來實現,最終出現了實驗數學。這些都是計算機的發展對數學帶來的影響。計算機的發展對自然學科帶來的影響也十分的明顯,例如物理。計算機開發的最開始的目標是為了進行各種復雜的數值運算,當各種專業軟件出現之后計算機在科學研究中的作用就不再僅僅是純粹的數值運算,很多比較復雜和繁瑣的代數運算和微積分運算都能通過計算機與專業的軟件來實現,同時還能夠用計算機與專業的軟件來模擬、仿真物理系統隨時間演化的行為。計算機對物理研究的主要影響有以下幾方面。第一是可以快速檢驗猜想。在沒有計算機的時代,想要對某一個物理猜想進行檢驗需要很長的時間,有的甚至在人有限的生命里都是無法完成的。但是計算機出現后則可以通過計算機系統的海量的存貯能力和高速運算能力來對各種物理猜想進行驗證。第二是能夠提供一定“仿真程度”的物理系統運動“場景”。如果沒有計算機系統,那么想要創造出某一個物理系統運動的“場景”則有可能花費很長的時間、人力、物力。但是有了計算機以后則可以相對的節省這些成本。第三是完成復雜理論演算推導。計算機的出現使我們以往無法完成的計算得到了完成和實現,這已經被大量的實踐所證明。第四是進行實驗數據處理,尋找唯象理論公式,等等。除去這些影響還有許多對物理學科的影響。總之,在當代科技進步與計算機的發展是緊密相聯的。一方面,計算機對科技進步起到基礎性的作用;另一方面,科學技術的進步又促進著計算機的發展和進步。
三、計算機對未來科技進步的引領作用
計算機與人們的日常生活越來越緊密,人們已經很難適應沒有計算機的生活,特別是計算機網絡。但是計算機的軟件、硬件要發展則必須建立在其他科學的基礎上,例如制造、材料科學、數學、圖形學等。只有計算機的相關支持學科進步,計算機才能夠進步。同時計算機的發展必定會為其他學科的發展帶來很多的方便的地方。計算機對人類影響最深的是其后發展起來的計算機網絡。通過計算機網絡可以達到提高科研效率,縮短出成果時間及節約研究開發費用。同時通過計算機網絡還可以進行科研項目開題前的查新,已防止出現重復的科研項目。通過計算機還能夠模擬試驗,還可減少實物實驗工作量,用較少的投入,探索出比較理想的試驗方案,減少科研投入及縮短科研時間。采用計算機網絡同使用科技成果的企業進行工業應用信息溝通,更可異地會診,及時有效地解決新技術在實際應用中可能存在的問題。所以,計算機及其網絡對于科技進步起著十分重要的引導和引領作用。