“蒸汽朋克”计算机
1833年,英国数学家、天文学家及发明家查尔斯·巴贝奇谈起用蒸汽驱动计算,并真的开始设计这么一台机器。巴贝奇声称,这机器若是做出来,可将计算行为机械化,甚至将思维机械化。当时的许多人将巴贝奇当作真人版的弗兰肯斯坦。虽说巴贝奇的设计并未变为现实,但他绝非一名光说不练的空想家。在1871年逝世之前,巴贝奇一直致力于研究他所谓的“分析机”,并从逻辑学和数学最先进的思想中汲取营养。巴贝奇的目的是做出一台能将人们从重复枯燥、令人厌倦的脑力劳动中解放出来的机器,正如当时一些新机器让人们免去了耗体力的苦差一样。
查尔斯·巴贝奇 19世纪数学家、发明家,早在计算机成功问世100年前就设计了一台“能将思维机械化”的机器。(资料来源:美国圣何塞计算机博物馆历史中心)
巴贝奇有一位搞科学编年史的同事,同时也是他的赞助人,叫奥古斯塔·艾达·拜伦。她是拜伦勋爵的女儿,师从代数学家奥古斯塔斯·德·摩根,后来成为洛夫莱斯伯爵夫人。奥古斯塔·艾达·拜伦本身既是一名作家,又是一名业余数学家。因此,她能够通过文章和论文向受过高等教育的公众和英国贵族中的潜在赞助人解释巴贝奇的想法。此外,她还撰写了不少文章来介绍巴贝奇的分析机是如何解决高等数学问题的。因为奥古斯塔·艾达·拜伦所做的这些工作,许多人视她为世界上第一位计算机程序员。20世纪80年代初,美国国防部用她的名字命名了Ada编程语言,以此肯定艾达在计算机编程方面的贡献。
玛丽·雪莱创作的《弗兰肯斯坦》引起了当时的公众对新技术的恐惧。因此,奥古斯塔·艾达·拜伦认为,最好能让自己的听众放心,巴贝奇的分析机并没有独立思考的能力。她向他们保证,这台机器本身不会思考,只能根据人的指令行事。其实,巴贝奇的分析机与真正的现代意义上的计算机十分类似,而“根据人的指令行事”这个概念实际上就相当于我们今天所说的计算机编程。
从巴贝奇的设计来看,分析机是一台体型巨大、噪声不小、昂贵无比、外观漂亮且因用了黄铜和钢铁制造而闪闪发光的大家伙。数字存储于由齿轮构成的暂存器上,而数字的加法和转存则通过凸轮和棘轮的运行来完成。根据设计,分析机可以存储1000个数字,每个数字最多50位数。内置存储器容量如今被称为机器的内存大小。按如今的标准来说,巴贝奇分析机的运行速度可以说是龟速——1秒内都无法完成一个加法运算,但实际上它的内存比20世纪四五十年代的第一批可用的计算机以及20世纪70年代的早期微型计算机都要大。
尽管巴贝奇为分析机设计了3种详尽的方案,但他始终未能造出这台机器。他设计的差分机虽简单但也体现了他的雄心壮志,同样也未能造出。在他之后的100多年里,人们普遍认为,当时的机械制造技术无法造出这些机器所需的几千个精密零件。1991年,伦敦科学博物馆负责计算的资深馆长多伦·斯沃德用巴贝奇时代拥有的技术、工艺和材料造出了巴贝奇的差分机。斯沃德的成功揭示了巴贝奇人生中具有讽刺意味的一面。早在别人做出同样尝试的100多年前,巴贝奇就已经成功设计出了一台计算机。他设计的机器实际上是能够运行的,而且在他的年代也是造得出来的。巴贝奇之所以无法实现自己的梦想,全是因为他无法筹集到足够的资金,而这又多半缘于他自己疏离于那些能提供资金的人。
奥古斯塔·艾达·拜伦,又称洛夫莱斯伯爵夫人(1815—1852)推广了巴贝奇分析机,并为其编程,还预言像这样的机器未来能用于做复杂的事情,如创作音乐。(资料来源:约翰·默里出版公司)
如果巴贝奇能圆滑一些或奥古斯塔·艾达·拜伦更富有一些,恐怕就会有这么一台无比巨大的蒸汽计算机在狄更斯笔下的伦敦出现,帮助现实生活中的一些老吝啬鬼算账,也可能蒸汽计算机会与查尔斯·达尔文下一盘国际象棋。但正如玛丽·雪莱所预言的一样,要想制造出会思考的机器,关键是电力。
计算机将披着逻辑的嫁衣“嫁”给电力。