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全球最厲害的計算機專家
全球最厲害的計算機專家
更新时间:2024-10-08 01:26:01
西方世界公認的計算機之父

一提到“計算機之父”,大部分人想起的一定是阿蘭·圖靈,如果再拓展一些,馮·諾依曼、查爾斯·巴貝奇可能也會入圍。

然而如果你在谷歌或者必應,用英文搜索"father of computer" ,排在第一位的,始終是他,Charles Babbage KH。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)1

這位看起來很有範的英國紳士——查爾斯·巴貝奇,大衆并不太熟悉的名字。

他耗盡了可以制造兩架軍艦、22台蒸汽火車頭的經費,外加銀行家父親留下的全部身家,窮極一生,也沒能制造出任何一台他所描述的機器。

然而,那些超前了至少一個世紀的設想,被譽為現代計算機的先驅,代表了機械智能的最高水平,他也被稱為計算機之父。

數學天才的奇思妙想

跟大部分好奇的小男孩一樣,巴貝奇從小有任何事情都要尋根究底的習慣,拿到玩具也會拆開來看看裡面的構造。由于從8歲起身體就一直不好,上一陣學就得回家休養,他爹便給他請了不少私人老師。

1810年10月,19歲的巴貝奇來到劍橋大學三一學院。這兒是劍橋規模最大、财力最雄厚、名聲最響亮的學院之一。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)2

在整個20世紀,三一學院獲得了34個諾貝爾獎以及4個菲爾茲獎,數量上碾壓了牛津和劍橋大學其他各個學院。知名校友有物理學家牛頓、波爾,哲學家伯特蘭·羅素,還有查爾斯王子等等。

原本巴貝奇對這座頂級學府充滿了期待,來了才發現,老師掌握的數學知識還不如他自己多,教的知識他早就自學過了,無敵是多麼寂寞。

1820年,英國皇家天文學會成立,巴貝奇為創始人之一。在這裡,他們要做大量的計算,耗費的人力物力巨大,又不能保證百分比的準确率。在當時,甚至找不到一張完全準确的表格。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)3

所以,巴貝奇意識到:隻要是人為的,就沒有完美的。于是他思忖着,那些繁瑣的程序,能不能用機器來代替呢?

那時候的機械計算機器,已經發展了三百多年,彙聚了衆多天才智慧,卻停留在和加、減、乘、除,這些簡單到不能再簡單的基本運算打交道。

像托馬斯·德科爾馬在1820年發明的這款計算器,是商業上成功應用的最早的計算器,然而它和巴貝奇的要求相去甚遠。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)4

機械史上最複雜的巅峰之作

1822年6月14日,巴貝奇向皇家天文學會遞交了一篇名為《論機械在天文及數學用表計算中的應用》的論文,差分機的概念正式問世,獲得了皇家天文學會的最高獎項——金質獎章。

與論文一起亮相的,是一台簡單的原型機——差分機0号。所謂差分,就是把函數表的複雜算式轉化為差分運算,用簡單的加法代替平方運算。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)5

英國政府看到原型機後非常感興趣,次年撥款1700英鎊,希望巴貝奇能做出實用産品,徹底解決編寫數值表的大難題。

誰知實行起來要比想象中要困難得多。差分機對制作的精度要求,遠遠超越了所處時代的真實水平。巴貝奇跑遍整個歐洲也沒找到多少能用的零件,于是在制造機器之前,還要先考慮怎麼制造各類零件。

原本以為兩三年就能搞定,沒想到10年過去了,巴貝奇卻隻完成了設計稿的七分之一。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)6

再過了十年,也就是1842年,政府正式宣布不再出資,為期20年的差分機項目,最終以失敗告終。至此項目花銷的經費已經高達17000英鎊,這筆數字是最初預算的整整10倍,差不多可以建造22台蒸汽機車或者2艘戰艦了。

巴貝奇卻并沒有因此受到打擊,此時他的精力已經轉向了一項更偉大,更具開創性的研究。

差分機固然強大,但終究隻能計算多項式而已,如果能利用“機器”将計算到印刷的過程全部自動化,那麼計算錯誤、抄寫錯誤、校對錯誤、印制錯誤等人為疏失将會被全面消除,這不是更好嗎?

借鑒了法國一位織布工用穿孔卡片來控制織布機的創意,1833年,巴貝奇着手開始了一種可編程序機器的設計。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)7

他設定了4種輸出裝置,其一為打印裝置,其二為曲線繪圖儀,其三為響鈴,其四為打孔機,用于制造穿孔卡片。這台被稱作“分析機”的機器,直接将機械計算的理念從地表推上雲天。

後人驚訝地發現,他設計的分析機的組成結構,竟和現代計算機如出一轍,要知道,現代計算機的五大組成部件是由馮·諾依曼在1945年才明确提出的。

才華橫溢卻抱憾而終,遺言讓人感慨

仿佛是老天爺一個玩笑式的魔咒,分析機的研制不幸步了差分機的後塵,巴貝奇付出了幾十年的努力,耗掉銀行家父親留下的全部身家,直至離世前仍隻建成了它的一小部分。

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藏于倫敦科學博物館的分析機半成品

巴貝奇抱憾而終,留給後世的僅僅隻有這台小小的模型和兩千多張圖紙。他在遺言中寫道:

如果一個人不因我一生的挫折而卻步,仍然一往直前制成一台具有全部數學分析能力的機器……那麼我願将我的聲譽毫不吝啬地讓給他,因為隻有他能夠完全理解我的種種努力,以及這些努力所得成果的真正價值。

巴貝奇通過自己的努力,開啟了人類社會的計算機化進程。從那以後,計算機開始慢慢地征服世界。雖然沒有造出完整的“分析機”,他仍被多數人稱為“現代計算機之父”。

數學簡史繪本

數學是基礎學科,驅動了很多學科的發展,比如計算機、天體物理、量子力學等等。華為總裁任正非也曾說,芯片砸錢不行,得砸數學家。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)9

數學是家長最為重視的學科,也是孩子最頭大的學科,都說數學煩、數學難,怎麼才能培養孩子的數學興趣?學習數學有沒有捷徑呢?

正如歌德所說:“一門科學的曆史,就是這門科學本身。”

想學好一門學科,一定要去讀一讀這門學科的曆史,數學亦是如此。特别是對于孩子,相較于生澀的數學知識,數學的曆史長河中,一個個生動的故事更能讓他們對數學産生興趣,這就是讓孩子愛上數學的捷徑。

給大家推薦一套由俄羅斯大師級文學家與數學家的強強聯合,創作的這套給6-12歲孩子的《數學簡史》,書中“計算機中的數學”一章,就提到了巴貝奇的計算機。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)10

這本《數學簡史》,不是一套數學提分寶典,而是一本關于數學和數學史的趣味故事書,是一張通往數學世界奧妙的船票。

很多孩子數學學不好,就是因為數學概念理解不透徹。而書中對于每個知識點,都是用講故事、舉事例、畫圖等方式來說的,把數學基本知識解釋得清清楚楚

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)11

它帶領孩子們跳出時間的桎梏,從數學的起源開始去認識這門古老而又重要的學科。

讓孩子去和原始人來一次以物易物的交易,去跟古巴比倫人學一學占星術,去跟芝諾的烏龜來一場賽跑。歸來之時,數學不再是一些無意義的公式和符号,早已成為他最親密的老朋友。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)12

作為孩子的第一大學科,一定要格外重視數學興趣的提升。

了解數學史後,孩子再去看那些本來枯燥的公式和定理,馬上能聯想到背後的數學家和一段或奇妙或艱辛的故事,立馬就親切了起來,還能跟同學們侃侃而談。

全球最厲害的計算機專家(西方世界公認的計算機之父)13

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