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No.67410204 - 创作茶水间
余烬1986筹备中No.67410204 只看PO
2025-11-12(三)02:22:16 ID:CJMkMdU 回应
筹备中
差分机分支无名氏No.67417532
2025-11-13(四)02:41:30 ID: CJMkMdU (PO主)
余烬1986
机械计算与电子技术的分野
1872-1920年代：
机械计算的奠基与真空管的困境
1872年左右，巴贝奇巨型差分机取得突破性进展，瑞士/德国精密机械工业（钟表、光学仪器）的成熟为机械计算器（Curta、Facit）的规模化生产奠定基础。同期，真空电子管因"阴极毒化问题"（钡涂层氧化）导致寿命短（<1000小时）、成本高，且早期抽真空、封接材料、阴极涂层配方的工艺标准化困难，供应链污染（油品、钡源、玻璃配方、抽气泵油）长期无法达标。
1930-1940年代：
机械计算的黄金时代与制造体系的形成
二战期间，机械计算器用于弹道计算、密码破译。英国"巨人"机械计算机（1943年）成功破译德军密码，美国"哈佛Mark I"（1944年）采用机械+电磁继电器混合架构。电子管计算机（ENIAC，1945年）虽然速度快，但故障率极高，维护成本是机械计算机的10倍。
机械计算的规模化路径：
计量体系：国家级块规、环规溯源体系建立，温控车间与精密机床普及
品控人员培养：大学开设"机械计算学"与"精密制造"专业，培养齿轮设计师、计量工程师
润滑与防尘标准：工业级润滑油配方标准化，洁净车间成为大型差分机制造的标配
模块化设计：齿轮组、凸轮、轴承采用标准化接口，故障模块可快速更换
机械系统的可靠性指标（1940年代末）：
MTBF（平均故障间隔时间）：大型差分机约500-800小时（需每周8-12小时保养）
MTTR（平均修复时间）：模块化设计使单次故障修复时间缩短至2-4小时
误差积累控制：通过定期校准（每月一次，使用标准块规）与温控将累积误差控制在10^-6量级
1947-1950年代：
晶体管路线的系统性失败
1947年，贝尔实验室的肖克利、巴丁、布拉顿发明点接触晶体管，但半导体材料纯度问题（当时的提纯技术只能达到99.9%，而晶体管需要99.9999%）导致性能不稳定、寿命短。
关键分支点：
1950年，区熔法（Zone Refining）的发明者威廉·菲佛（William Pfann）在一次实验事故中去世
区熔法未能推广，替代提纯技术（柴氏法、Czochralski拉晶、浮区法）因以下原因未能填补空白：
科研共同体的瓦解：冷战初期的学术封锁与"红色恐慌"导致半导体物理学家群体分裂，知识交流中断
关键化学纯化链条中断：超高纯硅烷和三氯硅烷的工业化生产需要复杂的精馏塔与腐蚀控制技术，战后化工产能被优先投入军需（火箭燃料、核材料）
超高真空装备供应链断裂：晶体管制造需要10^-8 Torr级超高真空系统，但战后精密泵浦设备的制造被政策误配导向机械冗余路线。
军方预算导向：1950年代初，美国国防部进行了一次大规模技术路线评估，结论是"机械系统在核战中的抗EMP能力远超电子系统"，随后大量预算被导向机械计算的冗余化与小型化
电子技术的边界：
真空管技术仍在发展，但主要用于：
无线电通信（收发报机、雷达）
信号放大（无线电广播、电视）
模拟控制（飞机自动驾驶、导弹制导）
但因为可靠性和成本问题不用于复杂计算
1960-1980年代：
冷战的技术选择与机械计算的微型化
因为冷战的逐渐白热化，大量军事技术跳过测试等阶段被迅速的应用和部署，整个世界笼罩在不安之中。
机械计算的微型化与并行化：
钟表工业的精密加工技术应用于计算机
高级差分机体积从百吨缩小到百公斤级
并行计算架构使性能大幅提升
机械计算机成为主流，广泛用于科学计算、工程设计、军事指挥
冷战的技术选择：
核战中的EMP威胁成为核心关切
电子系统即使加固（法拉第笼），也可能因连接线缆、传感器接口而失效
机械系统天然免疫EMP（除了机电转换装置）
阈值决策系统选择机械差分机作为核心，电子设备仅用于传感器和通信
这种"混合架构"成为冷战军事技术的标准
1980年代初部署的阈值决策系统：
1980年代初，一个高度机密、基于阈值机理念的"自动升级系统"被一方部署。该系统通过32台百吨级超级差分机联级，监测预设的物理参数：地震波强度、辐射剂量峰值、特定频率的电磁信号消失等。当多个参数同时越过硬编码的阈值时，自动授权和调控己方力量进入更高的战备预热状态，以争取分钟级的优势反击窗口。
系统组成：
32台重120吨，占地50平方米的"巨神"级差分机
分布在8个地下掩体中，每个掩体4台
掩体间距：50-150公里（跨越不同地质构造带，确保地震波、大气扰动的统计独立性）
采用"冗余表决"机制，可容忍最多8台故障
但是问题是我想不到怎么解决其故障率问题，其可能是某种会同时受到emp干扰和物理磨损的巨型机电差分机……没有什么意义，也许应该考虑真空管或者类现实路径？
