其实二进制真的是个有趣的东西，而且作为学习电脑基本常识的你，了解二进制的相关知识那是必备滴，相信我，看完今天这篇文章，你会get到很多姿势，最后读完觉得不错的，请无情的点赞或转发吧！

01二进制的发展史

在众多的数字中，除了π、e及虚数i，最神奇的数就是0和1了。在所有自然数中，这两个数最小，但它们的属性却最丰富，功能也最强大。在现代生活里，在你不经意中，0和1几乎无处不在。在你收看电视节目、听着音乐、拍摄照片或使用计算机时，都有无数的0和1在忙碌着；在超市各种商品包装上、在图书上的条形码里，0和1更是无处不在。0和1的强大功能和神奇特性使二进制技术功能得以实现。有了二进制，0和1成为一切数的源泉，它们可以包容一切数，其他数可以被它们取代，它们也可以转化为任何数，它们的这一功能任何数都取代不了。

有人认为，最早的二进制思想源于古代中国。1660年，德国路德教会神学家斯比赛尔（Theophilus Spizelius）著有《论中国文化》一书，该书详细介绍了中国的太极阴阳八卦图，介绍了中国的“阴阳生二一，二一生八卦，八八六十四卦”的数学模型，有人认为其中就有“二进制”思想的“种子”。

西方也记载着德国数学家威廉·莱布尼茨的二进制思想。至今在德国图灵的郭塔王宫图书馆里，仍然保存着一份珍贵手稿，其标题为：“1与0，一切数字的神奇渊源。这是造物美妙的典范，因为，一切无非都来自上帝。”这是天才莱布尼茨的手迹。

二进制最适合逻辑运算，它只有两个数码，正好与逻辑代数中的“真”和“假”相吻合。二进制两个数码正好与逻辑命题中的“真（True）”、“假（False）”或称为”是（Yes）”、“否（No）”相对应。

200多年前，没有谁明白二进制的伟大，唯有莱布尼茨一眼就洞穿数理逻辑的终极奥义，当现在回溯AI的起源时，有些人将莱布尼茨视为真正的鼻祖。

如果看到今天二进制在人类文明中所占据的位置，莱布尼茨可以对着遥远的东方重复他曾经说过的话：二进制乃是具有世界普遍性的、最完美的逻辑语言。

莱布尼茨断言，“二进制乃是世界最普遍、最完美的逻辑语言”。在莱布尼茨写给若阿基姆·布韦的信中说：“第一天的伊始是1，也就是上帝；第二天的伊始是2……，到了第七天，一切都有了。所以最后的一天也是最完美的。因为此时，世间的一切已经被创造出来了。因此它被写作为7，也就是111（二进制中的111等于十进制的7）。这种“完美”仅仅用0和1来表达时才能理解——为什么第7天最完美？为什么7是最神圣的数字？特别值得注意的是它（第7天）的特征（写作二进制的111）与三位一体的关联。”

莱布尼茨的朋友、传教士鲍威特（J. Bouuet）曾给他寄来一本拉丁文译本的《易经》。《易经》成书于中国的商代，流传到欧洲已经是数千年之后。1703年4月1日，莱布尼茨看到了这本书，他惊奇地发现，《易经》中的阴爻和阳爻中隐含二进制思想。很可惜的是，虽然在古代中国，尤其是先秦时期，产生了一些伟大的思想家，但他们的思想过多地引向到人际关系之上，而没有像希腊那样走向科学和哲学的道路。

如果说，作为原始思想，其中含有二进制的萌芽主要用在了占卜之上，并没有从数学理论上给予拓展，也没有为二进制建立自身的运算法则，更没有建立二进制与其他进制间的换算关系，那自然不可能在科学技术上发挥它的作用，这是非常可惜的。

19世纪中叶，英国数学家乔治·布尔（George Boole）为了研究逻辑运算而构思了一个关于0和1的代数系统，用它们作为基础符号，描述所需要表述的命题或概念，由此创建布尔代数，又叫逻辑代数。它与普通代数有所不同。在普通代数中，字母可以表示各种数，可以是各种实数，也可以是复数，甚至是四元数等，普通代数可以对字母进行各种数学运算。但是在布尔代数中，字母只能代表两种对立的状态，如0或1、是或非、真或假等，而对字母所做的也只是逻辑运算。这样一来，布尔代数就为数字计算机的开关电路设计提供了重要的数学方法。

02 二进制在逻辑门电路实现算数运算

在数字电路中，可以用电路的状态来表示数码。然而，要让电路状态表示0～9这10个基本数码，在技术上是极为困难的。电路可以有“通”与“不通”，或者电压“高”与“低”等两种状态，而这两种状态就可以与0或1对应。如果利用数字电路研究命题的逻辑，而命题也只有两种对立状态，如“真”和“假”，在计算机运行的时候，程序就像一系列“真”或“假”的命题在执行逻辑推理，当命题进入电路的时候，按照布尔代数，它们或者将电路打开，或者关闭。例如，当两个“真”命题进入电路时，就让电路打开，但是当一个“假”的命题进入电路时，就让电路关闭。

利用布尔代数，就可以把数以百计的电路集合起来，编写出各种充满想象力的计算机程序来。所以，二进制在数字电路中不仅具有可行性、简易性，其逻辑也具有可靠性。

03计算机为什么会用二进制？

如今冯·诺依曼所发展的二进制原理、布尔代数原理、开关电路原理和存储程序控制原理等，已经成为计算机普遍的工作原理，而且是电子学、计算机硬件和软件应用的理论基础。

计算机为什么会用二进制？

技术上容易实现

用双稳态电路表示二进制数字0和1是很容易的事情

●可靠性高

二进制中只使用0和1两个数字，传输和处理时不易出错

●运算规则简单

与十进制数相比，二进制数的运算规则要简单得多，这不仅可以使运算器的结构得到简化，而且有利于提高运算速度

●与逻辑量相吻合

二进制数0和1正好与逻辑量“真”和“假”相对应，用二进制数表示二值逻辑显得十分自然

●二进制数与十进制数之间的转换相当容易

人们使用计算机时可以仍然使用自己所习惯的十进制数，而计算机将其自动转换成二进制数存储和处理，输出处理结果时又将二进制数自动转换成十进制数，这给工作带来极大的方便

如果计算机只存储二进制数据，那么它如何表示字符呢？计算机使用的是字符集，将字符映射为整数。早期，字符集只用 8 位表示。即使是现在，在字符模式下运行时，IBM 兼容微机使用的还是 ASCII（读为“askey”）字符集。

ASCII码使用指定的7位或8位二进制数组合来表示128或256种可能的字符

标准ASCII码也叫基础ASCII码，使用7位二进制数来表示所有的大写和小写字母数字0到9、标点符号，以及在美式英语中使用的特殊控制字符ASCII分配数值。

04 二进制的出现的意义

据程序员说，“世界上有10种人，一种是懂二进制的，另一种是不懂二进制的。”

Get到?

二进制的世界是黑白分明的，它只有两种可能，0或者1。一步从无到有，下一步从有到无。二进制是说给计算机的语言，别去试图让它理解为什么薛定谔的猫有生死双重性，也别告诉它黑白之间还有多少度灰，正如它不会去猜你的心情是好是坏还是百无聊赖。

计算机因电子电路只能开或关的性质，一切运算只能凭借二进制。但是就靠这简单粗暴的非是即非的逻辑，它可以做出复杂的程序，恢宏的游戏，播放感人的电影，把浩瀚的博物馆搬到屏幕上，还可以模仿人类情感，比人类更智能。只是它的原理最终还是要回到0和1。

很久之前在某个我刚睡醒的初中课堂上，数学老师在讲一道奥利匹克加分题，数学不好的我自知实在没必要听这么难的题，本想继续睡过去，可是他突然说，你知道，世界上最复杂的问题也能被拆分成许多简单的问题，只不过是很多简单的问题罢了。我一下子清醒过来了，第一次想听听那道跟我没关系的题，也许我也能懂呢。

如果世间一切复杂的事都能被化解成一系列的yes和no，也许我们不用有压力，花时间去慢慢分解即可。

可以说二进制的出现，促进了计算技术的发展，改变了人们对自然界的认识。它首先促使人们思考究竟什么是算法，它的本质又是什么。长期以来，人们总以为“计算”或“算法”一直是属于数字或符号的专有概念，但在计算机广泛使用的今天，这个概念已经泛化到了整个自然界。

毕达哥拉斯曾说“万物皆数”。数学是万物的基础，数学是现实世界的核心。从实质上说，任何一个自然过程都是按照一定的规则进行信息处理的过程，其本质上都体现了计算或算法的严格特征。现实世界万事万物，从非生命到生命，从感觉到意识，甚至整个世界的进化过程，它们的区别只不过是算法的复杂程度不同而已。现实世界具有多样性和复杂性，二进制的出现，使人类所在的世界有了进行计算的可能。在实现对多样性和复杂性的计算中，0和1数字的神秘性就更加耐人寻味。