数字化比电子化更有趣
1936年，逻辑学家艾伦·图灵曾通过对一种可以在无限伸展的纸带上读、写、记忆和擦除标记的设备进行精准定义，将数字计算机的能力和局限形式化了。在这种“图灵机”（Turing Machine）之后，图灵又展示了通用图灵机（Universal Computing Machine），也就是说，只要有足够的时间、足够的纸带和精准的定义，它就能模拟其他任何计算机器的运算过程。指令是通过网球（tennis balls）或电子执行的，或者说内存是存储在半导体或者纸带上的，都不会影响到计算结果。图灵指出：“数字化应该比电子化更有趣。”
冯·诺依曼的目标是构建一台以电子速度运行的通用图灵机，其核心就是一个32×32×40位矩阵的高速随机存取内存——这也是迄今为止，所有数字化设备的核心所在。“随机存取”意味着所有单个存储单元共同构成了计算机的内在“灵魂”，并且可以随时同步进行访问。“高速”意味着内存能够以光速而非声速进行存取访问。正是这一限制的消除，才使得通用图灵机的能力得以释放出来。否则，它只是一个不切实际的构想。
1945年，电子元件被广泛采用，但是数字行为却并不适用当时的规则。图像是通过扫描成线（不是分解成位）来进行播送的。雷达模拟显示由连续扫描微波束所返回的回波。第二次世界大战结束后，家家户户的客厅里都配备了高保真音响系统。它的好处在于将模拟录音压入唱片，几乎不会造成任何的数值损失。数字技术——电传（Teletype）、莫尔斯电码（Morse Code）、穿孔卡片会计机械设备，被认为过时、精确度低而且运行缓慢。模拟技术统治了世界。
美国高等研究院团队通过调整模拟阴极射线示波管（CRT），完全实现了电子化的随机存取存储。阴极射线示波管是如香槟酒瓶一般大小和形状的真空玻壳，不过它的壳壁薄如香槟杯。示波管较宽的一端形成了一个带荧光内涂层的圆形屏幕，而窄的一端是一个发射电子流的高压电子枪——通过一个两轴电磁场可以让它的靶心偏转。阴极射线管是模拟计算机的一种形式：通过改变偏转线圈的供电电压来改变电子束追踪的路径。特别是在其作为示波器的时候，可以用于加、减、乘、除信号——结果直接以偏转的幅度和时间频率的函数来显示。从这些模拟技术开始，数字宇宙初现雏形。
运用他们战时在雷达、加密以及防空和火控领域学到的经验，冯·诺依曼的工程师们对偏转电路进行了脉冲编码控制，并将阴极射线管屏幕分成了能被电子束单独定位的、数值上可寻址的32×32阵列。因为所产生的电荷会在涂层的玻璃表面停留几分之一秒，并且能够定期更新，因此每根直径13厘米的阴极射线管可以存储1024比特的信息，并且任何指定位置在任何时间都能够被访问。此时，由模拟技术转向数字技术的历史齿轮已经启动。
美国高等研究院的计算机包含40根阴极射线内存管——它们对内存地址进行分配的方法，就像一家有40层楼的酒店，前台服务员在同一时间分发相似的房间号给40位不同的客人。利用建筑原理，即一对5位坐标（25=32）标识了1024个存储单元中含有40位的字符串（或“字”）的内存地址，数字宇宙中的代码实现了暴增。在24微秒内，任何特定的40位代码串都可以被检索到。这些40位代码串可能不仅包含数据（即用于“表意”的数字），还包含可执行的指令（即用于“运算”的数字）——这包括调整现行指令的指令，或转移以控制另一个地址以及自此遵从新指令的指令。
由于10位指令码与10位指定的内存地址相结合，所得出的是一个40位的字符串，所以结果会是一个连锁反应，即类似于原子弹内的“两换一”中子裂变。结果就是，一切都乱套了。随机存取存储让机器世界得以一探数字的能力，同时，数字世界也得以一探机器的能力。
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