信息传
第三章 计算也是机械运动
  人类使用机械处理信息的尝试是由两个看似不该有交集的英国人

  开启的。

  拜伦爵士的独生女

  在英格兰中部莱斯特郡的柯比—马洛里庄园,住着一对母女。

  1816 年初那个多雨的季节, 23 岁的安妮· 伊莎贝拉· 米尔班克(昵称

  安妮贝拉)和丈夫分手,带着刚刚出生的女儿埃达回到了娘家。在开

  始的几个月里,她依然思念着丈夫,写了很多充满爱意的信件,并且

  她的母亲也希望女婿来庄园和女儿团聚,但是信寄出去后都如石沉大

  海。安妮贝拉一生追求自由的丈夫已经踏上了去欧洲大陆的旅程。家

  里的律师建议,他们还是离婚算了,安妮贝拉接受了律师的建议,从048 信息传

  此她一个人抚养女儿长大。埃达从小就是一个天才,学什么东西都很

  快,安妮贝拉对此感到非常欣慰。但是埃达总在询问爸爸在哪里,这

  让安妮贝拉无法回答,她一直没有向女儿透露父亲的任何信息。

  转眼 8 年过去了,一条让整个英国都感到悲伤的噩耗传来,也

  让安妮贝拉不得不告诉女儿父亲的故事。被誉为英国骄傲的大诗人拜

  伦在希腊病逝,而他正是女孩埃达的父亲。今天没有人知道 8 岁的埃

  达在得知她的身世之后是一种什么感觉,但是这个出身非同一般的

  女子,注定要过一种非同常人的生活,而且要做一番常人不敢想的

  事情。

  拜伦的独生女

  埃达的故事要从她的父母讲起。诗人拜伦自不消说,他是整个

  18 世纪和 19 世纪英国最伟大的诗人。他的代表作《唐璜》是史诗

  般的巨著,在英语诗歌中的地位,堪比《神曲》在意大利语、《浮士

  德》在德语中的地位。拜伦出身贵族,虽然从小腿脚就不好,却没有

  影响他长大之后成为女人圈中的明星。不过拜伦天性无拘无束,不擅

  理财,花钱又大手大脚,因此总是债台高筑。 1815 年, 27 岁的拜伦

  和 22 岁的安妮贝拉小姐结婚。他们之间有多少真爱很难说。安妮贝

  拉对拜伦的爱更像是女粉丝对诗人的爱,而后者可能更在意前者从其

  伯父那里继承的遗产,因为这可以帮助他度过财务危机。安妮贝拉出

  生在一个非常富有的家庭,从小受到非常良好的教育,但是她的兴趣

  爱好却是数学。这种情况虽然在英国上流社会的女子中并不多见,但

  并非绝无仅有。因为当时工业革命对社会的改变也让女子开始关注科第三章计算也是机械运动 049

  技。拜伦好友雪莱的第二任妻子玛丽就是一个科技迷,她写了著名的

  小说《弗兰肯斯坦》,讲述了那个时代机器人的故事以及机器如果获

  得智慧可能对人类产生的冲击。

  安妮贝拉婚后很快怀了孕,生下了埃达。也就是在这时,她和拜

  伦的婚姻走到了尽头。 1816 年 1 月,拜伦和妻子一同过完结婚一周年

  纪念之后,便提出搬离他们伦敦皮卡迪利的豪宅,并建议妻子带着刚

  出生的女儿到娘家暂住。此时,拜伦再次陷入了财务危机。大量的诗

  作并没有给他带来财富,而每日巨大的花销让他负债累累。安妮贝拉

  认为丈夫疯了,她给他找来了医生,这也激怒了拜伦。在他们一同生

  活的一年里,安妮贝拉觉得拜伦依旧风流成性,而且和他的同父异母

  姐姐奥古斯塔· 莉关系暧昧。婚姻走到这一步,已经很难挽回了,接

  下来发生的就是本章开头讲的那一幕,而拜伦则干脆离开了英国。他

  先是到了意大利,在那里结识了另一位大诗人雪莱。然后他来到了欧

  洲文明的起点希腊。当时希腊人正在反抗奥斯曼土耳其帝国的统治,

  争取独立。对于诗人拜伦来讲,希腊是欧洲文明的发源地,他对那片

  土地的感情犹如游子对母亲的感情。于是他毅然投身到希腊民族解放

  运动中,并且成为军队统帅之一。每日繁重的工作和在各地的奔波让

  拜伦一病不起。 1824 年 4 月 19 日,拜伦病逝于希腊军营。希腊为这

  位伟大的诗人举行了国葬,而英国得知这个消息,也是举国哀悼。

  生前,拜伦并没有忘记他唯一在世的女儿埃达。虽然他对孩子

  的母亲并没有太多感情,但是对埃达却时时刻刻都在思念,希望得到

  她的消息。拜伦讲:“等她长到这么大,我才意识到原来自己对她一

  往情深,也对她的未来有种种设想。只不过即便我现在说出,别人也050 信息传

  不会相信。因此,我最好还是把它们藏在心里……这个女孩有想象

  力吗?” a 或许正是因为拜伦没有机会把自己对埃达的设想付诸实践,

  埃达才在母亲的关照下走上了一条非同寻常的道路。

  安妮贝拉在埃达很小的时候就教她数学,这在当时英国上流社

  会的女子教育中是非常罕见的,而阿埃无论学什么数学知识几乎都是

  一学就会。同时,阿埃继承了父亲的想象力。 12 岁的时候,她就对

  飞行器着迷,那时凯利爵士还没有试飞他的载人滑翔机。为了研究飞

  行,她对鸟类的身体构造产生了兴趣,但又不忍心解剖鸟类,便让母

  亲找来了一本鸟类解剖图解。在埃达的一生中,她一直保持着对数学

  和自然科学的极大热情。

  1833 年, 18 岁的埃达正式进入英国上流的社交圈。在一个个晚

  会上,埃达见到了英国国王、王后,甚至还有世界外交史上最富传奇

  色彩的塔列朗 b。但是,改变了埃达一生命运的则是在一次沙龙上她见

  到了发明差分机的科学家巴贝奇,并且见到了被她母亲称为“能思考

  的机器”的差分机。

  埃达比大部分大学毕业生(当时只有男性可以上大学)都有着更

  高的数学和机械修养。当大家还只是惊讶于这种机械能够算题时,埃

  达已经琢磨出了它大致的原理,并且对此着了迷。她后来给朋友写信

  讲,那是所有机械中的珍宝,并且流露出对那台机器的渴望。

  巴贝奇的科学家气质也吸引着年轻的埃达。巴贝奇当时 41 岁,

  举止沉稳,轮廓分明的脸上散发出机智和魅力。埃达希望借助一个高

  a Byron to Augusta Leigh. Byron’ s letters and journals, Vol 7, 1823-10-12.

  b 夏尔· 莫里斯· 塔列朗,法国大革命时期的政治人物。第三章计算也是机械运动 051

  智商的头脑,来实现当时女性在科学上难以实现的梦想,而眼前这位

  男子,以及他所从事的事业,正是指引她在黑暗中前行的明灯。

  此时的巴贝奇,已经在计算机研究领域花了近 20 年的时间。前

  十年他是成功的,但是接下来的十年他遇到了瓶颈,而他的想法则又

  远远超出了当时他正在研制的那台机器。长期以来,他都是在孤军奋

  战,他需要一个高智商的助手。让他没有想到的是,这位顶着英国最

  有名的姓氏,后来成为洛夫莱斯伯爵夫人 a 的年轻女子,就是他寻找

  多年的合作者。

  从那一刻起,两个人一同开始了在信息发展史上伟大而悲壮的

  “奥德赛” b。

  埃达·洛夫莱斯(Augusta Ada King, Countess of Lovelace)

  1815年12月10日-1852年11月27日

  她是拜伦之女,是奥古斯塔·埃达·金,洛夫莱斯伯爵夫人,但更值得被铭记的

  是,她是一位伟大的数学家、计算机程序的创始人,是写出人类第一份“程序设计

  流程图”的第一位程序员。

  遗憾的是,她与父亲拜伦一样英年早逝,但是她终生美丽。

  用圆周运动和齿轮计算微积分

  1792 年,巴贝奇出生于伦敦一个富有的银行家家庭, 18 岁进入

  著名的剑桥大学三一学院,成为牛顿的校友。后来他担任了牛顿曾经

  a 埃达嫁给了威廉· 金( William King)。婚后不久,金被授予伯爵封号。

  b 这是借用荷马史诗《奥德赛》的故事来表达埃达和巴贝奇在信息发展之路上的伟

  大和艰辛。《奥德赛》讲述了俄底修斯的 10 年海上历险,突出地表现了俄底修斯

  的机智和勇敢。——编者注052 信息传

  担任的卢卡斯数学教授 a 职务。在进入大学之前,他就显示出了极高

  的数学天分。进入大学后,巴贝奇发现,当时英国人普遍接受的牛顿

  建立在运动基础之上的微积分,不如莱布尼茨基于符号处理的微积分

  便于理解传播。为了推广已经被欧洲大陆普遍接受的莱布尼茨的微积

  分,他和其他人一同创办了英国的(数学)分析学会。不过巴贝奇并

  不是一个安分的学生,他一方面显示出超凡的智力,另一方面又不按

  照要求完成学业,为此他不得不转了一个学院继续学业。在学校里,

  他还对很多超自然的现象感兴趣。

  如果不是赶上工业革命,巴贝奇或许会寻找某一个传统的数学领

  域或者自然哲学领域做一辈子研究,并且留下一个巴贝奇定律或者巴

  贝奇定理。但是,工业革命的大背景让他把毕生的精力和全部的金钱

  都投入研究能够处理信息的机械中。这也不奇怪,因为工业革命为信

  息处理提供了思想上的依据、技术上的条件和广阔的市场。

  工业革命是人类历史上最伟大的事件。它不仅第一次让人类从

  此进入可持续发展的时代,也改变了人们的思想。人类从相信神,到

  今天开始变得自信起来,相信这个世界是确定的、有规律的,而自己

  能够发现世界上所有的规律。早在牛顿时代,著名物理学家玻意耳在

  总结牛顿等人的科学成就之后,就提出了机械论,这也被称为机械思

  维。玻意耳等人(包括牛顿、哈雷等)认为,世间万物的一切规律都

  可以用机械运动的规律来描述,包括蒸汽机和火车在内的工业革命中

  a 卢卡斯数学教授席位( Lucasian Chair of Mathematics)是英国剑桥大学的一个荣誉

  职位,授予对象为数学及物理相关的研究者,同一时间只授予一人,此席位的拥

  有者被称为“卢卡斯教授”( Lucasian Professor)。——编者注第三章计算也是机械运动 053

  那些最重要的发明,都受益于机械思维。人们热衷于用机械的方法解

  决各种问题,从精密的航海导航,到能够奏乐的八音盒,再到能织出

  各种图案的纺织机。

  既然能想到的所有规律都可以用运动规律来描述,那么就很容

  易想到让具有特殊结构的齿轮组运动来完成计算,这便是设计机械计

  算机的思想基础。这种想法早在 17 世纪就有人尝试过。法国数学家

  帕斯卡发明了一种手摇计算器——虽然有时人们将它称为最早的机械

  计算机,但实际上它和我们今天理解的计算机概念没有太多的相似之

  处,称之为计算器更恰当。帕斯卡计算器从外观上看有上下两排旋

  钮,每个旋钮上都刻着 0~9 十个数字。在做加减法时,只要将参加运

  算的两个数字分别拨到相应的位置,然后转动手柄,计算器里的一组

  组齿轮就会转动,完成计算。

           早期帕斯卡计算器054 信息传

  帕斯卡计算器最初只能做加法,后来经过改进可以做减法和乘

  法,但做不了除法。在帕斯卡之后,莱布尼茨改进了计算器。他发明

  了一种以他的名字命名的转轮(莱布尼茨轮),方便实现四则运算中

  的进位和借位。到了 19 世纪初,经过近两个世纪的改进,机械计算

  器已经能够完成四则运算。但是计算的速度很慢,精度也不够高,而

  且设备造价昂贵。不过,这种计算器更大的缺陷在于,那些复杂的运

  算,比如对数运算和三角函数运算都做不了。

  19 世纪机械工业的发展需要进行大量的复杂计算,比如三角函

  数的计算、指数和对数的计算等。在微积分出现之前,完成这些函数

  的计算几乎不可能。 18 世纪之后,欧洲数学家使用微积分,找到了

  很多计算上述函数的近似方法。不过这些方法的计算量极大,需要很

  长的时间,而且当时除了数学家,一般人是完成不了那些计算的。为

  了便于工程师在工程中和设计时完成各种计算,数学家设计了数学用

  表,这样工程师可以从用表中直接查出计算的结果。

  莱布尼茨计算器第三章计算也是机械运动 055

  不过,那个时代的数学用表错误百出,给生产和科学研究带来了

  很多麻烦。而这个问题很难避免,因为手算很难保证完全不出错。如

  果很多数学家分别独立计算,还可以比对结果发现错误。但是巴贝奇

  发现,那些不同版本的数学用表都是抄来抄去的,而错也都犯一样

  的。因此,巴贝奇就想设计一种机械,能够完成微积分的计算,然

  后用它来计算各种函数值,得到一份可靠的数学用表。当时他只有

  22 岁。

  在随后的 10 年里,巴贝奇造出来一台有 6 位精度(巴贝奇最初

  的目标是达到8位精度)的小型差分计算机 a。随后巴贝奇用它算出了

  好几种函数表,用于解决航海、机械和天文方面的计算问题。值得指

  出的是,巴贝奇的这次成功受益于工业革命的成就——当时机械加工

  的精度比瓦特时代已经高出了很多,这让巴贝奇能够加工出各种尺寸

  独特的齿轮。但是,当时并没有 20 世纪的精密加工技术,制造小批

  量特制齿轮和机械部件的成本高、难度大,这给巴贝奇后来的工作带

  来了诸多不便。

  不过,首次成功还是让巴贝奇获得了英国政府的资助,用以建造

  一台精度高达 20 位的计算机。几年后,他又获得了剑桥大学卢卡斯

  数学教授的职位,这让他有了稳定的收入。在此之前,他一直在花自

  己继承的 10 万英镑的遗产。胜利女神似乎正在向他招手,但是在接

  下来的时间里,他在计算机研究方面一筹莫展。

  从表面上看,巴贝奇遇到的困难是因为那台差分机太复杂了,里

  a 由于计算机并不能计算连续变量的函数,只能用离散的变量来近似,因此微积分

  中连续变量积分的计算变成了离散变量差分的计算。056 信息传

  面有包括上万个齿轮的2.5万个零件,当时的加工水平根本无法制造。

  但更本质的原因是,巴贝奇并不真正理解计算的原理。他不懂得对于

  复杂的计算来讲,不是要把机器做得更复杂,而是要用简单的计算单

  元来实现复杂的计算。当然,在那个年代没有人了解这些。作为现代

  计算机基础理论的布尔代数要再等十几年才被提出来,而且要再过近

  一个世纪才会被应用到计算技术中。

  查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)

  1792—1871

  1843年,一位英国数学家提出了分析机原理,这个构思将在103年由后人付诸实践,

  并有了一个为大家熟知的名字——计算机。

  很遗憾,查尔斯·巴贝奇终其一生也没能实现造出分析机的愿望,但他依旧是当之

  无愧的计算机先驱。直到今天,许多计算机书籍扉页里仍然登载着他的照片,以表

  纪念。

  用卡片记录指令和思想

  在支持了巴贝奇 10 年之后,英国政府对那个永远造不出来的机器

  已经失去了兴趣,只好为已投入的 1.7 万英镑经费自认倒霉。而知识

  界对此也普遍不看好,认为那台机器就算造出来也不会有什么作用。

  巴贝奇从来就不是一个会轻易放弃梦想的人。在失去政府的资助

  后,巴贝奇仍在继续工作,而且有了一个更庞大的计划——制造一台

  能够完成一系列计算而不是单一计算,甚至具有存储功能的机器,巴

  贝奇称它为分析机。他的这一灵感来自法国人约瑟夫· 马里耶· 雅卡

  尔( Joseph Marie Jacquard)在 1804 年发明的雅卡尔提花机。在发明

  提花纺织机之前,要想织出漂亮的布匹,就需要工匠站在纺织机后面第三章计算也是机械运动 057

  用手控制各种颜色的丝线。雅卡尔发明了一种用打孔卡片控制的纺织

  机,纺织机可以根据预先设置好的“程序”(虽然当时还没有“程序”

  这个概念)移动丝线,织出漂亮的布匹。雅卡尔并不知道他的这项发

  明在信息史上具有重大意义。因为这是第一次把信息通过一个机器能

  够识别的载体记录下来,再由这个信息来控制机器的运转。多年以

  后, IBM 公司发明了用于统计的制表机,其原理其实和雅卡尔提花

  机差不多。

  巴贝奇在见到雅卡尔提花机后,马上就想到了计算也可以由记录

  在卡片上的信息控制。这样一来,计算机不仅能完成 3+5 这样的数

  值运算,而且能够完成 X+Y 这样变量之间的运算,而变量 X 和 Y 的

  值,既可以由卡片输入进去,也可以是前一次运算的结果。这其实就

  是最原始的程序和循环的概念。不仅如此,巴贝奇想象的计算机还应

  该具有逻辑判断的功能,比如一个变量是否大于 3,然后根据判断的

  结果,决定走哪条路径继续计算。这其实就是今天计算机程序设计中

  分支的概念。由于当时没有现成的词语描述他的想法,所以他的手稿

  今天读起来非常难以理解。比如他用“货仓”( store)表示存储单元,

  用“作坊”( mill)表示计算单元。但是在这些别扭用词的背后,却

  闪烁着超越时代的思想光辉。按照巴贝奇的设想,在这台机器中,数

  据是流动的,它们从卡片中流入“作坊”进行计算,然后再流入“货

  仓”。这其实就是今天我们所说的数据流或者信息流的概念。

  埃达的加入让巴贝奇终于有了一个可以对话和讨论问题的人。她

  很快从一个助手变为一个思想的来源,并且为他们将要建造的这台机

  器赋予了无限的想象空间。这种身份的转变,在很大程度上要归功于058 信息传

  埃达写的一份报告。

  1840 年,在失去英国政府的支持后,巴贝奇和埃达开始寻求欧

  洲其他国家的支持,毕竟实现如此庞大的计划实在是太花钱了。巴

  贝奇把目光投向了意大利。对这个曾经出现了数学家阿基米德的国

  度 a,巴贝奇充满了希望。当时意大利负责制定国家科学报告的路易

  吉· 梅纳布雷亚( Luigi Menabrea)在看了巴贝奇的设计图纸后兴奋

  不已,想将它变成一份类似于“欧洲分析机报告”的建议书,推荐给

  欧洲学术界。巴贝奇并不懂意大利语,这份报告的翻译工作就由埃达

  来完成。埃达在翻译这份报告时加入了很多自己的想法,这些想法实

  际上比报告本身的内容更有价值。 b 或许是埃达觉得自己的想法还不

  够成熟,或许是其他原因,三年后她才将自己翻译的报告连同她加进

  去的几倍长的内容拿给巴贝奇看,巴贝奇兴奋不已。

  埃达提出了今天程序设计中循环和递归思想的雏形。当时数学家

  都在为无穷级数的展开和求和发愁。如果有一种能够实现自动循环计

  算的机器,那么那些令人烦恼而又枯燥无比的计算将迎刃而解。为了

  证明这一点,埃达没日没夜地工作,她试图设计一种让机器自动算题

  的方法,里面包括一些步骤或者流程以及具体的运算。那些流程和运

  算结合在一起,其实就是我们今天计算机程序设计的思想。

  梅纳布雷亚虽然喜欢巴贝奇的想法,但他当时还只是一个给政

  a 阿基米德是希腊科学家,但是他主要的生活地点西西里岛叙拉古城,位于当时的

  意大利。

  b Sketch of the Analytical Engine Invented by Charles Babbage, Ada Lovelace, in

  Scientific Memoirs, Vol 3 (1842).第三章计算也是机械运动 059

  府做顾问的普通数学家,不是后来的意大利首相 a,因此他无法给予

  对方直接的支持。这样一来,巴贝奇和埃达还得自己干。他们没有

  外来的经费,甚至没有助手。这一年巴贝奇已经 51 岁了,而埃达只

  有 27 岁。不过他们的关系却有点儿像今天创业公司的 CTO(首席

  技术官)和 CEO(首席执行官)的关系,后者更多地在控制全局。

  这可能是因为埃达更具想象力,而且更善于把事情讲清楚。埃达有

  一次不无得意地对巴贝奇讲:“我觉得你的预见性不及我的一半。

  我不认为我父亲是诗人和我要成为分析师(相当于今天所说的计算

  机科学家)有什么矛盾之处。” b

  事实上,埃达正是从她的父亲那里继承了诗人所特有的想象力。

  比如埃达已经意识到,这个由卡片控制的机器不仅能计算,还能操

  作( operate)其他东西,比如操控语言、谱写音乐。埃达甚至预测了

  “计算机科学”会成为一门独立的学科。她认为,“那是一门独立的学

  科,自有其抽象的真理和价值……独立于我们那些借助逻辑推理进行

  研究的课题”。今天,如果按照《美国新闻与世界报道》对学科的分

  类,计算机科学在大学中研究者人数是仅次于生命科学的第二大“科

  学类”学科,但这是 100 年之后的事情,埃达没有机会看到这一天的

  到来。

  a 首相,一般指的是王国的首席文官,意大利在 1946 年废黜国王后,就不再有首相

  了。现在的意大利政体是其实是内阁制,总统是国家的象征,而政府的首脑则是

  总理,总理的行政权力比较大。——编者注

  b “Sketch of the Analytical Engine Invented by Charles Babbage”, in Charles Babbage

  and His Calculating Engines by Philip Morrison.060 信息传

  为了制造出这种能够操作其他东西的分析机,埃达不仅投入了后

  半生全部的精力,甚至变卖了自己的珠宝。但是巴贝奇的分析机始终

  没有制造成功,甚至离成功还差得很远。不过,埃达的想象力确实超

  人,她假定能够设计发明出一种操作其他东西的计算机,然后设计了

  在计算机上能够进行循环计算的流程。这其实就是今天在虚拟机上开

  发程序的概念。埃达因此被誉为世界上第一位程序员。 1981 年,美

  国国防部开发出了一种新的高级程序语言,并用埃达的名字 ADA 命

  名,以此纪念这位计算机科学的先驱。

  今天我们回过头来看巴贝奇和埃达设计的分析机,它和我们使

  用的真正的计算机有一些相似之处,即有了硬件和软件之分。在硬件

  上,它除了有运算单元,还有寄存器;在软件上,除了能做直接的数

  学运算,还可以根据对数值大小的判断,决定采用不同的计算流程,

  并且允许在计算时采用“循环”和迭代的方式分步骤完成。不过这台

  分析机和巴贝奇的差分机一样,实际上也没有制造完成。

  悲剧的原因

  1852 年,身患子宫癌的埃达不幸去世,年仅 37 岁,令人十分惋

  惜。已经 60 岁的巴贝奇痛失知己和合作者,余生他不得不自己解决所

  有问题。事实上,在埃达去世前几年,或许是因为看到他们的计划太

  过宏伟,预感到有生之年没有实现的可能,巴贝奇又回到了最初的想

  法,制造一台精度极高的差分机,世称巴贝奇差分机二号。直到 1871

  年巴贝奇去世,他只完成了这台庞大机器的 1/6。所幸的是,他和埃

  达留下了 5 万张图纸以及大量的设计文档。 100 多年后,人们根据他第三章计算也是机械运动 061

  们的图纸制作了这台差分机,证明当初他们的想法是正确的。但是,

  巴贝奇在 1871 年去世时,不仅留下了一堆债务,而且失去了所有荣

  誉。大家觉得他是一个失败者,甚至是一个骗子。

  巴贝奇失败的原因是多方面的。硅谷计算机历史博物馆的负责人

  莱恩· 舒斯特克( Len Shustek)认为,巴贝奇的失败在很大程度上是

  管理的问题。他总是在设计发明的半路又产生了新想法;他在进行工

  程项目时不知道做减法;此外,在获得英国政府资助后,他并没有集

  中精力完成一台当时急需的、能够进行高精度科学计算的机器。当时

  无论是高精度的航海导航、天文学计算还是工程计算,都需要这样一

  台计算机。巴贝奇和埃达看得太远,他们对分析机的设想超出了所处

  时代至少半个世纪。尽管巴贝奇和埃达都很聪明,但在当时其他所有

  条件都不具备的情况下,完全没有实现他们设想的可能性。

  假使巴贝奇像舒斯特克所说的,集中精力造一台专用的处理数

  据的计算机,是否有可能成功呢?历史不能假设,但是应该讲这种

  成功的可能性要大得多。就在巴贝奇去世后 13 年,即 1884 年, IBM

  公司的前身计算、制表和记录公司( Computing-Tabulating-Recording

  Company)发明了利用卡片进行统计的制表机,获得了巨大成功。它

  让本来需要 10 年才能做完的人口统计工作,只需要几个月就能完成。

  制表机和巴贝奇所设计的分析机一样,都是受到雅卡尔提花机的启发,

  它利用卡片控制简单的计算和统计,想法和分析机如出一辙。所不同

  的是,这种机器只是为特定的统计任务而设计的,本身就简单了许多。

  当然,巴贝奇和埃达失败最根本的原因是选错了技术路线,甚

  至可以讲是完全搞反了。他们为了实现复杂的计算功能,就把计算机062 信息传

  最早的计算机算法第三章计算也是机械运动 063

  搞得越来越复杂,甚至复杂到难以做出来。因为当时全世界的通常做

  法就是如此。而用简单部件实现模块,完成复杂功能,是 19 世纪末

  才出现的设计思想。像莫尔斯那样能够想到把复杂的事情用简单的办

  法来实现,在那个年代实属异类。具体到处理信息这件事情上,最有

  力的化繁为简的工具是布尔代数,但是当时它才刚刚被提出来,还没

  有多少人了解其用途。巴贝奇即使有机会了解,也想不出它和计算机

  的关系。在巴贝奇的时代,人们因为使用了几千年十进制计算,已经

  习惯成自然,根本不会想到机器在处理信息时需要用更为简单的二进

  制。所有这一切,都决定了巴贝奇和埃达必将是悲剧英雄。本章小结

  从巴贝奇研制计算机的失败过程中可以看出,信息处理是需要理论指导

  的。在信息史的自发时代,人类很难制造出具有通用性的处理信息的

  机器。

  在巴贝奇去世后大约 70 年,即 20 世纪 30 年代末,德国计算机科学家和

  机械师楚泽(Konrad Zuse)用机械实现了制造人类第一台可编程的计算机

  Z-1。和巴贝奇所不同的是,楚泽了解布尔的理论,知道应该用简单的计算

  搭建起实现复杂计算的模块,再用模块搭建通用的计算机。
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----吴军
  70多年前,这个星球上极为聪明和智慧的头脑,时常聚集在纽约比克曼酒店,讨论后工业时代层次的科学问题,其中包括冯·诺伊曼、图灵、维纳和香农等人。在一次讨论中作为信息史上划时代的杰出人物香农指出,信息的意义就在于消除对未知世界的不确定性,建立新时代的世界观和方法论。 从20世纪中期开始,信息成为衡量经济发展和科技进步简单而直接的指标,深刻影响和决定着我们的生活。我们能够说得出来的对人类产生巨大影响的发明创造,一大半都和信息有关,包括电报、电话、电影、无线电、大众传媒、计算机、移动通信、卫星技术、互联网等。可以讲,信息技术的发展历史,就是半部技术和商业进步的历史。 本书将信息的发展史分为自发和自觉两个阶段,对信息发展脉络进行了详细地梳理,为我们了解信息的本质和发展规律提供了一个全新的框架和视角。 理解信息不仅有助于我们在工作和生活中进行有效决策,也有助于我们理解未来经济发展的趋势。同时,书中讲述的成功的人、成功的做事方法,也能够为我们提供有益的借鉴和启发,让大家能够获得可重复性的成功和可叠加式的进步。
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