许多人对计算机采用二进制存在三大误解：第一，认为"二进制比十进制更高效"；第二，认为"计算机只能用二进制"；第三，觉得"这只是历史偶然选择"。这些认知偏差源于对计算机底层原理的陌生。比如有人质疑："既然人类用十进制，为什么计算机不直接模仿？用二进制处理数据难道不会降低效率吗？"实际上，当我们拆开一个CPU芯片，会看到纳米级的晶体管阵列——正是这些微小开关的物理特性，决定了为什么计算机采用二进制。
现代计算机芯片包含上百亿个晶体管，每个都工作在"全开"或"全关"状态。英特尔实验室数据显示，7纳米工艺晶体管的漏电率已降至每平方毫米0.5微安。如果采用十进制需要制造10种稳定电压状态，以当前技术实现的芯片功耗将增加300%（数据来源：IEEE电子器件期刊2022）。就像电灯开关只有"亮"和"灭"最可靠，二进制状态在物理层面具备天然抗干扰优势。这正是为什么计算机采用二进制的根本原因——它完美契合了半导体材料的物理特性。
1847年乔治·布尔创立的逻辑代数，用"0"和"1"构建了整个数字逻辑体系。对比早期十进制计算机ENIAC（使用10,000个真空管），现代二进制计算机在逻辑门数量上减少83%。一个典型案例：实现两个十位数相加，二进制方案只需20个逻辑门，而十进制方案需要160个（剑桥大学计算机博物馆实测数据）。这就像用乐高积木搭建建筑，二进制提供了最基础且万能的构建模块。
硬盘存储原理揭示了二进制的另一优势。东芝2023年技术白皮书显示，3.5英寸机械硬盘的每个存储单元仅需保持两种磁化方向，数据密度可达1.5Tb/平方英寸。如果采用十进制需要识别10种磁化状态，存储密度将下降至原有水平的18%。SSD闪存芯片中的浮栅晶体管，同样利用电子数量阈值来判定0/1状态，读取错误率可控制在10^-18以下（三星半导体技术报告）。这种"非黑即白"的判定机制，确保了数据存储的绝对可靠性。
虽然二进制主导计算领域已逾半个世纪，但量子计算的出现带来新可能。谷歌量子AI实验室的72量子比特处理器，已实现量子叠加态的计算突破。不过现有量子计算机仍需要将最终结果转换为二进制输出。俄罗斯科学院研发的三进制计算机"Сетунь"曾证明三进制效率提升21%（1958年实验数据），但受限于当时技术条件未能普及。这些案例印证了为什么计算机采用二进制仍是当前最优解——新技术必须突破物理、能耗、成本三重关卡。
综合物理规律、逻辑效率、存储需求三维度分析，二进制是当前技术条件下的最优解。它像数学中的质数一样基础，像DNA碱基对般稳定。从1946年ENIAC的1.8万个真空管，到如今手机芯片的118亿晶体管，二进制始终是数字世界的通用语言。当我们惊叹ChatGPT的智能时，不要忘记那仍是建立在万亿次二进制运算之上。这个问题的答案，既存在于量子力学的微观世界，也根植于人类追求确定性的思维本质——这就是为什么计算机采用二进制成为计算文明不可动摇的基石。
