计算的实质是什么

计算的本质是获得信息的一种过程。是人类分析问题所采用的方法。计算是动态的，而信息的获得是计算的静态延伸。导读计算与人类由于现代人类各个课题学科繁多，涉及面广，而分类又细。而当今的每个学科都需要进行大量的计算。计算是一个非常奇妙的概念：计算活动几乎每个人都很熟悉，却很少有人清晰地说出计算的本质。

近代，通过图灵、邱奇等数学家的努力，逐渐形成了下面这个占统治地位的计算本质理论：形式上，计算是符号之间按照一定关系（用程序描述的函数关系）进行的关联运动；内容上，符号有一定的语义，表示现实世界中事物的某种状态。

毋庸置疑，这个计算本质理论确实揭示了计算的一些深层特点；但是，认真分析一下，我们也不难发现，这个理论也存在很大的问题。

一方面，这种理解方式显然不够准确。按照这种描述，很多和一般计算完全不同的事物，也同样被纳入了计算的范畴。比如，可以通过符号关联运动模拟的生命运动甚至宇宙演化。

另一方面，这种理解方式也不够深刻。根据这种描述，我们既无法看清计算是用来做什么的，也无法看清计算为何会衍化出数学这门博大精深的学科。

从形式上来看，所有计算过程涉及三个部分：以编码模式输入一定量的信息，然后经过一系列变化（操作），最后产生一定量的输出。

就拿最简单的计算——幼儿园的小朋友通过扳手指计算1加2来说，他们先打开左手的1根指头，接着打开右手的2个指头，然后将两个手并在一起，数一数，最后得出结果3。这个过程虽然简单，但它完全是以此完整的计算过程，同样也可以分为三个过程：

输入信息：左手的1根指头，右手的2根指头；

操作信息：将两手放在一起，并数总共有多少根手指；

输出信息：将上面所得结果读出来，或者写在纸上。

如果借助电子计算机实现1加2，那么就是将1和2分别用二进制表示为01和10，并分别存入两个寄存器，这对应于输入信息；然后在控制器的控制下，由基于电子电路实现的布尔代数，即运算器计算出结果后保存在另一个寄存器中，这是操作信息；最后将这个结果显示在电子计算机屏幕上或者用代码形式输出，就完成了整个计算过程。而如果使用比较原始的差分机，则是通过由蒸汽机提供的动力，带动机械齿轮完成相似的过程，如果是量子计算机，则通过量子力学实现相似的过程。

从中我们可以看出，不管是在什么时代利用什么原理，计算的形式和过程都是相似的，它必须通过某个物理系统，将外部世界某方面的表示转换为此物理系统内部的状态表示，并在具体的算法的指导下获得计算结果，最后再次将结果转换为外部世界某方面的表示。