PAGEPAGE5目錄1、計(jì)算機(jī)始祖 52、第一抹曙光 73、“編織”的程序 104、失敗的英雄 135、攜手共赴難 166、穿孔制表機(jī) 197、繼往與開(kāi)來(lái) 228、真空馴電子 259、電腦創(chuàng)世紀(jì) 2810、千秋電腦父 3211、電腦群英譜 3512、“巨人”的秘密 3813、二戰(zhàn)建奇勛 4014、璀燦雙子星 4315、成功的預(yù)言 4616、父子兵上陣 4817、圣誕獻(xiàn)厚禮 5118、單騎斗巨人 5419、硅谷的誕生 5720、天才“八叛逆” 6021、同時(shí)的發(fā)明 6322、五十億“賭注” 6523、巨型克雷機(jī) 6824、爆發(fā)超新星 7225、王安的悲劇 7426、英特爾創(chuàng)業(yè) 7727、芯片計(jì)算機(jī) 7928、“牛郎星”升空 8229、微軟樹(shù)大旗 8430、微電腦先鋒 8731、游戲機(jī)溯源 8932、車(chē)庫(kù)譜新曲 9233、“蘋(píng)果”的滋味 9534、大象踢踏舞 9735、跨進(jìn)新紀(jì)元 9936、“蘋(píng)果”穿“雨衣” 10237、三比二要好 10438、PC新霸主 10639、龍夢(mèng)變成真 10940、窗含千秋雪 11241、最長(zhǎng)的工程 11442、平地“太陽(yáng)風(fēng)” 11743、四比三更好 12044、任天堂崛起 12345、英雄出少年 12546、軟件起風(fēng)云 12847、微軟登王座 13048、好風(fēng)憑借力 13349、軟盤(pán)與硬盤(pán) 13550、高級(jí)的語(yǔ)言 13851、語(yǔ)言的革命 14052、鍵盤(pán)與鼠標(biāo) 14353、桌面出版者 14554、下棋的機(jī)器 14855、AI的旗幟 15056、機(jī)器數(shù)學(xué)家 15357、電腦大災(zāi)難 15558、黑色的幽靈 15859、多媒體之年 16160、海量存儲(chǔ)器 16461、聲音起爆器 16762、真實(shí)的謊言 16963、神奇的虛擬 17164、奔騰的時(shí)代 17465、走出死亡谷 17666、天價(jià)啟動(dòng)我 17967、電影魔術(shù)師 18268、偉大的轉(zhuǎn)折 18569、重建ＩＢＭ 18770、人機(jī)世紀(jì)戰(zhàn) 190計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)史附錄： 193互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)史： 200重溫歷史——計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)史1、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)

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。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。2、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。

帕斯卡是真正的天才，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?？上ВL(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?！?/p>

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。3、“編織”的程序

要讓機(jī)器聽(tīng)人類(lèi)的話，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，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?？梢韵胂螅?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，投身到里昂保衛(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)?；蛟S，我們現(xiàn)在把“程序設(shè)計(jì)”俗稱為“編程序”，就引申自編織機(jī)的“編織花布”的詞義。

4、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?！币院髮?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”?；始覍W(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)宣稱他的差分機(jī)“毫無(wú)任何價(jià)值”……

5、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?！卑拓惼婊腥淮笪颍肫鹨呀?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，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?！卑拓惼姘逊治鰴C(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，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?！备恪皠?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。

6、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，通常可以儲(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?；袅腥鹚拱衙總€(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水銀的小杯，穿好孔的卡片就放置在這些水銀杯上?？ㄆ戏接袔着啪恼{(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?！眲?chuàng)辦了一家專業(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。

7、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，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)?！敖疱X(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，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?！被舨ú┦亢髞?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)稱為“臭蟲(chóng)”（bug），而這一奇怪的“稱呼”，后來(lái)成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的專業(yè)行話，如DOS系統(tǒng)中的調(diào)試程序，程序名稱就叫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。

8、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)了專利，稱為“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)，并與電話機(jī)的話筒、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?？墒?，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。

9、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?？颂兀≒.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?？颂貙?xiě)一個(gè)附錄。在附錄里，?？颂貏?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?，作為軍械部的科學(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，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)?！彼斪×藖?lái)自各方面的壓力，滿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)；?？颂厥强偣こ處?，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?？颂囟铮八眳s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，則布滿電表、電線和指示燈，簡(jiǎn)直就像姑娘身上掛滿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。

10、千秋電腦父--馮·諾依曼（J.VonNeumann）

這是關(guān)于第一臺(tái)電腦埃歷阿克巧遇“電腦之父”的小故事。

1944年仲夏的一個(gè)傍晚，戈德斯坦中尉來(lái)到阿貝丁車(chē)站，等候去費(fèi)城的火車(chē)，突然看見(jiàn)前面不遠(yuǎn)處，有個(gè)熟悉的身影向他走過(guò)來(lái)。來(lái)者正是聞名世界的大數(shù)學(xué)家馮·諾依曼（J.VonNeumann）。

戈德斯坦感到絕不能放過(guò)這次偶然的邂逅，他把早已埋藏在心中的幾個(gè)數(shù)學(xué)難題，一古腦兒倒出來(lái)，向數(shù)學(xué)大師討教。馮·諾依曼和藹可親，絲毫也不擺譜，耐心地為戈德斯坦排憂解難。聽(tīng)著聽(tīng)著，他不覺(jué)流露出吃驚的神色，敏銳地從數(shù)學(xué)問(wèn)題里，感到眼前這位青年身邊正發(fā)生著什么不尋常的事情。他開(kāi)始反過(guò)來(lái)向戈德斯坦發(fā)問(wèn)，直問(wèn)得年輕人“好像又經(jīng)歷了一次博士論文答辯”。最后，戈德斯坦毫不隱瞞地告訴他莫爾學(xué)院的電子計(jì)算機(jī)項(xiàng)目和目前的研究進(jìn)展。

馮·諾依曼真的被震驚了，隨即又感到極其興奮。從1940年起，他就是阿貝丁試炮場(chǎng)的顧問(wèn)，同樣的計(jì)算問(wèn)題也曾使數(shù)學(xué)大師焦慮萬(wàn)分。他急不可耐地向戈德斯坦表示，希望親自到莫爾學(xué)院看一看那臺(tái)尚未出世的機(jī)器。

莫契利和?？颂馗吲d地等待著馮·諾依曼的來(lái)訪，他們也迫切希望得到這位著名學(xué)者的指導(dǎo)，同時(shí)又有點(diǎn)兒懷疑。?？颂厮较聦?duì)莫契利說(shuō)道：“你只要聽(tīng)聽(tīng)他提的第一個(gè)問(wèn)題，就能判斷出馮·諾依曼是不是真正的天才”。

驕陽(yáng)似火的8月，馮·諾依曼風(fēng)塵撲撲地趕到了莫爾學(xué)院的試驗(yàn)基地，馬不停蹄約見(jiàn)小組成員。莫契利想起了埃克特的話，豎著耳朵聹聽(tīng)數(shù)學(xué)大師的第一個(gè)問(wèn)題。當(dāng)他聽(tīng)到馮·諾依曼開(kāi)言吐語(yǔ)，首先問(wèn)及的是機(jī)器的邏輯結(jié)構(gòu)時(shí)，不由得對(duì)?？颂匦恼詹恍匾恍?，兩人同時(shí)都被這位大科學(xué)家的睿智所折服！從此，馮·諾依曼成為莫爾電子計(jì)算機(jī)研制小組的實(shí)際顧問(wèn)，與小組成員頻繁地交換意見(jiàn)。年輕人機(jī)敏地提出各種設(shè)想，馮·諾依曼則運(yùn)用他淵博的學(xué)識(shí)，把討論引向深入，并逐步形成電子計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想。

人們后來(lái)把“電腦之父”的桂冠戴在馮·諾依曼頭上，而不是第一臺(tái)電腦的兩位實(shí)際研制者，這并不是沒(méi)有根據(jù)的。馮·諾依曼是美籍匈牙利人，1913年出生，“數(shù)學(xué)神童”的名聲傳揚(yáng)在外──他6歲能心算8位數(shù)除法，8歲學(xué)會(huì)微積分，12歲讀懂了函數(shù)論。通過(guò)刻苦學(xué)習(xí)，在17歲那年，他發(fā)表第一篇數(shù)學(xué)論文，不久便掌握了七種語(yǔ)言，又在最新數(shù)學(xué)分支──集合論、泛函分析等理論研究中取得突破性進(jìn)展。22歲時(shí)，他獲瑞士蘇黎士聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程師文憑。一年之后，輕而易舉摘取布達(dá)佩斯大學(xué)的數(shù)學(xué)博士學(xué)位。轉(zhuǎn)而攻向物理，為量子力學(xué)研究數(shù)學(xué)模型，又使他在理論物理學(xué)領(lǐng)域占據(jù)了突出的地位。風(fēng)華正茂的馮·諾依曼，在科學(xué)殿堂里“橫掃千軍如卷席”，成為橫跨“數(shù)、理、化”各門(mén)學(xué)科的超級(jí)全才。

1928年，美國(guó)數(shù)學(xué)泰斗韋伯倫教授廣羅天下之英才，“伯樂(lè)”慧眼識(shí)“良驥”，一封燙金的大紅聘書(shū)，寄給了柏林大學(xué)26歲的講師。馮·諾依曼預(yù)料到未來(lái)科學(xué)的發(fā)展中心即將西移，欣然前往美國(guó)任教。1933年，與愛(ài)因斯坦一起被聘為普林斯頓高等研究院的第一批終身教授。

當(dāng)然，往日的輝煌不足以說(shuō)明馮·諾依曼在電子計(jì)算機(jī)上做出的貢獻(xiàn)。埃歷阿克雖然威力強(qiáng)大，但是它畢竟還很不完善，比如存在著耗電多、費(fèi)用高的缺點(diǎn)。它的耗電量超過(guò)174千瓦，據(jù)說(shuō)那些年，只要埃歷阿克一開(kāi)動(dòng)，整個(gè)費(fèi)城城市的所有燈光頓時(shí)黯然失色。那些個(gè)電子管發(fā)光又發(fā)熱，平均每隔7分鐘要損壞一只。雖然當(dāng)初只花了軍械部40萬(wàn)元的研制費(fèi)用，可誰(shuí)能料到，維護(hù)它的費(fèi)用后來(lái)竟超過(guò)200萬(wàn)之巨！埃歷阿克最致命的缺點(diǎn)是程序與計(jì)算兩分離。指揮埃歷阿克2萬(wàn)只電子管工作的程序指令，被存放在機(jī)器的外部電路里。需要計(jì)算某個(gè)題目前，?？颂乇仨毞峙蓭资畣T精兵強(qiáng)將，把數(shù)百條線路用手接通，像一群電話接線員那樣手忙腳亂地忙活好幾天，才能進(jìn)行幾分鐘運(yùn)算。

現(xiàn)在的人不應(yīng)該因此而求全責(zé)難莫契利和?？颂兀?yàn)殡娮佑?jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)畢竟是前無(wú)古人的。然而，正是這前無(wú)古人，方才顯得出英雄本色。這時(shí)，馮·諾依曼用高超的理論和技術(shù)方法，一舉攻克了巨大的難關(guān)。

在埃歷阿克尚未投入運(yùn)行前，馮·諾依曼就已開(kāi)始著手起草一份新的設(shè)計(jì)報(bào)告，要對(duì)這臺(tái)電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行脫胎換骨的改造。他把新機(jī)器的方案命名為“離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)”，英文縮寫(xiě)譯音是“埃德瓦克”（EDVAC）。1945年6月，馮·諾依曼與戈德斯坦、勃克斯等人，為埃德瓦克方案聯(lián)名發(fā)表了一篇長(zhǎng)達(dá)101頁(yè)紙洋洋萬(wàn)言的報(bào)告，即計(jì)算機(jī)史上著名的“101頁(yè)報(bào)告”。這份報(bào)告奠定了現(xiàn)代電腦體系結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)的根基，直到今天，仍然被認(rèn)為是現(xiàn)代電腦科學(xué)發(fā)展里程碑式的文獻(xiàn)。報(bào)告明確規(guī)定出計(jì)算機(jī)的五大部件，并用二進(jìn)制替代十進(jìn)制運(yùn)算，大大方便了機(jī)器的電路設(shè)計(jì)。埃德瓦克方案的革命意義在于“存儲(chǔ)程序”──程序也被當(dāng)作數(shù)據(jù)存進(jìn)了機(jī)器內(nèi)部，以便電腦能自動(dòng)依次執(zhí)行指令，再也不必去接通什么線路。

人們后來(lái)把根據(jù)這一方案思想設(shè)計(jì)的機(jī)器統(tǒng)稱為“諾依曼機(jī)”。自馮·諾依曼設(shè)計(jì)的埃德瓦克始，直到今天我們用“奔騰”芯片制作的多媒體計(jì)算機(jī)為止，電腦一代又一代的“傳人”，大大小小千千萬(wàn)萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)，都沒(méi)能夠跳出諾依曼機(jī)的掌心。在這個(gè)意義上，馮·諾依曼是當(dāng)之無(wú)愧的“電腦之父”。當(dāng)然，隨著人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的發(fā)展，諾依曼機(jī)一統(tǒng)天下的格局已經(jīng)被打破，但馮·諾依曼對(duì)于發(fā)展電腦作出的巨大功績(jī)，永遠(yuǎn)也不會(huì)因此而泯滅其光輝！

11、電腦群英譜

本世紀(jì)三、四十年代，是計(jì)算機(jī)發(fā)展史里最重大的收獲季節(jié)。群英薈萃，逐鹿中原，鹿究竟死于誰(shuí)手，并不是沒(méi)有爭(zhēng)議的。除了馬克1號(hào)與埃歷阿克，還有一大批科學(xué)家為計(jì)算機(jī)的誕生作出過(guò)巨大的貢獻(xiàn)，他們的英名也決不會(huì)被埋沒(méi)。

據(jù)說(shuō)，最早用繼電器制造計(jì)算機(jī)的人，并不是哈佛大學(xué)的艾肯。

其一說(shuō)的是1936年，20多歲的德國(guó)工程師楚澤（K.Zuse），曾在柏林他父母公寓的起居室里，搞出了一架名叫Z1的機(jī)械計(jì)算機(jī)。

楚澤當(dāng)時(shí)還是一名學(xué)土木工程的大學(xué)生，畢業(yè)后在柏林一家飛機(jī)公司從事統(tǒng)計(jì)工作。出于“想偷懶”才自己制作計(jì)算機(jī)。他既無(wú)經(jīng)費(fèi)資助，又無(wú)資料借鑒。處于籠罩著戰(zhàn)爭(zhēng)陰云下的德國(guó)，楚澤根本無(wú)緣得知英美科學(xué)家正在進(jìn)行的工作。由于Z1速度慢，楚澤決定用繼電器改造他的機(jī)器，終于在1941年，在他的好友協(xié)助下，制作成功了一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)Z3，但并沒(méi)有引起德國(guó)當(dāng)局的重視。然而，Z3命運(yùn)好不凄慘，1944年，盟軍的一次空襲把它炸得粉身碎骨，僅殘存下另一臺(tái)類(lèi)似的機(jī)器Z4，扔在巴伐利亞鄉(xiāng)村農(nóng)舍的地窖里無(wú)人問(wèn)津。

人們只是在戰(zhàn)后才得知，楚澤的繼電器計(jì)算機(jī)要比馬克1號(hào)提前3年來(lái)到人世，而且也是一種二進(jìn)制方式的運(yùn)算機(jī)器。楚澤不幸生在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的德國(guó)，他的發(fā)明始終得不承認(rèn)。希特勒戰(zhàn)敗后，楚澤輾轉(zhuǎn)流落到瑞士的鄉(xiāng)下，繼而轉(zhuǎn)向研究“計(jì)算機(jī)演算”理論。直到1962年，他才與美國(guó)科學(xué)家艾肯并列被肯定為計(jì)算機(jī)發(fā)明人，得到了8個(gè)榮譽(yù)博士頭銜以及德國(guó)大十字勛章，并且活到85歲高齡，1995年12月才辭世。

其二所講的年代更早。那還是在1925年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的布什（V.Bush）博士和他領(lǐng)導(dǎo)的小組，制造出一種模擬式的計(jì)算機(jī)。

所謂“模擬”，指的是布什的計(jì)算機(jī)是用齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度來(lái)模擬計(jì)算結(jié)果。比如，最后那只輪子轉(zhuǎn)動(dòng)了30度角，那就意味著計(jì)算的值等于30，似乎與萊布尼茨的原始機(jī)器有些相似。如果不是這臺(tái)機(jī)器上裝有電動(dòng)機(jī)，恐怕只能算是機(jī)械計(jì)算機(jī)。

布什博士當(dāng)然不滿足。繼電器出現(xiàn)了，他立即想到用這些嗡嗡作響的東西改造他的機(jī)器；電子管面世了，他又想到必須給這臺(tái)機(jī)器裝上更先進(jìn)的電子元件。就這樣，到了1942年，麻省理工學(xué)院的第二臺(tái)模擬計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)制造完畢并很快投入運(yùn)行。布什研制計(jì)算機(jī)的本意是幫助求解微分方程式，機(jī)器果然很聽(tīng)話，半個(gè)小時(shí)就解出了人工需一個(gè)星期才能算得的微分方程。這臺(tái)機(jī)器也是個(gè)“大家伙”，自重達(dá)100噸，內(nèi)部既有2000來(lái)個(gè)電子管，又安裝了數(shù)千只繼電器，密密麻麻的電線，若一根一根首尾相連起來(lái)，將要超過(guò)200英里。

與埃歷阿克的遭遇類(lèi)似，模擬計(jì)算機(jī)當(dāng)即被軍方征用計(jì)算炮擊表，列為戰(zhàn)時(shí)的機(jī)密。軍方發(fā)言人為了迷惑敵人，多次散布言論，在各種公開(kāi)場(chǎng)合宣稱“麻省的工程師根本不可能真正制造出這種機(jī)器”。以上這些資料，同樣是戰(zhàn)后才公開(kāi)披露。

更有人說(shuō)道，最早使用電子管制造計(jì)算機(jī)者還大有人在。

說(shuō)的是1973年10月19日，美國(guó)一家地方法院經(jīng)過(guò)135次開(kāi)庭審理，當(dāng)眾宣布一項(xiàng)判決書(shū)：“莫契利和?？颂貨](méi)有發(fā)明第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，只是利用了阿坦那索夫發(fā)明中的構(gòu)思。”理由是阿坦那索夫早在1941年，就把他對(duì)電子計(jì)算機(jī)的初步設(shè)想告訴過(guò)莫契利博士。

阿坦那索夫（J.V.Atanasoft）在二戰(zhàn)期間是衣阿華州立大學(xué)的數(shù)學(xué)物理教授，保加利亞裔的美國(guó)博士。1939年冬天的一個(gè)晚上，阿坦那索夫教授心情沮喪，設(shè)想中的計(jì)算機(jī)出現(xiàn)了難題，始終無(wú)法找到解決辦法，他只好驅(qū)車(chē)駛上高速公路，以便散心解個(gè)悶。他開(kāi)著汽車(chē)一連跑了幾百英里，把車(chē)?？恳晾镏Z伊州路旁小店前，獨(dú)酌獨(dú)飲起來(lái)。

兩杯酒下肚，靈感自天而降，他的腦海里突然閃現(xiàn)出一星火花，引燃了一連串智慧的思緒?！皦?mèng)里尋他千百度，驀然回首”，邏輯電路、二進(jìn)制碼、記憶元件……，計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)在飯桌旁一一構(gòu)思成熟。他象阿基米德洗澡時(shí)發(fā)現(xiàn)浮力定律那般沖出飯館，大聲喊著：“我發(fā)現(xiàn)了！”便匆匆發(fā)動(dòng)汽車(chē)，掉頭返程。

阿坦那索夫“發(fā)現(xiàn)”的電子計(jì)算機(jī)，可以解出有30個(gè)未知數(shù)的方程，可他只申請(qǐng)到600美元的經(jīng)費(fèi)，僅能夠造一個(gè)部件。直到1942年，他才在其研究生貝瑞（C.Berry）的協(xié)助下，裝配了著名的ABC計(jì)算機(jī)，ABC是“阿坦那索夫—貝瑞—計(jì)算機(jī)”三單詞的英文字頭，這臺(tái)機(jī)器用了300多個(gè)電子管，元件滿滿裝了幾大柜子。

衣阿華大學(xué)沒(méi)有為ABC計(jì)算機(jī)申請(qǐng)專利，所以到了70年代，制造商仍在為爭(zhēng)奪發(fā)明權(quán)而打官司。美國(guó)地方法院判決的這一公案也不無(wú)道理，因?yàn)榘v阿克的發(fā)明者莫契利確實(shí)到衣阿華大學(xué)參觀過(guò)ABC電子計(jì)算機(jī)，從阿坦那索夫天才的思想里受益匪淺。

最有趣最精彩的故事發(fā)生在英國(guó)。很多人傳說(shuō)英國(guó)于1943年曾秘密制造出一臺(tái)專用電子計(jì)算機(jī)，這臺(tái)機(jī)器在曾經(jīng)在第二次世界大戰(zhàn)里建立過(guò)殊榮，有的史學(xué)家甚至認(rèn)為，它至少使二次大戰(zhàn)縮短了三年！這個(gè)傳聞涉及到英國(guó)最高級(jí)別的軍事機(jī)密。

12、“巨人”的秘密

在描寫(xiě)二次世界大戰(zhàn)歐洲戰(zhàn)事的文章里，往往可以看到“超級(jí)機(jī)密”的詞語(yǔ)，有關(guān)它的話題常常是躲躲閃閃，隱約其詞，甚至自相矛盾。

例如，有人講，英國(guó)當(dāng)時(shí)擁有一種名叫“巨象”的秘密武器，專門(mén)用來(lái)對(duì)付德軍的一種“謎”。還有人說(shuō)，這頭“巨象”的真名叫“巨人”，德軍的“謎”名曰“愛(ài)尼格瑪”，是一種軍用密碼機(jī)。連嚴(yán)肅的史學(xué)家們也得不到多少真實(shí)的資料，英國(guó)學(xué)者溫德博瑟寫(xiě)了本《超級(jí)機(jī)密》，法國(guó)專家貝特蘭德出版的專著名曰《愛(ài)尼格瑪──1939年到1945年這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)里最大的謎》，當(dāng)美國(guó)軍事史學(xué)家多伊奇覺(jué)得這些書(shū)尚不足以披露真情時(shí)，曾于1970年只身闖進(jìn)英國(guó)外交部，也只拿到了一紙空文，明明白白地寫(xiě)著：“文件到了2025年才能解密”。

人們猜測(cè)，“巨人”或許就是一臺(tái)最早的電子計(jì)算機(jī)。然而，它是英國(guó)的超級(jí)機(jī)密，英國(guó)情報(bào)部門(mén)甚至規(guī)定，在機(jī)密使命結(jié)束后30年內(nèi)，任何人不得走露絲毫消息，否則將以危害國(guó)家安全罪論處。于是，史學(xué)家們只得寫(xiě)下許多可能涉及到“巨人”的戰(zhàn)爭(zhēng)故事，這里不妨選取其中的一例。

1940年，當(dāng)?shù)萝婅F流突破法國(guó)馬奇諾防線，英國(guó)遠(yuǎn)征軍敦刻爾克大撤退后，希特勒下令著手實(shí)施入侵英倫三島的“海獅”行動(dòng)，要求德國(guó)空軍首先全殲英國(guó)皇家空軍。在德國(guó)空軍司令戈林看來(lái)，英軍的飛機(jī)只剩下不到700架，而他僅轟炸機(jī)就有1200架，加上攻擊機(jī)強(qiáng)擊機(jī)，德軍飛機(jī)數(shù)量至少三倍于英軍，而且飛行員大多是訓(xùn)練有素的“禿鷹軍團(tuán)”成員，英國(guó)佬肯定不是他們的對(duì)手。

“鷹日”戰(zhàn)斗打響了。德國(guó)轟炸機(jī)亂轟轟升空，氣勢(shì)洶洶撲向英吉利海峽，攻擊機(jī)偷偷跟進(jìn)，準(zhǔn)備襲擊英軍飛機(jī)。然而，狡猾的英國(guó)佬似乎總是事先就知道德軍的行動(dòng)，躲在半道上出其不意地發(fā)起攻擊，德軍損失慘重。9月15日，總攻打響，戈林讓前線的飛機(jī)傾巢而出襲擊倫敦，1100架“蝗蟲(chóng)”遮天蔽日，還未飛出海峽，又遇英軍截?fù)?，殘酷的空?zhàn)進(jìn)行了整整一天，戈林的“禿鷹”遭到毀滅性的打擊。兩天后，希特勒只得決定無(wú)限期推遲“海獅行動(dòng)”，處于劣勢(shì)的英國(guó)軍隊(duì)一舉扭轉(zhuǎn)了敗局。在這次“海獅行動(dòng)”中，對(duì)戰(zhàn)局了如指掌的，不是戈林而是英國(guó)空軍司令道丁。道丁上將手里真的拽著一張“王牌”，那就是布雷契萊莊園的“超級(jí)機(jī)密”。

距倫敦西北約70公里，有處幽靜的莊園名號(hào)“布雷契萊”，一幢維多利亞式的建筑古色古香，深藏在茂密的樹(shù)叢中，鳥(niǎo)語(yǔ)花香，人跡罕至。戰(zhàn)爭(zhēng)打破了莊園的沉寂，不知從哪天開(kāi)始，這里悄悄聚集起越來(lái)越多的人，最多時(shí)竟達(dá)到萬(wàn)人的規(guī)模，莊園里漸漸布滿了倉(cāng)促修建的窩棚，又被人精心偽裝成一所簡(jiǎn)易的戰(zhàn)地醫(yī)院。

布雷契萊莊園的秘密名稱叫“政府密碼學(xué)?！?，它的真實(shí)身份則是戰(zhàn)時(shí)英國(guó)的情報(bào)破譯中心。1萬(wàn)2千名志愿者，在這里夜以繼日地工作，截獲、整理、破譯德國(guó)的軍事情報(bào)，當(dāng)然主要是從空中監(jiān)聽(tīng)到的無(wú)線電通訊密碼，并把破譯的情報(bào)直接報(bào)送給英國(guó)最高指揮當(dāng)局，甚至直接到達(dá)丘吉爾首相本人手里。

這一大批志愿人員來(lái)自英倫三島，三教九流，各色人等。其中不乏著名的科學(xué)家，例如英國(guó)數(shù)學(xué)家紐曼（M.Newman）教授等人；此外，還有語(yǔ)言學(xué)家、電器工程師、無(wú)線電行家等等，可謂人才濟(jì)濟(jì)。但是，更多的人則顯得稀奇古怪──有博物館長(zhǎng)，有餐館跑堂，有銀行職員，甚至還有國(guó)際象棋冠軍和猜字謎的江湖藝人。在這兒，隨時(shí)都能碰到身著各色軍服的軍人，也經(jīng)常能撞到著裝不倫不類(lèi)的“老百姓”。幸運(yùn)的是，在布雷契萊的名冊(cè)里，阿蘭·圖林（A.Turing）的大名也列在其中，人們都稱他“教授”，并不一定知道他的真名。

紐曼、圖林和布雷契萊的破譯高手們，最感到頭痛的東西，首推德軍的那個(gè)愛(ài)尼格瑪?！皭?ài)尼格瑪”原文“Enigma”，是希臘文名詞，譯成中文就是“謎”，它是德軍各軍兵種正在使用的通信密碼機(jī)。愛(ài)尼格瑪原型是荷蘭人科赫發(fā)明的“秘密寫(xiě)作機(jī)”，柏林的一位工程師買(mǎi)到專利后，把它改造成專用密碼機(jī)。

愛(ài)尼格瑪?shù)慕Y(jié)構(gòu)堅(jiān)固，便于攜帶，外表就像一臺(tái)老式打字機(jī)。但是，操縱者按下某個(gè)字母，比如A，它打出的可能是另外一個(gè)字母X。它的內(nèi)部裝有若干只轉(zhuǎn)輪，只須調(diào)節(jié)一下轉(zhuǎn)輪的起點(diǎn)，瞬刻間輸出就發(fā)生改變，比如按下A可能打出是B，或者是C，或者是D。破密的關(guān)鍵是找出轉(zhuǎn)輪組合的規(guī)律，用術(shù)語(yǔ)說(shuō)叫破譯“密鑰”。然而，據(jù)德軍情報(bào)官講，26個(gè)字母在愛(ài)尼格瑪中能被替代成８萬(wàn)億個(gè)密文字母，如果改動(dòng)接線，它的變化將超過(guò)2.5千萬(wàn)億億！由于它的全身上下都充滿著“謎”，德軍不惜血本，為部隊(duì)配備了10萬(wàn)多部愛(ài)尼格瑪機(jī)，并宣稱“誰(shuí)也不可能把它破解”。

13、二戰(zhàn)建奇勛

布雷契萊莊園當(dāng)然不信德寇的邪說(shuō)，他們把大約200名精干人員集中在“3號(hào)棚”，四班輪換，24小時(shí)值守，專門(mén)對(duì)付德國(guó)的“斯芬克司之謎”。圖林則帶著副手、象棋冠軍亞歷山大，領(lǐng)導(dǎo)著“8號(hào)棚”，進(jìn)行復(fù)雜的密碼分析。與戈德斯坦在阿貝丁試炮場(chǎng)的情況相似，在圖林的麾下，除了數(shù)學(xué)家和語(yǔ)言學(xué)家之外，也有100多名姑娘在從事機(jī)械方式的運(yùn)算，她們被圖林善意地封為“計(jì)算奴隸”。從這些棚屋里報(bào)送的情報(bào)，屬于特殊的保密等級(jí)，也就是人們后來(lái)所指的“超級(jí)機(jī)密”。

可是，“超級(jí)”小組的人當(dāng)時(shí)還沒(méi)有搞到“鉆透”愛(ài)尼格瑪?shù)摹敖痄撱@”。1939年7月，他們遇到了意外的驚喜。那是在德軍即將占領(lǐng)波蘭的前夜，英國(guó)秘密情報(bào)部門(mén)的軍情6處處長(zhǎng)孟希斯上校突然召見(jiàn)圖林等人，令他們立即隨同趕赴波蘭參加絕密會(huì)議。當(dāng)孟希斯一行三人到達(dá)華沙市內(nèi)的一間地下掩體后，迎接他們的波蘭密碼破譯局長(zhǎng)急匆匆揭開(kāi)桌上的蓋布。圖林簡(jiǎn)直不敢相信自己的眼睛──他面前放著一架真正的愛(ài)尼格瑪密碼機(jī)。

波蘭同行介紹說(shuō)，這架愛(ài)尼格瑪是波蘭的仿制品。在此之前，專家已經(jīng)破解了部分“謎”，并且研制出一種叫“炸彈”的機(jī)器尋找電文密鑰。然而，要對(duì)付德軍在愛(ài)尼格瑪上進(jìn)行的最新改進(jìn)，至少需要60臺(tái)“炸彈”同時(shí)工作10小時(shí)，才能“炸”開(kāi)一份情報(bào)。面對(duì)德寇即將入侵的嚴(yán)重局勢(shì)，波蘭想繼續(xù)開(kāi)展這種復(fù)雜的破譯顯然力不從心?！坝?guó)是歐洲唯一能夠抵抗法西斯的國(guó)家，”波蘭局長(zhǎng)深情地說(shuō)，“我們把波蘭的秘密研究轉(zhuǎn)交給你們，它寄托著我們戰(zhàn)勝愛(ài)尼格瑪?shù)淖詈笙Ｍ　?/p>

有了波蘭盟友的研究成果，回到布雷契萊的阿蘭·圖林，向著法西斯德國(guó)的“謎”發(fā)起最后的沖刺。圖林首先用他天才的設(shè)想，使“炸彈”的威力增強(qiáng)了好幾倍。然后，他和其他人一起，開(kāi)始設(shè)計(jì)的一種馬克１號(hào)很有相似之處的破譯機(jī)。這臺(tái)機(jī)器，主要用繼電器構(gòu)成，據(jù)說(shuō)也用了80個(gè)電子管，由光電閱讀器直接讀入密碼。圖林和他的戰(zhàn)友戲稱它是“羅賓遜”──英國(guó)人都知道，海斯·羅賓遜是杰出的漫畫(huà)家，以專門(mén)畫(huà)一些稀奇古怪的機(jī)器聞名。

1939年底，“羅賓遜”交由英國(guó)制表機(jī)公司制造完成，它長(zhǎng)寬均為8英尺左右，運(yùn)行起來(lái)也咔嚓咔嚓地撞擊。它能以每秒2000字符的速度閱讀穿孔紙帶上的信息。人們至今還不清楚圖林究竟如何指揮他的機(jī)器工作，只大致猜想到“羅賓遜”能夠自動(dòng)模擬愛(ài)尼格瑪?shù)碾娐?，從而找出破譯的密鑰。

在“海獅行動(dòng)”中，德國(guó)空軍遭到沉重的打擊事出有因。有了“超級(jí)”的密報(bào)，德國(guó)飛機(jī)的一舉一動(dòng)都逃不出“炸彈”和“羅賓遜”的利眼，它們還未飛離機(jī)場(chǎng)，英國(guó)空軍已為它們安排好了葬身之地?？上А傲_賓遜”好景不長(zhǎng)，德軍似乎很快有了警覺(jué)。與布雷契萊相應(yīng)的德國(guó)密碼破譯機(jī)構(gòu)XB在1942年搞出了另一套更先進(jìn)的“保密電傳打字機(jī)”，“羅賓遜”立刻變成了“聾子的耳朵”。

面對(duì)強(qiáng)敵挑戰(zhàn)，布雷契萊莊園同仇敵愾，把目光準(zhǔn)確地投向研制先進(jìn)的電子管計(jì)算機(jī)。由于圖林在1942年被派往美國(guó)工作，紐曼和郵電部研究局工程師弗勞爾斯（H.Flowers）等人勇敢地承擔(dān)了設(shè)計(jì)和制造工作。1943年10月，布雷契