微处理器在空中运行？

曾经有一段时间，现在已经被人们遗忘，人们期望计算机将依靠流体而不是电流运行。

逻辑门几乎可以以任何方式制造。今天，我们使用晶体管的组合来构建逻辑门，例如与，或，与非和异或。但是，它们并不是唯一的方法。较早的计算机用真空管代替晶体管。在此之前，请使用中继。二战期间，康拉德·祖斯（Konrad Zuse）制造的第一批可编程计算机Z1使用机械逻辑门。

如果您真正回到蒸汽机时代的计算机历史，您会发现由计算机先驱者（如查尔斯·巴贝奇）所梦想的机械怪兽，查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）制造了蒸汽动力的机械计算机，使用精密的齿轮系统执行计算。这些都是基于十进制的计算机，而不是基于逻辑门的，这是使用二进制数字的数字计算机的常见用法。

认识到如果采用二进制数字系统可以更轻松地构建计算机，那将是一场革命。康拉德·祖斯（Konrad Zuse）的确像查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）一样，创造了主要是机械计算机的东西。但是因为他使用的是二进制系统，所以他可以使用基于逻辑门（如AND，OR，NAND等）的布尔逻辑。这极大地简化了计算机，使他可以建造比Charles Babbage更强大的计算机，它可以装在Konrad Zuse的计算机中。适中的客厅。祖斯还能够用他自己的工程薪水来自己筹集大部分资金。

相比之下，查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）则试图制造一台机械计算机，该计算机将填满工厂车间，并需要建立一个横跨全球四分之一的帝国的资金。这表明正确制定基本思想的深远影响。

这意味着Z1之类的东西可能是用1800s技术制造的。仅仅必须意识到布尔逻辑就是要走的路。

但是，如果您想想象一些另类的历史，那么在1800年代可能发生的事情并不止于此。实际上，1800年代的制造技术实际上已经足够复杂，可以支持更强大的技术，这可以使1800年代的人们拥有相对紧凑的计算机。

您可能从未听说过这种称为Fluidics的技术。它基于使用诸如液体或气体之类的流体来执行计算。不，它不是基于活动的活塞和阀门。实际上，射流系统根本不是机械的。相反，它们基于流体射流如何改变另一流体射流的方向。

当研究人员在飞机上工作时，这个原理发现得很晚。但是，1800年代的工程师拥有根据此原理构建逻辑门所需的一切。

流体学的好处与常规电子学非常相似。机械零件不受磨损，因此可靠且坚固。您还可以以相当高的密度构建射流设备。

Maker Novelchip的一个项目演示了如何使用射流技术创建集成电路，该集成电路可以放置在等效于印刷电路板（PCB）的位置。

实际上，基于流体技术的逻辑电路在1960年代就开始流行，并且有很多公司都有大量的流体设备和电路目录，您可以从中订购零件。

实际上，在一段时间内，这看起来比电子产品更有希望。那么，为什么很少有人听说呢？好吧，您可能不知道整个城市都通过气动管发送消息吗？欧洲城市使用了压缩空气网络来驱动时钟，电动机，甚至在工厂和商店中使用冷却系统，而不是使用电力网络。

然而，由于这些系统往往只使用了很短的时间，因此许多系统自此被遗忘了。通常，竞争技术来得太快。例如。真空管在被晶体管取代之前从未得到广泛使用。因此，基于真空管的计算机仅存在相对较短的时间。

同样，用于传递信息和电力的压缩空气系统在电力取代它们之前仅存在了很短的时间。流体学也有同样的信念。在相对较短的时间内，它就变得非常重要，直到电子产品迅速变得足够好，可以完全取代它为止。尽管流体系统已经用于控制飞机上的信任引导系统。

在工作温度远高于电子组件所能承受的范围的地区，流体技术系统已找到了定位。实际上，我多年来对流体学感兴趣的原因之一是对殖民金星的某种迷恋。

如果您读了这个故事，您会发现金星的最大问题是表面上的疯狂温度。达到460摄氏度。在这种温度下，几乎所有类型的数字电子产品都将面临困境，但基于流体技术的设备则无法胜任。这使我探索了可以使用什么技术来构建一个完全非电的漫游者来探索金星表面。它需要某种非基于电气的计算机，通信系统和电动机。

事实证明，如果您在Internet上进行了足够的挖掘，则可以找到解决所有这些问题的解决方案：为金星行星表面制作非电动漫游车。

可悲的是，流体学在它发展到无法超越之前就被放弃了，但是一些研究人员确实设法为一台非常简单的基于流体学的计算机FLODAC构建了原型。它建于1964年，由250个流体或非门组成。 。它具有4位字长和4个字的存储器以及4种不同的指令：

这是为了证明该程序是针对任何计算机使用4个最基本指令编写的。 FLODAC以每秒10个周期运行。然而，从理论上讲，10至100 kHz的时钟速率是可能的。与今天（2019年）工作在3 GHz左右的电子计算机相比，这听起来非常低。但是，这不一定像听起来那样具有局限性。人脑的工作频率仅为30 Hz。人脑仍然胜过几乎每台计算机。据计算，人脑的处理能力为6 peta flop。那就是每秒60亿次计算。与世界上最快的超级计算机相比：

世界上最快的超级计算机实际上约为30 petaflops。当然，它的建设花费了中国GDP的半个月，并且需要24兆瓦的功率来运行和冷却，这大约是一个中型太阳能电站的产量。

在如此低的频率下操作时，人脑如何实现这一目标？由于大规模并行处理。流体系统同样可以从并行性中获得处理能力。由于可以使用简单的塑料在3D中构建它们，因此可以在较小的区域中构建很多通道。

因此，根据经验，流体系统应该能够以比人脑快300-3000倍的时钟周期运行。

如果您认为此主题很有趣，则可能需要阅读我在空中系统各个方面所做的一些较旧的文章。我很好奇的一个想法是，您是否可以在另一个星球上建立非电力工业经济。现在我为什么对此感到好奇？您可能需要阅读我的维纳斯殖民故事，以更好地了解这一点。

如果您对Maker感兴趣，那么您肯定对3D打印机有所了解。这些功能非常通用，可以让别人轻松在家中制作几乎任何种类的零件。当然，这是其他星球上的殖民者想要的东西。也许是阿米什人，因为他们避免用电，但对基于压缩空气的系统也没问题。实际上，阿米什（Amish）厨房和车间通常使用压缩空气运行其工具和设备。因此，问题是：您能否构建仅在空中运行的3D打印机？

如果您对这种太空东西有更多的兴趣，我可以浏览一下我撰写的有关火箭和太空殖民的各种文章的概述页面。