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AI 是怎么“看见”世界的?先给它装一层“视网膜”

AI 是怎么“看见”世界的?先给它装一层“视网膜”
AI 科普 · 从零开始2026.08

AI 真的“认识”文字和图片吗?

万物皆数字

从 0 和 1 说起

二进制 · 编码 · 像素 · 采样

AI 底层三件套 · 第一讲

入门科普

📦 4 Parts + Conclusion

👉 滑动

PART 01

0 和 1 怎么表示数字

二进制与小数

PART 02

文字怎么变数字

ASCII 与 Unicode

PART 03

图片声音也是数字

像素与采样

PART ///

写在最后

下一层是“视神经”

计算机的底层是 0 和 1,这句话你可能早就听说过。

可你有没有认真想过:屏幕前的这篇文章、相册里的照片、耳机里的音乐,这些活生生的万物,究竟是怎么被两个符号 0 和 1 变出来的?

今天这篇,我们就从这块最底层的砖开始,一层层往上搭。

01

PART

只有 0 和 1,怎么表示数字?

BINARY NUMBERS

第一块砖,先解决最基础的问题:0 和 1 是两个符号没错,可它们怎么“拼”出屏幕前那些具体的数字?

好在晶体管天生就是“二进制选手”——它只有“开/关”两种状态,天然和 0 和 1 相配:开 = 1,关 = 0。

所以,“表示一个数字”就成了:用多个开关组合。

我们平时用的是十进制,规则是“逢十进一”:

...十进制

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11……

二进制只有两个数字,规则是“逢二进一”:

...二进制

0 = 0

1 = 1

2 = 10 (1 个“二”,0 个“一”)

3 = 11

4 = 100 (1 个“四”,0 个“二”,0 个“一”)

5 = 101

6 = 110

7 = 111

8 = 1000

十进制用 10 个符号写数字,二进制用 2 个符号写数字——符号少,但写出来的“串”更长。

就像:

摩尔斯电码只有“点”和“划”两种符号,但靠长短组合,它能传递一切信息。

“开开关关、开关开开……”几个开关排成一排,就能拼出任意一个数字。

100 个开关排一排,能表示多大的数?2 的 100 次方,也就是约 126 万亿亿亿亿……个不同的数。你根本数不完。

所以对芯片来说,数字不是问题,开开关关就完事了。

我们刚拼的都是整数。小数呢?比如 0.5,怎么用 0 和 1 表示?

逻辑其实一样,只是方向反过来了。十进制的小数点后面,是“十分位、百分位、千分位……”;二进制的小数点后面,就变成了“二分之一、四分之一、八分之一……”:

...二进制小数

0.1(二进制)= 二分之一 = 0.5

0.01(二进制)= 四分之一 = 0.25

0.11(二进制)= 二分之一 + 四分之一 = 0.75

二进制的小数,就是用 1/2、1/4、1/8…… 这些“一半的一半的一半”拼出来的。

所以不管是整数还是小数,只要肯拼、肯近似,0 和 1 都能表示。

一句话记住

整数靠“逢二进一”排开关,小数靠“二分之一、四分之一”来拼——0 和 1,什么数都能表示。

02

PART

数字搞定了,文字怎么办?

ENCODING

好,现在芯片会表示数字了。但你要它读一篇文章、回你一句“你好”,它总不能把“你”字也变成开开关关吧?还真能。

办法是:约定一张翻译表,每个文字分配一个固定的编号。

...ASCII

A = 65

B = 66

C = 67

……

这套给字母编号的方案,是最早的编码标准之一,叫 ASCII(美国信息交换标准代码)。那中文呢?汉字成千上万,65、66 显然不够用。没关系,后来的 Unicode(统一编码)给世界上几乎所有文字都分配了编号:

...Unicode

“你” = 20320

“好” = 22909

“你好”这俩字,本质就是两个数字。这张翻译表,你可以理解成一本字典:

电脑想“读”字

查字典,把编号变成字形显示出来

电脑想“写”字

把字变成编号存进去

所以当你打出“你好”两个字,传到对面,其实传的是 20320、22909 这两串 0/1 编码。

冷知识:你在键盘上敲下的每一个字符,在计算机内部都只是 0 和 1 的排列组合。

每个字 = 一个编号 = 一串 0 和 1,字典(编码表)让芯片“认识”字。

一句话记住

文字 = 编号 = 0 和 1。字典(编码表)让芯片“认识”字。

03

PART

图片、声音也是数字?

PIXELS & SAMPLING

你说:行,文字能变数字,但照片呢?声音呢?那些总不能也变成 0 和 1 吧?能,而且就是这么干的。

图片:马赛克拼图

任何一张照片,放大放大再放大,你会发现它是一格格的小方块,叫像素。比如一张 1000×1000 的照片,就是 100 万个像素点。每个像素点什么颜色?用三个数字描述:RGB(红、绿、蓝):

...RGB

纯红 = (255, 0, 0)

纯绿 = (0, 255, 0)

纯蓝 = (0, 0, 255)

白色 = (255, 255, 255)

黑色 = (0, 0, 0)

你手机里任何一张照片,本质上就是一张巨大的数字表格:

...像素表格

第 1 格:(120, 80, 30)

第 2 格:(121, 81, 31)

第 3 格:(122, 82, 30)

……

一张“照片”被拆成像素后,每个格子只是 3 个数字

这就是为什么“图片太大”会让手机变慢——因为那是海量数字在排队。

声音:心电图

声音是什么?是空气的振动。电脑记录声音的方法很朴素:每隔一小会儿,采一个“音量”数字。

一秒的声音,被切成几万个时间点,每个点记一个数字。把这些数字连起来,就是一条波浪线,跟医院的心电图长得一模一样。

手机录音 1 分钟,存储里多出来的,就是这一串串“音量数字”。

一句话记住

图片 = 像素的颜色数字,声音 = 采样点的音量数字。万物皆可数字化。

///

LAST

写在最后:万物皆数字

EVERYTHING IS NUMBERS

现在回头看,整条逻辑链是这样的:

...万物皆数字

芯片只会开/关

 ↓

用 0 和 1 拼出数字

 ↓

用编号表示文字

 ↓

用网格表示图片、用采样表示声音

 ↓

一切信息,最终都是 0 和 1

而 AI 能“理解”世界的第一步,靠的就是这块地基——把现实世界的文字、图片、声音,统统翻译成它能算的 0 和 1。

但这一步,只是把光收进了眼睛里——相当于给 AI 装上了一层“视网膜”。

视网膜能感知光,却还不认识光里照到的是什么。就像此刻的 AI:它确实“看到”了海量数字,可这些数字分别意味着什么,它一无所知。

哪些数字是在说“猫”?

哪些数字是在说“汽车”?

“猫”和“汽车”,在 AI 眼里谁跟谁更熟?

一串数字本身,什么都不表示。要把“视网膜”里的光,变成大脑真正“看懂”的画面,中间还缺一层——视神经。

这层“视神经”,就是我们下一篇的主角:向量。它会把孤零零的数字组织起来,让 AI 第一次“看懂”含义。

我们下篇见 🐼

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