序

数字文明和文明大转型首先，我们应该明白，人类形态——包括人类的愿望及其各种外部表现——可能正在发生剧变，因此必须重新审视。当人类主义进行自我转化，成为某种我们只能无助地称之为“后人类主义”的新事物时，我们就必须理解五百年的人类主义历史可能要寿终正寝。

——美国文学理论家哈桑

（Ihab Habib Hassan，1925—2015）

只要人类继续存在，人类的“文明”（civilization）就会继续演变下去。21世纪以来，数字技术和智能技术深深地改变了文明演绎的轨迹。

（一）

在人类文字历史上，“文明”是一个历史悠久的词汇。英文单词civilization的词根civ源于拉丁语，并与希腊语相关词汇同源，意思是“民族、公民、城市”，如civil是公民的、citizen是公民、city是城市、civic是市民的。希腊地区的文字历史可以追溯到公元前2000年左右的爱琴文明时期；拉丁语的字母表，形成于公元前7世纪左右。不仅如此，“文明”也是定义和涵盖范围极其宽泛的概念，几乎涵盖了人类社会在历史长河中创造和发展的所有物质与精神财富的总和，包括科学、技术、意识形态、文化、艺术、经济、社会组织等各个方面。但是，尽管“文明”一词的意涵丰富，它通常所指的是人类整体层面的智慧、文化和社会进步，或具有成熟社会组织的人类社会。

从学术角度思考文明，涉及六个基本问题：

第一，“文明”形态的分类。一般来说，文明是多样化的，体现为特定的社会或国家，特定的生存方式、生计类型、定居模式、政府形式、社会分层、经济制度，以及教育水平和其他文化特征。文明有不同的划分模式：基于国家和地区划分文明，如古埃及文明、古印度文明、美索不达米亚文明、玛雅文明等；基于人类早期氏族群落进化划分的文明，例如半坡文明、河姆渡文明等；基于生产工具划分的文明，例如石器文明、青铜器文明、铁器文明等；基于社会基础生产形态划分的文明，例如农业文明、工业文明、商业文明等；基于文化传统的类型划分的文明，例如儒家文明、基督教文明、伊斯兰文明等；基于社会领域划分的文明，例如物质文明、政治文明、精神文明等。1964年，苏联天文学家卡尔达肖夫（Nikolai Semyonovich Kardashev，1932—2019）提出根据一个文明所能够利用的能源量级，来量度文明层次及技术先进程度的一种假说，被称为“卡尔达肖夫指数”。KARDASHEV N S. Transmission of Information by Extraterrestrial Civilizations\[J\]. Soviet Astronomy, 1964, 8(2): 217-221.显然，穷尽文明模式的划分，几乎是不可能的。

第二，文明的核心要素。古往今来，文明始终都包含着稳定的核心要素。20世纪初的哲学家斯宾格勒（Oswald Arnold Gottfried Spengler，1880—1936）曾用德语Kultur（文化）一词来表示“文明”。斯宾格勒认为，文明的连贯性是建立在单一的主要文化符号之上的。文化经历着诞生、生命、衰落和死亡的循环，往往会被围绕着一个引人注目的新文化符号而形成的强有力的新文化所取代。斯宾格勒指出，文明是一种文化衰落的开始，是 “一种发达人类所能达到的最外在、最人为的状态”。SPENGLER O. The Decline of the West: II Perspectives of WorldHistory\[M\]. ATKINSON C F, trans. London: G. Allen and Unwin, 1928.用以定义文明的常见要素包括城市化、劳动分工、阶层结构、基础设施与政府治理体系、共享的沟通交流方式、贸易与冲突、探索与创新等。Key Components of Civilization\[EB/OL\]. (2024-12-06)\[2025-02-10\]. https://education.nationalgeographic.org/resource/keycomponentscivilization.

第三，文明的演变和进化。文明一直处于变化当中，对外界环境做出反应，并形成新的形态。20世纪的英国历史学家汤因比（Arnold Joseph Toynbee，1889—1975）认为，每一种文明，作为“历史研究的最小单位 ”，都是人类群体生活的一种组织形式，是人类及其社会应对自然环境挑战的结果。除非迎接这一挑战，否则人类及其社会就无法存在；迎接挑战需要创造性的解决方案和有效的群体生活组织，这导致了文明的存在。挑战越艰巨、越复杂、越多样，文明就越丰富。TOYNBEE A J. A Study of History: Abridgement of Volumes I-VI\[M\]. Oxford: Oxford University Press, 1987.美国未来学家托夫勒（Alvin Eugene Toffler，1928—2016）认为，文明的产生是暴力变革（浪潮）的结果，深刻重塑了个人、家庭、社会、政治社区和国家的生活。TOFFLER A, TOFFLER H, GINGRICH N. Creating a New Civilization: The Politics of the Third Wave\[M\]. First Edition. Atlanta: Turner Publishing, 1995.到了20世纪末，美国历史学家戴蒙德（Jared Mason Diamond，1937—）在他的畅销书《枪炮、病菌与钢铁》中提出，人类社会之间在力量和技术上的差距主要源于环境差异，而环境差异又被各种正反馈循环所放大。当文化或基因差异对欧亚人有利时，如书面语言或欧亚人对地方病的抵抗力，这些优势的出现是由于地理对社会和文化的影响，如促进不同文明之间的商贸往来，而不是欧亚人基因组中固有的。DIAMOND J M. Guns, Germs, and Steel: The Fates of Human Societies\[M\]. First Edition. New York: W. W. Norton & Company, 1999.

第四，文明的合作和冲突。文明在交流和冲突中演变。亚历山大图书馆、丝绸之路、文艺复兴等，都是文明之间交流与合作的案例。同时，文明伴随着冲突。1996年，美国国际关系学者亨廷顿（Samuel Phillips Huntington，1927—2008）提出，文明的基础并非单纯的语言、种族或宗教，而是广义的文化，而不同文明之间存在着长期的竞争。HUNTINGTON S P. The Clash of Civilizations and the Remaking of World Order\[M\]. New York: Simon & Schuster, 2011.进入21世纪，美国作家卡普兰（Robert David Kaplan，1952—）强调地理的作用，认为地理是思想、意志和机遇的人类戏剧不可或缺的 “背景”。KAPLAN R D. The Revenge of Geography: What the Map Tells Us About Coming Conflicts and the Battle Against Fate\[M\]. Reprint edition. New York: Random House Trade Paperbacks, 2013.英国历史学家弗格森（Niall Campbell Ferguson，1964—）提出了六种解释文明竞争的决定性因素：持续的相互竞争、科学的自由发展、保护私人财产的法治、医学和公共卫生的广泛发展、消费社会的兴起，以及严格的职业道德。FERGUSON N. Civilization: The West and the Rest\[M\]. Reprint edition. New York: Penguin Books, 2012.美国经济学家阿杰姆奥卢（Kamer Daron Acemoglu，1967—）与英国经济学家罗宾逊（James Alan Robinson，1960—）则提出制度是决定竞争成败的关键。ACEMOGLU D, ROBINSON J A. Why Nations Fail: The Origins of Power, Prosperity, and Poverty\[M\]. Reprint edition. New York: Crown Currency, 2013.

第五，文明是一个复杂系统。可以说，文明是典型的复杂系统。1942年，奥地利考古学家柴尔德（Vere Gordon Childe，1892—1957）提出的 “城市革命 ”概念认为，城市和国家的崛起得益于农业创新，如灌溉，这使得粮食生产有了剩余。剩余的粮食支持了非农业阶级（如工匠、商人和行政人员），从而导致了更复杂的社会、政治和经济制度的发展。CHILDE G V. What Happened in History\[M\]. 1950th edition. Harmondsworth: Penguin Books, 1950.20世纪中叶，奥地利生物学家冯·贝塔朗菲（Karl Ludwig von Bertalanffy，1901—1972）提出的一般系统论认为，技术变革不是孤立发生的，而是更广泛的社会、经济和政治系统的一部分。技术创新可能会产生意想不到的后果，影响社会的其他部分，同时也被其他部分所影响。技术进步被视为一个系统内的动态过程，微小的变化可能导致大规模的变革。BERTALANFFY L V. General System Theory: Foundations, Development, Applications\[M\]. Revised edition. New York: George Braziller Inc., 1969.“技术的社会建构”理论认为，技术是由社会、文化和政治环境塑造的，它不仅仅是推动变革的中性力量。相反，技术的发展是一个社会过程，受到社会中不同群体的利益和价值观的影响。技术的发展和使用方式因其产生的社会背景而不同。BIJKER W E, HUGHES T P, PINCH T. The Social Construction of Technological Systems, anniversary edition: New Directions in the Sociology and History of Technology\[M\]. Anniversary edition. Cambridge, Mass.: MIT Press, 2012.

第六，文明和科学技术的关系。150多年前，德国理论家马克思（Karl Marx，1818—1883）认为，技术进步导致 “生产方式 ”的变革，而生产方式的变革又反过来影响社会关系、阶级结构和政治制度。工具和技术的发展被视为社会经济基础的核心，而经济基础决定了政治和意识形态的上层建筑。MARX K, MANDEL E. Capital: A Critique of Political Economy, Volume 1\[M\]. Reprint edition. FOWKES B, 译. London: Penguin Classics, 1992.20世纪的奥地利政治经济学家熊彼特（Joseph Alois Schumpeter，1883—1950）提出了 “创造性破坏 ”理论。其核心思想是，技术创新往往会破坏旧的做事方式，但同时也会创造新的机会和产业。也就是说，创新是推动文明进步的破坏性力量。SCHUMPETER J A. Capitalism, Socialism, and Democracy\[M\]. Second edition. New York: Start Classics, 2024.还有英国科学史专家李约瑟（Noel Joseph Terence Montgomery Needham，1900—1995）认为，技术的发展具有周期性，社会在采用有利于其生存和发展的创新时，也会根据其文化价值观、需求和环境进行调整。NEEDHAM J. Science and Civilisation in China: 1. Introductory Orientations\[M\]. Cambridge: Cambridge University Press, 1956.加拿大哲学家麦克卢汉（Herbert Marshall McLuhan，1911—1980）提出技术决定论，认为技术是社会、文化和历史变革的主要驱动力，技术创新通过影响经济、政治和社会结构来塑造文明的发展。MCLUHAN M, LAPHAM L H. Understanding Media: The Extensions of Man\[M\]. Reprint edition. Cambridge, Mass.: The MIT Press, 1994.美国社会学家罗杰斯（Everett M. Rogers，1931—2004）的 “创新扩散 ”理论认为，创新会随着时间的推移被不同人群所采用，而采用的速度和程度则取决于各种因素，如感知到的优势、与现有价值观的兼容性以及传播创新的能力。ROGERS E M. Diffusion of Innovations, 5th Edition\[M\]. 5th edition. New York: Free Press, 2003.美国经济学家罗默（Paul Michael Romer，1955—）的内生增长理论认为，技术进步是人类有意活动和创新的结果，通常是在教育、研究和开发投资的推动下实现的。该理论认为，当文明创造了鼓励创新的条件时，文明就会崛起。ROMER P M. Increasing Returns and LongRun Growth\[J\]. Journal of Political Economy, 1986, 94(5): 1002-1037.

（二）

进入20世纪，科学技术对于人类文明的影响不断加剧，是影响人类文明的最重要的变量。在21世纪已过去的四分之一个世纪里，信息技术、数字技术和智能技术相互作用，推动人类社会完成了从工业社会到后工业社会，再到信息社会和数字社会，进而到智能社会的跃迁。在这样的历史进程中，人类的文明结构和文明演化机制不可避免地发生了深刻改变。

如何描述和诠释数字文明已成为一个历史性课题，如何帮助人们了解和认知数字技术与数字文明的发源与兴起，以及其演变趋势，是一个时代性课题。冀俊峰博士通过这本《数字文明简史：从星辰大海到元宇宙》著作，做出了自己的努力。

冀俊峰博士在书中呈现的就是这类机遇和挑战并存的数字文明发展史。作者写道：“语言文字、数字系统和数学体系是数字文明的基石，也是人类文明的关键要素。”从书中第一章到第九章所展现的文明的数字要素、数字文明形成的关键历史因素、计算机与互联网的发展演变、数据与信息编码应用、人工智能、信息与网络安全和元宇宙，都从不同的侧面解读数字文明的成长和壮大以及阶段性特征。作者进而总结此书：“主要讲述和探究数字文明及其相关思想和技术的来龙去脉、演变逻辑，既有思想观念的碰撞、技术方法的涌现，又有蕴含的底层逻辑和因果关系，以及对现代经济社会的作用与影响。”总而言之，对抽象数字和时间的探究，文艺复兴、宗教改革、大航海时代、计算工具的升级、电的普及、通讯基础设施的完善、数字处理技术的进化、人工智能技术的探索、网络安全综合治理能力的提升、对元宇宙理念与应用的探讨等元素共同构成了此书对于数字文明的拆解。“宇宙万物在时空中排布着、运动着、联系着，构成了和谐的秩序，数和数学以精密形式揭示了其中蕴含的关系和规律。”

《数字文明简史》所探讨的是一个广阔而动态的领域，因为人类对自身生存环境的探索和对未知疆界的拓展给文明注入了无限的希望。20世纪60年代举世瞩目的阿波罗登月计划为此提供了一个典型性的注释——科技史学家明代尔（David Mindell，1966—）曾经将阿波罗登月计划的影响描述为：“阿波罗就是这样的时刻：人们停止了说自己的计算机多大，而开始夸耀自己的计算机有多小。”10.Aerospace and Computing in the 1960s, Lab Life in the 1970s, The Past Three Decades\[Z/OL\]. (2012-09-28)\[2023-09-20\]. https://www.youtube.com/watch?v=YKTvSm4Nxw.同时，前沿的科学探索也并非将流行文化拒之门外。华盛顿州立大学的科学家就利用芭比娃娃来帮助测试有效清除宇航服上有害的月球尘埃的方法。WELLS I, BUSSEY J, SWETS N, et al. Lunar dust removal and material degradation from liquid nitrogen sprays\[J/OL\]. Acta Astronautica, 2023, 206: 30-42. DOI:10.1016/j.actaastro.2023.02.016.无论是SpaceX公司对于登陆火星的商业化尝试，还是生成式人工智能蓬勃发展与广泛应用所掀起的一阵又一阵科技软硬件热潮，都成为文明发展中的内容更新、迭代与丰富的标志性事件。

聚焦到数字文明，需要面对20世纪下半叶以来的信息与通信技术革命，数字技术日益深刻地影响了当代人类生产与生活的方方面面，成为支撑起当代人类社会运行的基石。从超市里的自助结账机到大模型对能源与显卡运算能力的持续提高的需求，其实都是这个时代的鲜明特征。作者也在自序中指出：“以计算机和互联网为形态特征的数字文明有一个庞大的体系，人们需要从数学、天文、历法、航海，以及社会环境和伦理等各方面进行综合分析，揭示其背后的逻辑。”

《数字文明简史》还清晰地表达了这样一个思想：数字虽然抽象，但是，当数字物化为一种既有软件也有硬件的技术，数字技术就会连接人类物质生产与生活的方方面面。在本书中，作者特别提及区块链、去中心化组织模式，以及推荐算法等数字技术。作者认为，区块链技术实现了以去中心化自治组织（Decentralized Autonomous Organization, DAO）为载体的多元共治原则，“DAO 既是一种网络社会组织，也是一种计算制度,同时还是人类协作模式上的重大创新”。在商业层面，人工智能算法在现代商品的销售推广上大行其道，“推荐算法的关键是用户和内容的匹配模型，算法系统通常采用协同过滤推荐技术、基于人口特征的推荐技术、基于内容的推荐技术等，实现用户与内容的基本匹配。 不仅如此，算法还使用更复杂的人工智能技术，如深度学习、自然语言分析等，通过分析用户的观看、停留、互动和分享等兴趣行为，不断强化训练推荐算法，使结果越来越精准，也越来越个性化”。作者通过相关案例向读者展现了数字技术对于当代文明转型的深刻方式。

进一步，《数字文明简史》描述了数字技术的两重性：一方面，数字技术缓解物质困境已经成为人类的必要选择；另一方面，当代数字技术的快速进步带来了不可小视的物质消耗。根据联合国相关机构估计，2022年，全球产生了6200万吨电子废物，只有 22.3%被正式收集和回收。BALD C P, KUEHR R, YAMAMOTO T, et al. THE GLOBAL EWASTE MONITOR 2024\[M\]. Geneva: International Telecommunication Union (ITU); United Nations Institute for Training and Research (UNITAR), 2024.根据国际能源署估计，2022年，全球数据中心、加密货币和人工智能耗电约 460 太瓦时，占全球总用电需求的近2%。AM E, HUNGERFORD Z, SCHOCH N, et al. Electricity 2024: Analysis and forecast to 2026\[R/OL\]. International Energy Agency, 2024: 170. https://iea.blob.core.windows.net/assets/18f3ed24-4b26-4c83-a3d2-8a1be51c8cc8/Electricity2024Analysisandforecastto2026.pdf.高盛公司分析，人工智能将数据中心的用电量提升160%，并将在2030年前占据全球用电总需求量的3%至4%。Anon.AI is poised to drive 160% increase in data center power demand\[EB/OL\]. (2024-05-14)\[2025-02-07\]. https://www.goldmansachs.com/insights/articles/AIpoisedtodrive160increaseinpowerdemand.在地缘争端中，数字文明的基础设施如海底电缆等也成为敌对双方斗争中的一类攻击目标。BESCH S, BROWN E. A ChineseFlagged Ship Cut Baltic Sea Internet Cables. This Time, Europe Was More Prepared.\[EB/OL\].(2024-12-03)\[2025-02-07\]. https://carnegieendowment.org/emissary/2024/12/balticseainternetcablecuteuropenatosecurity?lang=en.可见，数字技术的蓬勃发展正在将现代文明带向又一项物质挑战。可以预见，当人类可以应对和解决数字技术的负面影响，文明将得以升华，进入到数字文明的新阶段。

（三）

作者本人关于通识教育的基本理念在于，“实际上，知识体系就是由各种知识碎片开始的。它们可以是各种概念、定义、定理、定律，或是相关信息、数据等。知识碎片只要被我们理解，并与其他碎片关联起来，从点到面，建立结构化的知识体系”。作者也强调：“数字文明主要以西方文明为基础，我们应该了解西方文明，特别是现代数字科技。 同时，数字文明还包含了很多其他文明的成分。 我们的数字通识教育体系既不应全然是西方的，也不宜局限于东方文化，而应以全球视角进行客观考察。”可以说，这本《数字文明简史：从星辰大海到元宇宙》就是作者对于这种教育理念的实践。

本书作者通过生动的语言、丰富的案例、翔实的说明和清晰的逻辑结构，将漫长的数字文明史阐述得通俗易懂。无论是对学术研究者还是对普通读者来说，这本书都具有很高的阅读价值。它不仅能够让读者了解数字文明的发展历程和现状，还能够让读者感受到数字文明的魅力和挑战，激发读者对数字文明的兴趣和思考，同时也是对作者观点的强调，即“思想观念对文明和科技的发展有着极为重要的影响”。

文明可能中断、停滞，也可能倒退。但是，只要人类存在，人类文明就不会静止，其内涵会不断地深化和日趋复杂化，文明的根本趋势是进步。现在，人工智能已经强化在人类文明中的地位和作用。开发外太空、人类在量子技术和生命科学的一系列突破，都隐喻着人类在加速逼近确实存在的 “科技奇点”。人类文明正在走近一个前所未有的重大转折时刻，面临着根本性变革。这个时刻的重要意义远远超过人类从旧石器时代到新石器时代的那次文明转型。

朱嘉明

2025年2月12日

自序

星辰大海：人类数字文明的摇篮我们已经进入一个信息爆炸的时代。从以前的报纸、广播、电视，到现在的互联网和移动互联网，每个人每天都在主动或被动接受大量的碎片化信息。这不禁让人们感到迷茫和困惑：这些信息碎片对我们有价值吗？要是有，如何才能为我们所用？

实际上，知识体系就是由各种知识碎片开始构建的。它们可以是各种概念、定义、定理、定律，或是相关信息、数据等。知识碎片只要被我们理解，并与其他碎片关联起来，就能使我们从点到面地建立结构化的知识体系。

科学知识体系是人类理性的产物。在2000多年前的古希腊，哲学家们开始利用理性、逻辑和数学思考世界的本原，探讨宇宙万物的规律。

17世纪的科学革命，使人类知识出现爆炸性增长。1687年的《自然哲学的数学原理》还沿用自然哲学的传统，但为后续物理学、化学等学科的分化奠定了基础。后来又不断细分，出现了经典力学、天体力学、统计力学、光学、无机化学、有机化学，还有心理学、经济学、社会科学等，整个世界的知识体系被分割成一门门的独立学科。现在，一个人终其一生，也只能掌握某一个或几个学科的知识。

19世纪，德国开创了现代研究型大学新模式，其特色是强调学生的专业及学术研究能力，开辟了德国科学研究的新局面。许多国家的大学纷纷效仿，比如苏联的专业学院教育模式，我国在20世纪50年代的教育改革中也设置了一系列专业学院，如地质学院、钢铁学院、语言学院等。

这一模式引起了很多教育家的担忧。他们认为，这将割裂学生的知识体系，损害学生的认知能力。20世纪30年代，美国芝加哥大学校长赫钦斯（Robert Hutchins，1899—1977）呼吁，大学教育应重视通识教育，让不同学科、不同专业的学生都具有共同的精神文化基础。1945年，哈佛大学在报告《自由社会中的通识教育》中提出，通识教育并非让学生掌握某项技能，而是培养其探究事物本质、理解和认识事物之间有机联系的能力。

美国大学的通识教育方案通常设置一门核心课程《西方文明》,在文明演进中构建知识体系，主要有两种模式，一种是芝加哥大学模式，直接阅读西方经典著作的原文,包括从古希腊到文艺复兴和启蒙运动的哲学家、思想家的著作；另一种是哈佛大学模式，主要学习文明概论，这种模式对教师的要求更高，要求通晓各种思想观念的奥义。

尽管西方文明对现代文明贡献很大，但现代文明也并不等同于西方文明，不同地区和民族的人们都对现代文明留下了自己的贡献和烙印。比如，作为西方文明源头的古希腊文明并非原生文明，而是建立在之前几千年历史的古埃及文明和两河文明的基础之上。中国、印度等地的文明也对现代文明的塑造作出了重要贡献。

当前自媒体上流传着一种所谓“西方伪史论”，认为古希腊文明，甚至古埃及、美索不达米亚文明等都是近代欧洲人伪造。先不说已经发现的古迹和文物的规模如此庞大和复杂，单从动机上讲，这种说法其实是抹杀了亚洲、非洲以及古希腊的哲人在几千年前创造的辉煌文明，将其归结于近代欧洲人在短时间里随手伪造。这已经不是西方中心论，而是对西方的神化了。

数字文明是现代文明的精髓之一，其建构在诸多文明之上。早期的农业文明，如古埃及、古代两河流域、古代中国、古印度等地的文明，以及后来的工业文明等，都对数字文明的发展作出过贡献。数字文明涵盖了数学、天文、物理等多个领域，同时也包括各种数字科技，特别是电子计算机、互联网等。2015年，国际著名科技杂志《连线》的创始主编凯利（Kevin Kelly，1952—）出版了《科技想要什么》一书。他在书中提出一个独特的观点，即科技具有自身的发展趋势和发展需求，几乎像一个独立的实体。他认为科技是像生物一样的生命体形式，是一个不可割裂的整体，以数字科技为主体的数字文明更是如此。

数字文明构建深受西方科技与工程传统的影响，我们应该了解西方文明，特别是现代数字科技。同时，数字文明还吸收与融合了很多其他文明的成分。我们的数字通识教育体系既不应全然是西方的，也不宜局限于东方文化，而应以全球视角进行客观考察。

在我们当前所处的数字文明时代，计算机、互联网已经渗透到经济社会的方方面面。无论你学习什么专业，从事什么工作，甚至在我们的生活、娱乐中，数字技术都无所不在。尽管我国经过努力，在过去几十年取得了很大进步，但在芯片、操作系统以及计算机、互联网等关键技术上还有发展空间。很多人已经从电子学和软件工程等层面进行了探究，不过，以计算机和互联网为形态特征的数字文明有一个庞大的体系，我们需要从数学、天文、历法、航海，以及社会环境和伦理等各方面进行综合分析，揭示其背后的逻辑。

思想观念对文明和科技的发展有着极为重要的影响。数字文明具有很强的思辨性，不同民族的人们，由于受到地理环境和气候等因素的影响，思想观念千差万别，对数字文明的贡献也各不相同。

古希腊的数学观深深影响着欧洲人。古希腊人崇尚演绎证明和高层次逻辑思考，他们需要算术，但厌恶单调乏味的烦琐计算，将其归结为工匠或奴隶之技。西方天文学研究和远洋航海都需要海量的复杂计算，如计算星体在天空中的位置，或在汪洋大海中确定航船的方位，因此迫切需要高效的计算工具。这为计算机的发展提供了持久而强劲的驱动力。

科学革命之后，物理学迅速发展，光学、电子学为计算机发明提供了物理基础，而数学家布尔等人开创的数理逻辑和香农的开关代数则为计算机提供了坚实的理论基础。在这些历史大背景下，电子计算机的发明也就水到渠成了。

中国古代也有深厚的数学传统，其特点是重视实用性。中国数学家们发展了许多高效的计算方法和技术，用于解决日常生活中的问题，如土地测量、商业交易、天文历法等。虽然中国古代数学没有形成古希腊那样的公理化、形式化的逻辑体系，但其方法论的机械性和算法化特征，很契合现代计算机科学思想。中国的算盘因此获得了“世界上最古老的计算机”的美誉。不过，这种带有实用性和机械化倾向的数学传统可能导致人们不够重视数学的抽象性和体系性。同时，中国古代对计算技能的高度重视，以及在天文、航海等领域计算需求的局限性，在一定程度上限制了中国古代数学的突破与创新。

如果只是满足计算需求，计算机在西方也仅仅是一种高速算盘。西方的各种人文与社会思潮为计算机的深化发展提供了新的驱动力。从亚历山大图书馆到狄德罗（Denis Diderot，1713—1784）等人的《百科全书》，都反映了人们对建立知识体系的渴求。20世纪40年代，美国科学家布什（Vannevar Bush，1890—1974）研究如何将计算机拓展为人类智能增强和知识分享工具。他设想的是一种计算机Memex，以超文本和超链接方式来组织各种信息和知识，这是对互联网的早期设想与探索。

20世纪六七十年代美国兴起了计算机解放运动，技术先驱们想构建一个数字协同体，让普通人拥有计算机，将计算机和网络作为促进经济社会变革的工具和手段。个人计算机和互联网的前身阿帕网就在这一时期诞生。20世纪80年代末出现的万维网使网络和计算机的应用呈爆发式增长。“互联网+”和移动计算让网络应用无所不在，其影响渗透到经济社会的方方面面。

计算机和互联网还颠覆了人类社会的传统运转模式，成为推动经济社会变革的强大力量。德国早在2013年就将这种数字化变革与18世纪的工业革命相提并论，称其为工业4.0；而日本更是将其放在人类社会变革的宏大叙事中，提出社会5.0的概念。而在美国，人们将未来互联网对标科幻小说的虚拟与现实相互交织的新形态，即元宇宙（Metaverse）。现在，人工智能不仅在国际象棋和围棋的博弈中击败人类的顶级棋手，更通过智能制造、无人驾驶、生成式人工智能等引发了空前革命。

近年来，我国很多研究者针对芯片、操作系统等数字基础技术的发展问题做了很多深入研究，笔者也参加了国家相关项目的研究。本书在这些研究的基础之上，以数字文明的发展演变为主线，讲述人类在语言文字、天文历法、数学、航海，乃至计算机、无线通信、互联网等方面的探索历程。

自以色列历史学家赫拉利（Yuval Noah Harari，1976—）的《人类简史》出版以来，市面上出版了各种各样的简史。该书更多的是表达作者的历史观点，还有些书侧重讲述历史事件或名人八卦逸事。本书主要讲述和探究数字文明及其相关思想和技术的来龙去脉、演变逻辑，既有思想观念的碰撞、技术方法的涌现，又有蕴含的底层逻辑和因果关系，以及对现代经济社会的作用与影响。

本书第一章阐述文明的数字要素，包括语言文字、天文历法、经济社会模式以及数学体系，以历史视角审视古代诸文明的各种思想、观念及其对数字文明的作用和贡献。

第二、三章介绍数字文明形成的关键历史因素，文艺复兴、宗教改革、启蒙运动为近代文明提供了思想武器，科学革命、大航海为数字文明的发展提供了需求动力。第二章聚焦于希腊哲学与科学、欧洲中世纪信仰与理性博弈，还有文艺复兴、宗教改革等思潮中的人本思想、去中心化理念等。第三章主要介绍航海文明及其数字基因，包括航海探险，以及导航、地图等数字技术，还有海洋商贸、政治法律等。

第四、五章主要讲述计算机与互联网的发展演变。在介绍主要技术思想和方法产生的同时，还分析了历史文化及社会经济环境的影响，比如第二次世界大战、美苏冷战，以及非主流文化对技术发展的影响。计算机、互联网不仅改变了人与人、人与物、物与物之间的连接和交互方式，也极大地改变了人类经济社会的结构和发展模式。

第六章的内容涉及数据和信息编码，数据处理和数据库管理系统，还有数据可视化、数字身份与信息、大数据分析、精准推送服务等数字化应用。

第七章讲述人工智能的起源、发展、演变以及最新技术进展，包括机器逻辑推理、专家系统、神经网络、深度学习，以及最新的脑机接口、机器人、AlphaGo、AIGC和ChatGPT等，还有智慧地球、智慧城市、工业4.0和超智能社会等。

第八章介绍信息和网络安全的发展简史，主要内容包括加密解密、数字身份及认证、网络攻击和安全防护等。

第九章为元宇宙的理念起源、技术体系和应用图景，从科幻小说、电子游戏到扩展现实技术（XR）、数字货币和数字藏品，以及数字空间的社交、娱乐、教育、旅游、医疗等方面的应用场景。

本书可以作为高等学校教师、学生的通识教育参考读物，或为政府部门、公共服务机构及商业机构制定数字战略规划或决策提供借鉴，同时适合广大读者阅读，以开阔视野，增长通识知识。

本书是一本数字科技发展史的普及性图书，书中的观点、方法都是作者的个人思考，不代表任何组织或机构的立场。由于作者水平的局限，加之本书涉及的内容范围很广，书中可能会有错误或不妥之处，还请读者提出批评或建议。

本书在写作过程中得到了国家信息中心武锴博士的鼎力相助，在此深表感谢。本书的策划与出版得到了华文未来的大力支持，本书编辑顾巧燕老师也为本书的写作提出了不少中肯的建议，在此一并表示感谢。