为什么只是不断尝试更快的传输0和1，不断地尝试用更小的空间储存更多的0和1？而不去愿意尝试加入2？
这问题触及了我们数字世界最核心的基石，也触及了为什么我们对“二进制”这个词如此熟悉，以至于几乎成为同义词。之所以我们现在的主流技术围绕着“0”和“1”打转，而不是“0、1、2”，甚至更多，背后有一系列深刻的技术、物理和历史原因。这并非是“不愿意”，而是基于对现实世界的深刻理解和工程上的妥协与最优解。
想象一下，你现在要设计一个最基础的信号传递系统。你需要能够区分不同的状态，来代表你想要传递的信息。我们用“0”和“1”来代表这两种状态。为什么是两种？最根本的原因在于，物理世界中区分两种状态，比区分三种或更多状态，要来得简单、可靠且低成本得多。
1. 物理层面的简单与鲁棒性：
二元区分的清晰界限： 在物理世界里，最容易区分的是“有”与“没有”，“开”与“关”，“高电平”与“低电平”，“有信号”与“无信号”。就像电灯开关一样，它要么是开着（代表1），要么是关着（代表0）。要区分这两种状态，只需要一个简单的阈值。比如，当电压高于某个值时，我们就认为是1；低于另一个值时，我们就认为是0。中间的状态，我们可以忽略它，或者认为它是一个不确定的噪声信号。
容忍误差的能力更强： 当我们只有两种状态时，即使信号在传输过程中受到一些干扰，比如电压轻微波动，或者噪声叠加，只要波动或噪声不足以跨过那条清晰的“阈值”，信息就不会出错。也就是说，二进制有很强的“抗干扰”能力。
举个例子： 如果我们用“低电压”代表0，“中等电压”代表1，“高电压”代表2。那么，当信号受到噪声干扰时，一个本来是“中等电压”的1，如果噪声稍微大一点，它就可能被误读成“高电压”的2，或者“低电压”的0。而如果我们只有“低电压”（0）和“高电压”（1），那么即使电压稍微有些波动，只要不跨过中间的某个“安全区域”，它就能被准确地识别出来。这种容错性在复杂的电子线路中至关重要。
2. 电子元件的天然属性：
晶体管的开关特性： 现代电子设备的核心是晶体管，它们在本质上就是微小的电子开关。一个晶体管可以很容易地控制电流的通断，也就是实现“开”和“关”的状态。这天然地契合了二进制的“0”和“1”。
为什么不是三态或多态？ 要想让一个晶体管或类似的电子元件能够稳定地处于三种或更多不同的“状态”，比如三种不同的电压水平，需要更复杂的设计和更精密的控制。这会增加电路的复杂度、功耗，并且对元件的制造精度要求极高，导致成本大幅上升，且可靠性降低。比如，要精确控制电压处于三个不同范围，会面临更多的信号失真和噪声问题。
3. 逻辑运算的简洁性：
布尔代数的基础： 二进制与布尔代数（Boolean Algebra）完美契合。布尔代数是数学的一个分支，它只处理两个值（真/假，1/0）和三个基本逻辑运算（AND, OR, NOT）。计算机的逻辑运算，如加法、减法、比较等，都是通过组合这些基本逻辑门（由晶体管构成）来实现的。
对比多进制： 如果我们引入“2”，那么我们需要设计一套新的逻辑运算规则，这会极大增加硬件设计的复杂性。例如，一个“三进制”的加法器会比一个二进制的加法器复杂得多。
4. 信息存储的密度与成本：
信息编码的效率： 很多人会问，既然可以用更少的空间存储更多信息，为什么不用呢？例如，一个存储单元用一个比特（bit）只能存0或1（1种信息），如果能存0、1、2（3种信息），那岂不是更省空间？这叫做“多进制编码”（例如，三进制）。
然而，核心在于实现“状态”的物理载体： 问题的关键不是我们能不能定义更多的状态，而是我们能否以一种可靠、高效、低成本的方式物理上实现和区分这些状态。
存储介质的物理限制： 无论是硬盘磁性颗粒的极化方向，内存的电荷量，还是光盘上的凹凸，它们在物理上最容易区分的就是两种极端状态（例如，磁性有两种极性，电荷有两种相对量的多少，光盘有反射和不反射）。要区分三种或更多的状态，需要更精细地控制这些物理量的细微差别，这会大幅增加存储介质的成本和对读写设备的精度要求。
“密度”的 tradeoff： 理论上，一个 N 进制的存储单元可以比一个 2 进制的存储单元存储更多的信息 (log₂N 比 1)。例如，一个三进制单元可以存储 log₂3 ≈ 1.58 比特的信息。听起来很诱人。但是，如上所述，实现这“三态”的物理成本、可靠性和读写速度，往往会抵消掉这点“密度优势”，甚至带来整体性能的下降。而且，我们现在的技术已经通过将亿万个微小的二进制单元密集地排列，并且不断提高它们的开关速度，来达到极高的信息密度和处理速度了。
5. 历史的惯性与生态系统的成熟：
早期计算机的设计选择： 在计算机发展的早期，工程师们正是基于上述的物理和逻辑简单性原则，选择了二进制。一旦这个基础建立起来，后续所有的硬件设计（CPU指令集、内存架构、输入输出设备接口）、软件设计（编程语言、操作系统）以及行业标准，都围绕着二进制构建。
庞大且成熟的生态系统： 如今，我们拥有一个由二进制驱动的极其庞大且成熟的生态系统。从芯片设计到软件开发，再到通信协议，无一不建立在二进制的基础上。要颠覆这个体系，需要一个压倒性的、在所有维度上都远超二进制的优势，而目前并没有出现这样的技术。
总结来说，我们不是“不愿意”尝试加入2，而是因为在物理实现、工程设计、逻辑运算和成本效益上，二进制表现出了无与伦比的简洁性、可靠性和普适性。 它就像一门通用的语言，虽然理论上可以创造更多复杂的语言，但用最基础的字母组合出无限可能，往往是最高效、最稳固的方式。我们通过不断压缩二进制单元的尺寸、提高它们开关的速度，以及更高效地组织和管理这些二进制信息，来不断突破“更快传输0和1”和“更小空间储存更多0和1”的极限。这是一种基于现实物理规律和工程实践的优化，而非对“更多数字”的排斥。
想象一下，你现在要设计一个最基础的信号传递系统。你需要能够区分不同的状态，来代表你想要传递的信息。我们用“0”和“1”来代表这两种状态。为什么是两种？最根本的原因在于，物理世界中区分两种状态，比区分三种或更多状态，要来得简单、可靠且低成本得多。
1. 物理层面的简单与鲁棒性：
二元区分的清晰界限： 在物理世界里，最容易区分的是“有”与“没有”，“开”与“关”，“高电平”与“低电平”，“有信号”与“无信号”。就像电灯开关一样，它要么是开着（代表1），要么是关着（代表0）。要区分这两种状态，只需要一个简单的阈值。比如，当电压高于某个值时，我们就认为是1；低于另一个值时，我们就认为是0。中间的状态，我们可以忽略它，或者认为它是一个不确定的噪声信号。
容忍误差的能力更强： 当我们只有两种状态时，即使信号在传输过程中受到一些干扰，比如电压轻微波动，或者噪声叠加，只要波动或噪声不足以跨过那条清晰的“阈值”，信息就不会出错。也就是说，二进制有很强的“抗干扰”能力。
举个例子： 如果我们用“低电压”代表0，“中等电压”代表1，“高电压”代表2。那么，当信号受到噪声干扰时，一个本来是“中等电压”的1，如果噪声稍微大一点，它就可能被误读成“高电压”的2，或者“低电压”的0。而如果我们只有“低电压”（0）和“高电压”（1），那么即使电压稍微有些波动，只要不跨过中间的某个“安全区域”，它就能被准确地识别出来。这种容错性在复杂的电子线路中至关重要。
2. 电子元件的天然属性：
晶体管的开关特性： 现代电子设备的核心是晶体管，它们在本质上就是微小的电子开关。一个晶体管可以很容易地控制电流的通断，也就是实现“开”和“关”的状态。这天然地契合了二进制的“0”和“1”。
为什么不是三态或多态？ 要想让一个晶体管或类似的电子元件能够稳定地处于三种或更多不同的“状态”，比如三种不同的电压水平，需要更复杂的设计和更精密的控制。这会增加电路的复杂度、功耗，并且对元件的制造精度要求极高，导致成本大幅上升，且可靠性降低。比如，要精确控制电压处于三个不同范围，会面临更多的信号失真和噪声问题。
3. 逻辑运算的简洁性：
布尔代数的基础： 二进制与布尔代数（Boolean Algebra）完美契合。布尔代数是数学的一个分支，它只处理两个值（真/假，1/0）和三个基本逻辑运算（AND, OR, NOT）。计算机的逻辑运算，如加法、减法、比较等，都是通过组合这些基本逻辑门（由晶体管构成）来实现的。
对比多进制： 如果我们引入“2”，那么我们需要设计一套新的逻辑运算规则，这会极大增加硬件设计的复杂性。例如，一个“三进制”的加法器会比一个二进制的加法器复杂得多。
4. 信息存储的密度与成本：
信息编码的效率： 很多人会问，既然可以用更少的空间存储更多信息，为什么不用呢？例如，一个存储单元用一个比特（bit）只能存0或1（1种信息），如果能存0、1、2（3种信息），那岂不是更省空间？这叫做“多进制编码”（例如，三进制）。
然而，核心在于实现“状态”的物理载体： 问题的关键不是我们能不能定义更多的状态，而是我们能否以一种可靠、高效、低成本的方式物理上实现和区分这些状态。
存储介质的物理限制： 无论是硬盘磁性颗粒的极化方向，内存的电荷量，还是光盘上的凹凸，它们在物理上最容易区分的就是两种极端状态（例如，磁性有两种极性，电荷有两种相对量的多少，光盘有反射和不反射）。要区分三种或更多的状态，需要更精细地控制这些物理量的细微差别，这会大幅增加存储介质的成本和对读写设备的精度要求。
“密度”的 tradeoff： 理论上，一个 N 进制的存储单元可以比一个 2 进制的存储单元存储更多的信息 (log₂N 比 1)。例如，一个三进制单元可以存储 log₂3 ≈ 1.58 比特的信息。听起来很诱人。但是，如上所述，实现这“三态”的物理成本、可靠性和读写速度，往往会抵消掉这点“密度优势”，甚至带来整体性能的下降。而且，我们现在的技术已经通过将亿万个微小的二进制单元密集地排列，并且不断提高它们的开关速度，来达到极高的信息密度和处理速度了。
5. 历史的惯性与生态系统的成熟：
早期计算机的设计选择： 在计算机发展的早期，工程师们正是基于上述的物理和逻辑简单性原则，选择了二进制。一旦这个基础建立起来，后续所有的硬件设计（CPU指令集、内存架构、输入输出设备接口）、软件设计（编程语言、操作系统）以及行业标准，都围绕着二进制构建。
庞大且成熟的生态系统： 如今，我们拥有一个由二进制驱动的极其庞大且成熟的生态系统。从芯片设计到软件开发，再到通信协议，无一不建立在二进制的基础上。要颠覆这个体系，需要一个压倒性的、在所有维度上都远超二进制的优势，而目前并没有出现这样的技术。
总结来说，我们不是“不愿意”尝试加入2，而是因为在物理实现、工程设计、逻辑运算和成本效益上，二进制表现出了无与伦比的简洁性、可靠性和普适性。 它就像一门通用的语言，虽然理论上可以创造更多复杂的语言，但用最基础的字母组合出无限可能，往往是最高效、最稳固的方式。我们通过不断压缩二进制单元的尺寸、提高它们开关的速度，以及更高效地组织和管理这些二进制信息，来不断突破“更快传输0和1”和“更小空间储存更多0和1”的极限。这是一种基于现实物理规律和工程实践的优化，而非对“更多数字”的排斥。
网友意见
固态硬盘大概就象你说的，先是用一个单元表示0123，然后是一个单元表示01234567，现在已经是一个单元从0到f了，相当于以前的四个单元了。
这是存储，传输方面，了解一下QAM16, QAM64, QAM256？
顺便提一下，苏联人搞过三进制计算机，虽然现在没人用了，但是也积累了不少经验教训。有兴趣可以自己找资料看看。
类似的话题
-
这问题触及了我们数字世界最核心的基石，也触及了为什么我们对“二进制”这个词如此熟悉，以至于几乎成为同义词。之所以我们现在的主流技术围绕着“0”和“1”打转，而不是“0、1、2”，甚至更多，背后有一系列深刻的技术、物理和历史原因。这并非是“不愿意”，而是基于对现实世界的深刻理解和工程上的妥协与最优解。............. -
近些年来，手机厂商在屏幕技术上可以说是一骑绝尘，2K分辨率已经成为了旗舰机的标配，为我们带来了极致细腻的视觉享受。然而，当我们把目光转向手机的摄像头，尤其是夜拍能力时，似乎总觉得还有进步的空间。很多人可能会疑惑：既然大家都在追求更高分辨率的屏幕，为什么手机厂商不尝试在摄像头上反其道而行之，做一个“大.............
-
年轻人“佛系”，而非“愤怒”？这实在是一个有趣又值得深挖的话题。抛开那些泛泛而谈的定义，我们不妨从年轻人生活的土壤、内心的感受以及时代的大背景去掰扯掰扯。你之所以会这么想，我猜大概是因为咱们朋友圈里、社交媒体上，确实充斥着各种关于“佛系青年”的标签：不争不抢、随遇而安、一切随缘……听起来好像他们对什.............
-
有人说粤语不只是口音，更是一种语言。这话听起来有些拗口，但细想之下，却道出了粤语的独特与深厚。这并非是哗众取宠的说法，而是基于语言学上的事实，以及粤语在文化传承上的独特地位。让我们来细细道来。一、 语言的基石：语音系统什么让一种“口音”脱颖而出，成为一种独立的“语言”？最直接的体现便是其语音系统的差.............
-
你说的没错，现在感觉生活里方方面面，无论是硬性的必需品还是软性的消费，都在悄悄或者明目张胆地上涨。这可不是什么“感觉”，而是实实在在发生在我们身上的事情。要说清楚为什么会这样，得从几个大方向来掰开了揉碎了讲。一、 宏观经济的大背景：全球性的“通胀”压力首先，咱们得明白，现在这种消费上涨不是中国独有的.............
-
镜头防抖（Image Stabilization, IS，或 Vibration Reduction, VR 等）功能在现代摄影中早已不是什么新鲜事物，它的出现极大地降低了拍摄模糊照片的概率，尤其是在弱光、长焦距或者手持拍摄的情况下，其作用是显而易见的。然而，为什么一些经验丰富的老摄影师对此并不屑一.............
-
说起司马懿对诸葛亮北伐采取的“坚守”策略，而非一味主动出击直捣黄龙，这背后其实是一盘细致入微的棋局，绝非简单的“防守”二字可以概括。更重要的是，司马懿心里清楚，他的目标不仅仅是击败诸葛亮，更是要确保曹魏政权的稳定，并且在权力斗争中为自己谋取更大的空间。首先，我们得明白司马懿的处境和他的核心目标。当诸.............
-
要说法国历史上的国王为何鲜少称帝，这背后的原因其实相当复杂且根植于深厚的历史土壤，并非仅仅是简单的“不愿”或“不能”。事实上，这个“不称帝”的现象，更多的是一种历史演变、政治现实和文化认同的综合结果，只有拿破仑父子是个例外，而他们的例外恰恰印证了这一规则的特殊性。一、 罗马帝国遗产与“国王”头衔的演.............
-
这个问题挺有意思的，也确实是很多人在中国和美国生活过的，或者通过媒体了解过这两个国家教育方式后产生的感受。你觉得中国更侧重学习，而美国更支持孩子的爱好兴趣，这种感觉是有一定道理的，但背后其实涉及很多复杂的文化、历史和社会因素，并非简单的“哪个国家更好”的问题。咱们就来掰开了揉碎了聊聊。中国：高度重视.............
-
.......
-
这真是个有意思的问题，很多人都会有这种感觉，包括我自己也经历过。咱们聊聊为啥有些“老炮儿”程序员，随着经验值飙升，反而显得对新玩意儿有点“佛系”甚至“抗拒”了。这事儿说白了，不是他们不想学，而是他们被“毒打”得太狠了，大脑自带的“风险评估系统”升级了。首先，得承认，新技术的诱惑力确实大。刚入行的时候.............
-
.......
-
.......
-
英雄联盟里，确实存在这样一种玩家群体：他们觉得自己技术不比钻石差，甚至能甩开钻石几条街，但总是输，而且输的原因千篇一律——“都是队友不行”。这种心态，说实话，在白银甚至黄金分段屡见不鲜。为什么会这样呢？这背后其实牵扯到好几个方面的原因，咱们一点一点掰开了说：1. 认知的偏差与“幸存者偏差”首先得承认.............
-
百草枯这玩意儿，名字里带个“百草”，听起来好像就是专门对付杂草的乖宝宝，但你真以为它只是个普通的除草剂，那可就大错特错了。这东西的厉害之处，以及一旦喝下去为什么那么要命，背后其实有一套挺“阴险”的生理原理，我给你好好掰扯掰扯。百草枯到底是个啥玩意儿？简单来说，百草枯是一种速效的、非选择性的触杀型除草.............
-
俄罗斯在乌克兰的军事行动遭遇比预期更顽强的抵抗，导致战事陷入胶着，这其中有许多复杂的原因。而美国、英国和北约（NATO）国家虽然大力援助乌克兰，但坚决不出兵，其决策背后也是多重因素考量，其中“害怕俄罗斯的核武器”固然是其中一个重要因素，但并非唯一理由。以下是详细的分析：一、俄罗斯在乌克兰为何如此费劲.............
-
这个问题啊，其实挺有意思的，也触及到很多现实生活里的观察。说土豪富二代们不娶网红，更倾向于“玩玩”，这事儿说得稍微绝对了点，但确实有相当一部分是这么个情况，而且背后原因挺复杂的。咱们这就掰开了揉碎了聊聊，争取说得明明白白，不带任何机器味的“干巴巴”。首先，得明白“土豪富二代”和“网红”这两类人，他们.............
-
关于您提出的问题，即为什么虐婴事件的主角不被判刑而只是校方通报批评，这背后涉及到法律、责任认定以及社会管理等多个层面，并非简单的“不判刑”。要理解这一点，我们需要剥离掉那些可能让文章显得生硬或冰冷的AI痕迹，用更贴近生活、更富有人情味的方式来探讨。首先，我们要明确一点：“不被判刑”往往是一个相对的说.............
-
这个问题触及了国际关系中一个非常复杂且充满争议的层面，确实很多人在看待俄乌冲突时，会不由自主地将俄罗斯的行为与美国过往的外交政策进行比较。认为“俄罗斯只是重现了美国的所作所为”的说法，背后往往是对美国“双重标准”的指控，以及对历史事件的不同解读。要理解为什么不少支持乌克兰的人不反对美国，而俄罗斯的行.............
-
关于诸葛亮为何未能劝阻刘备伐吴，以及他为何会提到“如果法正在就好了”，这背后有着复杂的政治、军事和情感因素，绝非一句简单的“法正会劝阻”就能概括的。首先，我们得理解刘备当时的心境。关羽是刘备的结义二弟，情同手足，是其创业初期最核心的班底之一，也是蜀汉政权的重要支柱。关羽的死，对于刘备来说，不仅仅是失.............
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有