計(jì)算機(jī)始祖
誰(shuí)都知道，電腦的學(xué)名叫做電子計(jì)算機(jī)。以人類(lèi)發(fā)明這種機(jī)器的初衷，它的始祖應(yīng)該是計(jì)算工具。英語(yǔ)里“Calculus”（計(jì)算）一詞來(lái)源于拉丁語(yǔ)，既有“算法”的含義，也有腎臟或膽囊里的“結(jié)石”的意思。遠(yuǎn)古的人們用石頭來(lái)計(jì)算捕獲的獵物，石頭就是他們的計(jì)算工具。著名科普作家阿西莫夫說(shuō)，人類(lèi)最早的計(jì)算工具是手指，英語(yǔ)單詞“Dight”既表示“手指”又表示“整數(shù)數(shù)字”；而中國(guó)古人常用“結(jié)繩”來(lái)幫助記事，“結(jié)繩”當(dāng)然也可以充當(dāng)計(jì)算工具。石頭、手指、繩子……，這些都是古人用過(guò)的“計(jì)算機(jī)”。
不知何時(shí)，許多國(guó)家的人都不約而同想到用“籌碼”來(lái)改進(jìn)工具，其中要數(shù)中國(guó)的算籌最有名氣。商周時(shí)代問(wèn)世的算籌，實(shí)際上是一種竹制、木制或骨制的小棍。古人在地面或盤(pán)子里反復(fù)擺弄這些小棍，通過(guò)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，從此出現(xiàn)了“運(yùn)籌”這個(gè)詞，運(yùn)籌就是計(jì)算，后來(lái)才派生出“籌”的詞義。中國(guó)古代科學(xué)家祖沖之最先算出了圓周率小數(shù)點(diǎn)后的第6位，使用的工具正是算籌，這個(gè)結(jié)果即使用筆算也很不容易求得。
歐洲人發(fā)明的算籌與中國(guó)不盡相同，他們的算籌是根據(jù)“格子乘法”的原理制成。例如要計(jì)算1248×456，可以先畫(huà)一個(gè)矩形，然后把它分成3×2個(gè)小格子，在小格子邊依次寫(xiě)下乘數(shù)、被乘數(shù)的各位數(shù)字，再用對(duì)角線把小格子一分為二，分別記錄上述各位數(shù)字相應(yīng)乘積的十位數(shù)與個(gè)位數(shù)。把這些乘積由右到左，沿斜線方向相加，最后就得到乘積。
1617年，英國(guó)數(shù)學(xué)家納皮爾把格子乘法表中可能出現(xiàn)的結(jié)果，印刻在一些狹長(zhǎng)條的算籌上，利用算籌的擺放來(lái)進(jìn)行乘、除或其他運(yùn)算。納皮爾算籌在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，是歐洲人主要的計(jì)算工具。
算籌在使用中，一旦遇到復(fù)雜運(yùn)算常弄得繁雜混亂，讓人感到不便，于是中國(guó)人又發(fā)明了一種新式的“計(jì)算機(jī)”。
著名作家謝爾頓在他的小說(shuō)《假如明天來(lái)臨》里講過(guò)一個(gè)故事：騙子杰夫向經(jīng)銷(xiāo)商兜售一種袖珍計(jì)算機(jī)，說(shuō)它“價(jià)格低廉，絕無(wú)故障，節(jié)約能源，十年中無(wú)需任何保養(yǎng)”。當(dāng)商人打開(kāi)包裝盒一看，這臺(tái)“計(jì)算機(jī)”原來(lái)是一把來(lái)自中國(guó)的算盤(pán)。世界文明的四大發(fā)明源地——黃河流域、印度河流域、尼羅河流域和幼發(fā)拉底河流域——先后都出現(xiàn)過(guò)不同形式的算盤(pán)，只有中國(guó)的珠算盤(pán)一直沿用至今。
珠算盤(pán)最早可能萌芽于漢代，定型于南北朝。它利用進(jìn)位制記數(shù)，通過(guò)撥動(dòng)算珠進(jìn)行運(yùn)算：上珠每珠當(dāng)五，下珠每珠當(dāng)一，每一檔可當(dāng)作一個(gè)數(shù)位。打算盤(pán)必須記住一套口訣，口訣相當(dāng)于算盤(pán)的“軟件”。算盤(pán)本身還可以存儲(chǔ)數(shù)字，使用起來(lái)的確很方便，它幫助中國(guó)古代數(shù)學(xué)家取得了不少重大的科技成果，在人類(lèi)計(jì)算工具史上具有重要的地位。
一口君認(rèn)為算法非常類(lèi)似于計(jì)算機(jī)內(nèi)部的累加器+暫存器，口訣則類(lèi)似于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的匯編指令中的算術(shù)運(yùn)算指令（add、sub）+數(shù)據(jù)存儲(chǔ)指令（ldr、str）
算盤(pán)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式是16進(jìn)制，（5+5+5進(jìn)1）
15世紀(jì)以后，隨著天文、航海的發(fā)展，計(jì)算工作日趨繁重，迫切需要探求新的計(jì)算方法并改進(jìn)計(jì)算工具。1630年，英國(guó)數(shù)學(xué)家?jiàn)W特雷德使用當(dāng)時(shí)流行的對(duì)數(shù)刻度尺做乘法運(yùn)算，突然萌生了一個(gè)念頭：若采用兩根相互滑動(dòng)的對(duì)數(shù)刻度尺，不就省得用兩腳規(guī)度量長(zhǎng)度嗎？他的這個(gè)設(shè)想導(dǎo)致了“機(jī)械化”計(jì)算尺的誕生。
奧特雷德是理論數(shù)學(xué)家，對(duì)這個(gè)小小的計(jì)算尺并不在意，也沒(méi)有打算讓它流傳于世，此后二百年，他的發(fā)明未被實(shí)際運(yùn)用。
18世紀(jì)末，以發(fā)明蒸汽機(jī)聞名于世的瓦特，成功地制出了第一把名副其實(shí)的計(jì)算尺。瓦特原來(lái)就是一位儀表匠，他的蒸汽機(jī)工廠投產(chǎn)后，需要迅速計(jì)算蒸汽機(jī)的功率和氣缸體積。瓦特設(shè)計(jì)的計(jì)算尺，在尺座上多了一個(gè)滑標(biāo)，用來(lái)“存儲(chǔ)”計(jì)算的中間結(jié)果，這種滑標(biāo)很長(zhǎng)時(shí)間一直被后人所沿用。
1850年以后，對(duì)數(shù)計(jì)算尺迅速發(fā)展，成了工程師們必不可少的隨身攜帶的“計(jì)算機(jī)”，直到20世紀(jì)五、六十年代，它仍然是代表工科大學(xué)生身份的一種標(biāo)志。
凝聚著許許多多科學(xué)家和能工巧匠智慧的早期計(jì)算工具，在不同的歷史階段發(fā)揮過(guò)巨大作用，但也將隨著科學(xué)發(fā)展而逐漸消亡，最終完成它們的歷史使命。
第一抹曙光
第一臺(tái)真正的計(jì)算機(jī)是著名科學(xué)家帕斯卡（B.PASCAL）發(fā)明的機(jī)械計(jì)算機(jī)。
帕斯卡1623年出生在法國(guó)一位數(shù)學(xué)家家庭，他三歲喪母，由擔(dān)任著稅務(wù)官的父親拉扯他長(zhǎng)大成人。從小，他就顯示出對(duì)科學(xué)研究濃厚的興趣。
少年帕斯卡對(duì)他的父親一往情深，他每天都看著年邁的父親費(fèi)力地計(jì)算稅率稅款，很想幫助做點(diǎn)事，可又怕父親不放心。于是，未來(lái)的科學(xué)家想到了為父親制做一臺(tái)可以計(jì)算稅款的機(jī)器。19歲那年，他發(fā)明了人類(lèi)有史以來(lái)第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)。
帕斯卡的計(jì)算機(jī)是一種系列齒輪組成的裝置，外形像一個(gè)長(zhǎng)方盒子，用兒童玩具那種鑰匙旋緊發(fā)條后才能轉(zhuǎn)動(dòng)，只能夠做加法和減法。然而，即使只做加法，也有個(gè)“逢十進(jìn)一”的進(jìn)位問(wèn)題。聰明的帕斯卡采用了一種小爪子式的棘輪裝置。當(dāng)定位齒輪朝9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪便逐漸升高；一旦齒輪轉(zhuǎn)到0，棘爪就“咔嚓”一聲跌落下來(lái)，推動(dòng)十位數(shù)的齒輪前進(jìn)一檔。
帕斯卡發(fā)明成功后，一連制作了50臺(tái)這種被人稱(chēng)為“帕斯卡加法器”的計(jì)算機(jī)，至少現(xiàn)在還有5臺(tái)保存著。比如，在法國(guó)巴黎工藝學(xué)校、英國(guó)倫敦科學(xué)博物館都可以看到帕斯卡計(jì)算機(jī)原型。據(jù)說(shuō)在中國(guó)的故宮博物院，也保存著兩臺(tái)銅制的復(fù)制品，是當(dāng)年外國(guó)人送給慈僖太后的禮品，“老佛爺”哪里懂得它的奧妙，只把它當(dāng)成了西方的洋玩具，藏在深宮里面。
帕斯卡真正的天才，他在諸多領(lǐng)域內(nèi)都有建樹(shù)。后人在介紹他時(shí)，說(shuō)他是數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家、流體動(dòng)力學(xué)家和概率論的創(chuàng)始人。凡是學(xué)過(guò)物理的人都知道一個(gè)關(guān)于液體壓強(qiáng)性質(zhì)的“帕斯卡定律”，這個(gè)定律就是他的偉大發(fā)現(xiàn)并以他的名字命名的。他甚至還是文學(xué)家，其文筆優(yōu)美的散文在法國(guó)極負(fù)盛名。可惜，長(zhǎng)期從事艱苦的研究損害了他的健康，1662年英年早逝，死時(shí)年僅39歲。他留給了世人一句至理名言：“人好比是脆弱的蘆葦，但是他又是有思想的蘆葦。”
全世界“有思想的蘆葦”，尤其是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的后來(lái)者，都不會(huì)忘記帕斯卡在渾沌中點(diǎn)燃的亮光。1971年發(fā)明的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言——PASCAL語(yǔ)言，就是為了紀(jì)念這位先驅(qū)，使帕斯卡的英名長(zhǎng)留在電腦時(shí)代里。
帕斯卡逝世后不久，與法蘭西毗鄰的德國(guó)萊茵河畔，有位英俊的年輕人正挑燈夜讀。黎明時(shí)分，青年人站起身，揉了一下疲乏的腰部，臉上流露出會(huì)心的微笑，一個(gè)朦朧的設(shè)想已醞釀成熟。雖然在帕斯卡發(fā)明加法器的時(shí)候，他尚未出世，但這篇由帕斯卡親自撰寫(xiě)的關(guān)于加法計(jì)算機(jī)的論文，卻使他似醍醐灌頂，勾起強(qiáng)烈的發(fā)明欲。他就是德國(guó)大數(shù)學(xué)家、被《不列顛百科全書(shū)》稱(chēng)為“西方文明最偉大的人物之一”的萊布尼茨（G.Leibnitz）。
萊布尼茨早年歷經(jīng)坎坷。當(dāng)幸運(yùn)之神降臨之時(shí)，他獲得了一次出使法國(guó)的機(jī)會(huì)。帕斯卡的故鄉(xiāng)張開(kāi)臂膀接納他，為他實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)器的夙愿創(chuàng)造了契機(jī)。在巴黎，他聘請(qǐng)到一些著名機(jī)械專(zhuān)家和能工巧匠協(xié)助工作，終于在1674年造出一臺(tái)更完美的機(jī)械計(jì)算機(jī)。
萊布尼茨發(fā)明的新型計(jì)算機(jī)約有1米長(zhǎng)，內(nèi)部安裝了一系列齒輪機(jī)構(gòu)，除了體積較大之外，基本原理繼承于帕斯卡。不過(guò)，萊布尼茨技高一籌，他為計(jì)算機(jī)增添了一種名叫“步進(jìn)輪”的裝置。步進(jìn)輪是一個(gè)有9個(gè)齒的長(zhǎng)圓柱體，9個(gè)齒依次分布于圓柱表面；旁邊另有個(gè)小齒輪可以沿著軸向移動(dòng)，以便逐次與步進(jìn)輪嚙合。每當(dāng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，步進(jìn)輪可根據(jù)它與小齒輪嚙合的齒數(shù)，分別轉(zhuǎn)動(dòng)1/10、2/10圈……，直到9/10圈，這樣一來(lái)，它就能夠連續(xù)重復(fù)地做加法。
稍熟悉電腦程序設(shè)計(jì)的人都知道，連續(xù)重復(fù)計(jì)算加法就是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)做乘除運(yùn)算采用的辦法。萊布尼茨的計(jì)算機(jī)，加、減、乘、除四則運(yùn)算一應(yīng)俱全，也給其后風(fēng)靡一時(shí)的手搖計(jì)算機(jī)鋪平了道路。
不久，因獨(dú)立發(fā)明微積分而與牛頓齊名的萊布尼茨，又為計(jì)算機(jī)提出了“二進(jìn)制”數(shù)的設(shè)計(jì)思路。有人說(shuō)，他的想法來(lái)自于東方中國(guó)。
大約在公元1700年左右某天，友人送給他一幅從中國(guó)帶來(lái)圖畫(huà)，名稱(chēng)叫做“八卦”，是宋朝人邵雍所摹繪的一張“易圖”。萊布尼茨用放大鏡仔細(xì)觀察八卦的每一卦象，發(fā)現(xiàn)它們都由陽(yáng)（—）和陰（--）兩種符號(hào)組合而成。他撓有興趣地把8種卦象顛來(lái)倒去排列組合，腦海中突然火花一閃——這不就是很有規(guī)律的二進(jìn)制數(shù)字嗎？若認(rèn)為陽(yáng)（—）是“1”，陰（--）是“0”，八卦恰好組成了二進(jìn)制000到111共8個(gè)基本序數(shù)。正是在中國(guó)人睿智的啟迪下，萊布尼茨最終悟出了二進(jìn)制數(shù)之真諦。雖然萊布尼茨設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)用的還是十進(jìn)制，但他率先系統(tǒng)提出了二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算法則，直到今天，二進(jìn)制數(shù)仍然左右著現(xiàn)代電腦的高速運(yùn)算。
帕斯卡的計(jì)算機(jī)經(jīng)由萊布尼茨的改進(jìn)之后，人們又給它裝上電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)機(jī)器工作，成為名符其實(shí)的“電動(dòng)計(jì)算機(jī)”，并且一直使用到本世紀(jì)20年代才退出舞臺(tái)。盡管帕斯卡與萊布尼茨的發(fā)明還不是現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)，但它們畢竟昭示著人類(lèi)計(jì)算機(jī)史里的第一抹曙光。
“編織”的程序
要讓機(jī)器聽(tīng)人類(lèi)的話(huà)，按人類(lèi)的意愿去計(jì)算，就要實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間的對(duì)話(huà)，或者說(shuō)，要把人類(lèi)的思想傳送給機(jī)器，讓機(jī)器按人的意志自動(dòng)執(zhí)行。
說(shuō)來(lái)也怪，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器對(duì)話(huà)的始作俑者卻不是研制計(jì)算機(jī)的那些前輩，而是與計(jì)算機(jī)發(fā)明毫不相干的兩位法國(guó)紡織機(jī)械師。他們先后發(fā)明了一種指揮機(jī)器工作的“程序”，把思想直接“注入”到了提花編織機(jī)的針尖上。
顧名思義，提花編織機(jī)具有升降紗線的提花裝置，是一種能使綢布編織出圖案花紋的織布機(jī)器。
應(yīng)該是，提花編織機(jī)最早出現(xiàn)在中國(guó)。在我國(guó)出土的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代墓葬物品中，就有許多用彩色絲線編織的漂亮花布。據(jù)史書(shū)記載，西漢年間，鉅鹿縣紡織工匠陳寶光的妻子，能熟練地掌握提花機(jī)操作技術(shù)，她的機(jī)器配置了120根經(jīng)線，平均60天即可織成一匹花布，每匹價(jià)值萬(wàn)錢(qián)。
明朝刻印的《天工開(kāi)物》一書(shū)中，還赫然地印著一幅提花機(jī)的示意圖。可以想象，當(dāng)歐洲的王公貴族對(duì)從“絲綢之路”傳入的美麗綢緞贊嘆不已時(shí)，中國(guó)的提花機(jī)也必定會(huì)沿著“絲綢之路”傳入歐洲。
不過(guò)，用當(dāng)時(shí)的編織機(jī)編織圖案相當(dāng)費(fèi)事。所有的綢布都是用經(jīng)線（縱向線）和緯線（橫向線）編織而成。若要織出花樣，織工們必須細(xì)心地按照預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案，在適當(dāng)位置“提”起一部分經(jīng)線，以便讓滑梭牽引著不同顏色的緯線通過(guò)。機(jī)器當(dāng)然不可能自己“想”到該在何處提線，只能靠人手“提”起一根又一根經(jīng)線，不厭其煩地重復(fù)這種操作。
1725年，法國(guó)紡織機(jī)械師布喬（B.Bouchon）突發(fā)奇想，想出了一個(gè)“穿孔紙帶”的絕妙主意。布喬首先設(shè)法用一排編織針控制所有的經(jīng)線運(yùn)動(dòng)，然后取來(lái)一卷紙帶，根據(jù)圖案打出一排排小孔，并把它壓在編織針上。啟動(dòng)機(jī)器后，正對(duì)著小孔的編織針能穿過(guò)去鉤起經(jīng)線，其他的針則被紙帶擋住不動(dòng)。這樣一來(lái)，編織針就自動(dòng)按照預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案去挑選經(jīng)線，布喬的“思想”于是“傳遞”給了編織機(jī)，而編織圖案的“程序”也就“儲(chǔ)存”在穿孔紙帶的小孔之中。
真正成功的改進(jìn)是在80年后，另一位法國(guó)機(jī)械師杰卡德（J.Jacquard），大約在1805年完成了“自動(dòng)提花編織機(jī)”的設(shè)計(jì)制作。
那是舉世矚目的法國(guó)大革命的年代——攻打巴士底獄，推翻封建王朝，武裝保衛(wèi)巴黎，市民們高唱著“馬賽曲”，紛紛走上街頭，革命風(fēng)暴如火如荼。雖然杰卡德在1790年就基本形成了他的提花機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)想，但為了參加革命，他無(wú)暇顧及發(fā)明創(chuàng)造，也扛起來(lái)福槍?zhuān)渡淼嚼锇罕Ｐl(wèi)戰(zhàn)的行列里。直到19世紀(jì)到來(lái)之后，杰卡德的機(jī)器才得以組裝完成。
杰卡德為他的提花機(jī)增加了一種裝置，能夠同時(shí)操縱1200個(gè)編織針，控制圖案的穿孔紙帶后來(lái)也換成了穿孔卡片。據(jù)說(shuō)，杰卡德編織機(jī)面世后僅25年，考文垂附近的鄉(xiāng)村里就有了600臺(tái)，在老式蒸氣機(jī)噗嗤噗嗤的伴奏下，把穿孔卡片上的圖案變成一匹匹漂亮的花綢布。紡織工人最初強(qiáng)烈反對(duì)這架自動(dòng)化的新鮮玩意的到來(lái)，因?yàn)楹ε聶C(jī)器會(huì)搶去他們的飯碗，使他們失去工作，但因?yàn)樗鼉?yōu)越的性能，終于被人們普遍接受。1812年，僅在法國(guó)已經(jīng)裝配了萬(wàn)余臺(tái)，并通過(guò)英國(guó)傳遍了西方世界，杰卡德也因此而被受予了榮譽(yù)軍團(tuán)十字勛章和金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
杰卡德提花編織機(jī)奏響了19世紀(jì)機(jī)器自動(dòng)化的序曲。在倫敦出版的《不列顛百科全書(shū)》和中國(guó)出版的《英漢科技詞匯大全》兩部書(shū)中，“JACQUARD”（杰卡德）一詞的詞條下，英語(yǔ)和漢語(yǔ)的意思居然都是“提花機(jī)”，可見(jiàn)，杰卡德的名字已經(jīng)與提花機(jī)融為了一體。杰卡德提花機(jī)的原理，即使到了電腦時(shí)代的今天，依然沒(méi)有更大的改動(dòng)，街頭巷尾小作坊里使用的手工絨線編織機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)仍與杰卡德編織機(jī)大體相似。
此外，杰卡德編織機(jī)“千瘡百孔”的穿孔卡片，不僅讓機(jī)器編織出絢麗多彩的圖案，而且意味著程序控制思想的萌芽，穿孔紙帶和穿孔卡片也廣泛用于早期電腦以存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。或許，我們現(xiàn)在把“程序設(shè)計(jì)”俗稱(chēng)為“編程序”，就引申自編織機(jī)的“編織花布”的詞義。
失敗的英雄
今天出版的許多計(jì)算機(jī)書(shū)籍扉頁(yè)里，都登載著巴貝奇（C.Babbage）的照片：寬闊的額，狹長(zhǎng)的嘴，銳利的目光顯得有些憤世嫉俗，堅(jiān)定的但絕非缺乏幽默的外貌，給人以一個(gè)極富深邃思想的學(xué)者形象。
巴貝奇是一位富有的銀行家的兒子，1792年出生在英格蘭西南部的托特納斯，后來(lái)繼承了相當(dāng)豐厚的遺產(chǎn)，但他把金錢(qián)都用于了科學(xué)研究。童年時(shí)代的巴貝奇顯示出極高的數(shù)學(xué)天賦，考入劍橋大學(xué)后，他發(fā)現(xiàn)自己掌握的代數(shù)知識(shí)甚至超過(guò)了教師。畢業(yè)留校，24歲的年青人榮幸受聘擔(dān)任劍橋大學(xué)“路卡辛講座”的數(shù)學(xué)教授。這是一個(gè)很少有人能夠獲得的殊榮，牛頓的老師巴羅是第一名，牛頓是第二名。在教學(xué)之余，巴貝奇完成了大量發(fā)明創(chuàng)造，如運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)理論率先提出“一便士郵資”制度，發(fā)明了供火車(chē)使用的速度計(jì)和排障器等等。
假若巴貝奇繼續(xù)在數(shù)學(xué)理論和科技發(fā)明領(lǐng)域耕耘，他本來(lái)是可以走上鮮花鋪就的坦途。然而，這位曠世奇才卻選擇了一條無(wú)人敢于攀登的崎嶇險(xiǎn)路。
事情還得從法國(guó)講起。18世紀(jì)末，法蘭西發(fā)起了一項(xiàng)宏大的計(jì)算工程——人工編制《數(shù)學(xué)用表》，這在沒(méi)有先進(jìn)計(jì)算工具的當(dāng)時(shí)，是件極其艱巨的工作。法國(guó)數(shù)學(xué)界調(diào)集大批數(shù)學(xué)家，組成了人工手算的流水線，算得天昏地暗，才完成了17卷大部頭書(shū)稿。即便如此，計(jì)算出的數(shù)學(xué)用表仍然存在大量錯(cuò)誤。
據(jù)說(shuō)有一天，巴貝奇與著名的天文學(xué)家赫舍爾湊在一起，對(duì)兩大部頭的天文數(shù)表評(píng)頭
論足，翻一頁(yè)就是一個(gè)錯(cuò)，翻兩頁(yè)就有好幾處。面對(duì)錯(cuò)誤百出的數(shù)學(xué)表，巴貝奇目瞪口呆，他甚至喊出聲來(lái)：“天哪，這些計(jì)算錯(cuò)誤已經(jīng)充斥彌漫了整個(gè)宇宙！”
這件事也許就是巴貝奇萌生研制計(jì)算機(jī)構(gòu)想的起因。巴貝奇在他的自傳《一個(gè)哲學(xué)家的生命歷程》里，寫(xiě)到了大約發(fā)生在1812年的一件事：“有一天晚上，我坐在劍橋大學(xué)的分析學(xué)會(huì)辦公室里，神志恍惚地低頭看著面前打開(kāi)的一張對(duì)數(shù)表。一位會(huì)員走進(jìn)屋來(lái)，瞧見(jiàn)我的樣子，忙喊道：‘喂！你夢(mèng)見(jiàn)什么啦？’我指著對(duì)數(shù)表回答說(shuō)：‘我正在考慮這些表也許能用機(jī)器來(lái)計(jì)算！’”
巴貝奇的第一個(gè)目標(biāo)是制作一臺(tái)“差分機(jī)”。所謂“差分”的含義，是把函數(shù)表的復(fù)雜算式轉(zhuǎn)化為差分運(yùn)算，用簡(jiǎn)單的加法代替平方運(yùn)算。那一年，剛滿(mǎn)20歲的巴貝奇從法國(guó)人杰卡德發(fā)明的提花編織機(jī)上獲得了靈感，差分機(jī)設(shè)計(jì)閃爍出了程序控制的靈光——它能夠按照設(shè)計(jì)者的旨意，自動(dòng)處理不同函數(shù)的計(jì)算過(guò)程。
巴貝奇耗費(fèi)了整整十年光陰，于1822年完成了第一臺(tái)差分機(jī)，它可以處理3個(gè)不同的5位數(shù)，計(jì)算精度達(dá)到6位小數(shù)，當(dāng)即就演算出好幾種函數(shù)表。由于當(dāng)時(shí)工業(yè)技術(shù)水平極低，第一臺(tái)差分機(jī)從設(shè)計(jì)繪圖到機(jī)械零件加工，都是巴貝奇親自動(dòng)手完成。當(dāng)他看著自己的機(jī)器制作出準(zhǔn)確無(wú)誤的《數(shù)學(xué)用表》，高興地對(duì)人講：“哪怕我的機(jī)器出了故障，比如齒輪被卡住不能動(dòng)，那也毫無(wú)關(guān)系。你看，每個(gè)輪子上都有數(shù)字標(biāo)記，它不會(huì)欺騙任何人。”以后實(shí)際運(yùn)用證明，這種機(jī)器非常適合于編制航海和天文方面的數(shù)學(xué)用表。
成功的喜悅激勵(lì)著巴貝奇，他連夜奮筆上書(shū)皇家學(xué)會(huì)，要求政府資助他建造第二臺(tái)運(yùn)算精度為20位的大型差分機(jī)。英國(guó)政府看到巴貝奇的研究有利可圖，破天荒地與科學(xué)家簽訂了第一個(gè)合同，財(cái)政部慷慨地為這臺(tái)大型差分機(jī)提供出1.7萬(wàn)英鎊的資助。巴貝奇自己也貼進(jìn)去1.3萬(wàn)英鎊巨款，用以彌補(bǔ)研制經(jīng)費(fèi)的不足。在當(dāng)年，這筆款項(xiàng)的數(shù)額無(wú)異于天文數(shù)字——有資料介紹說(shuō)，1831年約翰·布爾制造一臺(tái)蒸汽機(jī)車(chē)的費(fèi)用才784英磅。
然而，第二臺(tái)差分機(jī)在機(jī)械制造工廠里觸上了“暗礁”。
第二臺(tái)差分機(jī)大約有25000個(gè)零件，主要零件的誤差不得超過(guò)每英寸千分之一，即使用現(xiàn)在的加工設(shè)備和技術(shù)，要想造出這種高精度的機(jī)械也絕非易事。巴貝奇把差分機(jī)交給了英國(guó)最著名的機(jī)械工程師約瑟夫·克萊門(mén)特所屬的工廠制造，但工程進(jìn)度十分緩慢。設(shè)計(jì)師心急火燎，從劍橋到工廠，從工廠到劍橋，一天幾個(gè)來(lái)回。他把圖紙改了又改，讓工人把零件重做一遍又一遍。年復(fù)一年，日復(fù)一日，直到又一個(gè)10年過(guò)去后，巴貝奇依然望著那些不能運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器發(fā)愁，全部零件亦只完成不足一半數(shù)量。參加試驗(yàn)的同事們?cè)僖矆?jiān)持不下去，紛紛離他而去。巴貝奇獨(dú)自苦苦支撐了第三個(gè)10年，終于感到無(wú)力回天。
那天清晨，巴貝奇走進(jìn)車(chē)間，偌大的作業(yè)場(chǎng)空無(wú)一人，只剩下滿(mǎn)地的滑車(chē)和齒輪，四處一片狼藉。他呆立在尚未完工的機(jī)器旁，深深地嘆了口氣。在痛苦的煎熬中，他無(wú)計(jì)可施，只得把全部設(shè)計(jì)圖紙和已完成的部分零件送進(jìn)倫敦皇家學(xué)院博物館供人觀賞。
1842年，在巴貝奇的一生中是極不平常的一年。英國(guó)政府宣布斷絕對(duì)他的一切資助，連科學(xué)界的友人都用一種怪異的目光看著他。英國(guó)首相譏諷道：“這部機(jī)器的唯一用途，就是花掉大筆金錢(qián)！”同行們譏笑他是“愚笨的巴貝奇”。皇家學(xué)院的權(quán)威人士，包括著名天文學(xué)家艾瑞等人，都公開(kāi)宣稱(chēng)他的差分機(jī)“毫無(wú)任何價(jià)值”……
攜手共赴難
就在痛苦艱難的時(shí)刻，孤獨(dú)苦悶的巴貝奇意外地收到一封來(lái)信，寫(xiě)信人不僅對(duì)他表示理解而且還希望與他共同工作。娟秀字體的簽名，表明了她不凡的身份——伯爵夫人。
接到信函后不久，巴貝奇實(shí)驗(yàn)室門(mén)口走進(jìn)來(lái)一位年輕的女士。她身披素雅的斗蓬，鬢角上斜插一朵白色的康乃馨，顯得那么典雅端莊。巴貝奇一時(shí)愣在那里，他與這位女士似曾相識(shí)，又想不起曾在何處邂逅。女士落落大方地作了自我介紹，正是那位寫(xiě)信人。
“您還記得我嗎？”女士低聲問(wèn)道，“十多年前，您還給我講過(guò)差分機(jī)原理。”看到巴貝奇迷惑的眼神，她又笑著補(bǔ)充說(shuō)：“您說(shuō)我像野人見(jiàn)到了望遠(yuǎn)鏡。”巴貝奇恍然大悟，想起已經(jīng)十分遙遠(yuǎn)的往事。面前這位女士和那個(gè)小女孩之間，依稀還有幾分相似。
原來(lái)，伯爵夫人本名叫阿達(dá)·奧古斯塔（AdaAugusta），是英國(guó)著名詩(shī)人拜倫的獨(dú)生女。她比巴貝奇的年齡小20多歲，1815年出生。阿達(dá)自小命運(yùn)多舛，來(lái)到人世的第二年，父親拜倫因性格不合與她的母親離異，從此別離英國(guó)。可能是從未得到過(guò)父愛(ài)的緣由，小阿達(dá)沒(méi)有繼承到父親詩(shī)一般的浪漫熱情，卻繼承了母親的數(shù)學(xué)才能和毅力。
還是在阿達(dá)的少女時(shí)代，母親的一位朋友領(lǐng)著她們?nèi)⒂^巴貝奇的差分機(jī)。其他女孩子圍著差分機(jī)嘰嘰喳喳亂發(fā)議論，摸不著頭腦。只有阿達(dá)看得非常仔細(xì)，她十分理解并且深知巴貝奇這項(xiàng)發(fā)明的重大意義。
或許是這個(gè)小女孩特殊的氣質(zhì)，在巴貝奇的記憶里打下了較深的印記。他趕緊請(qǐng)阿達(dá)入座，并欣然同意與這位小有名氣的數(shù)學(xué)才女共同研制新的計(jì)算機(jī)器。
就這樣，在阿達(dá)27歲時(shí)，她成為巴貝奇科學(xué)研究上的合作伙伴，迷上這項(xiàng)常人不可理喻的“怪誕”研究。其時(shí)，她已經(jīng)成了家，丈夫是洛甫雷斯伯爵。按照英國(guó)的習(xí)俗，許多資料在介紹里都把她稱(chēng)為“洛甫雷斯伯爵夫人”。
30年的困難和挫折并沒(méi)有使巴貝奇屈服，阿達(dá)的友情援助更堅(jiān)定了他的決心。還在大型差分機(jī)進(jìn)軍受挫的1834年，巴貝奇就已經(jīng)提出了一項(xiàng)新的更大膽的設(shè)計(jì)。他最后沖刺的目標(biāo)，不是僅僅能夠制表的差分機(jī)，而是一種通用的數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)。巴貝奇把這種新的設(shè)計(jì)叫做“分析機(jī)”，它能夠自動(dòng)解算有100個(gè)變量的復(fù)雜算題，每個(gè)數(shù)可達(dá)25位，速度可達(dá)每秒鐘運(yùn)算一次。
今天我們?cè)倩厥卓纯窗拓惼娴脑O(shè)計(jì)，分析機(jī)的思想仍然閃爍著天才的光芒。
由于巴貝奇晚年因喉疾幾乎不能說(shuō)話(huà)，介紹分析機(jī)的文字主要由阿達(dá)替他完成。阿達(dá)在一篇文章里介紹說(shuō)：“這臺(tái)機(jī)器不論在可能完成的計(jì)算范圍、簡(jiǎn)便程度以及可靠性與精確度方面，或者是計(jì)算時(shí)完全不用人參與這方面，都超過(guò)了以前的機(jī)器。”巴貝奇把分析機(jī)設(shè)計(jì)得那樣精巧，他打算用蒸汽機(jī)為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)大量的齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。巴貝奇的分析機(jī)大體上有三大部分：其一是齒輪式的“存貯庫(kù)”，巴貝奇稱(chēng)它為“倉(cāng)庫(kù)”（Store），每個(gè)齒輪可貯存10個(gè)數(shù)，齒輪組成的陣列總共能夠儲(chǔ)存1000個(gè)50位數(shù)。分析機(jī)的第二個(gè)部件是所謂“運(yùn)算室”，它被巴貝奇命名為“作坊”（Mill），其基本原理與帕斯卡的轉(zhuǎn)輪相似，用齒輪間的嚙合、旋轉(zhuǎn)、平移等方式進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算。為了加快運(yùn)算速度，他改進(jìn)了進(jìn)位裝置，使得50位數(shù)加50位數(shù)的運(yùn)算可完成于一次轉(zhuǎn)輪之中。第三部分巴貝奇沒(méi)有為它具體命名，其功能是以杰卡德穿孔卡中的“0”和“1”來(lái)控制運(yùn)算操作的順序，類(lèi)似于電腦里的控制器。他甚至還考慮到如何使這臺(tái)機(jī)器處理依條件轉(zhuǎn)移的動(dòng)作，比如，第一步運(yùn)算結(jié)果若是“1”，就接著做乘法，若是“0”就進(jìn)行除法運(yùn)算。此外，巴貝奇也構(gòu)思了送入和取出數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)，以及在“倉(cāng)庫(kù)”和“作坊”之間不斷往返運(yùn)輸數(shù)據(jù)的部件。
阿達(dá)“心有靈犀一點(diǎn)通”，她非常準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)道：“分析機(jī)‘編織’的代數(shù)模式同杰卡德織布機(jī)編織的花葉完全一樣”。于是，為分析機(jī)編制一批函數(shù)計(jì)算程序的重?fù)?dān)，落到了數(shù)學(xué)才女的肩頭。阿達(dá)開(kāi)天辟地第一次為計(jì)算機(jī)編出了程序，其中包括計(jì)算三角函數(shù)的程序、級(jí)數(shù)相乘程序、伯努利函數(shù)程序等等。阿達(dá)編制的這些程序，即使到了今天，電腦軟件界的后輩仍然不敢輕易改動(dòng)一條指令。人們公認(rèn)她是世界上第一位軟件工程師。
眾所周知，美國(guó)國(guó)防部據(jù)說(shuō)是花了250億美元和10年的光陰，把它所需要軟件的全部功能混合在一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中，希望它能成為軍方數(shù)千種電腦的標(biāo)準(zhǔn)。1981年，這種語(yǔ)言被正式命名為ADA（阿達(dá)）語(yǔ)言，使阿達(dá)的英名流傳至今。
不過(guò)，以上講的都是后話(huà)，殊不知巴貝奇和阿達(dá)當(dāng)年處在怎樣痛苦的水深火熱之中！由于得不到任何資助，巴貝奇為把分析機(jī)的圖紙變成現(xiàn)實(shí)，耗盡了自己全部財(cái)產(chǎn)，弄得一貧如洗。他只好暫時(shí)放下手頭的活，和阿達(dá)商量設(shè)法賺一些錢(qián)，如制作什么國(guó)際象棋玩具，什么賽馬游戲機(jī)等等。為籌措科研經(jīng)費(fèi)，他們不得不“下海”搞“創(chuàng)收”。最后，兩人陷入了惶惶不可終日的窘境。阿達(dá)忍痛兩次把丈夫家中祖?zhèn)鞯恼鋵毸瓦M(jìn)當(dāng)鋪，以維持日常開(kāi)銷(xiāo)，而這些財(cái)寶又兩次被她母親出資贖了回來(lái)。
貧困交加，無(wú)休止的腦力勞動(dòng)，使阿達(dá)的健康狀況急劇惡化。1852年，懷著對(duì)分析機(jī)成功的美好夢(mèng)想，軟件才女英年早逝，死時(shí)年僅36歲。阿達(dá)去世后，巴貝奇又默默地獨(dú)自堅(jiān)持了近20年。晚年的他已經(jīng)不能準(zhǔn)確地發(fā)音，甚至不能有條理地表達(dá)自己的意思，但是他仍然百折不撓地堅(jiān)持工作。1871年，為計(jì)算機(jī)事業(yè)貢獻(xiàn)畢生精力的先驅(qū)者巴貝奇，終于滿(mǎn)懷著對(duì)分析機(jī)無(wú)言的悲悵，孤獨(dú)地離開(kāi)了人世。有人把他的大腦用鹽漬著保存起來(lái)，想經(jīng)過(guò)若干年后，有更先進(jìn)技術(shù)來(lái)研究他大腦保存的精神。
分析機(jī)終于沒(méi)能造出來(lái)，巴貝奇和阿達(dá)失敗了。巴貝奇和阿達(dá)的失敗是因?yàn)樗麄兛吹锰h(yuǎn)，分析機(jī)的設(shè)想超出了他們所處時(shí)代至少一個(gè)世紀(jì)！社會(huì)發(fā)展的需求和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的可能，使得他們注定要成為的悲劇人物。盡管如此，巴貝奇和阿達(dá)為電腦科學(xué)留下了一份極其珍貴的精神遺產(chǎn)，包括30種不同設(shè)計(jì)方案，近2000張組裝圖和50000張零件圖……，更包括那種在逆境中自強(qiáng)不息，為追求理想奮不顧身的拼搏精神。
穿孔制表機(jī)
將國(guó)外出版的多媒體百科全書(shū)光盤(pán)插入電腦，然后鍵入“Punchedcard”（穿孔卡）作為關(guān)鍵詞搜索。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，電腦屏幕將從“Jacquard”（杰卡德）條目開(kāi)始，連帶著顯示出早期計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史。緊靠著“杰卡德”詞條的，是另外一個(gè)姓名“H.Hollerrith”。
該詞條解釋說(shuō)，穿孔卡是早期計(jì)算機(jī)輸入信息的設(shè)備，通常可以?xún)?chǔ)存80列數(shù)據(jù)。它是一種很薄的紙片，面積為190×84毫米。首次使用穿孔卡技術(shù)的數(shù)據(jù)處理機(jī)器，是美國(guó)統(tǒng)計(jì)專(zhuān)家霍列瑞斯博士（H.Hollerith）的偉大發(fā)明。
公元1880年，美利堅(jiān)合眾國(guó)舉行了一次全國(guó)性人口普查，為當(dāng)時(shí)5000余萬(wàn)的美國(guó)人口登記造冊(cè)。當(dāng)時(shí)美國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于迅速發(fā)展的階段，人口流動(dòng)十分頻繁；再加上普查的項(xiàng)目繁多，統(tǒng)計(jì)手段落后，從當(dāng)年元月開(kāi)始的這次普查，花了7年半的時(shí)間才把數(shù)據(jù)處理完畢。也就是說(shuō)，直到快進(jìn)行第二次人口普查時(shí)，美國(guó)政府才能得知第一次人口普查期間全國(guó)人口的狀況。
霍列瑞斯博士是德國(guó)僑民，早年畢業(yè)于美國(guó)哥倫比亞大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，學(xué)的是采礦專(zhuān)業(yè)。大學(xué)畢業(yè)后來(lái)到人口調(diào)查局，從事的第一項(xiàng)工作就是人口普查。他曾與同事們一起，深入到許多家庭，填表征集資料，深知每個(gè)數(shù)據(jù)都來(lái)之不易；他也曾終日埋在數(shù)據(jù)堆里，用手搖計(jì)算機(jī)“搖”得滿(mǎn)頭大汗，一天下來(lái)，也統(tǒng)計(jì)不出幾張表格的數(shù)據(jù)。
人口普查需要大量處理的是數(shù)據(jù)，如年齡、性別等用調(diào)查表采集的項(xiàng)目，并且還要統(tǒng)計(jì)出每個(gè)社區(qū)有多少兒童和老人，有多少男性公民和女性公民等等。這些數(shù)據(jù)是否也可由機(jī)器自動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)？采礦工程師霍列瑞斯想到了紡織工程師杰卡德80年前發(fā)明的穿孔紙帶。杰卡德提花機(jī)用穿孔紙帶上的小孔，主要用來(lái)控制提花操作的步驟，即編寫(xiě)程序，霍列瑞斯則進(jìn)一步設(shè)想要用它來(lái)儲(chǔ)存和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，發(fā)明一種自動(dòng)制表的機(jī)器。
人口調(diào)查局的業(yè)務(wù)異常繁忙，一個(gè)行政機(jī)構(gòu)也不可能提供時(shí)間和經(jīng)費(fèi)讓公務(wù)員搞什么科學(xué)研究。兩年后，霍列瑞斯博士離開(kāi)了人口局，到專(zhuān)利事務(wù)所工作過(guò)一段時(shí)間，也曾任教于麻省理工學(xué)院，一邊工作，一邊致力于自動(dòng)制表機(jī)的研制。
霍列瑞斯首先把穿孔紙帶改造成穿孔卡片，以適應(yīng)人口數(shù)據(jù)采集的需要。由于每個(gè)人的調(diào)查數(shù)據(jù)有若干不同的項(xiàng)目，如性別、籍貫、年齡等等。霍列瑞斯把每個(gè)人所有的調(diào)查項(xiàng)目依次排列于一張卡片，然后根據(jù)調(diào)查結(jié)果在相應(yīng)項(xiàng)目的位置上打孔。例如，穿孔卡片“性別”欄目下，有“男”和“女”兩個(gè)選項(xiàng)；“年齡”欄目下有從“0歲”到“70歲以上”等系列選項(xiàng)，如此等等。統(tǒng)計(jì)員可以根據(jù)每個(gè)調(diào)查對(duì)象的具體情況，分別在穿孔卡片各欄目相應(yīng)位置打出小孔。每張卡片都代表著一位公民的個(gè)人檔案。
霍列瑞斯博士巧妙的設(shè)計(jì)在于自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。他在機(jī)器上安裝了一組盛滿(mǎn)水銀的小杯，穿好孔的卡片就放置在這些水銀杯上。卡片上方有幾排精心調(diào)好的探針，探針連接在電路的一端，水銀杯則連接于電路的另一端。與杰卡德提花機(jī)穿孔紙帶的原理類(lèi)似：只要某根探針撞到卡片上有孔的位置，便會(huì)自動(dòng)跌落下去，與水銀接觸接通電流，啟動(dòng)計(jì)數(shù)裝置前進(jìn)一個(gè)刻度。由此可見(jiàn)，霍列瑞斯穿孔卡表達(dá)的也是二進(jìn)制信息：有孔處能接通電路計(jì)數(shù)，代表該調(diào)查項(xiàng)目為“有”（“1”），無(wú)孔處不能接通電路計(jì)數(shù)，表示該調(diào)查項(xiàng)目為“無(wú)”（“0”）。
直到1888年，霍列瑞斯博士才實(shí)際完成自動(dòng)制表機(jī)設(shè)計(jì)并申報(bào)了專(zhuān)利。他發(fā)明的這種機(jī)電式計(jì)數(shù)裝置，比傳統(tǒng)純機(jī)械裝置更加靈敏，因而被1890年后歷次美國(guó)人口普查選用，獲得了巨大的成功。例如，1900年進(jìn)行的人口普查全部采用霍列瑞斯制表機(jī)，平均每臺(tái)機(jī)器可代替500人工作，全國(guó)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)僅用了1年多時(shí)間。雖然霍列瑞斯發(fā)明的并不是通用計(jì)算機(jī)，除了能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表格外，它幾乎沒(méi)有別的什么用途，然而，制表機(jī)穿孔卡第一次把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成二進(jìn)制信息。在以后的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里，用穿孔卡片輸入數(shù)據(jù)的方法一直沿用到20世紀(jì)70年代，數(shù)據(jù)處理也發(fā)展成為電腦的主要功能之一。
依托自己發(fā)明的制表機(jī)，霍列瑞斯博士“下海”創(chuàng)辦了一家專(zhuān)業(yè)制表機(jī)公司，但不久就因資金周轉(zhuǎn)不靈陷入困境，被另一家CTR公司兼并。1924年，CTR公司更名為“國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司”，英文縮寫(xiě)“IBM”，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)打孔機(jī)、制表機(jī)一類(lèi)產(chǎn)品。
杰卡德和霍列瑞斯分別用開(kāi)創(chuàng)了程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理之先河。以歷史的目光審視他們的發(fā)明，正是這種程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理，構(gòu)成了電腦“軟件”的雛形。
繼往與開(kāi)來(lái)
巴貝奇巨星隕落后，世人已逐漸將他淡忘，20世紀(jì)已經(jīng)來(lái)臨。計(jì)算機(jī)的歷史等待著，等待著巴貝奇式的人物再世，等待著人類(lèi)劃時(shí)代的壯舉。
大約在1936年，美國(guó)青年霍德華·艾肯（H.Aiken）來(lái)哈佛大學(xué)攻讀物理學(xué)博士學(xué)位。恰好在世紀(jì)之交來(lái)到人世的艾肯，屬于大器晚成的科學(xué)家。由于家庭貧困，他不得不以半工半讀的方式艱難地讀完高中。大學(xué)期間，也是一邊工作，一邊刻苦學(xué)習(xí)，直到畢業(yè)后才謀到一份工程師的工作。36歲那年，他毅然辭去收入豐厚的職務(wù)，重新走進(jìn)大學(xué)校門(mén)。由于博士論文的研究涉及到空間電荷的傳導(dǎo)理論，需要求解非常復(fù)雜的非線性微分方程，在進(jìn)行繁瑣的手工計(jì)算之余，艾肯很想發(fā)明一種機(jī)器代替人工求解的方法，幻想能有一臺(tái)計(jì)算機(jī)幫助他解決數(shù)學(xué)難題。
三年之后，正如萊布尼茨在書(shū)里“找到”帕斯卡一樣，艾肯也是在圖書(shū)館里“發(fā)現(xiàn)”的巴貝奇和阿達(dá)。巴貝奇和阿達(dá)的論文，令年輕人心搖旌動(dòng)。70多年過(guò)去后，巴貝奇仿佛還在對(duì)他娓娓而談：“任何人如果不接受我失敗的教訓(xùn)，還仍然下決心去研制一臺(tái)把數(shù)學(xué)分析的全部工作都包括在內(nèi)的機(jī)器的話(huà)，我不怕把自己的名譽(yù)交給他去作出應(yīng)有的評(píng)價(jià)，因?yàn)橹挥兴磐耆私馕夜ぷ鞯男再|(zhì)及其成果的價(jià)值”。以艾肯所處時(shí)代的科技水平，也許已經(jīng)能夠完成巴貝奇未競(jìng)的事業(yè)，造出通用計(jì)算機(jī)。為此，他寫(xiě)了一篇《自動(dòng)計(jì)算機(jī)的設(shè)想》的建議書(shū)，提出要用機(jī)電方式，而不是用純機(jī)械方法來(lái)構(gòu)造新的“分析機(jī)”。然而，正在求學(xué)的讀書(shū)人根本沒(méi)有可能籌措到那么大的一筆經(jīng)費(fèi)。
取得博士學(xué)位的艾肯進(jìn)入了美國(guó)海軍軍械局。一名小小的中尉，他仍然沒(méi)有錢(qián)。“金錢(qián)不是萬(wàn)能的”，但是，對(duì)于艾肯實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)夢(mèng)想來(lái)說(shuō)，“沒(méi)有錢(qián)卻是萬(wàn)萬(wàn)不能的”，否則只會(huì)重蹈巴貝奇和阿達(dá)的復(fù)轍。
年輕的海軍中尉想到了制表機(jī)行業(yè)的IBM公司。
艾肯從他一位老師口中得知IBM董事長(zhǎng)沃森的大名，他的老師此時(shí)正在一所由IBM出資創(chuàng)辦的“哥倫比亞大學(xué)統(tǒng)計(jì)局”里任職，非常樂(lè)意為學(xué)生寫(xiě)了份推薦信。艾肯連續(xù)通宵達(dá)旦地準(zhǔn)備材料，擬好了一份詳細(xì)的可行性報(bào)告，直接跑去找沃森。他聽(tīng)老師講，沃森的作風(fēng)從來(lái)就是獨(dú)斷專(zhuān)行，不設(shè)法說(shuō)服此人，研制計(jì)算機(jī)的計(jì)劃一準(zhǔn)泡湯。
IBM的總部座落在一幢古色古香的建設(shè)物里。沃森坐在寬大的寫(xiě)字臺(tái)后，一言不發(fā)聽(tīng)艾肯陳述。在他的背后，是整整齊齊擺滿(mǎn)各種書(shū)籍的大書(shū)柜，書(shū)柜的上方貼著只有一個(gè)單詞的格言——思考（THINK），這是沃森最為推崇的行動(dòng)準(zhǔn)則。
艾肯說(shuō)完了該說(shuō)的話(huà)，忐忑不安地望著對(duì)面這位愛(ài)好“思考”的企業(yè)家。
“至少需要多少錢(qián)？”沃森開(kāi)口詢(xún)問(wèn)。
“恐怕要投入數(shù)以萬(wàn)計(jì)吧”，艾肯喃喃地回答，“不過(guò)……”
沃森擺了擺手，打斷了艾肯的話(huà)頭，拿起筆來(lái)，在報(bào)告上劃了幾下。
艾肯心里一緊：“沒(méi)戲了！”出于禮貌，他還是恭敬地用雙手接過(guò)那張紙，隨即低頭一瞅，頓時(shí)喜上眉稍——沃森的大筆一揮，批給了計(jì)算機(jī)100萬(wàn)美元！
有了IBM作堅(jiān)強(qiáng)后盾，新的計(jì)算機(jī)研制工作在哈佛物理樓后的一座紅磚房里開(kāi)了場(chǎng)，艾肯把它取名為“馬克1號(hào)”（MarkⅠ），又叫做“自動(dòng)序列受控計(jì)算機(jī)”。IBM又派來(lái)萊克、德菲和漢密爾頓等工程師組成攻關(guān)小組，財(cái)源充足，兵強(qiáng)馬壯。比起巴貝奇和阿達(dá)，艾肯的境況實(shí)在要幸運(yùn)得多。IBM也因此從生產(chǎn)制表機(jī)、肉鋪磅秤、咖啡碾磨機(jī)等亂七八糟玩意的行業(yè)里，正式跨進(jìn)了計(jì)算機(jī)的“領(lǐng)地”。
艾肯設(shè)計(jì)的馬克1號(hào)已經(jīng)是一種電動(dòng)的機(jī)器，它借助電流進(jìn)行運(yùn)算，最關(guān)鍵的部件，用的是普通電話(huà)上的繼電器。馬克1號(hào)上大約安裝了3000個(gè)繼電器，每一個(gè)都有由彈簧支撐著的小鐵棒，通過(guò)電磁鐵的吸引上下運(yùn)動(dòng)。吸合則接通電路，代表“1”；釋放則斷開(kāi)電路，代表“0”。繼電器“開(kāi)關(guān)”能在大約1/100秒的時(shí)間內(nèi)接通或是斷開(kāi)電流，當(dāng)然比巴貝奇的齒輪先進(jìn)得多。
為馬克1號(hào)編制計(jì)算程序的也是一位女?dāng)?shù)學(xué)家格雷斯·霍波（G.Hopper）。這位聲名遐邇的數(shù)學(xué)博士，1944年參加到哈佛大學(xué)計(jì)算機(jī)研究工作，她說(shuō)：“我成了世界上第一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)MarkⅠ的第三名程序員。”霍波博士后來(lái)還為第一臺(tái)儲(chǔ)存程序的商業(yè)電子計(jì)算機(jī)UNIVAC寫(xiě)過(guò)程序，又率先研制成功第一個(gè)編譯程序A-O和計(jì)算機(jī)商用語(yǔ)言COBOL，被公認(rèn)是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言領(lǐng)域的帶頭人。有一天，她在調(diào)試程序時(shí)出現(xiàn)了故障，拆開(kāi)繼電器后，發(fā)現(xiàn)有只飛蛾被夾扁在觸點(diǎn)中間，從而“卡”住了機(jī)器的運(yùn)行。于是，霍波恢諧地把程序故障統(tǒng)稱(chēng)為“臭蟲(chóng)”（bug），而這一奇怪的“稱(chēng)呼”，后來(lái)成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)行話(huà)，如DOS系統(tǒng)中的調(diào)試程序，程序名稱(chēng)就叫DEBUG。
1944年2月，馬克1號(hào)計(jì)算機(jī)在哈佛大學(xué)正式運(yùn)行。從外表看，它的外殼用鋼和玻璃制成，長(zhǎng)約15米，高約2.4米，自重達(dá)到31.5噸，是個(gè)像恐龍般巨大身材的龐然大物。據(jù)說(shuō)，艾肯和他的同事們，為它裝備了15萬(wàn)個(gè)元件和長(zhǎng)達(dá)800公里的電線。這臺(tái)機(jī)器能以令當(dāng)時(shí)人們吃驚的速度工作——每分鐘進(jìn)行200次以上的運(yùn)算。它可以作23位數(shù)加23位數(shù)的加法，一次僅需要0.3秒；而進(jìn)行同樣位數(shù)的乘法，則需要6秒多的時(shí)間。只是它運(yùn)行起來(lái)響聲不絕于耳，有的參觀者說(shuō)：“就象是擠滿(mǎn)了一屋子編織絨線活的婦女”，也許你會(huì)聯(lián)想到，馬克1號(hào)計(jì)算機(jī)也與杰卡德編織機(jī)有天然的聯(lián)系。
馬克1號(hào)代表著自帕斯卡以來(lái)，人類(lèi)所制造的機(jī)械計(jì)算機(jī)或電動(dòng)計(jì)算機(jī)之頂尖水平，當(dāng)時(shí)就被用來(lái)計(jì)算原子核裂變過(guò)程。它以后運(yùn)行了15年，編出的數(shù)學(xué)用表我們至今還在使用。1946年，艾肯和霍波聯(lián)袂發(fā)表文章說(shuō)，這臺(tái)機(jī)器能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)人們預(yù)先選定的系列運(yùn)算，甚至可以求解微分方程。
馬克1號(hào)終于實(shí)現(xiàn)了巴貝奇的夙愿。事隔多年后，已經(jīng)擔(dān)任大學(xué)教授的艾肯談起巴貝奇其人其事來(lái)，仍然驚嘆不已，他曾感慨地說(shuō)，如果巴貝奇晚生75年，我就會(huì)失業(yè)。但是，馬克1號(hào)是早期計(jì)算機(jī)的最后代表，從它投入運(yùn)行的那一刻開(kāi)始就已經(jīng)過(guò)時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)此刻，人類(lèi)社會(huì)已經(jīng)跨進(jìn)了電子的時(shí)代。
真空馴電子
1883年一個(gè)晚上，為人類(lèi)社會(huì)貢獻(xiàn)了二千多項(xiàng)發(fā)明的美國(guó)發(fā)明家愛(ài)迪生（T.Edison），正在實(shí)驗(yàn)室緊張地忙碌著。他面前放著各種燈泡，除了燈絲的材料不同外，這些燈泡都被抽成了真空。愛(ài)迪生拾起一只燒壞的碳絲燈泡，發(fā)現(xiàn)碳絲似乎比原先細(xì)了許多，而在燈泡上部隱約沾著一些碳灰，看來(lái)是由于溫度高使碳絲蒸發(fā)成碳灰。
怎么才能阻止碳絲蒸發(fā)呢？愛(ài)迪生找來(lái)一小截銅絲，把它靠在碳絲附近然后一起封裝到一只新玻璃殼里，抽去空氣，然后把它接在電路上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果使愛(ài)迪生大失所望，碳絲發(fā)光后依然變細(xì)。愛(ài)迪生嘆了口氣，無(wú)意間用電流表探頭觸了觸銅絲外露的端頭。
奇怪的事發(fā)生了，電流表的指針竟擺動(dòng)了一個(gè)角度。愛(ài)迪生簡(jiǎn)直不敢相信，這銅絲并沒(méi)有接觸通電發(fā)光的碳絲，哪來(lái)的電流呢？連續(xù)實(shí)驗(yàn)了幾次，情況都沒(méi)有變化，愛(ài)迪生把它記錄在案，作為一項(xiàng)發(fā)明申請(qǐng)了專(zhuān)利，稱(chēng)為“愛(ài)迪生效應(yīng)”，這也是他一生中唯一的“純科學(xué)”發(fā)現(xiàn)。愛(ài)迪生當(dāng)時(shí)沒(méi)有找到實(shí)際用途，也沒(méi)能更深入地探討和追尋，讓一次更偉大的發(fā)明機(jī)會(huì)擦肩而過(guò)。
“愛(ài)迪生效應(yīng)”沒(méi)有引起愛(ài)迪生本人重視，卻驚動(dòng)了大洋彼岸的一位英國(guó)青年工程師弗萊明（J.Fleming）。弗萊明漂洋過(guò)海，專(zhuān)程向愛(ài)迪生陳述他對(duì)單向電子流效應(yīng)的真知灼見(jiàn)，不料想會(huì)受到大發(fā)明家的冷落。
1895年，為了解決無(wú)線電訊號(hào)的檢波問(wèn)題，弗萊明在實(shí)驗(yàn)室重新擺弄起愛(ài)迪生的“電燈泡”來(lái)。他故意把碳絲做得細(xì)一些，而把銅絲加粗加寬，變成一塊薄銅板，并把銅板彎曲成圓筒狀，把碳絲整個(gè)兒包起來(lái)。當(dāng)他把“燈泡”連接在交流電回路后，弗萊明興奮地看到自己的預(yù)想變成了現(xiàn)實(shí)：交流電訊號(hào)被整流為單向流動(dòng)的直流電。于是，弗萊明以“熱離子閥”為名在英國(guó)申請(qǐng)了專(zhuān)利。弗萊明的發(fā)明，正是世界上第一只電子管，也就是人們后來(lái)所說(shuō)的“真空二極管”。弗萊明把他發(fā)明的東西叫做“熱離子閥”，“閥”就是開(kāi)關(guān)，電子管確實(shí)是計(jì)算機(jī)理想的開(kāi)關(guān)元件，然而，弗萊明的真空二極管尚未達(dá)到電腦高速開(kāi)關(guān)的要求。20世紀(jì)初，在弗萊明開(kāi)創(chuàng)的事業(yè)的基礎(chǔ)上，一位美國(guó)青年發(fā)明家德·福雷斯特（L.DeForest）在真空中再次馴服了電子。
德·福雷斯特那年也不到30歲。孩提時(shí)期并不出眾，被老師認(rèn)為是個(gè)平庸的孩子，唯一的愛(ài)好是拆裝各種機(jī)械小玩藝，志向不高，只想做個(gè)機(jī)械技師或者當(dāng)一名機(jī)械工。一次偶然的機(jī)會(huì)邂逅了無(wú)線電發(fā)明家馬可尼，激發(fā)了他創(chuàng)新無(wú)線電檢波裝置的發(fā)明之夢(mèng)。大學(xué)畢業(yè)后的短短5年，他連續(xù)取得了34項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。
1906年，為了提高真空二極管檢波靈敏度，德·福雷斯特在弗萊明的玻璃管內(nèi)添加了一種柵欄式的金屬網(wǎng)，形成電子管的第三個(gè)極。他驚訝地看到，這個(gè)“柵極”仿佛就像百葉窗，能控制陰極與屏極之間的電子流；只要柵極有微弱電流通過(guò)，就可在屏極上獲得較大的電流，而且波形與柵極電流完全一致。也就是說(shuō)，德·福雷斯特發(fā)明的是一種能夠起放大作用的真空三極管器件。
然而，因發(fā)明這種新型電子管，德·福雷斯特竟無(wú)辜受到美國(guó)紐約聯(lián)邦法院的傳訊，原因是有人控告他企圖為公司推銷(xiāo)積壓產(chǎn)品，進(jìn)行商業(yè)詐騙。愚昧無(wú)知的法官下達(dá)判決，宣布德·福雷斯特發(fā)明的電子管是一個(gè)“毫無(wú)價(jià)值的玻璃管”。
1912年，伴隨著隨時(shí)可能被捕入獄的陰云，德·福雷斯特和兩名助手來(lái)到美國(guó)西部加利福尼亞，在帕洛阿托小鎮(zhèn)堅(jiān)持不懈地改進(jìn)他的三極管。在愛(ài)默生大街913號(hào)一座小木屋里，他們發(fā)現(xiàn)了比他們?cè)瓉?lái)期望更多的東西。在用銅線重新纏繞三極管的柵極過(guò)程中，德·福雷斯特突然想到可以用這種玻璃管制作更強(qiáng)大的放大器。他們把若干個(gè)三極管連接起來(lái)，并與電話(huà)機(jī)的話(huà)筒、耳機(jī)相互連接，再將德·福雷斯特那只“走時(shí)相當(dāng)準(zhǔn)確的英格索爾手表”放在話(huà)筒前方，結(jié)果，被放大的手表“滴噠”聲，幾乎要把德·福雷斯特的耳朵震聾。
在帕洛阿托市的德·福雷斯特故居，至今依然矗立著一塊小小的紀(jì)念牌，以市政府名義書(shū)寫(xiě)著一行文字：“德·福雷斯特在此發(fā)現(xiàn)了電子管的放大作用。”用來(lái)紀(jì)念德·福雷斯特的偉大發(fā)明為新興電子工業(yè)所奠定的基礎(chǔ)。德·福雷斯特發(fā)明電子管幾十年后，這里竟變成世界電腦產(chǎn)業(yè)騰飛的硅谷。
電子管主要在無(wú)線電裝置里充當(dāng)檢波、整流、放大和振蕩元件，它的誕生為通訊、廣播、電視等相關(guān)技術(shù)的生長(zhǎng)、發(fā)展鋪平了道路。可是，人們不久后就發(fā)現(xiàn)，按照不同的電路形式，真空三極管除了可以處于“放大”狀態(tài)外，還可分別處于“飽和”與“截止”狀態(tài)。“飽和”即從陰極到屏極的電流完全導(dǎo)通，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)開(kāi)啟；“截止”即從陰極到屏極沒(méi)有電流流過(guò)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)關(guān)閉；兩種狀態(tài)可以由柵極進(jìn)行控制，其控制速度要比艾肯的繼電器快10000倍。
發(fā)明家們?cè)谑兰o(jì)之交的年代馴服了電子，采用電子器件制作計(jì)算機(jī)已經(jīng)水到渠成，呼之欲出。
電腦創(chuàng)世紀(jì)
全世界在隆隆的炮火聲中迎來(lái)了1943年。硝煙密布，戰(zhàn)鼓催春，戰(zhàn)爭(zhēng)的迫切需要，像一只有力的巨手，為電腦的誕生掃清障礙，鋪平道路。
4月9日，美國(guó)馬里蘭州阿貝丁，陸軍軍械部召集的一次會(huì)議，正處于舉手表決的時(shí)刻。陸軍上校西蒙（L.Simon）端坐在主席的位置，關(guān)鍵會(huì)議關(guān)鍵時(shí)刻，他卻裝聾作啞，閉口不言。他的身旁，是普林斯頓高級(jí)研究院的韋伯倫（O.Veblen）教授。教授此時(shí)，仍在耐心地翻閱提交給會(huì)議的那份報(bào)告。
應(yīng)該說(shuō)，西蒙上校對(duì)這份報(bào)告最有發(fā)言權(quán)，因?yàn)樗I(lǐng)導(dǎo)的阿貝丁試炮場(chǎng)，擔(dān)負(fù)著美國(guó)陸軍新式火炮的試驗(yàn)任務(wù)。早些時(shí)，軍械部曾派出青年軍官戈德斯坦（H.Glodstine）中尉，從賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電氣工程學(xué)院召集來(lái)一批研究隊(duì)伍，幫助計(jì)算新式火炮的彈道表，這次會(huì)議就是應(yīng)戈德斯坦等人要求，決定一件非同小可的事。
人們都知道，剛試制出來(lái)的大炮是否能夠通過(guò)驗(yàn)收，必須對(duì)它發(fā)射多枚炮彈的軌跡作認(rèn)真檢查，分析彈著點(diǎn)誤差的原因。一發(fā)炮彈從發(fā)射升空到落地爆炸，只需一分來(lái)鐘，而計(jì)算這發(fā)炮彈的軌跡卻要做750次乘法和更多的加減法。一張完整的彈道表需要計(jì)算近4千條彈道，試炮場(chǎng)每天要提供給戈德斯坦6張這樣的表，可想而知任務(wù)量有多大。
戈德斯坦本人就是一位數(shù)學(xué)家，曾在密歇根大學(xué)任數(shù)學(xué)助理教授。他從陸軍中抽調(diào)來(lái)百余位姑娘作輔助性的人工計(jì)算。可以設(shè)想一下：一發(fā)炮彈打過(guò)去，100多人用手搖計(jì)算機(jī)忙亂地算個(gè)不停，還經(jīng)常出錯(cuò)，既吃力又不討好，那場(chǎng)景不免令人啼笑皆非。在戈德斯坦領(lǐng)導(dǎo)的隊(duì)伍中，有來(lái)自莫爾學(xué)院的兩位年輕學(xué)者。一位是他多年的好友，莫爾學(xué)院副教授莫契利（J.Mauchiy），36歲的物理學(xué)家。另一位名叫埃克特（P.Eckert），24歲的電氣工程師，不久前剛從莫爾學(xué)院畢業(yè)。莫契利擅長(zhǎng)總體構(gòu)思，他天生一個(gè)系統(tǒng)思維的腦子。他的設(shè)想，又總能夠被心靈手巧的埃克特領(lǐng)會(huì)并加以具體化。兩個(gè)人志趣相投，幾番碰撞，一拍即合，交給了戈德斯坦一份研制電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方案——“高速電子管計(jì)算裝置的使用”，明確提出要使用弗萊明、德福雷斯特發(fā)明的電子管，造一臺(tái)前所未有的計(jì)算機(jī)器，把彈道計(jì)算的效率提高成百上千倍。
不知什么原因，這份珍貴的方案竟莫名其妙地遺失。莫契利只好根據(jù)秘書(shū)的記錄重新起草報(bào)告，然后交給埃克特寫(xiě)一個(gè)附錄。在附錄里，埃克特創(chuàng)造性地闡明如何把莫契利的設(shè)計(jì)具體化。戈德斯坦深知這份報(bào)告的份量，也深感計(jì)算機(jī)器誘人的前景，他決心要利用軍方代表和數(shù)學(xué)家的雙重的身份，向軍械部爭(zhēng)取到項(xiàng)目的資助。
此時(shí)韋伯倫教授手中拿著的，正是莫契利和埃克特共同起草的報(bào)告。由于所需的巨額經(jīng)費(fèi)，加上研制的風(fēng)險(xiǎn)，就連韋伯倫也感到那幾頁(yè)紙似乎是沉甸甸的。
戈德斯坦中尉站在會(huì)議桌的另一端，面對(duì)著西蒙上校，還在作繼續(xù)的申訴：“我聽(tīng)說(shuō)海軍已經(jīng)把希望寄托在馬克1號(hào)計(jì)算機(jī)上。我們?cè)O(shè)想的機(jī)器，是一種更新式的電子計(jì)算機(jī)，它將比哈佛的那臺(tái)機(jī)器，高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)……”。
西蒙轉(zhuǎn)過(guò)臉，用眼睛示意戈德斯坦留意韋伯倫教授的態(tài)度，因?yàn)樗溃鳛檐娦挡康目茖W(xué)顧問(wèn)，以“拓?fù)鋵W(xué)”創(chuàng)立者聞名世界的數(shù)學(xué)權(quán)威，才是一言九鼎的人物。于是，全場(chǎng)到會(huì)者的目光，都盯在教授身上。
韋伯倫終于放下手中的報(bào)告，閉上眼睛，仰靠在椅背上沉思起來(lái)。整個(gè)會(huì)場(chǎng)也跟著沉默了。突然，教授猛然站起身，“砰”地一聲推開(kāi)身后的椅子，對(duì)著上校大聲說(shuō)道：
“西蒙，給戈德斯坦這筆經(jīng)費(fèi)！”
說(shuō)完這句話(huà)，他立即轉(zhuǎn)身向大門(mén)走去，頭也不回地離開(kāi)了會(huì)議室。世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的研制，就這樣戲劇性地拉開(kāi)了幃幕。軍方與莫爾學(xué)院最初簽訂的協(xié)議是提供14萬(wàn)美元的研制經(jīng)費(fèi)，但后來(lái)合同被修訂了12次，經(jīng)費(fèi)一直追加到了48萬(wàn)，大約相當(dāng)于現(xiàn)在的1000多萬(wàn)美元。
莫爾學(xué)院組建的研制小組是一個(gè)朝氣蓬勃的跨學(xué)科攻關(guān)小組，在科技史上留下了敢冒風(fēng)險(xiǎn)、敢于取勝的美名。小組成員包括物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和工程師30余名，還組織了近200名輔助人員參與攻關(guān)。項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人勃雷納德（J.Brainerd）是莫爾學(xué)院有聲望的教授，他曾經(jīng)講：“這是一項(xiàng)不能確保一定會(huì)達(dá)到預(yù)期效果的開(kāi)發(fā)方案，然而，現(xiàn)在正是一個(gè)合適的時(shí)機(jī)。”他頂住了來(lái)自各方面的壓力，滿(mǎn)腔熱情地支持年輕人的創(chuàng)造精神。戈德斯坦則在科研組織方面表現(xiàn)出杰出的才干，他不僅為項(xiàng)目提供數(shù)學(xué)方面的幫助，還以軍方聯(lián)絡(luò)員的身份，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)項(xiàng)目的進(jìn)展。在計(jì)算機(jī)研制中發(fā)揮最主要作用的當(dāng)屬莫契利和埃克特，以及一位名叫勃克斯（A.Burks）的工程師。其中，莫契利是計(jì)算機(jī)的總設(shè)計(jì)師，主持機(jī)器的總體設(shè)計(jì)；埃克特是總工程師，負(fù)責(zé)解決復(fù)雜而困難的工程技術(shù)問(wèn)題；勃克斯則作為邏輯學(xué)家，為計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)乘法器等大型邏輯元件。
然而，為支援戰(zhàn)爭(zhēng)趕制的機(jī)器，緊趕慢趕，也沒(méi)能趕上最后一班車(chē)。德國(guó)法西斯很快就被擊潰。1946年2月14日，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)才珊珊來(lái)遲，在一片歡呼聲中正式啟動(dòng)運(yùn)行。
2月14日，姑娘小伙們鐘愛(ài)的“情人節(jié)”。莫爾小組的絕大多數(shù)成員風(fēng)華正茂情竇初開(kāi)，選擇這一天作為公開(kāi)揭幕典禮的日期，或許是寓意深長(zhǎng)的——電子計(jì)算機(jī)不正是他們的“大眾情人”嗎？“大眾情人”的名字叫作“埃歷阿克”（ENIAC），譯成中文是“電子數(shù)字積分和計(jì)算機(jī)”，局外人聽(tīng)起來(lái)十分別扭，但在莫契利和埃克特耳里，“她”卻像“維納斯”和“夏娃”一樣的撩撥人心。
那天，天剛蒙蒙亮，他倆不約而同地來(lái)到埃歷阿克身邊，再一次滿(mǎn)懷深情地打量著“如花似玉”的“情人”。在它的身體內(nèi)，總共安裝了17468只電子管，7200個(gè)二極管，70000多電阻器，10000多只電容器和6000只繼電器，電路的焊接點(diǎn)多達(dá)50萬(wàn)之巨。在機(jī)器表面，則布滿(mǎn)電表、電線和指示燈，簡(jiǎn)直就像姑娘身上掛滿(mǎn)的各式翡翠珍珠寶石項(xiàng)鏈。這“情人”的體積實(shí)在也太大了，龐大的身軀擠進(jìn)一排2.75米高的金屬柜里，占地面積為170平方米左右，約為整整十間房那樣的空間大小，總重量達(dá)到30噸，堪稱(chēng)為空前絕后的“巨型機(jī)”。
盡管如此，慶典大會(huì)上埃歷阿克不凡的表演確令來(lái)賓們大開(kāi)眼界，同一時(shí)代的任何機(jī)械或電動(dòng)計(jì)算機(jī)在它面前都相形見(jiàn)絀。人們看到，它輸入數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果都采用穿孔卡片，每分鐘可以輸入125張卡片，輸出100張卡片。它能在1秒鐘內(nèi)完成5000次加法，也可以在3/1000秒時(shí)間內(nèi)做完兩個(gè)10位數(shù)乘法，其運(yùn)算速度超出馬克1號(hào)至少在1000倍以上。一條炮彈的軌跡，20秒鐘就能被它算完，比炮彈本身的飛行速度還要快。埃歷阿克一天完成的計(jì)算工作量，大約相當(dāng)于一個(gè)人用手搖計(jì)算機(jī)操作40年。
埃歷阿克標(biāo)志著電子計(jì)算機(jī)的創(chuàng)世，人類(lèi)社會(huì)從此大步邁進(jìn)了電腦時(shí)代的門(mén)檻。
