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2009-12-31 17:32:49

 世界上第一台电子计算机ENIAC
 教科书里面的答案是ENIAC。这个答案不算正确,但也没完全错。ENIAC是美国宾州大学研制的第一台电子计算机,也是世界上第一台电子计算机。准确一点说:ENIAC是世界上第一台通用型计算机。ENIAC是Electronic Numerical Integrator And Computer的缩写,它于1946年2月15日诞生;当时的资助者是美国军方,目的是计算弹道的各种非常复杂的非线性方程组。众所周知,这些方程组是没有办法求出准确解的,因此只能用数值方法近似地进行计算,因此研究一种快捷准确计算的办法很有必要。
 
转贴的一张图

那个时候的“程序设计”,需要插拔N多的插头

    美国军方花费了48万美元经费在ENIAC项目上,这在当时可是一笔巨款,要不是为了二次世界大战,谁能舍得出这么大的钱?事实上ENIAC也是美国陆军军械部和宾州大学莫尔学院联合发布的,而非书本上所提的只有宾州大学。
    从技术上而言,ENIAC是没有太明晰的CPU概念的。因为它采用电子管作为基本电子元件。用了足足18800个电子管,而每个电子管大约有一个普通家用25瓦灯泡那么大。这样整部电脑就有了8英尺高、3英尺宽、100英尺长的身躯,体积有研立方米,重达30吨,耗电高达140千瓦。每秒能进行5000次加法运算(而人最快的运算速度每秒仅5次加法运算),还能进行平方和立方运算,计算正弦和余弦等三角函数的值及其它一些更复杂的运算。这样的速度在当时已经是人类智慧的最高水平。
    但是,其实ENIAC还不是计算机的最早始祖。现代计算机的思想由来已久,到了19世纪已经才日渐成熟,但是当时的技术水平很低弱,所以根本无法制造出可以运行的系统来,其中最据代表性的就是巴贝奇的分析机。
 
巴贝奇分析机部件

    英国皇家学会会员、剑桥大学数学教授巴贝奇(Charles Babbage, 1792-1871.),是一位富有的银行家的儿子。他于1792年出生于英格兰西南部的托格茅斯,后来继承了相当丰厚的遗产。巴贝奇把继承的财富都用于科学研究,并显示出极高的数学天赋,考入剑桥大学后,他发现自己掌握的代数知识甚至超过了教师。1817年获硕士学位,1928年受聘担任剑桥大学“卢卡辛讲座”的数学教授,这是只有牛顿等科学大师才能获得的殊荣。
 
巴贝奇教授,Charles Babbage

    巴贝奇不但精于科学理论,更喜欢将科学应用在各种发明创造上。他最早提出,人类可以制造出通用的计算机,来代替大脑计算复杂的数学问题。当时并没有电子技术的应用,于是巴贝奇的设想就架构在当时日趋成熟的机械技术上。巴贝奇将他设想的通用计算机命名为“分析机”,并希望它能自动解算有100个变量的复杂算题,每个数达25位,速度达到每秒钟运算一次。分析机包括齿轮式“存贮仓库”(Store)和“运算室”即“作坊”(Mill),而且还有他未给出名称的“控制器”装置,以及在“存贮仓库”和“作坊”之间运输数据的输入输出部件。这种天才的思想,划时代地提出了类似于现代电脑五大部件的逻辑结构,也为后世的通用处理器诞生奠定了坚实的基础。
    最初,巴贝奇还有政府的资助来研究设计“分析机”,但是短视的英国政府于1842年,断然宣布停止对巴贝奇的一切资助,而当时的科学界也讥笑他是“愚笨的傻瓜”,公然称差分机“毫无任何价值”。不过英雄的故事里面总是有美人垂青,英国著名诗人拜伦的女儿爱达·拉夫拉斯伯爵夫人(注解1),是唯一能理解巴贝奇的人,也是世界计算机先驱中的第一位女性。她帮助巴贝奇研究分析机,建议用二进制数代替原来的十进制数(编者注:真是天才!)。她还指出分析机可能像雅各织布机一样编程,并发现了编程的要素。她还为某些计算开发了一些指令,并预言计算机总有一天会演奏音乐。第二年,她帮助巴贝奇处理论文的译稿时,加入了许多独特的见解,深得巴贝奇教授的赞许。
    在爱达夫人短暂生命的最后十年里,全力协助巴贝奇工作,甚至把自己的珠宝手饰都拿出来变卖,以帮助巴贝奇度过经济难关。之后,巴贝奇又独自坚持了近20年,直至1871年,这位先驱者孤独地离开了人世时,分析机终于没能制造出来,未完成的一部分也被保留在英国皇家博物馆里。巴贝奇逝世后,他的儿子亨利·巴贝奇少将制造了若干个复制品,送往世界各地保存。亨利坚定地相信,总有一天,他父亲的这种机器一定会被后人制造出来。
    近年来,科学界已经普遍确认巴贝奇在信息科学的鼻祖地位。1991年,为了纪念巴贝奇200周年诞辰,英国肯圣顿(Kensington)科学博物馆根据这些图纸重新建造了一台差分机。复制过程中,只发现图纸存在着几处小的错误。复制者特地采用18世纪中期的技术设备来制作,不仅成功地造出了机器,而且可以正常运转。
 
后人完成的巴贝奇分析机http://leadgenius.cublog.cn/

 
 可是世界上第一台计算机的名称是什么呢?
 答案:ENIAC?
 历史学家说:“历史是人类对过去的记忆。遗忘、丧失与涂抹历史,心灵便在黑暗中行走。”你可知道,在电子计算机的发展历史上就曾出现过遗忘和扭曲,并长达30年,人类的良知与诚信也深深地陷在黑暗中,挣扎了30年。
 
 电子计算机已经进入了当今社会的各个方面,成为信息时代的人们工作与生活不能离开须臾的工具。计算机的发明可说是上个世纪最重大的科技贡献。而关于谁是现代计算机的发明人的问题,在美国曾经引发争论。1973年以前,最流行的一种说法是:世界上的第一台计算机诞生在美国宾夕法尼亚大学,那是在1946年由毛克利和艾克特造出来的叫做ENIAC(埃尼阿克)的一台机器。但是争议从来不断, 毛克利在宾夕法尼亚大学的同事们议论纷纷,认为毛克利有剽窃之嫌。
 
 美国法院对于计算机发明权的归属展开了多年的法庭调查,在1973年作出最终宣判:第一台电子计算机是由依阿华州立大学的约翰.文森特.阿坦纳索夫于1939年发明的ABC,而不是由毛克利等制造的ENIAC。美国的新闻媒体为此惊呼:阿坦纳索夫是“被遗忘了的计算机之父”。
 
 国内几乎所有的计算机方面教科书或科普读物都如是说:世界上的第一台计算机诞生在美国宾夕法尼亚大学,那是在1946年造出来的被称为ENIAC(埃尼阿克)的一台机器。然而事实却并非如此。关于谁才是现代计算机的真正发明人的问题,自ENIAC面世之后就存有争议,并最终诉诸了法律。美国法院为此展开多年法庭调查,终于在1973年给出最终宣判:世界上第一台电子计算机是由约翰·文森特·阿坦那索夫(John Vincent Atanasoff)于1939年发明的ABC,而不是由毛克利等制造的ENIAC。
 
 阿坦那索夫和“ABC”
 
 上世纪30年代,保加利亚裔的阿坦那索夫在衣阿华州立大学(Iowa State College)物理系任副教授,为学生讲授物理和数学物理方法方面的课程。在求解线性偏微分方程组时,他的学生不得不面对繁杂的计算,那是要消耗大量时间的枯燥工作。阿坦那索夫于是开拓新的思路,尝试运用模拟和数字的方法来帮助他的学生们处理那些繁杂的计算问题。
 
阿坦纳索夫

 
  阿坦那索夫的设计目标是制造一台能解含有29个未知数的线性方程组的机器。经过两年反复研究试验,思路越来越清晰,设计也大体上想清楚了。但他还需要一位聪明并且懂得机械、又有动手能力的人共同完成这项发明,于是他找到当时正在物理系读硕士学位的研究生克利福德·贝里。两个人终于在1939年造出一台完整的样机,证明了他们的概念是正确、并且可以实现的。人们把这台样机称为ABC,代表的是包含他们两人名字的计算机(Atanasoff-BerryComputer)。这台计算机是电子与电器的结合,电路系统中装有300个电子真空管执行数字计算与逻辑运算,机器使用电容器来进行数值存储,数据输入采用打孔读卡方法,还采用了二进位制。因此,ABC的设计中已经包含了现代计算机中四个最重要的基本概念,它是一台真正现代意义上的电子计算机,这也是不容质疑的。
 
ABC结构图

 
  令人惋惜的是,阿坦那索夫本人或许没有意识到这是一项将要影响整个人类社会的重大发明,以及它将会给他带来巨大的经济利益,因此没有为自己申请专利保护。他在1942年应征去海军服务,就更无暇顾及此事了。衣阿华州立大学校方也并没把ABC的发明当一回事,非但没有帮助阿坦那索夫完成申请专利,还命系里的研究生拆掉了ABC,因为在二次大战期间,计算机ABC上的那300个真空电子管是紧缺用品。学校后来才明白,那是一个无法挽回的错误。如今放在衣阿华州立大学ABC实验室供人参观的只能是复制品了。它是学校按照阿坦那索夫当年的设计复原的,仅在尺寸上略微小了一点。
 
  美国耗时最长的知识产权案
 
  ABC的设计始于1935年,并在1939年完成。它在时间上要早于其它任何我们现在所知道的有关电子计算机的设计方案,例如MIT的布什和克劳福德的设计,柏林的崔司与史莱尔的设计,英国的外交部的设计,RCA拉其曼的设计,以及宾夕法尼亚大学约翰·毛克利与普莱思伯·艾克特设计与制造的ENIAC。
  可是在1973年之前,人们都误以为世界上的第一台计算机是1945-1946年之间宾夕法尼亚大学设计制造的ENIAC,而它的主要设计制造者毛克利也是这样自称的,并且申请获得了美国专利。上面我曾提到,上世纪三四十年代晚于ABC的其它若干计算机的设计制造方案。事实上,除去ENIAC之外,应该说都是独立发明的。但ENIAC却不然,美国明尼苏达地区法院经过数年调查,最终发现它的设计制造者是深受ABC的影响,这台机器根本不能作为一项独立的发明。1973年美国明尼苏达地区法院给出正式宣判,推翻并吊销了毛克利的专利,从法律上认定了阿坦那索夫才是真正的现代计算机的发明人。
 
  启示
 
  事情已经过去多年了,我们今天以一种客观的态度考察整个事件,仍然感到值得圈点。首先,学术界的不良行为古今中外皆有,其中最恶劣的莫过于剽窃他人研究成果,欺世盗名。然而像毛克利那样敢于剽窃阿坦那索夫如此重大的研究成果者实属罕见。惟有健全的法制才是伸张正义、遏制学术不良行为的不二法门。美国是法制较为发达的国家,重视知识产权的保护。阿坦那索夫和其他主持学术正义的人士经过多年不懈抗争,运用法律,终于获得了法庭公正的宣判,毛克利的“专利”被法庭吊销,剽窃者被钉在了耻辱架上。为了纪念阿坦那索夫做出的影响整个人类社会的贡献,衣阿华州决定把阿木思市通向机场的一条大道命名为阿坦那索夫大街。
  另一方面,所有在科学技术道路上努力耕耘而获得成果者也应当有意识地运用法律,特别是版权法、专利法等来保护自己正当的知识产权。虽然说“真的假不了,假的真不了”,剽窃最终并不能得逞,可是总会有人在名利驱动之下不择手段,剽窃并抢先申办版权或专利权。毛克利就是如此,并为此获得了本该属于阿坦那索夫的巨大经济利益。正因为他有了雄厚的经济实力,可以雇佣律师们为其百般狡辩,媒体也被利用来进行混淆视听的宣传。例如他们辩解说:ENIAC比ABC有些什么长处,只有它才可称得上是现代意义上真正的计算机等。毛克利的辩护律师不断节外生枝,以致美国联邦法庭在这个案子上旷日持久,成为一件美国历史上最耗时的知识产权案例。
 
 
 
 
 
 
 
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