交汇点讯 一个缠满线路的塑料板,焊接着数百根线路、上百个开关,连接在几个发光二极管上,手动输入简单的二进制算式后,板上的灯光明灭,得出算式结果……最近,一场小型的发明论证会在宿迁市实验学校举行,宿迁市科协的专家和当地部分高校、中学的信息技术专家齐聚,论证一个初三学生的发明成果——一个纯手工的二进制计算器模型,同时也是芯片结构的初级结构。

这个手搓“初代芯片”的小伙子名叫侍新然,是该校初三学生。“从设计电路图,到手动焊接、制作模型用了两年多的时间,数易其稿,先后制作4版模型,成功通过模型直观演示了二进制计算器的算法。”侍新然的老师张坤告诉记者,经过科协和本地高校、中学的相关专家老师论证后,侍新然的这项发明已经具备了芯片结构的初级模型,可以算作一个简易的CPU模型。
在论证会上,侍新然展示了自己的模型,由于是纯“手搓”,无论是模型上的焊接,还是线路都显得有些粗糙凌乱,但是当他拨动开关,手动用开关开、闭来代表二进制算法中的“0”和“1”,输入算式后,模型上的发光二极管随即亮起,并用灯光的明灭,准确地表达出了算式结果,为他赢来了阵阵掌声。

“用电路串联水银开关,实现数据输入、运算,原理虽然不复杂,但因为没有存储和运算单元,想要实现一次简单的计算,复杂程度就很高了。”该校的信息技术老师徐刚告诉记者,在侍新然的设计图中,密密麻麻的串并联电路就有几十个,其中无论是焊接错误还是线路连接有误,整个模型就无法运转,因此在制作中,需要投入大量的耐心和毅力。
在侍新然展示的设计图纸上,满是复杂的电路,虽然基本原理,都是初中物理课本上的电学知识点,但各个电路之间相互串联却又各不相同,数十个连在一起,非常复杂。“不明白的就上网查资料,然后再从课本上去找对应的内容,错了很多次。”侍新然说,他从小就对各种复杂的机电设备很感兴趣,上了中学,有了一定的电学知识后,总想着自己动手尝试一番,尤其是对生活中的各种信息化设备都非常感兴趣。他的家庭条件虽然很普通,但父亲是做手机维修生意的,家里存了不少继电器、二极管和导线、开关等材料,让他有了“实验器材”。在过去两年的大多数课余时间里,侍新然的精力都用在了设计线路图和手工焊接制作模型上,攒下了厚厚一摞设计草图。

“今年1月中旬,他到我办公室里,递来了一张非常复杂的设计图。”张坤告诉记者,打开这张设计图时,上面纵横的线路和复杂的分区让他颇为诧异。得知这份设计图是由侍新然自己一个人画出来时,张坤更加惊讶了。
“当时,出于鼓励学生的态度,我建议他继续做下去,并许诺只要真的做出来,咱们学校给他请专家来验证。”张坤说,因为这个承诺,侍新然在失败中坚持了下来,最终做出了这个可以实际运行的二进制计算器,而为了兑现承诺,他也积极地邀请相关领域专家,最终促成了这个论证会。

“画图、焊接都挺枯燥的,但是真的做出来以后,成就感很强,而且我自己也开拓了思路。”侍新然说,在这个“初代芯片”模型做完后,他还总结了这两年设计期间查阅的资料,设计出了一个“内存”,虽然目前只有1B左右的运算能力,断电后也无法保存数据,但也已经能够在自己设计的模型上正常运转。
论证会上,许多专家和老师表示,敢于创新,是一种极可宝贵的精神,除此之外,精心钻研的精神和毅力同样可贵。侍新然同学敢于创新,认真钻研的精神值得所有人学习。现在,人类正步入AI新时代,但二进制作为一种基本的计数系统,将在未来的科技发展中发挥越来越重要的作用。自计算机诞生以来,二进制就扮演着至关重要的角色。他们鼓励侍新然坚持理想,继续学习,相信一定会取得更大成绩。
新华日报·交汇点记者 孙旭晖