【【唯物主義】從鋰電池出發(fā)，思考一種新的資本主義觀和無產(chǎn)階級觀】 https://www.bilibili.com/video/BV1VG4y1g799/?share_source=copy_web&;vd_source=09cc8bcf5686e08923062afbbc6d7787

機械化-信息化，內(nèi)燃機-電氣化其中的層次環(huán)節(jié)不是簡單迭代關(guān)系，要更復(fù)雜。

內(nèi)燃機跟芯片不是初級工業(yè)品和精密工業(yè)品的關(guān)系。高性能燃?xì)鉁u輪機（即便不考慮其中的電子部分）和超大規(guī)模集成電路都是工業(yè)皇冠，前者產(chǎn)業(yè)鏈的長度和寬度并不比后者小，甚至更寬。內(nèi)燃機、外燃機和電力系統(tǒng)也不是簡單迭代，現(xiàn)在發(fā)電主要還是靠熱電站，都是用內(nèi)燃機和外燃機（核電站也是蒸汽機?，F(xiàn)代燃?xì)廨啓C發(fā)電站也有回收燃?xì)廨啓C排氣余熱的鍋爐和蒸汽輪機部分，屬于燃蒸聯(lián)合發(fā)電）。在交通運輸領(lǐng)域，蒸汽機，內(nèi)燃機，電動機不是簡單替換，其中技術(shù)迭代關(guān)系很復(fù)雜，電動車輛出現(xiàn)并不比內(nèi)燃機車晚，因為早期機械加工精度不足，電力傳動比機械傳動簡單，對體積和重量不敏感的鐵路和船舶動力領(lǐng)域，電力和外/內(nèi)燃機-電力傳動比外/內(nèi)燃機-機械傳動更普及。1930年代機加工精度提高，機械傳動比電傳動體積更小、重量更輕、可靠性更高，才占據(jù)主流（鐵路運輸部門電力和電力傳動機車還占大頭。另一方面蒸汽機車沒有什么復(fù)雜傳動系統(tǒng)，動力靠連桿直接傳遞給動輪，調(diào)速和倒車靠月牙板改變半徑桿滑塊位置調(diào)整進氣閥實現(xiàn)的，所以很長時間難以被電力和內(nèi)燃機車取代，但這種簡單的結(jié)構(gòu)也限制了蒸汽機車的功率、牽引力、轉(zhuǎn)彎半徑），也就是直到這個時候（二戰(zhàn)前夕），汽車和公路運輸才開始逐漸具備與鐵路競爭的能力，這離內(nèi)燃機發(fā)明已經(jīng)過去半個世紀(jì)了。為什么？因為提升機械加工精度和效率的以自動螺紋車床為代表的新一代機床是1920年代才出現(xiàn)的，在此基礎(chǔ)上配合限位器，導(dǎo)軌，傳送帶，就可以實現(xiàn)機械零件的標(biāo)準(zhǔn)化、流水線大批量生產(chǎn)（極大提高了機械零件制造效率和對熟練工的需求）。內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)在二戰(zhàn)時就發(fā)展成熟了，現(xiàn)在內(nèi)燃機可以說都是用二戰(zhàn)技術(shù)對二戰(zhàn)設(shè)計的改進（機械、渦輪增壓、電噴、動力回收渦輪等等都是二戰(zhàn)技術(shù)）。

現(xiàn)代電力動力在運輸領(lǐng)域的復(fù)興不僅是鋰電池，還有是晶閘管為代表的可控硅原件在輸變電系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用有關(guān)，即電力系統(tǒng)在體積重量小型化和能量轉(zhuǎn)換效率、可靠性上又趕上了機械系統(tǒng)。

內(nèi)燃機和純機械系統(tǒng)能不能實現(xiàn)自動控制和導(dǎo)航？也可以的，只要有陀螺儀，加速器和積分器就可以，它們最早都是機械式的，二戰(zhàn)飛機上就有慣性導(dǎo)航系統(tǒng)了，當(dāng)然沒現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)精度高。由此也引出一個問題，自動化不是電子化，瓦特改良蒸汽機時采用的離心式調(diào)速器就是最早的自動控制裝置，利用轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)鉛球離心力的線性關(guān)系來實現(xiàn)對蒸汽機閥門的自動控制。對于自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定性（比如調(diào)速器調(diào)整閥門后，蒸汽機轉(zhuǎn)速增減幅度越來越大，還是越來越小，趨向還是偏離穩(wěn)定狀態(tài)？即調(diào)整后反饋的輸入量后對應(yīng)輸出量的變化是收斂還是發(fā)散？系統(tǒng)能否能自動恢復(fù)穩(wěn)定？）的數(shù)學(xué)建模也在19世紀(jì)就完成了。之后自動化系統(tǒng)的發(fā)展演變，就是用不同的物理量實現(xiàn)輸入、輸出。舉個例子，控制內(nèi)燃機就是控制它轉(zhuǎn)速、燃燒溫度、進氣壓力、排氣背壓等物理量，測速、測溫、測壓都可以用機裝置實現(xiàn)，進一步可以用機械裝置輸入直接測得的機械物理量，輸出對應(yīng)控制的物理量。比如輸入轉(zhuǎn)速輸出油門調(diào)節(jié)量，輸入溫度（對應(yīng)的金屬熱脹冷縮位移量）輸出冷卻系統(tǒng)進風(fēng)量的開啟度等等。除了剛性機械結(jié)構(gòu)傳遞物理量，還有液壓、氣壓系統(tǒng)。當(dāng)然這樣控制不是很精確，輸入輸出延遲高，不易實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定，也就不那么自動化，操作者的人為介入比較頻繁。

作為改進，把傳感器替換為機電式，即把所有感應(yīng)到的物理量轉(zhuǎn)換成電信號物理量（電壓，電流，電脈沖頻率）輸入到模擬電路，經(jīng)由模擬電路輸出對應(yīng)的電信號，再由控制器控制伺服系統(tǒng)將電信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)控制的物理量。這類機電式自動控制系統(tǒng)在二戰(zhàn)前后成為主流，1950年代發(fā)展成熟?，F(xiàn)代也因其簡單、廉價、可靠有廣泛應(yīng)用（現(xiàn)代模擬電路也是集成化的）。

機電模擬系統(tǒng)固然比機械系統(tǒng)精度和可靠性高得多，但模擬電路功能跟機械裝置一樣是專用設(shè)計，輸入輸出一一對應(yīng)，難以實現(xiàn)通用性。另一方向模擬電信號無論電壓、電流還是電脈沖頻率，其傳輸、處理精度，直接取決于器件的物理特性，存在信號衰減率高，易受干擾等問題。

進一步改進，就是用數(shù)字電路替換模擬電路。數(shù)字電路與模擬電路的區(qū)別是，模擬電路沒有自己的工作頻率，它的工作頻率取決于輸入信號的頻率，輸入與輸出的物理量一一對應(yīng)。而數(shù)字電路有自己的工作頻率，它輸入輸出的不是電信號的物理量，而是一個頻率周期的電路開關(guān)信號，即二進制信號。因而可靠性高，成本低。

由于二進制信號可編碼性，因此數(shù)字電路可以設(shè)計成通用計算機，用指令（最初通過穿孔紙帶依時序輸入二進制信號）切換電路開關(guān)來實現(xiàn)不同的功能，原先機械結(jié)構(gòu)和模擬電路現(xiàn)的信號處理功能在可以用指令+數(shù)字電路來實現(xiàn)，而這一步就為硬件（功能）的指令化打下了基礎(chǔ)。隨著數(shù)字計算機電路的復(fù)雜化，直接控制電路開關(guān)的簡單指令已經(jīng)無法滿足日益復(fù)雜的功能，為了提高計算機操作效率這部分最基礎(chǔ)的指令又被做成硬件電路，然后用更復(fù)雜的指令來控制這部分電路，由這部分電路將高級的指令轉(zhuǎn)換為邏輯電路可執(zhí)行的基礎(chǔ)指令。這種更復(fù)雜的指令就是匯編語言。由此編程開始逐漸面向過程，面向用戶的軟件化過程?，F(xiàn)代程序員不是直接跟電路開關(guān)信號打交道，而是與控制開關(guān)信號的指令的指令的翻譯指令（語言）打交道。

也就是說，從數(shù)字計算機開始，系統(tǒng)處理的信息內(nèi)容已經(jīng)與信號的物理性質(zhì)分離了，電腦屏幕上顯示的所有資訊信息，并不是電路上跑的電信號的直接呈現(xiàn)，而是二階呈現(xiàn)。也正是由于這一點——數(shù)字計算機不是簡單的輸入輸出模擬，而是依照自身工作頻率，把輸入的物理信號（電位高低）轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)據(jù)（原子化的信息），再通過復(fù)雜的指令系統(tǒng)切換電路組合來加工和輸出數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各自用途（包括對物理現(xiàn)實的數(shù)字化模擬，虛擬現(xiàn)實——不是機械和模擬計算機那種用一個物理量模擬另一個物理量的一階替換），其跟純粹無機性的機械系統(tǒng)還是有一定區(qū)別的。

其實數(shù)字電子系統(tǒng)比機械和機電模擬系統(tǒng)更可靠，抗干擾能力也更強。
現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)主要傳輸媒介是光纜，只要對終端和中繼器進行EMP加固（最簡單的方法，加個金屬殼屏蔽），抗EMP能力比傳統(tǒng)的同軸電纜電話線強得多。EMP對有過載保護的強電系統(tǒng)破壞力并不大。