数字时代的智能工程：科学传奇

2024-10-06 百科知识版权反馈

【摘要】：数字时代的步伐从19世纪以来，城市开始以惊人的速度扩张，大都市一直以来都是科技的广物。现在，是新一代智能机器重新定义城市概念的时候，那就是数字时代。位于蒙特利尔的EX-森特里斯综合楼是数字时代的典型工厂。有了数字时代的奇妙工具，城市规划者就可以在建筑未动工之前看到完工后的效果。数字时代和它有本质的区别。数字时代能让人们到达他们想去的任何地方。

数字时代的步伐

从19世纪以来，城市开始以惊人的速度扩张，大都市一直以来都是科技的广物。而这一切都是由工业革命所引发的。

在工业时代，如果想在经济上获得成功，就只有一个选择，必须定居在拥有大量人口的大都市里。作为大生产时代的工厂，生产总是需要源源不断的原料，所以必须把机器和设备放置在靠近城市中心的地方，因为这里是交通枢纽。操作机器需要大量工人，所以工厂周围兴起了城市，给工人提供住处。管理和融资也需要人手，于是办公大楼开始矗立在城市中心。机器铸就的现代都市已经分割为工业区、居住区和商业区，当时仅仅缺少郊区。

◆大都市一直以来都是科技的产物◆

工业的发展造就了汽车，当汽车刚刚出现的时候，人们认为它只不过是不用马拉的车。换句话说，人们只意识到汽车将取代马的位置，而没有真正意识到汽车的影响。人们所居住的所有新社区其实都是这样建立的。也就是说，城市中心、城市近郊、城市远郊等等都是汽车的产物。

20世纪50年代，人类发明了一种新机器——电脑。当时，没有人预料到它将渗透进人类生活的方方面面。

◆20世纪50年代，人类发明了一种新机器——电脑◆

20世纪70年代，全世界只有5万台电脑。20年后，每天的电脑产量就是5万台。今天，每年有1亿台电脑售出。和最初的原型相比，现在的微处理器功能强大10万倍，而成本却下降了1000倍。工业革命已经结束。现在，是新一代智能机器重新定义城市概念的时候，那就是数字时代。

位于蒙特利尔的EX-森特里斯综合楼是数字时代的典型工厂。这里的公司所使用的原料就是数据。伊斯派克公司设计了一种装置，能让人进入数字世界，因为机器能够复制任何一个人。当一组平行线被投射到模特脸上，每条线的弯曲变形都被记录下来并进行分析，于是模特的脸部就被完全复制下来。

◆当一组平行线被投射到模特脸上，每条线的弯曲变形都被记录下来并进行分析◆

通过这种方法得到的初级数据经过光纤传输到四元素工作室。在这里，一种新的数字工作会赋予它生命。四元素工作室创建的虚拟世界将被用于游戏、录像和其他数字媒体中。

有了数字时代的奇妙工具，城市规划者就可以在建筑未动工之前看到完工后的效果。虚拟建筑甚至可以融入实景中，并达到乱真的效果。所有这些神奇的数字产品不需要任何工业基础设施。工厂是一台普通的电脑，而运输通过互联网就可以进行。

◆虚拟建筑甚至可以融入实景中，并达到乱真的效果◆

在工业化时代，人们建造公路、铁路、海上航线和空中航线，其根本目的是通过这些方法从所居住的社区来到制造中心和工业中心。数字时代和它有本质的区别。数字时代能让人们到达他们想去的任何地方。现在的道路只是一种连接方式，无论你住在农场、乡村或者大都市，都有道路连通。它的作用是把商品和服务带给普通的市民，人们不用再像原来那样出门采购。所以这是原有模式的完全改变，不是迫使人们离开家、离开社区，而是极力支持社区。

◆人们又引进了一种技术奇迹以挽救数字革命，那就是光纡◆(www.chuimin.cn)

◆一滴液态玻璃就会滴落下来，拉出一条细丝，这条细丝将成为光纤◆

工业时代的通讯系统无法传输数字信号。数字时代开始不久以后，普通的电话线和同轴电视电缆就不能满足新的要求了。于是人们又引进了一种技术奇迹以挽救数字革命，那就是光纤。以光信号来传输信息并不是新的想法，人们面对的主要问题是要设计一种材料来建造新型信息高速路，用以传输数据。光纤需要高纯度的光学玻璃。制造工艺的第一步是在自动燃烧器上面放一个中空的硅制圆柱体。氯、氧蒸气被注入圆柱体内，它们和内壁熔合，形成一层均匀的高纯玻璃。这层玻璃管将被加热至2000度，使其密封。然后把这种预制坯放置在拉丝塔上，将其中一端加热至玻璃的熔点。这时一滴液态玻璃就会滴落下来，拉出一条细丝，这条细丝将成为光纤。一台和光学感应器相连的电脑将对温度和拉力进行调整，最终制成一条直径相等的细丝。

一段长1米，直径10厘米的玻璃可以生产出接近150千米长的光纤。每条光纤比人类的发丝还细，但相对来说，它的强度比钢还大。像预制坯一样，光纤既有中心也有不同类型玻璃制成的覆层。光信号沿中心传输，经覆层反射。如果水拥有和光纤一样的纯度，人的目光就可以直透海底。高纯度使得信号经过很长距离后仍不减弱，这一点使光纤成为制造水下电缆的理想材料，光纤的传输能力可以说是无限的。现在的一些激光发生器可以在1秒钟内输出400亿个脉冲信号。一条光纤可以在1秒钟内传输60亿张文件，或者让1．6亿组电话线同时联通。为了增加国际互联网的传输能力，人们每年都要再铺设2500多万千米光纤。

◆高纯度使得信号经过很长距离后仍不减弱，这一点使光纤成为制造水下电缆的理想材料◆

除了光纤外，还有一种机器对数字革命来说是不可或缺的，那就是路由器。

◆除了光纤外，还有一种机器对数字革命来说是不可或缺的，那就是路由器◆

路由器会按照人们的要求找到所需要的信息。当我们发送电子邮件的时候，电脑会把邮件内容打成一个个小信息包，并附有邮件目的地的地址和邮寄者的地址，这些信息包从邮寄者的电脑出发进入网络，被第一个路由器分捡出来。这个路由器明白了邮寄者要往哪里发邮件以后，就会通过其他10个或20个路由器找出一条到目的地的最佳路径。有的信息包还可能通过其他路线到达。在所有信息包都到达了收件人的桌面以后，它们会被他的电脑集合起来，最终展示在他面前。

路由器的能力正在显著增长。在20世纪90年代初，从一个路由器把一本500页的书传输到另一个路由器，要花费大约3分钟时间。现在，在同样的3分钟内，最好的互联网路由器可以传输17．3万本书。也就是说，在大约5个小时内，就能把一个国会图书馆的2100万本书的内容传输出去，而在90年代初，同样的事情就要花大约100年的时间。这就是技术革新的步伐。

◆小贴士

路　由　器

路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。

路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。

多少年来，路由器的发展有起有伏。20世纪90年代中期，传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈。ATM交换机取而代之，成为IP骨干网的核心，路由器变成了配角。进入20世纪90年代末期，Internet规模进一步扩大，流量每半年翻一番，ATM网又成为瓶颈，路由器东山再起，Gbps路由交换机在1997年面世后，人们又开始以Gbps路由交换机取代ATM交换机，架构以路由器为核心的骨干网。◆

◆背上一个便携式电脑就能掌握最新情况，甚至一辆普通的计程车也能变成真正的通讯中心◆

数字时代的智能工程：科学传奇

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