数字世界运转的驱动力–能源。广义的能源指提供能量的物质，当然也包括食物。这里仅讨论电力的生产、输送、存储等环节，电力的来源多种多样，不论是听起来清冽的水电，燥热的火电，还是空灵的风电，刺耳的核电，在国内最终都会被统一为380V/220V 50Hz的交流电以供使用。由于地区间的能源分布不同，电力的生产地与消耗地经常是分离的，与消耗时使用的交流电不同，远距离输电使用特高压直流输电技术，使用互联互通的统一电网调度电力资源，避免因局部意外发生的停电事故。电力的生产与消耗整体上看是匹配的，但可以通过储能技术按需使用。不谈抽水蓄能这样的物理储能方式，生活中感受最深的，吐槽最多的就是电池这类化学储能技术。从手机平板到电动汽车，电池仍然是一个瓶颈。无线充电，尤其是远距离无线充电技术，则使得能量可以像信息一样通过电磁波传输。如果这项技术成熟，城市的空间覆盖类似WIFI的无线充电网，电池就可以做的更小，仅用于缓存电能。
数字世界运转的齿轮—芯片，又称集成电路。其上可以容纳数十亿的半导体元件，并且以数以十亿的频率运行。遍布数字世界中各个不起眼的角落的芯片，可以分为数字、模拟、以及数模混合等类型。现实世界中的信息，是通过形形色色的信号的传播和相互作用完成传输和处理的。温度、压力、亮度、色度、湿度、浓度、加速度等信号，可以通过传感器转换为连续的电信号，称为模拟信号。模拟芯片则可以直接处理模拟信号，通过晶体管、电容、电感、电阻这些基本电路元件的组合，电路对信号进行放大、滤波、乘加运算等处理。而数字化则提供了另一种更诱人的方法，把所有信号转换为数字，统一通过加减乘除等数学运算处理信息。电路结构变得规整，设计起来更加容易，一切都变得优雅起来。然而电信号本身是连续变化的，也就意味着其精度是无限的，数字化的过程就是量化的过程，使用有限精度的数字信号代替近似无限精度的模拟信号。数字芯片的主要功能就是进行数学运算，比如cpu、gpu等功能强劲的处理芯片。而属于数模混合芯片的模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC），就是现实世界与数字世界的桥梁。
数字世界的规则–编码。现实世界中的信号迈入数字世界的大门后，只剩下一个个无法相互区分的数字，编码则是用来区分解释这些数字的规则。声音引起空气振动，经过麦克风转换为电信号，在时间上切片，采样量化为16位/24位的二进制数。光线穿过镜头，通过图像传感器转换为电信号，在空间上切片，每一颗像素量化为8位/10位的二进制数。文字通过键盘输入，指尖的压力转换为对应键位的脉冲，借由输入法转换为8位的ASCII或16位的Unicode字符集编码。直接存储传输原始的数字数据会占用大量的空间与带宽，可以通过压缩编码缩小数据的体积。音频、图像、视频，都有基于其信号特性的压缩编码方式，比如音频的WAV格式、MP3格式，图像的JPG格式、HEIF格式，视频的H.264/AVC格式、H.265/HEVC格式。为了保护数据，可以使用加密编码，通过加密算法将数据转换为另一串无法直接解释的数字。编码让我们能在数字世界中井然有序地出现现实世界的一切信息。
数字世界的基本工具–软件。硬件开放了对其使用电信号进行操作的接口，软件则通过层层抽象与封装，既能向数字世界的居民提供直接控制硬件与物理层的能力，也能隐藏繁复的硬件操作细节。编程语言是数字世界建设者的施工工具，不同的工具各有其擅长的领域。操作系统是建设者的施工平台，不同的平台各有偏爱。软件工程用于指导高效建设可靠建筑，算法则优化加速数字世界的运转，提高各个建筑的服务质量以及自动化程度。数字世界的建筑不断向上建设。有摩天大楼高耸入云，让人惊呼其难度之艰，工作量之巨。有居民楼下随来随走的惬意茶馆，让人排解忧烦。当然有些建筑墙内的骨架、布线，只有亲身建设者心知肚明，同样让人惊呼。杂而不乱、危而不倒，高层建筑遮天蔽日，底层建筑则沉入大地，固化为硬件，通过更高效的芯片加速数字世界的运转。
数字世界的基础资源—计算、存储、通信。计算主要完成数字的运算，也包括数字信号的处理。通用计算不足以支持不同模式的计算数据，为了追求更快的计算速度，各类专用的芯片横空出世，包括用于高性能图形计算的芯片GPU，用于低功耗的移动设备芯片MPU，用于快速原型验证的可编程芯片FPGA等。基于这些芯片不同的计算框架涌现出来，改造着数字世界的老旧建筑。存储负责数据的存取，存储器是分等级的。冷存储，容量大，价格低，存取速度慢。热存储，容量小，价格高，存取速度快。需要在速度、成本、容量之间权衡，随着数据的膨胀，计算芯片的性能不断提高，计算系统需要处理的任务不断复杂化。我们探寻新材料，尝试新的器件结构，发明价格更低，容量更大，速度更快的存储器。数字世界中的数据，则由各种类型的数据库系统保存，满足大容量数据的存储，以及高频率的实时查询请求。随着数据的增长，新一批的建筑以更高效的存取效率，不断扩展的存储能力挤占了越来越多的空间。通信负责不同世界之间的连接，现实世界中的两地可能相隔万里，但在数字世界中彼此毗邻。基于电和光的有线通信不断刷新传输带宽，电磁波频谱的各个频段正在逐一被挖掘，网线与电波将数字世界的底层彼此相连，形成了一张巨大的网。各个世界使用相同的协议栈接入这张大网。编码后的数据经由协议栈层层封装，在数据的头部增加额外的信息，正如快递的运单，最后丢入互联网中，交给网中的邮差路由器与交换机送到远方，但可能这所谓的远方不过就是你电脑旁近在咫尺的手机。随着通信网络的不断发展，个人与组织不必要自己购买偶尔使用的计算、存储资源，而是集中起来统一管理、分配与调度，通过虚拟化、分布式系统技术使得软件得以按需分配资源，又称为云计算技术。数字世界已经成为了一个与现实世界同样重要的世界，数字世界的建筑里，住客们看起了直播，打起了游戏，天涯若比邻。

摘录自B站UP主柯力卬Kleon