第十八章:《少年計算機入門》
開往地區市的長途汽車,比去縣城的車更新,也更快。
窗外的景色從熟悉的田野,逐漸變成更多、更高的廠房和建築。
馬路更寬,偶爾能看到載重卡車呼嘯而過,車身上刷著東風、解放的字樣。
空氣里似乎也多了種工業城市特有的、混合著煤煙和塵土的氣息。
陸沉坐在靠窗的位置,旁邊是縣教育局陪同的於幹事,一個三十出頭、戴著眼鏡的年輕人,對陸沉很客氣。
車子開了三個多小時,終於,一片遠比縣城龐大、樓房也更密集的建築群出現在視野里。
地區市到了。
汽車駛進灰撲撲的長途汽車站,人流明顯比縣城多了幾倍,也更加嘈雜。
出站口擠滿了接站的人,舉著牌子,喊著各地的方言。
於幹事緊緊拉著陸沉,擠過人群,找到地區科技中心派來接站的工作人員,是個姓張的年輕女同志。
「是橫塘縣來的陸沉同學吧?歡迎歡迎!」張同志熱情地打招呼,看到陸沉瘦小的個子和他手裡那個看起來頗為樸素的木盒子,眼中閃過一絲訝異,但很快掩飾過去,「先跟我去招待所安頓,其他縣的同學差不多都到了。」
地區科技中心安排的招待所在市中心附近,是一棟四層的老式樓房。
房間裡放著三張床,已經住進了兩個學生,一個來自鄰近工業縣,叫李偉,初二,做的作品是一個自動循跡小車模型,用了光敏電阻和繼電器,看起來挺複雜。
另一個來自地區市里重點小學,叫孫濤,五年級,做的是磁懸浮地球儀(其實只是用磁鐵相斥讓一個小地球儀懸浮在一個基座上,效果還不穩定)。
兩人看到陸沉,尤其是看到他那樸素的木盒和瘦小的身材,態度都有些冷淡,只是簡單打了個招呼。
陸沉也不在意,把自己的東西放好。
李偉和孫濤在用帶著明顯地方口音的普通話討論著各自的作品和地區市的見聞,語氣裡帶著城裡學生和工業縣學生的優越感。
陸沉只是安靜地聽著,偶爾問一句關於他們作品原理的問題,往往能問到關鍵,讓兩人稍微收起些輕視。
晚上,在招待所食堂吃晚飯。
幾十個來自全地區各縣市的青少年科技愛好者齊聚一堂,年齡從小學到高中不等,作品五花八門。
空氣里充滿了興奮和隱隱的競爭氣氛。
很多城裡和工業縣來的學生,穿著更體面,帶來的作品往往有漂亮的機殼、複雜的結構,相比之下,陸沉和他的木盒子顯得格格不入。
第二天一早,交流展示會在地市科技館的展廳正式開幕。
地區科委、教育局的領導都來了,講了話。
展廳里擺滿了展台,按照不同類別分區。
陸沉的數字邏輯學習機被分在電子技術區,旁邊大多是些收音機、報警器、小檯燈之類的作品,只有少數幾個涉及了簡單的數字電路概念,比如一個用開關和燈泡表示的二進位加法器,但比陸沉的簡單很多。
陸沉的展台位置不算好,在角落裡。
他小心地打開木盒,接通電源。
面板上,幾排紅色的發光二極體和幾個撥動開關靜靜地排列著,旁邊貼著用鋼筆工整書寫的與門、或門、非門標籤和簡單真值表。
看起來比那些會動的小車、能懸浮的地球儀平淡得多。
開幕式後,評委和參觀者開始流動。
起初,陸沉的展台前門可羅雀。
偶爾有人駐足,看看那簡單的開關和燈泡,又看看旁邊標籤上一年級字樣,大多搖搖頭走開了。
在他們看來,這不過是幾個開關控制燈泡亮滅,太簡單了,遠不如那些能動、能響的作品吸引人。
李偉的循跡小車和孫濤的磁懸浮地球儀前圍了不少人,兩人講解得眉飛色舞。
陸沉也不著急,安靜地站在自己的展台後。
他知道,真正的評委還沒來。
過了一會兒,幾位評委在地區科技中心陳主任的陪同下,走了過來。
陳主任一眼看到了陸沉,笑著點點頭。
評委們先看了旁邊幾個展品,然後來到陸沉面前。
「陸沉同學,又見面了。」陳主任溫和地說,然後向其他評委介紹,「這就是我提過的,橫塘縣那個對無線電和電子很有興趣的小同學。他這次帶來的是新作品。」
一位戴著黑框眼鏡、頭髮花白的老教授(後來陸沉知道他是地區師專物理系的教授)看了看陸沉的作品標籤:「數字邏輯學習機?」他俯身仔細看了看面板上的開關和標籤,「演示一下?」
「好的。」陸沉走上前,開始操作。
他先演示與門:只有同時撥動兩個輸入開關,對應的輸出指示燈才亮。
「這是『與』邏輯,兩個條件都滿足,結果才成立。」
接著演示或門:任意一個或兩個輸入開關撥動,輸出指示燈就亮。
「這是『或』邏輯,只要有一個條件滿足,結果就成立。」
然後演示非門:輸入開關斷開,輸出指示燈亮;輸入開關閉合,輸出指示燈反而不亮。
「這是『非』邏輯,輸出總是與輸入相反。」
幾位評委臉上露出了感興趣的神色。
這些基本邏輯概念,他們當然懂,但由一個這么小的孩子用如此直觀的方式演示出來,還是第一次見。
「然後,可以組合。」陸沉將與門和或門的輸出,通過幾根外接的導線,連接到一個用發光二極體組成的簡易二進位加法器演示電路上(這是他附加的功能)。
他撥動代表兩個二進位數的開關,「1+0=1」,「1+1=10」(進位用另一個燈表示)……雖然只能做最簡單的加法,但邏輯關係清晰可見。
「你這是在演示最基本的邏輯門和簡單組合邏輯。」那位老教授推了推眼鏡,看著陸沉,「你從哪裡學的這些概念?這已經超出了普通中小學物理的範圍。」
「看了一本《少年計算機入門》,還有自己瞎琢磨的。」陸沉回答,「書上說計算機里都是用0和1,用這些門電路組合起來運算,我就想試試能不能做個小東西演示一下。」
「計算機……門電路……」另一位年輕些的評委,是地區電子廠的工程師,聞言蹲下身,仔細查看陸沉木盒內部的電路。
裡面是用三極體和二極體等分立元件搭建的門電路,雖然簡陋,但線路清晰,布局合理。
「你用分立元件搭的門?性能怎麼樣?延遲大嗎?」
「只是演示邏輯功能,對速度沒要求。重點是把關係表現出來。」陸沉說。
工程師點點頭,站起身,對陳主任和其他評委說:「這孩子思路很清晰。雖然做的東西簡單,但切入點很好。數字邏輯是計算機和自動控制的基礎,他能想到用這麼直觀的方式演示,很有教學和科普價值。而且,他用的都是最基礎的分立元件,說明對原理吃得透,不是簡單照搬現成集成電路。」
陳主任臉上露出笑容,看向老教授:「王教授,您看呢?」
王教授沉吟道:「創意新穎,教育性強。在目前我們地區中小學的科技活動中,涉及數字電路概念的作品極少,甚至沒有。這件作品,可以說是填補了一個小小的空白。而且,考慮到作者的年齡和自學條件,尤為難得。我認為,在創新性和教育價值上,可以給高分。」
其他評委也紛紛表示贊同。
陸沉的展台前,漸漸吸引了更多人的注意。
之前覺得簡單的人,在聽了評委的點評和陸沉的解釋後,也意識到了這簡單背後的不簡單。
這不再是簡單的開關控制燈泡,而是揭示了現代電子技術最底層的邏輯基石。
消息很快傳開。
那個角落裡不起眼的一年級小學生,做的東西居然被評委們高度評價,還涉及計算機基礎?許多其他參展的學生、老師,甚至記者,都好奇地圍攏過來。
陸沉耐心地一遍遍演示、講解,語言清晰,邏輯分明。
李偉和孫濤也擠過來看,聽完演示,臉上的表情複雜了許多。
他們那些依靠現成模塊或簡單物理原理的作品,雖然看起來熱鬧,但在技術含量和思想深度上,似乎被這個樸素的木盒子比了下去。
下午的專家評議和答辯環節,陸沉被特意點名上台。
面對台下地區科委、教育界的專家和眾多師生,他沒有怯場,清晰闡述了自己設計數字邏輯學習機的初衷、原理和實現方法,並回答了專家們提出的幾個關於邏輯門擴展、二進位運算深入應用的問題。
雖然問題有些超綱,但陸沉結合自學的知識和前世的了解,給出了有見地的回答,再次贏得了專家們的點頭。
三天交流展示會結束,在隆重的閉幕式和頒獎典禮上,陸沉的數字邏輯學習機毫無懸念地獲得了電子技術類一等獎,同時還被授予最佳創意獎。
當陸沉走上台,從地區科委領導手中接過獎狀和獎品(一套更高級的電子工具和幾本珍貴的原版技術書籍影印本)時,台下掌聲雷動。
無數道目光聚焦在這個瘦小但沉靜的孩子身上,有讚嘆,有羨慕,有深思。
陳主任在頒獎後特意找到陸沉,用力拍了拍他的肩膀:「好小子,沒讓我失望!這次表現非常出色!你的作品和思路,給咱們地區的青少年科技活動帶了個好頭!」他壓低聲音,「省里年底可能有個青少年科技創新大賽的選拔,好好準備,我看你很有希望!」
省級大賽!
陸沉心頭一震,鄭重地點了點頭。
回程的車上,於幹事對陸沉的態度更加熱情,簡直像對待一個重要的小領導。
同車的其他縣學生,看陸沉的眼神也充滿了佩服。
李偉主動湊過來跟陸沉討論起光控和邏輯控制的結合可能性,孫濤也收起了傲氣,問陸沉要了聯繫方式。
窗外的景色從熟悉的田野,逐漸變成更多、更高的廠房和建築。
馬路更寬,偶爾能看到載重卡車呼嘯而過,車身上刷著東風、解放的字樣。
空氣里似乎也多了種工業城市特有的、混合著煤煙和塵土的氣息。
陸沉坐在靠窗的位置,旁邊是縣教育局陪同的於幹事,一個三十出頭、戴著眼鏡的年輕人,對陸沉很客氣。
車子開了三個多小時,終於,一片遠比縣城龐大、樓房也更密集的建築群出現在視野里。
地區市到了。
汽車駛進灰撲撲的長途汽車站,人流明顯比縣城多了幾倍,也更加嘈雜。
出站口擠滿了接站的人,舉著牌子,喊著各地的方言。
於幹事緊緊拉著陸沉,擠過人群,找到地區科技中心派來接站的工作人員,是個姓張的年輕女同志。
「是橫塘縣來的陸沉同學吧?歡迎歡迎!」張同志熱情地打招呼,看到陸沉瘦小的個子和他手裡那個看起來頗為樸素的木盒子,眼中閃過一絲訝異,但很快掩飾過去,「先跟我去招待所安頓,其他縣的同學差不多都到了。」
地區科技中心安排的招待所在市中心附近,是一棟四層的老式樓房。
房間裡放著三張床,已經住進了兩個學生,一個來自鄰近工業縣,叫李偉,初二,做的作品是一個自動循跡小車模型,用了光敏電阻和繼電器,看起來挺複雜。
另一個來自地區市里重點小學,叫孫濤,五年級,做的是磁懸浮地球儀(其實只是用磁鐵相斥讓一個小地球儀懸浮在一個基座上,效果還不穩定)。
兩人看到陸沉,尤其是看到他那樸素的木盒和瘦小的身材,態度都有些冷淡,只是簡單打了個招呼。
陸沉也不在意,把自己的東西放好。
李偉和孫濤在用帶著明顯地方口音的普通話討論著各自的作品和地區市的見聞,語氣裡帶著城裡學生和工業縣學生的優越感。
陸沉只是安靜地聽著,偶爾問一句關於他們作品原理的問題,往往能問到關鍵,讓兩人稍微收起些輕視。
晚上,在招待所食堂吃晚飯。
幾十個來自全地區各縣市的青少年科技愛好者齊聚一堂,年齡從小學到高中不等,作品五花八門。
空氣里充滿了興奮和隱隱的競爭氣氛。
很多城裡和工業縣來的學生,穿著更體面,帶來的作品往往有漂亮的機殼、複雜的結構,相比之下,陸沉和他的木盒子顯得格格不入。
第二天一早,交流展示會在地市科技館的展廳正式開幕。
地區科委、教育局的領導都來了,講了話。
展廳里擺滿了展台,按照不同類別分區。
陸沉的數字邏輯學習機被分在電子技術區,旁邊大多是些收音機、報警器、小檯燈之類的作品,只有少數幾個涉及了簡單的數字電路概念,比如一個用開關和燈泡表示的二進位加法器,但比陸沉的簡單很多。
陸沉的展台位置不算好,在角落裡。
他小心地打開木盒,接通電源。
面板上,幾排紅色的發光二極體和幾個撥動開關靜靜地排列著,旁邊貼著用鋼筆工整書寫的與門、或門、非門標籤和簡單真值表。
看起來比那些會動的小車、能懸浮的地球儀平淡得多。
開幕式後,評委和參觀者開始流動。
起初,陸沉的展台前門可羅雀。
偶爾有人駐足,看看那簡單的開關和燈泡,又看看旁邊標籤上一年級字樣,大多搖搖頭走開了。
在他們看來,這不過是幾個開關控制燈泡亮滅,太簡單了,遠不如那些能動、能響的作品吸引人。
李偉的循跡小車和孫濤的磁懸浮地球儀前圍了不少人,兩人講解得眉飛色舞。
陸沉也不著急,安靜地站在自己的展台後。
他知道,真正的評委還沒來。
過了一會兒,幾位評委在地區科技中心陳主任的陪同下,走了過來。
陳主任一眼看到了陸沉,笑著點點頭。
評委們先看了旁邊幾個展品,然後來到陸沉面前。
「陸沉同學,又見面了。」陳主任溫和地說,然後向其他評委介紹,「這就是我提過的,橫塘縣那個對無線電和電子很有興趣的小同學。他這次帶來的是新作品。」
一位戴著黑框眼鏡、頭髮花白的老教授(後來陸沉知道他是地區師專物理系的教授)看了看陸沉的作品標籤:「數字邏輯學習機?」他俯身仔細看了看面板上的開關和標籤,「演示一下?」
「好的。」陸沉走上前,開始操作。
他先演示與門:只有同時撥動兩個輸入開關,對應的輸出指示燈才亮。
「這是『與』邏輯,兩個條件都滿足,結果才成立。」
接著演示或門:任意一個或兩個輸入開關撥動,輸出指示燈就亮。
「這是『或』邏輯,只要有一個條件滿足,結果就成立。」
然後演示非門:輸入開關斷開,輸出指示燈亮;輸入開關閉合,輸出指示燈反而不亮。
「這是『非』邏輯,輸出總是與輸入相反。」
幾位評委臉上露出了感興趣的神色。
這些基本邏輯概念,他們當然懂,但由一個這么小的孩子用如此直觀的方式演示出來,還是第一次見。
「然後,可以組合。」陸沉將與門和或門的輸出,通過幾根外接的導線,連接到一個用發光二極體組成的簡易二進位加法器演示電路上(這是他附加的功能)。
他撥動代表兩個二進位數的開關,「1+0=1」,「1+1=10」(進位用另一個燈表示)……雖然只能做最簡單的加法,但邏輯關係清晰可見。
「你這是在演示最基本的邏輯門和簡單組合邏輯。」那位老教授推了推眼鏡,看著陸沉,「你從哪裡學的這些概念?這已經超出了普通中小學物理的範圍。」
「看了一本《少年計算機入門》,還有自己瞎琢磨的。」陸沉回答,「書上說計算機里都是用0和1,用這些門電路組合起來運算,我就想試試能不能做個小東西演示一下。」
「計算機……門電路……」另一位年輕些的評委,是地區電子廠的工程師,聞言蹲下身,仔細查看陸沉木盒內部的電路。
裡面是用三極體和二極體等分立元件搭建的門電路,雖然簡陋,但線路清晰,布局合理。
「你用分立元件搭的門?性能怎麼樣?延遲大嗎?」
「只是演示邏輯功能,對速度沒要求。重點是把關係表現出來。」陸沉說。
工程師點點頭,站起身,對陳主任和其他評委說:「這孩子思路很清晰。雖然做的東西簡單,但切入點很好。數字邏輯是計算機和自動控制的基礎,他能想到用這麼直觀的方式演示,很有教學和科普價值。而且,他用的都是最基礎的分立元件,說明對原理吃得透,不是簡單照搬現成集成電路。」
陳主任臉上露出笑容,看向老教授:「王教授,您看呢?」
王教授沉吟道:「創意新穎,教育性強。在目前我們地區中小學的科技活動中,涉及數字電路概念的作品極少,甚至沒有。這件作品,可以說是填補了一個小小的空白。而且,考慮到作者的年齡和自學條件,尤為難得。我認為,在創新性和教育價值上,可以給高分。」
其他評委也紛紛表示贊同。
陸沉的展台前,漸漸吸引了更多人的注意。
之前覺得簡單的人,在聽了評委的點評和陸沉的解釋後,也意識到了這簡單背後的不簡單。
這不再是簡單的開關控制燈泡,而是揭示了現代電子技術最底層的邏輯基石。
消息很快傳開。
那個角落裡不起眼的一年級小學生,做的東西居然被評委們高度評價,還涉及計算機基礎?許多其他參展的學生、老師,甚至記者,都好奇地圍攏過來。
陸沉耐心地一遍遍演示、講解,語言清晰,邏輯分明。
李偉和孫濤也擠過來看,聽完演示,臉上的表情複雜了許多。
他們那些依靠現成模塊或簡單物理原理的作品,雖然看起來熱鬧,但在技術含量和思想深度上,似乎被這個樸素的木盒子比了下去。
下午的專家評議和答辯環節,陸沉被特意點名上台。
面對台下地區科委、教育界的專家和眾多師生,他沒有怯場,清晰闡述了自己設計數字邏輯學習機的初衷、原理和實現方法,並回答了專家們提出的幾個關於邏輯門擴展、二進位運算深入應用的問題。
雖然問題有些超綱,但陸沉結合自學的知識和前世的了解,給出了有見地的回答,再次贏得了專家們的點頭。
三天交流展示會結束,在隆重的閉幕式和頒獎典禮上,陸沉的數字邏輯學習機毫無懸念地獲得了電子技術類一等獎,同時還被授予最佳創意獎。
當陸沉走上台,從地區科委領導手中接過獎狀和獎品(一套更高級的電子工具和幾本珍貴的原版技術書籍影印本)時,台下掌聲雷動。
無數道目光聚焦在這個瘦小但沉靜的孩子身上,有讚嘆,有羨慕,有深思。
陳主任在頒獎後特意找到陸沉,用力拍了拍他的肩膀:「好小子,沒讓我失望!這次表現非常出色!你的作品和思路,給咱們地區的青少年科技活動帶了個好頭!」他壓低聲音,「省里年底可能有個青少年科技創新大賽的選拔,好好準備,我看你很有希望!」
省級大賽!
陸沉心頭一震,鄭重地點了點頭。
回程的車上,於幹事對陸沉的態度更加熱情,簡直像對待一個重要的小領導。
同車的其他縣學生,看陸沉的眼神也充滿了佩服。
李偉主動湊過來跟陸沉討論起光控和邏輯控制的結合可能性,孫濤也收起了傲氣,問陸沉要了聯繫方式。