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根因

计算机底层依靠电子元器件的物理状态来表达信息。硬件最容易稳定实现的是两种状态：通电/断电、高电平/低电平、磁畴正向/反向。二进制刚好只有0、1两个符号，完美匹配硬件双稳态特性；如果强行做十进制，需要电路稳定区分10种不同电平，硬件难度、成本、抗干扰能力都会出现巨大短板。

一、计算机选用二进制的4个核心理由

1. 硬件容易实现（最根本原因）
   晶体管、二极管、继电器这类器件，天然适合两种状态。用0代表低电平、1代表高电平，电路只需要识别“有没有达到阈值”，判断逻辑简单。
   比如继电器：吸合=1，断开=0；闪存、硬盘磁粒两种磁极对应0和1。制造简单、检测简单。

2. 抗干扰能力强，容错高
   信号传输过程会受到电压波动、电磁干扰。只区分两种状态，只要信号不跨阈值，就不会读错。哪怕电平有小幅抖动，依然可以稳定识别0和1。

3. 运算规则简单
   二进制加法、乘法的运算公式极少。加法只有4种组合，电路只需要搭建简单的门电路（与门、或门、非门）就能完成计算。逻辑电路设计简化，CPU硬件规模更小。
   同时布尔代数（逻辑与、或、非）和二进制一一对应，计算机判断真假、分支逻辑天然适配。

4. 适合差错校验
   校验和、奇偶校验、CRC这些底层检错纠错机制，都是基于比特（0/1）设计，方便在存储、网络传输中发现数据错误。

二、如果计算机直接使用十进制，会遇到的问题

十进制需要表达0～9一共10个数字，就要求硬件能够识别10种不同等级的电压。

1. 硬件实现难度暴增
   假设用0V代表0、1V代表1，一直到9V代表9。电路要精确维持10档电压，元器件制造精度要求极高，成本会大幅上涨。

2. 极易受干扰，容易读错
   电压在传输时会衰减、噪声干扰。比如代表5的5V信号，干扰后变成4.6V，系统分不清这是4还是5。相邻电平差距很小，一点点干扰就会造成数值识别错误，可靠性很差。

3. 运算电路极其复杂
   十进制加法需要记忆大量加法口诀，对应的硬件加法器电路会庞大很多，芯片晶体管数量暴涨，运算速度下降，功耗大幅提升。

4. 逻辑判断难以实现
   布尔逻辑只有真假二值，和十进制没有天然对应关系，做条件判断、分支、位操作都会变得非常麻烦。

补充区分：
计算机底层硬件存储、运算一定是二进制；我们日常看到的十进制，只是软件层面的显示转换。CPU把二进制运算结果，翻译成十进制字符串给人看，并不是硬件直接跑十进制。
历史上确实研制过十进制计算机（比如ENIAC早期设计、一些实验性十值机器），但因为上面这些缺陷，无法大规模普及，最终被二进制架构全面替代。

误区澄清

误区：二进制只是为了方便程序员写代码。
纠正：不是。是硬件物理特性决定了必须优先选二进制，和编程写法无关。程序员用十六进制，也只是二进制的简写，底层依旧是0、1比特。

电子器件天然具备两种稳定状态，二进制0/1刚好匹配硬件，电路简单、抗干扰强；十进制需要区分10种电平，硬件难制造、极易受干扰出错，运算电路复杂，不适合作为计算机底层的信号载体。