重温计算机简史从石头计数到计算机

重温计算机简史从石头计数到计算机计算机始祖众所周知，电脑的正式名称为电子计算机从人类发明这种机器的初衷来看，它的始祖应该是计算工具英语中的Calculus〃（计算）一词源自拉丁语，它既有算法的含义，也与肾脏或胆囊里的结石有关远古时期，人们使用石头进行计算，以捕获猎物，因此石头成为了他们的计算工具著名科普作家阿西莫夫曾指出，人类最早的计算工具是手指，英语单词〃Dight〃既表示〃手指〃又表示〃整数数字〃；而中国古人常用〃结绳〃来帮助记事，〃结绳〃同样也可以充当计算工具石头、手指、绳子……这些都是古人曾经使用的〃计算机〃不知何时，许多国家的人都不约而同想到用〃筹码〃来改进工具，其中要数中国的算筹最有名气商周时代问世的算筹，实际上是一种竹制、木制或骨制的小棍古人在地面或盘子里反复摆弄这些小棍，通过移动来进行计算，从此出现了〃运筹〃这个词，运筹就是计算，后来才派生出〃筹〃的词义中国古代科学家祖冲之最先算出了圆周率小数点后的第6位，使用的工具正是算筹，这个结果即使用笔算也很不容易求得欧洲人发明的算筹与中国的有所不同，他们的算筹是根据格子乘法〃的原理制成的例如,要计算1248x456,可以先画一个矩形，然后把它分成3x2个小格子，在小格子边依次写下乘数、被乘数的各位数字，再用对角线把小格子一分为二，分别记录上述各位数字相应乘积的十位数与个位数把这些乘积由右到左，沿斜线方向相加，最后就得到乘积1617年，英国数学家纳皮尔把格子乘法表中可能出现的结果，印刻在一些狭长条的算筹上,利用算筹的摆放来进行乘、除或其他运算纳皮尔算筹在很长一段时间里，是欧洲人主要的计算工具算筹在使用中，一旦遇到复杂运算常弄得繁杂混乱，让人感到不便，于是中国人又发明了一种新式的〃计算机〃著名作家谢尔顿在他的小说《假如明天来临》里讲过一个故事骗子杰夫向经销商兜售一种袖珍计算机，说它〃价格低廉，绝无故障，节约能源，十年中无需任何保养〃当商人打开包装盒一看，这台〃计算机〃原来是一把来自中国的算盘世界文明的四大发源地一一黄河流域、印度河流域、尼罗河流域和幼发拉底河流域一一先后都出现过不同形式的算盘，只有中国的珠算盘一直沿用至今算盘的雏形最早出现在汉代，而其正式定型则在南北朝时期这一古老的计算工具利用进位制来记录数字，通过拨动不同的珠子来完成运算上珠每颗代表5,下珠每颗代表1,每在经历了30年的艰难挑战和挫折之后，巴贝奇并没有被打败正是阿达的无私援助，坚定了他的信念和决心1834年，当大型差分机项目遭遇重大挫折时，巴贝奇已经提出了一项更为大胆的新设计他的目标不仅仅是制造出能够进行简单计算的差分机，而是追求一种通用的数学计算机一一分析机这种新的设计将使机器能够自动解决包含100个变量的复杂算题，每个数字可以精确到25位，运算速度达到每秒一次今天我们再回首看看巴贝奇的设计，分析机的思想仍然闪烁着天才的光芒巴贝奇晚年因喉疾几乎不能说话，因此他让阿达代为完成介绍分析机的文字阿达在一篇文章中描述了分析机的优点‘这台机器在计算范围、简便程度和可靠性与精确度方面都超过了以前的机器〃巴贝奇设计了一台精巧的分析机，打算用蒸汽机驱动大量的齿轮机构运转分析机主要分为三部分一是齿轮式的“存贮库〃，每个齿轮可以存储10个数，总共可以存储1000个50位数；二是所谓的〃运算室〃，其基本原理与帕斯卡的转轮相似，通过齿轮间的啮合、旋转、平移等方式进行数字运算；三是没有具体命名的部件，它通过杰卡德穿孔卡中的〃0〃和〃1〃来控制运算操作的顺序，类似于电脑里的控制器他还考虑了如何使这台机器处理依条件转移的动作，比如，第一步运算结果若是就接着做乘法，若是〃0〃就进行除法运算此外，巴贝奇还构思了送入和取出数据的机构，以及在〃仓库〃和作坊〃之间不断往返运输数据的部件阿达，一位在计算机科学领域内崭露头角的软件工程师，以其卓越的才华和对技术的深刻理解，被誉为〃世界第一位软件工程师〃她不仅准确评价了分析机〃编织〃的代数模式与杰卡德织布机编织的花叶之间惊人的相似性，还开创性地为计算机编制了一系列函数计算程序这些程序包括计算三角函数、级数相乘、伯努利函数等，至今仍被电脑软件界的后辈们所敬畏，不敢轻易改动一条指令阿达的成就并非偶然，而是她对技术的热爱和对创新的追求的必然结果她的故事激励着无数人追求卓越，勇于创新，不断超越自我在未来的日子里，我们期待阿达继续在计算机科学领域书写辉煌篇章，为世界带来更多的惊喜和变革众所周知，回美国国防部据说是花了250亿美元和10年的光阴，把它所需要软件的全部功能混合在一种计算机语言中，希望它能成为军方数千种电脑的标准1981年，这种语言被正式命名为ADA（阿达）语言，使阿达的英名流传至今巴贝奇和阿达在面临经济困境时，不得不暂时放弃手头的工作，共同寻找解决之道他们尝试制作国际象棋玩具和赛马游戏机等创意产品，以赚取资金支持科研活动然而，由于缺乏资金，他们的生活陷入困境为了维持生计，阿达不得不将家中祖传的珍宝变卖，而这些珍贵的物品最终又由她的母亲赎回尽管面临重重困难，两人仍然坚持追求科学梦想贫困交加，无休止的脑力劳动，使阿达的健康状况急剧恶化1852年，怀着对分析机成功的美好梦想，软件才女英年早逝，死时年仅36岁阿达去世后，巴贝奇又默默地独自坚持了近20年晚年的他已经不能准确地发音，甚至不能有条理地表达自己的意思，但是他仍然百折不挠地坚持工作1871年，为计算机事业贡献毕生精力的先驱者巴贝奇，终于满怀着对分析机无言的悲怅，孤独地离开了人世有人把他的大脑用盐渍着保存起来，想经过若干年后，有更先进技术来研究他大脑保存的精神分析机项目最终未能实现，巴贝奇和阿达的尝试宣告失败他们的努力虽然未能成功，但他们对于电脑科学的贡献却为后人留下了宝贵的精神遗产他们提出了包括30种不同设计方案、近2000张组装图和50000张零件图在内的大量创新成果，这些作品不仅体现了他们对科技发展的深刻洞察，更展现了他们在面对挫折时的坚韧不拔和对理想的无限追求尽管分析机项目未能实现，但巴贝奇和阿达在计算机科学领域所展现出的创新精神和不懈努力，无疑为我们提供了宝贵的经验和启示他们的故事告诉我们，勇于探索未知、不畏艰难险阻的精神是科技进步不可或缺的动力同时，他们的遗产也提醒我们，在追求科技创新的道路上，需要保持谦逊和开放的心态，不断学习和吸收新的知谡和技术，以推动社会的进步和发展穿孔制表机将一个国外出版的多媒体百科全书光盘插入电脑，并输入Punchedcard（穿孔卡）作为关键词进行搜索你会发现，电脑屏幕首先展示的是〃Jacquard〃（杰卡德）条目，紧接着是早期计算机发展的历史简述紧邻着〃杰卡德〃词条的，是另一个名为〃H.Hollerrith〃的条目穿孔卡是一种早期计算机输入信息的设备，通常可以储存80列数据它是一种很薄的纸片,面积为190x84毫米这种设备的首次使用者是霍列瑞斯博士（H.Hollerith）,他是一位美国统计专家在1880年，美国经历了一次全国性的人口普查，这是为了记录当时超过5000万的人口当时美国经济正处于飞速发展之中，人口流动频繁；加上普查项目繁多且统计手段落后，从元月开始的这次普查，用了7年半的时间才完成数据处理因此，直到接近第二次人口普查时，美国政府才能掌握第一次人口普查期间全国人口的情况霍列端斯博上，一位德国移民，早年在美国哥伦比亚大学矿业学院完成学业，专攻采矿专业毕业后，他加入了人口调查局，并迅速投身于人口普查工作在普查过程中，他深入到众多家庭中，亲手填写表格，收集宝贵的数据深知这些数据的重要性和来之不易，他日复一日地埋头于数据之中，用手动摇计算机处理信息，尽管汗水浸湿了衣衫，但仍然无法统计出足够的数据人口普查是一项繁重的数据处理工作，涉及收集年龄、性别等数据，通过调查表采集信息此外，还需要统计社区中儿童与老人的数量，男性公民与女性公民的比例等那么，这些数据能否由机器自动处理呢？采矿工程师霍列瑞斯受到了纺织工程师杰卡德80年前发明的穿孔纸带的启发杰卡德提花机利用穿孔纸带上的小孔来控制编织过程，而霍列瑞斯则设想将这一原理应用于数据的存储和统计，从而发明了一种能够自动制表的机器人口调查局的工作十分繁忙，一个行政机构无法提供时间和经费支持公务员进行科学研究两年后，霍列瑞斯博士离开了人口局，前往专利事务所工作了一段时间，也曾在麻省理工学院任教在此期间，他一边工作，一边致力于自动制表机的研制霍列瑞斯首先将穿孔纸带改造为穿孔卡片，以适应人口数据采集的需求考虑到每个调查对象的个人信息可能包括性别、籍贯、年龄等不同项目，他将这些信息按顺序排列在一张卡片上，并在相应的位置打孔标记例如，〃性别〃栏目下有〃男〃和〃女〃两个选项，而〃年龄〃栏目则提供了从〃0岁〃到”0岁以上〃的系列选项统计员可以根据每个调查对象的具体情况进行操作，在卡片上的相应栏目打上小孔每张卡片都代表了一个公民的个人档案霍列瑞斯博士巧妙地设计了一种自动统计装置，它利用水银杯和探针的原理来计数在机器上放置了一组装满水银的小杯，并使用穿有孔的卡片作为触发装置这些卡片上的孔对应着电路中的几排探针当探针与卡片上的孔接触时，就会自动落下并与水银接触，从而接通电路并启动计数装置前进一个刻度因此，这种穿孔卡表达的信息是二进制的有孔处能接通电路计数，代表该调查项目为〃有〃（〃1〃）；无孔处不能接通电路计数，表示该调查项目为〃无〃这一原理与杰卡德提花机穿孔纸带的原理相似，都是通过物理碰撞来触发电信号的传递直到1888年，霍列瑞斯博士才完成了自动制表机的设计和专利申请这种机电式计数装置比传统的纯机械装置更为灵敏，自1890年起被美国人口普查所采用，并取得了巨大成功例如，在1900年的人口普查中，所有数据都采用了霍列瑞斯制表机进行统计，平均每台机器可替代500人工作，整个国家的数据统计仅用了一年多时间尽管霍列瑞斯发明的并非通用计算机，除了能统计数据表格外，它几乎没有其他用途，但制表机穿孔卡首次将数据转换为二进制信息此后，用穿孔卡片输入数据的方法一直沿用到20世纪70年代，数据处理也发展成为电脑的主要功能之一霍列瑞斯博士，凭借其独创的制表机技术，成功创办了自己的专业制表机公司然而，由于资金链出现问题，该公司很快陷入了经营困境在一次危机中，他被另一家名为CTR的公司收购1924年，CTR公司正式更名为〃国际商业机器公司〃，简称〃IBM〃，并开始专注于生产打孔机和制表机等相关产品杰卡德和霍列瑞斯分别用开创了程序设计和数据处理之先河以历史的目光审视他们的发明，正是这种程序设计和数据处理，构成了电脑〃软件〃的雏形继往与开来巴贝奇巨星陨落后，世人已逐渐将他淡忘，20世纪已经来临计算机的历史等待着，等待着巴贝奇式的人物再世，等待着人类划时代的壮举在1936年，美国青年霍德华・艾肯H.Aiken赴哈佛大学攻读物理学博士学位这位大器晚成的科学家，出生于世纪之交，早年家庭贫困迫使他以半工半读的方式完成高中学业大学期间，艾肯边工作边学习，直到毕业后才找到一份工程师的工作36岁时，他决定辞去高薪职位，重返校园深造他的博士论文研究空间电荷传导理论，需要求解复杂的非线性微分方程在进行繁琐的手工计算之余，艾肯梦想能发明一种机器代替人工求解，幻想有一台计算机能帮他解决数学难题三年后，如同莱布尼茨在书中〃找到〃帕斯卡一般，艾肯也是在图书馆中〃发现〃了巴贝奇和阿达的研究成果这些论文深深吸引了年轻人的心70多年后的今天，巴贝奇仿佛还在向他述说〃如果有人不接受我的失败教训，仍决心制造一台能涵盖数学分析所有工作的机器,我不怕把名誉交给他去评判，因为只有他完全理解我的工作性质及其成果的价值〃以艾肯所处的时代科技水平，或许已经能够完成巴贝奇未竟的事业，造出通用计算机为此，他撰写了《自动计算机的设想》的建议书，提出应采用机电方式而非纯机械方法来构建新的〃分析机〃然而，当时求学的年轻人根本筹措不到这样一笔巨额资金取得博士学位的艾肯进入了美国海军军械局一名小小的中尉，他仍然没有钱〃金钱不是万能的〃，但是，对于艾肯实现计算机梦想来说，〃没有钱却是万万不能的〃，否则只会重蹈巴贝奇和阿达的复辙年轻的海军中尉想到了制表机行业的IBM公司艾肯从一位老师那里听闻了IBM董事长约翰・沃森的大名，这位老师目前是一所由IBM资助成立的〃哥伦比亚大学统计局〃的成员他非常乐意为艾肯写一份推荐信为了准备这份报告，艾肯连续工作到深夜，并精心制作了一份详尽的可行性分析，然后直接前往沃森的办公室据老师所述，沃森向来行事独断，不善于通过说服来达成目标因此，如果不能说服沃森，那么研制计算机的计划几乎肯定会失败IBM总部坐落在一座充满历史气息的建筑中在宽敞的办公桌后，沃森静静地聆听艾肯的陈述在他身后，是一排整齐排列的书架，上面摆满了各式各样的书籍书架上方贴着一个醒目的标语〃思考THINK〃，这是沃森最为推崇的行动准则艾肯说完了该说的话，忐忑不安地望着对面这位爱好〃思考〃的企、也家“至少需要多少钱？〃沃森开口询问“恐怕要投入数以万计吧〃，艾肯喃喃地回答，〃不过……〃沃森摆了摆手，打断了艾肯的话头，拿起笔来，在报告上划了几下艾肯心里一紧〃没戏了！〃出于礼貌，他还是恭敬地用双手接过那张纸，随即低头一瞅，顿时喜上眉稍一一沃森的大笔一挥，批给了计算机100万美元！在IBM的强力支持下，新的计算机研发工作在哈佛物理楼后的一座红砖房中启动，艾肯为其取名为〃马克1号〃，又称为〃自动序列受控计算机〃为了这个项目，IBM派遣了莱克、德菲和汉密尔顿等工程师组成了攻关小组资金雄厚，人手充足，艾肯的处境比巴贝奇和阿达幸运多了因此，IBM正式进入了计算机领域艾肯设计的马克1号已经是一种先进的电动机器，它通过电流进行运算其关键部件是继电器，这些继电器都采用了普通的电磁铁来吸弓I和释放小铁棒每一个继电器都有一个弹簧支撑的小铁棒，通过电磁铁的吸引或排斥来上下运动当吸合时，电路被接通，代表数字〃1〃；而当释放时，电路被断开，代表数字这种继电器的开关能够在大约1/100秒的时间内接通或断开电流，这一速度明显比巴贝奇的齿轮要快得多格雷斯・霍波，一位杰出的女数学家，为Markl号编制了计算程序她于1944年加入哈佛大学的计算机研究团队，并成为世界上第一台大型计算机Mark团的第三名程序员霍波博士后来也为UNIVAC商业电子计算机编写过程序，并成功研制出第一个编译程序A-0和计算机商用语言COBOLo她被誉为计算机语言领域的领军人物在一次程序调试过程中，霍波博士发现一个故障，原因是一只飞蛾被夹在继电器触点中间,导致机器运行受阻为了解决问题，她幽默地将程序故障称为〃臭虫〃（bug）这一独特的称呼后来成为了计算机领域的一种专业术语，如DOS系统中的调试程序，其名称即为DEBUGo1944年2月，马克1号计算机在哈佛大学正式启用从外观上看，这台机器由钢和玻璃构成，长15米，高

2.4米，重达

31.5吨，其庞大体型堪比恐龙据说，为了支撑如此庞大的结构，艾肯和他的团队为其配备了15万个元件及长达800公里的电线这台机器的运算能力令人惊叹一一每分钟可执行超过200次计算它能进行23位数的加法运算仅需

0.3秒，而进行相同位数的乘法则需要6秒以上然而，它的运行声响巨大，让参观者不禁感叹‘就像挤满了一屋子编织绒线活的妇女〃或许你会联想到，马克1号计算机与杰卡德编织机之间存在着某种天然的联系标题探索计算机历史从马克1号到现代技术的飞跃在人类历史上，机械计算机和电动计算机的发展一直是一个令人瞩目的话题自帕斯卡时代以来，人类制造的顶尖水平机械计算机一一马克1号，其影响力至今仍在延续这台机器不仅被用于计算原子核裂变过程，而且运行了长达15年的时间，编出的数学用表至今仍被广泛使用1946年，艾肯与霍波发表文章指出，马克1号具备自动实现预选系列运算的能力，甚至能够解决微分方程这一成就标志着人类对计算机技术理解的一大步进，也预示着未来计算机将拥有更为复杂和强大的功能随着时间推移，计算机技术不断进步，现代计算机已远超出早期模型例如，哈佛马克一号Harvard MarkI作为早期计算机制造〃竞赛〃中投入使用较早且最为知名的计算机，总耗资四五十万美元，展现了早期计算机制造的规模和复杂性而现代计算机则通过更先进的技术和算法，实现了更加快速和精准的处理能力从马克1号到现代计算机的发展，不仅是技术进步的体现，也是人类智慧的结晶每一次技术的突破，都为人类社会带来了深远的影响，推动着我们向着更智能、更高效的未来迈进经过多年的发展，马克1号终于实现了巴贝奇的梦想多年后，艾肯这位大学教授在谈及巴贝奇时依然感到惊叹，他感慨道〃如果巴贝奇晚生75年，我可能就会失业〃然而，马克1号作为早期计算机的最后代表，自投入运行的那一刻起便已显得过时，因为现代社会已经迈入了电子时代真空驯电子在1883年的某个夜晚，美国发明家托马斯啊尔瓦・爱迪生T.Edison正忙碌地在实验室中工作他面前摆放着多种灯泡，尽管灯丝的材料各不相同，但它们都被抽成了真空状态当爱迪生拿起一只烧坏的碳丝灯泡时，他注意到碳丝似乎比之前细了许多，而在灯泡的上部隐约可以看到一些碳灰，这似乎是高温导致的碳丝蒸发形成的爱迪生尝试了一种方法来阻止碳丝的蒸发他找来一小截铜丝，将它们靠近碳丝并一同封装在一只新玻璃壳中随后，他抽去空气并将它们连接至电路上令人失望的是，尽管碳丝开始发光，但它仍然变细了正当爱迪生感到沮丧时，他无意中用电流表探头触碰到外露的铜丝端头发生了一件令人费解的事情电流表的指针竟然摆动了一个角度爱迪生几乎不敢相信，因为那根铜丝并没有接触到通电发光的碳丝，怎么会有电流呢？经过多次重复实验，情况始终没有变化爱迪生将这一现象记录在案，并以此作为一项发明申请了专利，命名为爱迪生效应〃这也是他一生中唯一的〃纯科学〃发现尽管当时爱迪生并未找到其实际用途，也没能进一步深入探讨和追寻，但这次经历却让他错失了一次更伟大的发明机会〃爱迪生效应〃没有引起爱迪生本人重视，却惊动了大洋彼岸的一位英国青年工程师弗莱明JEFIeming弗莱明漂洋过海，专程向爱迪生陈述他对单向电子流效应的真知灼见，不料想会受到大发明家的冷落1895年，为了解决无线电讯号的检波问题，弗莱明在实验室重新摆弄起爱迪生的〃电灯泡〃,并巧妙地将碳丝做细一些，铜丝加粗加宽，变成一块薄铜板，再弯曲成圆筒状，把碳丝整个儿包起来连接在交流电回路后，他兴奋地看到自己的预想变成了现实交流电讯号被整流为单向流动的直流电于是，弗莱明以热离子阀〃为名在英国申请了专利他的发明正是世界上第一只电子管，也就是人们后来所说的〃真空二极管〃然而，弗莱明的真空二极管尚未达到电脑高速开关的要求20世纪初，在弗莱明开创的事业基础上，美国青年发明家德•福雷斯特LQeForest再次驯服了电子1904年11月16日，弗莱明发明了第一个真正的热离子二极管一一弗莱明管在此之前，他是爱迪生工作室的雇员，并在离职后独立发明了这项技术这一发明是基于〃爱迪生效应〃的原理，即给金属片加上高频交变电压后，交流电通过该装置就变成了直流电这一发现不仅解决了无线电接收的问题，还催生了第一只电子管一一真空二级管在那个不惑之年，德・福雷斯特还不到30岁他的童年并不引人注目，老师曾评价他是个普通孩子，唯一的乐趣是拆解各种机械小玩意他志向不高，只想成为机械技师或成为一名机械工一次偶然的机会，他遇到了无线电发明家马可尼，这激发了他创新无线电检波装置的梦想大学毕业后短短5年，他连续获得了34项发明专利在1906年，德・福雷斯特为了提升真空二极管检波灵敏度，在弗莱明的玻璃管中加入了一种栅栏式的金属网，从而形成了电子管的第三个极令人惊讶的是，这个新增的〃栅极〃竞如同百叶窗一般，能够精准控制阴极与屏极之间的电子流当栅极有微弱电流通过时，屏极上便能获得较大的电流，而且波形与栅极电流完全一致这一发现意味着，德・福雷斯特所发明的是一种具有放大作用的真空三极管器件德・福雷斯特因发明新型电子管而受到美国纽约联邦法院的传讯，原因是有人指控他企图推销积压产品进行商业诈骗然而，法官愚昧无知，错误地宣布德・福雷斯特发明的电子管〃毫无价值〃1912年，德・福雷斯特和两名助手来到加利福尼亚的帕洛阿托小镇，他们的目标是改进三极管在爱默生大街913号的一座小木屋里，他们在铜线缠绕三极管栅极的过程中，灵光一闪，想到可以用这种玻璃管制作出更强大的放大器他们将若干个三极管连接起来，与话筒、耳机相连，并将英格索尔手表放在话筒前结果，放大后的手表滴哒声几乎震聋了德・福雷斯特的耳朵在帕洛阿托市的德・福雷斯特故居，矗立着一块小小的纪念牌市政府以市政府的名义书写着一行文字〃德・福雷斯特在此发现了电子管的放大作用，以此纪念他的伟大发明为新兴电子工业所奠定的基础〃几十年后，这里变成了世界电脑产业腾飞的硅谷电子管在无线电装置中扮演着检波、整流、放大和振荡的关键角色，其发明为通讯、广播、电视等技术领域的蓬勃发展铺平了道路然而，人们很快发现，根据不同的电路形式，真空三极管不仅可以处于〃放大〃状态，还能分别进入〃饱和〃与〃截止〃两种状态〃饱和〃状态下,从阴极到屏极的电流完全导通，如同开关被打开；而截止〃状态下，从阴极到屏极则没有电流流通，仿佛开关被关闭这两种状态均可通过栅极进行精准控制，其控制速度比艾肯继电器快上万倍发明家们在世纪之交的年代驯服了电子，采用电子器件制作计算机已经水到渠成，呼之欲出电脑创世纪全世界在隆隆的炮火声中迎来了1943年硝烟密布，战鼓催春，战争的迫切需要，像一只有力的巨手，为电脑的诞生扫清障碍，铺平道路在4月9日的阿贝丁，马里兰州，陆军军械部的一场重要会议即将进入表决阶段此时，西蒙上校坐在主席台上，他是一位陆军上校，本应在关键时刻发言，但他却沉默不语，装聋作哑旁边坐着的是普林斯顿高级研究院的韦伯伦教授韦伯伦教授正在仔细阅读那份提交给会议的报告西蒙上校对这份报告拥有决定性的发言权，因为他领导的阿贝丁试炮场肩负着美国陆军新型火炮的试验重任不久前，军械部曾派遣青年军官戈德斯坦中尉H.GIodstine从宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院召集了一批研究团队，协助计算新型火炮的弹道表这次会议是应戈德斯坦等人的要求而召开的，目的是为了决定一件非同小可的事情众所周知，新研制的大炮是否能够通过验收，必须对其发射多枚炮弹的轨迹进行仔细检查,以分析弹着点误差的原因一发炮弹从发射升空到落地爆炸仅需一分钟，而计算这发炮弹的轨迹却需要750次乘法和更多的加减法一张完整的弹道表需要计算近4千条弹道，试炮场每天要提供给戈德斯坦6张这样的表，可想而知任务量有多大戈德斯坦，一位杰出的数学家，曾在密歇根大学担任数学助理教授他带领一支由百余名女兵组成的辅助人工计算队伍，她们在炮弹爆炸时，手摇计算机疯狂地计算着，但结果却频频出错，令人啼笑皆非在他的领导下，有两位年轻的学者来自莫尔学院一位是36岁的物理学家莫契利J.Mauchy,他的系统思维能力无人能及；另一位是24岁的电气工程师埃克特P.Eckert,他聪明伶俐，善于将复杂的问题简化两人志趣相投，经过多次碰撞和合作，提出了一份研制电子计算机的设计方案一一〃高速电子管计算装置的使用〃，他们明确表示要使用弗莱明、德福雷斯特发明的电子管，制造一台前所未有的计算机器，将弹道计算的效率提高成百上千倍由于某种原因，那份至关重要的方案意外地丢失了莫契利不得不依据秘书的记录重新撰写报告，并交由埃克特编写一个附录在附录中，埃克特巧妙地阐述了如何将莫契利的设计具体化戈德斯坦深知这份报告的价值，同时也被计算机技术的前景所吸引，他决定利用自己作为军方代表和数学家的双重身份，向军械部争取到项目的资助此时韦伯伦教授手中拿着的，正是莫契利和埃克特共同起草的报告由于所需的巨额经费，加上研制的风险，就连韦伯伦也感到那几页纸似乎是沉甸甸的戈德斯坦中尉站在会议桌的另一端，面对着西蒙上校，还在作继续的申诉〃我听说海军已经把希望寄托在马克1号计算机上我们设想的机器，是一种更新式的电子计算机，它将比哈佛的那台机器，高出几个数量级……〃西蒙转过脸，用眼睛示意戈德斯坦留意韦伯伦教授的态度，因为他知道，作为军械部的科学顾问，以〃拓扑学〃创立者闻名世界的数学权威，才是一言九鼎的人物于是，全场到会者的目光，都盯在教授身上韦伯伦终于放下手中的报告，闭上眼睛，仰靠在椅背上沉思起来整个会场也跟着沉默了突然，教授猛然站起身，〃砰〃地一声推开身后的椅子，对着上校大声说道西蒙，给戈德斯坦这笔经费！〃他说完这句话后，迅速转身朝大门走去，头也不回地离开了会议室这标志着世界上第一台电子计算机的研制，戏剧性地拉开了序幕最初，军方与莫尔学院签订的协议规定提供14万美元的研制经费然而，随着项目的推进，合同被不断修订，追加的经费也达到了48万美元，大约相当于现在的1000多万美元莫尔学院组建的研制小组是一个充满活力和创新精神的跨学科团队，在科技史上留下了勇于探索、敢于挑战的光辉篇章该团队由30余名物理学家、数学家和工程师组成，并吸引了近200名辅助人员共同参与项目总负责人是备受尊敬的教授J.Brainerd,他曾经表示〃虽然这个项目可能无法保证一定能达到预期的效果，但目前正是一个合适的时机〃他顶住了来自各方的压力，全力支持年轻人的创造激情此外，团队中也涌现出了一批优秀的科研人员其中，戈德斯坦以其卓越的组织才能为团队提供了强大的支持他不仅在数学方面给予了巨大的帮助，还以军方联络员的身份，负责协调项目的进展而在计算机研制方面，莫契利、埃克特和勃克斯发挥了至关重要的作用其中，莫契利担任计算机的总设计师，主导了机器的总体设计；埃克特作为总工程师，解决了复杂而困难的工程技术问题；而勃克斯则作为一名逻辑学家，为计算机设计了乘法器等大型逻辑元件然而，为支援战争赶制的机器，紧赶慢赶，也没能赶上最后一班车德国法西斯很快就被击溃回1946年2月14日，世界上第一台电子计算机才珊珊来迟，在一片欢呼声中正式启动运行2月14日，被年轻人视为浪漫的〃情人节〃莫尔小组的大部分成员正值青春年华，对爱情充满憧憬，选择这一天作为公开揭幕典礼的日子，这或许寓意深远一一电子计算机不正是他们的〃理想情人〃吗？〃理想情人〃的名字就是〃埃历阿克〃（ENIAC）,翻译成中文是〃电子数字积分和计算机〃，对于外人听起来可能颇为生硬，但在莫契利和埃克特耳看来，‘她〃却像是撩拨人心的〃维纳斯〃与夏娃〃在一个清晨，当天空刚刚泛白，他们俩不约而同地来到了埃历阿克的身边他们的目光再次充满了深情，凝视着这个〃如花似玉〃的〃情人〃在它的身体里，总共装配了17468只电子管、7200个二极管、70000多电阻器、10000多只电容器以及6000只继电器电路上的焊接点多达50万之巨机器的表面布满了电表、电线和指示灯，简直就像姑娘身上挂满的各式翡翠珍珠宝石项链这台〃情人〃的体积实在太大了，庞大的身躯挤进了一排高达

2.75米的金属柜中，占地面积约为170平方米，相当于整整十间房的空间大小总重量达到30吨，堪称为空前绝后的〃巨型机〃尽管面临挑战，埃历阿克在庆典上的卓越表现令人瞩目它所展现的运算能力，令同时代的任何机械或电动计算机相形见细埃历阿克采用穿孔卡片进行数据输入和结果输出，每分钟可处理125张卡片，输出100张其运算速度之快令人惊叹，能在1秒内完成5000次加法运算，3/1000秒内完成两个10位数的乘法运算，远超马克1号至少1000倍的速度一条炮弹轨迹仅需20秒即可被它计算完毕，其运算速度甚至超过了炮弹本身的飞行速度埃历阿克一天的计算工作量相当于一个人用手工计算40年的成果一档可以视为一个数位为了有效地使用算盘进行计算，必须记住一套口诀，这些口诀相当于算盘的〃软件〃此外，算盘本身还具备存储数字的功能，这使得它在使用上的便利性大大增强算盘不仅帮助中国古代数学家取得了许多重大科技成果，还在人类计算工具的发展史上占据了重要地位英国数学家威廉・奥特雷德William Oughtred在1630年，利用当时的对数刻度尺进行乘法运算时，突发奇想如果能够使用两根相互滑动的对数刻度尺来替代传统的直尺和圆规,不就可以省去测量长度的两脚规吗？这一想法最终催生了〃机械化〃计算尺的诞生奥特雷德的这项创新极大地简化了计算过程，使得计算工作更加高效和便捷他发明的乘法表不仅为孩子们提供了快速计算乘法题的工具，而且揭示了乘法运算的本质复杂性一一一个数字乘以另一个数字，结果就是一个更大的数字这种新的计算方法，即奥特雷德乘法，迅速被广泛应用并得到推广奥特雷德的乘法表不仅适用于儿童教育，也为后来的数学研究和应用提供了坚实的基础他的这一创举，虽然在当时并未引起广泛关注，但为后世的数学家们开辟了新的道路，推动了数学符号的发展，尤其是乘号和除号的普及奥特雷德的这一发明，虽非革命性的突破，却在数学史上留下了浓墨重彩的一笔它不仅改变了人们计算的方式，也促进了科学方法的发展，为后世的科学研究和技术应用奠定了坚实的基础奥特雷德是一位杰出的理论数学家，他对计算尺这个小发明并不感兴趣，也没有打算将其流传于世然而，二百年过去了，他的这项发明并没有被实际应用过到了18世纪末，以发明蒸汽机而闻名的瓦特，成功地制造出了第一把真正意义上的计算尺瓦特原本是一名仪表匠，他的蒸汽机工厂投产后，需要迅速计算蒸汽机的功率和气缸体积为了解决这一问题，瓦特设计了一种带有滑标的计算尺，这种设计在尺座上增加了一个滑标，用于〃存储〃计算过程中的中间结果这种滑标的设计一直被后人沿用至今1850年以后，对数计算尺迅速发展，成了工程师们必不可少的随身携带的〃计算机〃，直到20世纪

五、六十年代，它仍然是代表工科大学生身份的一种标志凝聚着许许多多科学家和能工巧匠智慧的早期计算工具，在不同的历史阶段发挥过巨大作用，但也将随着科学发展而逐渐消亡，最终完成它们的历史使命第一抹曙光埃历阿克标志着电子计算机的创世，人类社会从此大步迈进了电脑时代的门槛第一台真正的计算机是著名科学家帕斯卡B.Pascal发明的机械计算机帕斯卡1623年出生在法国一位数学家家庭，他三岁丧母，由担任着税务官的父亲拉扯他长大成人从小，他就显示出对科学研究浓厚的兴趣少年帕斯卡对于他的父亲怀有深厚的情感每天，他都会看到父亲在辛苦地计算着税款，心中充满了想要帮忙的愿望，却又担心父亲的安危因此，他决定发明一台机器来帮助父亲计算税款，以减轻他的负担19岁时，他成功制作出人类历史上第一台机械计算机，为家庭带来了巨大的便利帕斯卡的计算机，一种由一系列齿轮构成的装置，外形类似于一个长方盒子它通过使用儿童玩具钥匙旋紧发条后才能启动，仅能完成加法和减法运算尽管仅用于加法运算，但存在一个〃逢十进一〃的问题为了解决这一问题，帕斯卡巧妙地采用了一种小爪子式的棘轮装置当定位齿轮指向9时，棘爪会逐渐升高；一旦齿轮转动至0,棘爪便会〃咔嚓〃一声掉落，从而推动十位数的齿轮前进一档帕斯卡的发明成功之后，他连续制造了50台这种被称为〃帕斯卡加法器〃的计算机目前至少还有5台保存着例如，在法国巴黎工艺学校和英国伦敦科学博物馆都可以看到帕斯卡计算机的原型据说在中国的故宫博物院，也保存着两台铜制的复制品，这是当年外国人送给慈僖太后的礼物然而，慈僖太后对这台机器并不了解，只是把它当作西方的洋玩具,藏在深宫里面帕斯卡是一位天才，他在多个领域都取得了卓越的成就后人称他为数学家、物理学家、哲学家、流体动力学家和概率论的创始人众所周知，液体压强的性质被称为帕斯卡定律”，这个定律就是由他发现的，并以他的名字命名他还是一位文学家，其优美的散文在法国广受赞誉然而，长期从事艰苦的研究损害了他的健康，1662年英年早逝，死时年仅39岁他留给世人一句至理名言〃人好比是脆弱的芦苇，但是他又是有思想的芦苇〃全世界〃有思想的芦苇〃，尤其是计算机领域的后来者，都不会忘记帕斯卡在浑沌中点燃的亮光1971年发明的一种程序设计语言一一PASCAL语言，就是为了纪念这位先驱，使帕斯卡的英名长留在电脑时代里在帕斯卡逝世不久后，德国莱茵河畔，一位英俊的青年正挑灯夜读黎明时分，他起身揉腰，面露微笑，心中已酝酿出一项朦胧的设想虽然尚未出牛.，但由帕斯卡亲自撰写的加法计算机论文，却使他如醍醐灌顶，激发了强烈的发明欲这位青年便是被誉为〃西方文明最伟大的人物之一〃的德国大数学家、哲学家莱布尼茨Gottfried WilhelmLeibniz莱布尼茨，出生于1646年7月1日，是德国哲学、数学史上的重要人物他不仅是通才,还以律师身份游走于各城镇之间，许多公式都是在颠簸的马车上完成的他自称拥有男爵贵族身份，并自称为〃十七世纪的亚里士多德〃在数学领域，与艾萨克・牛顿先后独立发现了微积分，且其所使用的微积分数学符号被更广泛使用；他还发现并完善了二进制在哲学上，莱布尼茨的乐观主义闻名，他认为〃我们的宇宙在某种程度上是上帝所创造的最好的莱布尼茨的成就不只局限于数学领域，在哲学、逻辑学、法学、语言学和技术发明等领域也有着独特的贡献他留下了丰富的知识财富，对后世产生了持久的影响在数学历史长河中，他的贡献尤为突出他在1692年至1694年间首次明确引入〃函数〃概念，为现代数学语言奠定了基础尽管当时函数思想已在三角函数和对数的使用中隐约显现，但莱布尼茨是第一个正式用函数来阐释由曲线生成的几何性质，包括横坐标、纵坐标以及曲线的切线、弦线和垂线等莱布尼茨在汉诺威生活和工作了40年，为纪念他，汉诺威大学于莱布尼茨诞辰360年（2006年7月1日）改名为汉诺威莱布尼茨大学他不仅在数学上取得了巨大成就，还在哲学、逻辑学、法学、语言学和技术发明等领域有着独特的贡献他的知识财富对后世产生了深远的影响，他的思想和理论至今仍被广泛研究和讨论综上所述，帕斯卡逝世后不久，莱布尼茨通过阅读帕斯卡的论文，深受启发，决心将机器的功能扩展到乘除运算这一想法最终催生了他对机械计算的深入研究，并成功研制了一台能进行四则运算的计算器这台机器不仅奠定了机械计算的基础，还开创了二进制数系统莱布尼茨的这些成就不仅展现了他在数学领域的卓越才能，也体现了他对知识的渴望和对创新的追求莱布尼茨早年经历了不少困难，但最终他获得了一个难得的机会，即前往法国帕斯卡的家乡热情地欢迎了他，为他实现制造计算机器的梦想铺平了道路在巴黎，他聘请了一些著名的机械专家和工匠共同工作，经过不懈的努力，在1674年成功打造了一台更加精良的机械计算机莱布尼茨发明的这台新型计算机长约1米，内部结构复杂，采用了帕斯卡原理但莱布尼茨在技术上有所创新，他引入了一种名为步进轮的特殊装置这个步进轮由一个长圆柱体构成，上面有9个齿，分布在圆柱体的表面上旁边还设有一个小齿轮，可以沿轴向移动，以与步进轮进行啮合当小齿轮转动一圈时，步进轮会根据它与小齿轮啮合的齿数，分别转动1/

10.2/10圈……，直到9/10圈这样一来，步进轮就能够连续重复地进行加法运算稍熟悉电脑程序设计的人都知道，连续重复计算加法就是现代计算机做乘除运算采用的办法莱布尼茨的计算机，力口、减、乘、除四则运算一应俱全，也给其后风靡一时的手摇计算机铺平了道路不久，因独立发明微积分而与牛顿齐名的莱布尼茨，又为计算机提出了〃二进制〃数的设计思路有人说，他的想法来自于东方中国在公元1700年左右的一个日子里，一位朋友送给他一幅来自中国的图画，名为〃八卦〃，由宋朝人邵雍所绘制莱布尼茨用放大镜仔细观察这些卦象，发现它们都是由阳

（一）和阴（-）两种符号组合而成他对这些符号产生了浓厚的兴趣，并尝试将它们颠倒排列，最终脑海中灵光一闪一一这不正是有规律的二进制数字吗？如果将阳

（一）视为阴（-）视为〃0〃，那么八卦正好构成了从000到111共8个基本序数正是在中国人的智慧启发下,莱布尼茨最终领悟了二进制数的本质尽管莱布尼茨设计的计算机使用的是十进制，但他率先系统地提出了二进制数的运算法则，这一法则至今仍影响着现代电脑的高速运算帕斯卡的计算机经过莱布尼茨的改良之后，被装上了电动机以驱动机器运作，从而成为了名副其实的〃电动计算机〃这种机器一直使用到了20世纪20年代才退出历史舞台尽管帕斯卡与莱布尼茨的发明还不足以称为现代意义上的计算机，但它们确实开启了人类计算机史上的第一缕曙光〃编织〃的程序要让机器听人类的话，按人类的意愿去计算，就要实现人与机器之间的对话，或者说，要把人类的思想传送给机器，让机器按人的意志自动执行说来也怪，实现人与机器对话的始作俑者却不是研制计算机的那些前辈，而是与计算机发明毫不相干的两位法国纺织机械师他们先后发明了一种指挥机器工作的〃程序〃，把思想直接〃注入〃到了提花编织机的针尖上顾名思义，提花编织机具有升降纱线的提花装置，是一种能使绸布编织出图案花纹的织布机器提花编织机最早起源于中国，这一点在我国出土的战国时期墓葬物品中得到了印证这些物品中就包含了许多用彩色丝线编织的美丽花布据史书记载，西汉时期的铜鹿县纺织工匠陈宝光的妻子，不仅技艺高超，而且能够熟练操作提花机她的机器配置了120根经线,平均60天就能织成一匹价值万钱的花布明朝刻印的《天工开物》一书中，还详细地描绘了一幅提花机的示意图可以想象，当欧洲的王公贵族对从〃丝绸之路〃传入的美丽绸缎赞叹不已时，中国的提花机也必定会沿着〃丝绸之路〃传入欧洲在那个时代，使用编织机制作图案是一项艰巨的任务所有的绸布都是由经线和纬线交织而成的为了创造出独特的图案，织工们必须非常仔细地按照预先设计的图案进行操作他们需要在适当的位置提起一部分经线，以便让滑梭牵引着不同颜色的纬线通过由于机器无法自行判断何时提起经线，这完全需要人工完成织工们必须一根又一根地提起经线,反复进行这种操作1725年，法国的纺织机械师布乔（Bouchon）提出了一个革命性的创意他巧妙地设计了一种〃穿孔纸带〃的方法，使得机器能够自动按照预设的图案选取经线布乔首先通过一排编织针控制所有经线的运动，然后利用一卷纸带，根据设计的图案在纸上打出小孔这些小孔被压在编织针上，启动机器后，正对着小孔的编织针能穿过去钩起经线，而其他未对准的小孔则被挡住这样一来，编织针便能够自动地按照预先设计的图案选择经线，而这种图案的〃程序〃也储存在了穿孔纸带的小孔之中真正成功的改进是在80年后，另一位法国机械师杰卡德（JJacquard）,大约在1805年完成了〃自动提花编织机〃的设计制作在那个举世瞩目的法国大革命时期，巴士底狱被攻占，封建王朝被推翻，巴黎市民高唱《马赛曲》，街头上人声鼎沸然而，杰卡德在1790年已经基本完成了他的提花机设计构想，但他为了参与革命，无暇顾及发明创造，也拿起了枪械，加入了里昂保卫战的行列直到19世纪到来后，杰卡德的机器才最终组装完成杰卡德在他的提花机上引入了一项创新，使其能够同时控制1200个编织针这一改进不仅提高了生产效率，还使得图案的穿孔纸带改为了穿孔卡片据传，这款机器问世仅25年后,考文垂附近的乡村就已经拥有了600台，在老式蒸气机的噗嗤噗嗤声中，将穿孔卡片上的图案转化为一匹匹美丽的绸布最初，纺织工人对这台自动化机器的到来持保守态度，担心它夺走他们的工作机会，但随着时间的推移，由于其卓越的性能，它最终被广泛接受1812年，在法国已经有万余台装配完毕，并成功传播到西方世界，杰卡德因此被授予荣誉军团十字勋章和金质奖章杰卡德提花编织机奏响了19世纪机器自动化的序曲在伦敦出版的《不列颠百科全书》和中国出版的《英汉科技词汇大全》两部书中，〃JACQUARD〃（杰卡德）一词的词条下，英语和汉语的意思居然都是提花机〃，可见，杰卡德的名字已经与提花机融为了一体杰卡德提花机的原理，即使到了电脑时代的今天，依然没有更大的改动，街头巷尾小作坊里使用的手工绒线编织机，其基本结构仍与杰卡德编织机大体相似杰卡德编织机通过其〃千疮百孔〃的穿孔卡片，不仅让机器编织出绚丽多彩的图案，还预示了程序控制思想的起源穿孔纸带和卡片在早期电脑中被广泛应用，用于存储程序和数据因此，我们常将程序设计〃简称为编程序〃，这或许正是从编织机的〃编织花布〃这一概念演变而来的失败的英雄今天出版的许多计算机书籍扉页里，都登载着巴贝奇CEBabbage的照片宽阔的额，狭长的嘴，锐利的目光显得有些愤世嫉俗，坚定的但绝非缺乏幽默的外貌，给人以一个极富深邃思想的学者形象巴贝奇，一位出身于英格兰西南部托特纳斯的银行家之子，在1792年诞生他不仅继承了丰厚的遗产，更将大部分财富用于科学研究巴贝奇自幼展现出卓越的数学才华，并顺利考入剑桥大学在那里，他的代数知识超越了所有教师，令人瞩目毕业后，24岁的他便荣幸地担任了剑桥大学路卡辛讲座〃的数学教授，这一殊荣在当时极为罕见，牛顿的老师巴罗位列第一，而巴贝奇则是第二教学之余，巴贝奇还投身于多项发明创造之中他运用运筹学理论，率先提出了〃一便士邮资〃制度，这一创新极大地方便了公众此外，他还发明了火车速度计和排障器等实用工具,为铁路交通的发展做出了重要贡献假若巴贝奇继续在数学理论和科技发明领域耕耘，他本来是可以走上鲜花铺就的坦途然而，这位旷世奇才却选择了一条无人敢于攀登的崎岖险路从法国的历史回溯，18世纪末，一场宏大的数学工程在法兰西大陆展开一一人工编制《数学用表》在当时科技尚未发达的时代背景下，这项任务显得尤为艰巨为了完成这一艰巨的任务，法国数学界汇集了众多杰出的数学家，他们共同组成了一个庞大的手算团队这个团队日以继夜地工作，历经无数个不眠之夜，终于完成了卷厚重的大部头书稿然而，尽管付出了巨大努力，最终计算出的数学用表仍然存在大量的错误这一事实不仅反映了那个时代计算技术的局限性，也凸显了人类智慧的伟大与复杂性据说有一天，巴贝奇与著名的天文学家赫舍尔凑在一起，对两大部头的天文数表评头论足，翻一页就是一个错，翻两页就有好几处面对错误百出的数学表，巴贝奇目瞪口呆,他甚至喊出声来〃天哪，这些计算错误已经充斥弥漫了整个宇宙！〃巴贝奇的计算机构想可能源于他1812年的一个夜晚在自传《一个哲学家的生命历程》中,他描述了那个晚上的情景他在剑桥大学的分析学会办公室内，神志恍惚地盯着面前的一张对数表一位会员注意到了他的异样，问道‘你在梦中见到了什么吗？〃巴贝奇回答说他正在考虑这些对数表是否可以通过机器进行计算巴贝奇的首个目标是设计出一台差分机〃所谓〃差分〃，是指通过将函数表的复杂算式转化为简单的差分运算，用加法来替代平方运算的方法在20岁那年，这位年轻的天才从法国人杰卡德发明的提花编织机中得到灵感，从而开启了差分机设计的新篇章一一它能够按照预设的程序，自动处理不同函数的计算过程巴贝奇在1822年投入了整整十年的时间，最终制造出了第一台差分机这台机器能够处理三个不同的5位数，计算精度达到6位小数，并且能够快速地计算出多种函数表由于当时的工业技术水平非常有限，从设计绘图到机械零件的加工，都是巴贝奇亲自完成的当他看到自己的机器制作出准确无误的《数学用表》时，他非常高兴地对人说‘即使我的机器出现故障，比如齿轮被卡住不能动，那也无关紧要你看，每个轮子上都有数字标记，它不会欺骗任何人〃后来的实际运用证明，这种机器非常适合于编制航海和天文方面的数学用表成功的喜悦激励着巴贝奇，他连夜奋笔上书皇家学会，要求政府资助他建造第二台运算精度为20位的大型差分机英国政府看到巴贝奇的研究有利可图，破天荒地与科学家签订了第一个合同，团财政部慷慨地为这台大型差分机提供出L7万英镑的资助巴贝奇自己也贴进去

1.3万英镑巨款，回用以弥补研制经费的不足在当年，这笔款项的数额无异于天文数字——有资料介绍说，1831年约翰・布尔制造一台蒸汽机车的费用才784英磅然而，第二台差分机在机械制造工厂里触上了〃暗礁〃第二台差分机的制作，需要25000个零件这些零件的精度要求极高，误差不得超过每英寸千分之一然而，即使现在的加工设备和技术，要制造出这种高精度的机械也绝非易事巴贝奇将差分机交给了英国最著名的机械工程师约瑟夫・克莱门特所属的工厂制造，但工程进度却十分缓慢设计师心急火燎，从剑桥到工厂，从工厂到剑桥，一天几个来回他把图纸改了又改，让工人把零件重做一遍又一遍年复一年，日复一日，直到又一个10年过去后，巴贝奇依然望着那些不能运转的机器发愁，全部零件亦只完成不足一半数量参加试验的同事们再也坚持不下去，纷纷离他而去巴贝奇独自苦苦支撑了第三个10年，终于感到无力回天在那个清晨，巴贝奇走进了车间，发现那里空荡荡的，只有散落一地的滑轮和齿轮，显得一片混乱他站在那台尚未完成的机器旁，深深地叹了口气面对这无尽的困境，他感到无助，最终决定将他的图纸和部分零件送进伦敦皇家学院博物馆供人欣赏在1842年，巴贝奇的一生中发生了一件不寻常的事情这一年，英国政府决定停止对他的资助，科学界的许多朋友对他投以异样的目光英国首相曾嘲讽道〃这部机器的唯一用途,就是消耗大量的金钱〃同行们嘲笑他是〃愚蠢的巴贝奇〃皇家学院的权威人士，包括著名的天文学家艾瑞等人，都公开宣称他的差分机没有任何价值〃携手共赴难就在痛苦艰难的时刻，孤独苦闷的巴贝奇意外地收到一封来信，写信人不仅对他表示理解而且还希望与他共同工作娟秀字体的签名，表明了她不凡的身份一一伯爵夫人不久，一位年轻的女士踏入了巴贝奇实验室的大门她身着素雅的斗篷，鬓角斜插着一朵白色的康乃馨，显得既典雅又端庄巴贝奇一时愣住了，他记不起这位女士是否曾与他有过交集女士优雅地自我介绍，正是那位写信的人您还记得我吗？女士轻声问道，仿佛在追忆着过去的某个瞬间多年前，您曾经向我解释过差分机的原理，那是一个充满智慧和好奇心的话题看到巴贝奇迷惑的眼神，她又笑着补充说您说我像野人见到了望远镜〃这句话似乎带有一种神秘的色彩，让人不禁联想到那些遥远的往事巴贝奇恍然大悟，他想起了那个小女孩，那个曾经与他分享知识、激发他思考的小女孩面前这位女士和那个小女孩之间，依稀还有几分相似她们都拥有着对知识的渴望和对未知的探索精神，只是命运将她们推向了不同的道路而今天，她们又重新相遇在这个充满回忆的地方，让这段往事再次被唤醒阿达・奥古斯塔，拜伦唯一的女儿，原名为伯爵夫人她出生于1815年，比巴贝奇年轻20多岁不幸的是，她在人世的第二年就失去了父亲，拜伦因性格不合与母亲离异，从此离开英国或许是从未得到父爱的缘故，小阿达没有继承到父亲的诗一般的浪漫热情，却继承了母亲的数学才能和毅力还是在阿达的少女时代，母亲的一位朋友领着她们去参观巴贝奇的差分机其他女孩子围着差分机叽叽喳喳乱发议论，摸不着头脑只有阿达看得非常仔细，她十分理解并且深知巴贝奇这项发明的重大意义或许是这个小女孩特殊的气质，在巴贝奇的记忆里打下了较深的印记他赶紧请阿达入座,并欣然同意与这位小有名气的数学才女共同研制新的计算机器就这样，在阿达27岁时，她成为巴贝奇科学研究上的合作伙伴，迷上这项常人不可理喻的〃怪诞〃研究其时，她已经成了家，丈夫是洛甫雷斯伯爵按照英国的习俗，许多资料在介绍里都把她称为洛甫雷斯伯爵夫人〃。