蒸汽动力时代的梦想

我希望蒸汽动力能够进行各种数学计算。

—19世纪发明家查尔斯·巴比杰

个人计算机是刚刚过去的2 0世纪7 0年代中期问世的，然而它的起源却可以追溯到5 0年代的巨型电子“计算装置” ，甚至早在1 9世纪的小说中就提出了“会思考的”机器的说法。难道机器真的能够在程序的控制下进行思考吗？对于一两个世纪前的知识分子来说，这真是个大胆而令人惊叹的设想。

英国诗人拜伦和雪莱非常关注科学技术给人类生活带来的变化。在一个大雨滂沱的夏日，他们在瑞士谈论起人造生命和人造思维的问题，他们想，能不能“人工制造人体的器官，将它们组装在一起，并使之具备生命的活力。 ”雪莱的夫人玛丽·雪莱根据他们谈话的思路，在她的著名小说《弗兰肯斯坦》中塑造了一个人造生命的怪物，向蒸汽时代的读者展示了一个惊心动魄的寓言故事。1 9世纪早期引来了一个机械化时代，蒸汽机的发明是机械动力的主要标志。正是在这个时候，蒸汽引擎首次装上了轮子，到了1 8 2 5年，英国第一条国营铁路投入运营。当时的蒸汽动力与后来的电能和原子能具备的神奇力量的性质是相同的。 1 8 3 3年，英国数学家兼天文学家和发明家查尔斯·巴比杰提出了一个大胆火 种我认为全世界也许只有5台个人计算机的市场—1943年IBM公司董事会主席托马斯·沃森的设想，他要利用蒸汽动力来进行数学计算，后来他真的设计出他声称能够进行计算甚至能够思考的机器，因此许多人将他视为实际生活中的弗兰肯斯坦博士。虽然他的设计方案从未变成实际的产品，但是巴比杰决不是个想入非非的空想家。在他于1 8 7 1年去世之前，一直凭借他那最先进的逻辑思想和数学头脑，致力于他所谓的“分析机”的研究。巴比杰试图用这种机器使人们从重复性和烦琐的脑力劳动中解放出来，就像当时的新型机器使人们摆脱繁重的体力劳动一样。

拜伦的女儿奥古斯坦·艾达是巴比杰的同事和赞助人，她本人是位作家，又是个业余数学家，她经常撰文向受过高等教育的人士和英国贵族中的科技赞助人介绍巴比杰的科学思想。她还编写了许多能使巴比杰的分析机懂得如何解算数学问题的指令。由于她从事的这些工作，许多人将艾达称为世界上的第一位计算机程序员。美国国防部根据她在提出计算机编程理论方面做出的重大贡献，于20世纪80年代用她的名字命名了Ada编程语言。

由于公众害怕玛丽·雪莱在她的小说《弗兰肯斯坦》中提到的那种神奇技术会给人类带来什么不测，因此艾达认为应该向小说的读者说明巴比杰所说的分析机本身实际上并没有思维能力。

这种机器只能按照人的指令进行工作。尽管如此，分析机已经非常接近现代意义上真正的计算机，而“按照人的指令进行工作”

则与我们今天所谓的计算机编程的概念十分相似。

巴比杰设计的分析机实际上是一台用钢和铜制成的闪闪发亮的庞然大物，它工作时会发出巨大的声响，而且造价极其昂贵。

数字存储在由齿轮组成的寄存器中，数字的输入和移位是通过凸轮和棘轮装置进行的。据说它最多能够存储 1 000个数字，每个数字最多为5 0位。这种内部存储能力用今天的术语来说称为计算机的内存容量。按照现代标准，分析机的运行速度实在太慢了，它每秒钟进行加法运算的次数还不到一次，不过它拥有的内存却比2 0世纪4 0年代和5 0年代最早的实用计算机大，甚至比7 0年代初最早的微型计算机的内存还要大。

虽然巴比杰为它的分析机设计了三个非常详细的不同方案，但是他从来没有造出过这样的机器，也没有制造过比较简单然而功能更强大的差分机。一个多世纪以来，人们认为他当时的机械制造技术还无法制造出这种机器需要的成千上万个精密零部件。

后来到了1 9 9 1年，伦敦科学博物馆负责计算机设备的馆长多伦·斯韦特使用巴比杰当年可以得到的技术、工艺和材料，成功地造出了巴比杰设计的差分机。斯韦特的成功是对巴比杰一生的巨大讽剌。一个世纪前，巴比杰已经成功地设计出计算机，他的机器实际上是能够运行的，并且本来是能够制造成功的。巴比杰未能实现其梦想的原因，完全是因为他无法筹措到足够的资金，而无法筹措到资金，则主要是因为他的工作不合那些能够提供资金的人的口味。

如果巴比杰对当时的权贵们采取迎合奉承的态度，或者拜伦的女儿是个腰缠万贯的富家女子，那么当时很可能出现一台规模庞大的蒸汽引擎计算机，在狄更斯笔下的伦敦喷云吐雾，使现实生活中的某些吝啬鬼的书籍相形见绌，或者与巴比杰的另一位著名朋友查尔斯·达尔文下国际象棋。可惜，正如玛丽·雪莱所预言的那样，电能将是实现会思考的机器的真正动力。