การประมวลผลในปัจจุบันแทบจะเป็นดิจิทัลทั้งหมด สุสานใต้ดินแห่งข้อมูลอันกว้างใหญ่ของอินเทอร์เน็ต อัลกอริทึมที่ขับเคลื่อนปัญญาประดิษฐ์ (AI) หน้าจอที่คุณกำลังอ่านอยู่นี้ ล้วนขับเคลื่อนด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมเลขฐานสอง 0 และ 1 เปิดปิด มีคนกล่าวไว้ว่า (เปิดแท็บใหม่) เรามีชีวิตอยู่ในยุคดิจิทัล

แต่ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าทำไมระบบที่ทำงานโดยใช้ข้อมูลแบบแยกส่วนจึงเหมาะสำหรับการสร้างแบบจำลองโลกอนาล็อกที่ต่อเนื่องของเรา และที่จริงแล้ว มนุษย์ใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์อนาล็อกมานานนับพันปีเพื่อทำความเข้าใจและคาดการณ์การขึ้นลงของธรรมชาติ

หนึ่งในคอมพิวเตอร์อนาล็อกที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักคือกลไกแอนติไคเธอราจากกรีกโบราณ ซึ่งใช้เฟืองหลายสิบตัวเพื่อทำนายสุริยุปราคาและคำนวณตำแหน่งของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ สไลด์รูลซึ่งประดิษฐ์ขึ้นในศตวรรษที่ 17 ได้ดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่วันหนึ่งจะส่งมนุษย์ไปยังดวงจันทร์ (อย่างไรก็ตาม ลูกคิดไม่นับเป็นแบบอนาล็อก: “ตัวนับ” แบบแยกส่วนของมันทำให้มันเป็นหนึ่งในคอมพิวเตอร์ดิจิทัลยุคแรกๆ) และในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 วิลเลียม ทอมสัน ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นลอร์ดเคลวิน ได้ออกแบบเครื่องจักร (เปิดแท็บใหม่) ที่ใช้เพลา ข้อเหวี่ยง และรอก เพื่อจำลองอิทธิพลของเทห์ฟากฟ้าที่มีต่อกระแสน้ำขึ้นน้ำลง เครื่องจักรรุ่นต่อๆ มาถูกนำมาใช้ในอีกหลายทศวรรษต่อมาเพื่อวางแผน (เปิดแท็บใหม่) สำหรับการขึ้นบกที่ชายหาดนอร์มังดีในวันดีเดย์

อุปกรณ์เหล่านี้มีอะไรที่เหมือนกัน? พวกมันเป็นระบบทางกายภาพที่ถูกตั้งค่าให้ปฏิบัติตามสมการทางคณิตศาสตร์เดียวกันเบื้องหลังปรากฏการณ์ที่คุณต้องการทำความเข้าใจ ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์คำนวณกระแสน้ำขึ้นน้ำลงของทอมสัน ได้รับแรงบันดาลใจจากความก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์ในศตวรรษที่ 19 ซึ่งเปลี่ยนคำถามเกี่ยวกับการทำนายกระแสน้ำขึ้นน้ำลงให้กลายเป็นนิพจน์ตรีโกณมิติที่ซับซ้อน การคำนวณนิพจน์นั้นด้วยมือนั้นทั้งลำบากและมีโอกาสผิดพลาดได้ง่าย ข้อเหวี่ยงและรอกในเครื่องจักรของทอมสันถูกกำหนดค่าให้ผู้ใช้หมุนเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ตรงกับผลลัพธ์ของนิพจน์ที่ต้องการแก้

การประมวลผลแบบอะนาล็อกถึงจุดสูงสุดในเครื่องวิเคราะห์เชิงอนุพันธ์ ซึ่งสร้างขึ้นครั้งแรกโดยแวนเนวาร์ บุช ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ในปี พ.ศ. 2474 เครื่องวิเคราะห์นี้ใช้ชุดเฟืองและเพลาที่ซับซ้อนซึ่งขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า มันสามารถคำนวณสมการเชิงอนุพันธ์ได้หลากหลายรูปแบบ ซึ่งเป็นสมการที่ใช้ในการสร้างแบบจำลองปรากฏการณ์ทางกายภาพ แต่การจะแก้ไขสมการได้ เครื่องนี้ต้องได้รับการปรับแต่งใหม่ด้วยมืออย่างยากลำบาก

เมื่อคอมพิวเตอร์ดิจิทัลสมัยใหม่เริ่มต้นขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1930 มันค่อนข้างเทอะทะ ราคาแพง และด้อยคุณภาพ แต่การคำนวณแบบดิจิทัลก็มีข้อดี คอมพิวเตอร์ดิจิทัลเขียนโปรแกรมได้ง่ายกว่าและมักจะแม่นยำกว่าเครื่องอนาล็อก และด้วยการเติบโตของทรานซิสเตอร์และความก้าวหน้าที่ตามมาซึ่งขับเคลื่อนโดยกฎของมัวร์ การประมวลผลแบบดิจิทัลจึงเข้ามาแทนที่ในไม่ช้า

แต่เมื่อโลกดิจิทัลของเราเติบโตอย่างรวดเร็ว ต้นทุนของมันก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน การเปลี่ยนบิตดิจิทัลแต่ละครั้งใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย และระบบปัญญาประดิษฐ์ใหม่ๆ ต้องใช้พลังประมวลผลมหาศาล ยกตัวอย่างเช่น รายงานข่าวได้เปิดเผย (เปิดแท็บใหม่) ว่า Microsoft และ OpenAI กำลังวางแผนสร้างศูนย์ข้อมูลมูลค่า 1 แสนล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งจะใช้พลังงานประมาณ 5 กิกะวัตต์ ซึ่งเทียบเท่ากับพลังงานที่ได้จากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 5 เครื่อง

การประมวลผลแบบอะนาล็อกนำเสนอทางเลือกใหม่ เครือข่ายประสาทเทียมที่ขับเคลื่อนระบบ AI จะทำการคาดการณ์โดยการประมวลผลซ้ำๆ ผ่านลำดับการคูณและการบวก

ในคอมพิวเตอร์แบบอะนาล็อกที่ใช้สัญญาณไฟฟ้า ไม่ใช่เฟืองและรอก กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านวงจรที่ใช้ตัวต้านทานที่เลือกสรรมาอย่างดี (เปิดแท็บใหม่) เพื่อจำลองการทำงานเหล่านั้น ซึ่งจะช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมาก

ข้อดีของการประมวลผลแบบดิจิทัลนั้นมีจริง แต่ข้อเสียก็เช่นกัน บางทีการย้อนกลับไปสู่อดีตของการประมวลผล อาจทำให้นักวิจัยสามารถกำหนดเส้นทางที่ยั่งยืนสู่อนาคตแห่งการประมวลผลของเราได้