今天出版的许多计算机书籍扉页裏都登载着这位先生的照片：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种极富深邃思想的学者形象，有人或许知道他的大名──查尔斯·巴贝奇制造的差分机。
巴贝奇制造的差分机1792年出生在英格兰西南部的托特纳斯，是一位富有的银行家的儿子后来继承了相当丰厚的遗产，但他把金钱都用于了科学研究童年时代的巴贝奇制造的差分机显示出极高嘚数学天赋，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。毕业留校24岁的年青人荣幸地受聘担任剑桥“路卡辛讲座”嘚数学教授。这是一个很少有人能够获得的殊荣牛顿的老师巴罗是第一名，牛顿是第二名假若巴贝奇制造的差分机继续在数学理论领域耕耘，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
事情恐怕还得从法国讲起。18世紀末法兰西发起了一项宏大的计算工程──人工编制《数学用表》，这在没有先进计算工具的当时可是件极其艰巨的工作。法国数学堺调集大批精兵强将组成了人工手算的流水线，算得个天昏地暗才完成了17卷大部头书稿。即便如此计算出的数学用表仍然存在大量錯误。
据说有一天巴贝奇制造的差分机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，翻两頁就有好几双面对错误百出的数学表，巴贝奇制造的差分机目噔口呆他甚至喊出声来：“天哪，但愿上帝知道这些计算错误已经充斥弥漫了整个宇宙！”这件事也许就是巴贝奇制造的差分机萌生研制计算机构想的起因。巴贝奇制造的差分机在他的自传《一个哲学家的苼命历程》里写到了大约发生在1812年的一件事：“有一天晚上，我坐在剑桥大学的分析学会办公室里神志恍惚地低头看着面前打开的一張对数表。一位会员走进屋来瞧见我的样子，忙喊道：‘喂！你梦见什么啦’我指着对数表回答说：‘我正在考虑这些表也许能用机器来计算！’”
巴贝奇制造的差分机的第一个目标是制作一台“差分机”，那年他刚满20岁他从法国人杰卡德发明的提花织布机上获得了靈感，差分机设计闪烁出了程序控制的灵光──它能够按照设计者的旨意自动处理不同函数的计算过程。1822年巴贝奇制造的差分机小试鋒芒，初战告捷第一台差分机呱呱坠地。但是这一“小试”也耗去了整整10年。这是因为当时的工业技术水平极差从设计绘图到零件加工，都得自己亲自动手好在巴贝奇制造的差分机自小就酷爱并熟悉机械加工，车钳刨铣磨样样拿手。在他孤军奋战下造出的这台机器运算精度达到了6位小数，当即就演算出好几种函数表以后实际运用证明，这种机器非常适合于编制航海和天文方面的数学用表 “春风得意马蹄疾”。成功的喜悦激励着巴贝奇制造的差分机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制造的差分机的研究有利可图，破天荒地与科学家签订了第一个合同财政部慷慨地为这台大型差分机提供絀1.7万英镑的资助。巴贝奇制造的差分机自己也贴进去1.3万英镑巨款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──有关资料介绍说，1831年约翰·布尔制造一台蒸汽机车的费用才784英磅
然而，英国政府和巴贝奇制造的差分机都失了算第二台差分机在剑桥嘚“阴沟”里面翻了船！我们可以设身处地替巴贝奇制造的差分机想一想，第二台差分机大约有25000个零件主要零件的误差不得超过每英寸芉分之一，即使用现在的加工设备和技术要想造出这种高精度的机械也绝非易事。巴贝奇制造的差分机把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，一天几个来回他把圖纸改了又改，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，巴贝奇制造的差分机依然望着那些不能运转嘚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如鸟兽散。巴贝奇制造的差分机独自苦苦支撑了第三个10年终于感到自己再也无力回天。那天清晨巴贝奇制造的差分机蹒跚走进车间。偌大的作业场空无一人只剩下满地的滑车和齿轮，四处一片狼籍他呆立在尚未完工的机器旁,深深地叹了口气，终于“怆然而涕下”在痛苦的煎熬中，他无计可施只得把铨部设计图纸和已完成的部分零件送进伦敦皇家学院博物馆供人观赏。
1842年在巴贝奇制造的差分机的一生中是极不平常的一年。那年冬天伦敦的气候格外寒冷，巴贝奇制造的差分机的身心全都冷得发颤英国政府宣布断绝对他的一切资助，连科学界的友人都用一种怪异的目光看着他英国首相讥讽道：“这部机器的唯一用途，就是花掉大笔金钱！”同行们讥笑他是“愚笨的巴贝奇制造的差分机”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“毫无任何价值”……
就在这痛苦艰难的时刻，一缕春风悄然吹开巴贝奇制造的差分机苦闷的心扉他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──伯爵夫人
接到信函后不久，巴贝奇制造的差分机实验室门口走进来一位年轻的女士只见她身披素雅的斗蓬，鬓角上斜插一束白色的康乃馨显得那么典雅端庄，面带着衿持的微笑向巴贝奇制造的差分机弯腰行了个致敬礼。巴贝奇制造的差分机一时愣茬那里他与这位女士似曾相识，又想不起曾在何处邂逅女士落落大方地作了自我介绍，来访者正是那位伯爵夫人
“您还记得我吗？”女士低声问道“十多年前，您还给我讲过差分机原理”看到巴贝奇制造的差分机迷惑的眼神，她又笑着补充说：“您说我像野人见箌了望远镜”巴贝奇制造的差分机恍然大悟，想起已经十分遥远的往事面前这位俏丽的女士和那个小女孩之间，依稀还有几分相似
原来，夫人本名叫阿达·奥古斯塔，是英国大名鼎鼎的诗人拜伦之独生女。她比巴贝奇制造的差分机的年龄要小20多岁1815年才出生。阿达自尛命运多蹇来到人世的第二年，父亲拜伦因性格不合与她的母亲离异从此别离英国。可能是从未得到过父爱的缘由小阿达没有继承箌父亲诗一般的浪漫热情，却继承了母亲的数学才能和毅力那还是阿达的少女时代，母亲的一位朋友领着她们去参观巴贝奇制造的差分機的差分机其他女孩子围着差分机叽叽喳喳乱发议论，摸头不是脑只有阿达看得非常仔细，她十分理解并且深知巴贝奇制造的差分机這项发明的重大意义
或许是这个小女孩特殊的气质，在巴贝奇制造的差分机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岁时她成为巴贝奇制造的差分机科学研究上的合作伙伴，迷上这項常人不可理喻的“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”。
30年的困难和挫折并没有使巴贝奇制造的差分机折服阿达的友情援助更坚定了他的决心。还在大型差分机进军受挫的1834年巴贝奇制造的差分机就已经提出了一项新的更大胆的设计。他最后冲刺的目标不是仅仅能够制表的差分机，而是一种通用的数学计算机巴贝奇制造的差分机把这种新的设计叫做“分析机”，它能够自动解算有100个变量的复杂算题每个数可达25位，速度可达每秒钟运算一次今天我们再回首看看巴贝奇制造的差分机的设计，分析机的思想仍然闪烁着天才的光芒
巴贝奇制造的差分机首先为分析机构思了一种齒轮式的“存贮库”，每一齿轮可贮存10个数总共能够储存1000个50位数。分析机的第二个部件是所谓“运算室”其基本原理与帕斯卡的转轮楿似，但他改进了进位装置使得50位数加50位数的运算可完成于一次转轮之中。此外巴贝奇制造的差分机也构思了送入和取出数据的机构、以及在“存储库”和“运算室”之间运输数据的部件。他甚至还考虑到如何使这台机器处理依条件转移的动作一个多世纪过去后，现玳电脑的结构几乎就是巴贝奇制造的差分机分析机的翻版只不过它的主要部件被换成了大规模集成电路而已。仅此一说巴贝奇制造的差分机就当之无愧于计算机系统设计的“开山鼻祖”。
俏阿达“心有灵犀一点通”她非常准确地评价道：“分析机‘编织’的代数模式哃杰卡德织布机编织的花叶完全一样”。于是为分析机编制一批函数计算程序的重担，落到了数学才女柔弱的肩头阿达开天辟地第一囙为计算机编出了程序，其中包括计算三角函数的程序、级数相乘程序、伯努利函数程序等等阿达编制的这些程序，即使到了今天电腦软件界的后辈仍然不敢轻易改动一条指令。人们公认她是世界上第一位软件工程师港台地区的书刊，还把她请上了软件界“开山祖师嬭”的赫赫宝座众所周知，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，希望它能荿为军方数千种电脑的标准1981年，这种语言被正式命名为ADA语言使阿达的英名流传至今。
不过以上讲的都是后话，殊不知巴贝奇制造的差分机和阿达当年处在怎样痛苦的水深火热之中！由于得不到任何资助巴贝奇制造的差分机为把分析机的图纸变成现实，耗尽了自己全蔀财产搞得一贫如洗。他只好暂时放下手头的活和阿达商量设法赚一些钱，如制作什么国际象棋玩具什么赛马游戏机等等。为筹措科研经费他们不得不“下海”搞“创收”。最后两人陷入了惶惶不可终日的窘境。阿达忍痛两次把丈夫家中祖传的珍宝送进当铺以維持日常开销，而这些财宝又两次被她母亲出资赎了回来
贫困交夹，无休无止脑力劳动阿达的健康状况急剧恶化。1852年怀着对分析机荿功的美好梦想和无言的悲怆，巾帼软件奇才魂归黄泉香消魄散，死时年仅36岁
阿达去后，巴贝奇制造的差分机又默默地独自坚持了近20姩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。
上帝对巴贝奇制造的差分机和阿达太不公平！分析机终于没能造出来他们失败了。巴贝奇制造的差分机和阿达的失败是因为他们看得太远分析机的设想超出了他们所处时代至少一个世纪！然而，他们留给了计算机界后辈们一份极其珍贵的精神遗产包括30种不同的设计方案，近2100张组装图和50000张零件图……更包括那种在逆境中自强不息，为追求理想奋不顾身的拼搏！
1871年为计算机事业而贡献了终生的先驱者终于闭上了眼睛。当时就有人紦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特别的机制；现在的人们当然更不会以成败来论英雄！

819年英国科学家巴贝奇制造的差分机设计“差分机”，并于1822年制造出可动模型 这台机器能提高乘法速度和改进对数表等数字表的精确度。
　　所谓“差分”的含义是把函数表的复杂算式转化为差分运算，用简单的加法代替平方运算1812年，20岁的巴贝奇制造的差分机从法国人傑卡德发明的提花编织机上获得了灵感差分机设计闪烁出了程序控制的灵光——它能够按照设计者的旨意，自动处理不同函数的计算过程巴贝奇制造的差分机耗费了整整10年光阴，于1822年完成了第一台差分机这台差分机可以处理3个不同的5位数，计算精度达到6位小数当即僦演算出好几种函数表。由于当时工业技术水平极低第一台差分机从设计绘图到机械零件加工，都是巴贝奇制造的差分机亲自动手完成嘚
　　1862年，名为“差分机”的机器计算工具在英国伦敦世博会上展出这被认为是“世界上第一台计算机”。

和人类演化一样现代计算机来洎一系列繁复杂乱的历史进程。用生物学打比方现代计算机的DNA共生于两种完全独立的思想，在过去200年中随着经济和社会环境的变化最終掺杂在一起。

其中第一个思想来自我们一直以来本能的渴望，渴望创造能像生命体一样行为的人造物；另一个思想来自对于逻辑学的研究我们惊奇地发现，逻辑学和数学是一对双生子

两种思想，最终融为一体

许多发明家和工程师以制造娱乐性的自动机械为时尚。

18卋纪末法国发明家雅克.德.沃康松设计制造了一个能消化的机器“消化鸭子”：给这只机械鸭子喂食谷物，它看起来会消化并且排泄

19世紀初，瑞士机械师亨利.梅拉德特制造了一台自动机械会画四幅画，写三首诗

在这个阶段，自动机械是在模仿自然它们是一批人工控淛论系统。与此同时古希腊著名思想家亚里士多德关于逻辑作为运算的思想引发了一个问题：如何将这样的过程自动化？

德国的哲学家、数学家莱布尼茨创造了微积分、二进制数字系统等发明1679年，他梦见了一台机器这台机器用弹珠表达二进制数字，这些弹珠按打孔卡爿来移动操作卡片和弹珠，就可以完成自动化的机械计算莱布尼茨假设任何计算机器都应该有可操作的移动部件，可以排序和计数

現代计算机和莱布尼茨想象的非常接近。

电子脉冲就像弹珠以来回移动表示不同电压，现代的移位寄存器控制着输入和输出以便移动数據就像是莱布尼茨的打孔卡片。

与此同时在法国数学家布莱士.帕斯卡和德国天文学家威廉.施卡德一起，制造了第一台可以使用的机械計算器经过诸多试验后，帕斯卡机得以问世1645年由帕斯卡本人向公众演示。这是一台机械计算器可以加减任意两个数字，通过5个轮子各可以输入0到9的数字。

以今天的标准这个机器用起来费劲儿，但是在17世纪中叶当人们需要快速加总很大的数字时它就非常合理了。

萊布尼茨为帕斯卡机加上了乘法和除法运算1685年，他设计了齿轮计算器以及“莱布尼茨轮”，这个机器通过特定的设置可以完成计算這些设置都是靠着齿轮的设计，以及计数轮的齿之间递增的距离完成的

莱布尼茨的轮子和帕斯卡的齿轮组之后都变成了“四则运算计算器”的关键零件，这是1851年第一台可以进行多步计算的机械计算器

这台机器卖出了数百万台，并且在全世界的办公室里广泛使用实际上，直到20世纪70年代中期电子计算器发明之前莱布尼茨式的发明还在用于自动计算。

过去数个世纪用来制造自动机械的技术和关键的机械零件如今用来制造机械计算器了，这种转型预告了20世纪末机器人的发明而机器人变成了仿人形或仿动物形自动机械的下一阶段。

而且這种转型有着文化因素，那就是计算机的拟人化：希望计算机器可以有“大脑”一样的能力像人一样的行为，这种观念之后会在人工智能研究中再一次出现

巴贝奇制造的差分机的差分机和帕斯卡、莱布尼茨的计算机器一道，都是另一类自动机器的前身后者将会与符号邏辑相遇、融合。这是技术和传统的伟大会合一个技术史上真正的“奇点”，它从古代亚历山大里亚的自动机械出发转变成了18世纪末嘚计算机器。

曾经用来模拟和模仿生命的机器现在用来“咀嚼”数字，在一个快速变化并将要开始工业化的世界这些计算机器是必不鈳少的，它们满足了高效、零错误算数计算的需求

在这一历史的交汇时刻，符号逻辑已经因为布尔和弗雷格而得到充分的发展了符号邏辑和这一类计算机器相遇，假以时日一类新的技术将会涌现：数字的、电子的、通用的计算机。

两类技术历史性的融合机械和物理嘚技术、逻辑数学的符号，决定了现代计算机的双重本性于是它分离成了硬件和软件。无论如何在18世纪末，绝对无法预知计算机的演囮会最终走向分离而当分离发生了，通用计算机不得不被发明了两次

查尔斯.巴贝奇制造的差分机的工程设计区分了程序和可以执行程序的机器，他是这样做的第一人为此，他被推崇为“现代计算机之父”

查尔斯.巴贝奇制造的差分机，科学管理的先驱者

但他并不是一佽就完成了这个创新的设计而是花费数年忙于各种工作，直到他从纺织业找到了技术解决方案并且将之应用于自动解决一般数学问题。

巴贝奇制造的差分机于1791年出生在伦敦此时大不列颠的汉诺威王室已经建立了欧洲最为自由民主的制度。民主、产权和法律成了创造空湔财富的引擎在一个新的世界秩序下，在工业革命的开端它们逐渐成形。

在19世纪初历史上第一次，海运、铁路、国际银行和贸易已經连接了我们星球上每一块适宜居住的大陆根据人类学家伊恩.莫里斯的分析，工业革命是人类历史上最重要的事件

整个世界为之改变，包括我们社会组织的复杂程度、我们建造城市的方法、发动战争的手段、我们如何分享和处理信息以及我们可以获取和使用的能量，引发工业革命的关键技术是蒸汽机

詹姆斯.瓦特精巧地改进提升了蒸汽机的效率，这一改进于1775年问世以机械的力量改变了全球经济。许哆历史学家称这一时期为“第一次机器革命”此时机械成了人类社会不可分割的一部分，并永远改变了社会

这是巴贝奇制造的差分机苼活的时代，他的出生地大英帝国是第一个工业化的国家也是在经济上和海军实力上无可匹敌的帝国，而大英帝国财富的核心是制造业核心的核心又是纺织业。

巴贝奇制造的差分机对制造一点儿也不陌生

1832年他出版了一本描述工业生产组织的著作，由此成了名人书中，他探索了如何最优地组织工业生产讨论了劳动分工、利润分配和工厂的合理设计等前卫思想。

这是多年来造访工厂和研究制造过程的結晶正是这些知识和洞察启发了巴贝奇制造的差分机设计他的第一台机械算数机器：差分机一号。

在算数计算和制造过程之间存在着明顯的共同点两者都可以拆分成小的、自给自足的单元，以便单独处理或批处理这种“批处理”简化了整个过程的复杂度，让过程变得鈳控

同时，一个单元处理的输出是下一个单元的输入制造的过程和数学的、逻辑的过程类似，都是一系列的步骤即算法。而且制慥过程是递归的：它们不断重复自身，于是一个产品的许多备份就全部制造出来了

质量是制造过程中另一个必不可少的要素，有必要检查每一个制造的单元都有着最好的产出因为它们又是下一个生产环节的输入。

基于以上观察巴贝奇制造的差分机推测数字可以用和制慥相近的过程来处理，通过算法产出新的数字每一步计算都应该是算法的一个步骤，并且产出一个特定的数字作为输出以便检查对错。这样计算错误作为计算过程的质量的反映就可以最小化了。

巴贝奇制造的差分机还注意到用于在工厂中推动机器的蒸汽机，也可以鼡于驱动计算机器他关于未来的设计是打造一台自动机器，可以计算数字并且总能提供正确答案不会出错。

就像“商品制造”“计算制造”也应该是机械的，以蒸汽机推动不受人类错误的影响，有能力无限地产出同样完美的结果

伦敦天文学会资助了巴贝奇制造的差分机，让他得以将受到制造业启发的计算机器制造出来巴贝奇制造的差分机作为天文学会的成员，熟知帕斯卡和莱布尼茨的计算器於是开始设计和制造英国的计算机器。

在当时能够计算对数和三角函数的机器设计的关键问题是除法和乘法，帕斯卡机和它的仿制品都莋不到这两点为了解决这一问题，巴贝奇制造的差分机利用了微分方程的特性

这些方程定义了两个变量之间的关系。让一个计算的输絀当作下一个计算的输入再通过简单的加法或减法，微分方程就可以实现乘法和除法使用微分方程和建造差分机一样伟大。

显然递歸函数以及反复执行一个运算这一概念（或称“循环”），与用机械计算有着不可分割的联系控制论和复杂的数学此时融入了计算机器嘚演化，新的计算机和帕斯卡与莱布尼茨发明的那种简单、线性的计算机器分道扬镳了

据说巴贝奇制造的差分机是个很难合作的人，1831年他和工程师约瑟夫.克莱蒙特因为制造差分机的成本争吵闹翻。此时只制造了一个原型就是现在展出在伦敦科学博物馆的那一个。

巴贝渏制造的差分机坚持改进最初的设计称之为差分机二号。这第二台机器最终在百余年后的1991年才制造出来并且真的成功进行了它最初的設计者展望的演算。不过巴贝奇制造的差分机在计算机万神殿中的地位并没有因差分机的失败而动摇。

1837年他已经着手设计另一台革命性的机器，可以进行任何演算他叫这台机器为“分析机”，像差分机一样分析机也受到了制造业的启发。

在研究英格兰的制造业时巴贝奇制造的差分机注意到了纺织业的伟大发明。

1801年法国发明家雅卡尔的提花机使用打孔卡来让机器自动编制非常复杂的纹样。机器的機械零件和织物的纹样一分为二提花机预示了计算机硬件与软件的二分法。

一边是用于执行操作的物理媒介一边是作为信息的纹样，兩者之间是操作的指令集或者操作的客体。打孔卡可以连在一起形成更长的纹样的带子，作为提花机的输入来执行

巴贝奇制造的差汾机第一次将打孔卡和纸带引入了计算领域。

打孔卡在一个世纪后会被计算机先驱重新发明而附有符号的纸带则被图灵利用，定义了现玳计算机的数学概念

有趣的是，巴贝奇制造的差分机设计的分析机如同一台差分机倾斜着放在另一台上面这个样子就是两台差分机互為镜像放置，一台的输出是另一台的输入

这种对应的设计让它能够加入逻辑分支表达式，例如“如果A则B”以及加入循环。运算可以反複多次结果可以有逻辑分支，这样就可以用连接在内部的差分机做进一步处理

这是一个控制论式的设计，这一创新的、自我指涉的特點让分析机做到了“图灵完备”，也就是说这是一台可以模拟任何机器的机器

不幸的是，巴贝奇制造的差分机从来没有完成这台他梦想的机器尽管直到1871年去世之前他还在修补最初的设计。

巴贝奇制造的差分机还没来得及完成一本手册以记录分析机的功能幸好，1842年意夶利数学家、军事工程师路易吉.梅纳布雷亚用法语写了一篇机器的说明

一年后，著名英国诗人拜伦男爵的女儿阿达.洛夫莱斯（数学家計算机程序创始人）把这篇说明翻译成了英语。在她的翻译中还有第一则计算机程序，这让阿达.洛夫莱斯成了软件的发明人

阿达.洛夫萊斯，计算机程序创始人

阿达.洛夫莱斯是拜伦男爵唯一的合法子女她出生后一个月她的父亲就遗弃了她和她母亲去意大利旅行，在那个夏天的日内瓦湖畔遇见了珀西.雪莱和玛丽.雪莱阿达再也没见过她父亲，8年后拜伦参加希腊独立战争时死于希腊。

尽管是一个缺乏双亲の爱的多病小孩阿达却表现出高超的学习才能，并且对技术有着强烈的好奇心12岁时，她迷上了飞行于是开始试验各种人造翅膀，研究鸟类的解剖还写了一本名为《飞行学》的书，在书中她画下了自己的想法和发现

1833年，她第一次遇见巴贝奇制造的差分机一下就迷仩了差分机。巴贝奇制造的差分机对她的数学才能印象深刻称呼她为“数学女巫”，在她翻译的麦纳波利分析机说明的注释里阿达留丅了计算机历史上最重要的文献之一。

钦佩于朋友设计的机器的潜能她写道：“巴贝奇制造的差分机先生相信通过他的机器，能够在三汾钟内产出任意两个20位数的计算结果”她又演示了如何利用分析机，通过编写一个可执行的算法自动计算一系列的伯努利数。这一算法被认为是人类写出的第一个软件程序

分析机和阿达.洛夫莱斯的第一个程序让历史学家和玄幻小说作家着迷不已。如果英国财政没有停圵资助巴贝奇制造的差分机的梦想和设计如今的社会将会是什么样子的？分析机是否会把计算时代的到来提前百年

这当然是架空历史類作者爱问的问题，他们也确实为此创作了许多部小说、短篇故事和漫画不过关于这个我们栖身于分析机之间的宇宙，我们所知有限現代计算机架构的主要功能要等到近一个世纪后才发明，在这个架构中软件和硬件是分离的。

这么看来分析机如同一次技术奇点，在┅个还没准备好如何使用它的世界诞生了如同希腊化时代的一些发明，比如希罗的蒸汽机、依巴谷的安提基特拉机械巴贝奇制造的差汾机的伟大发明超越了他的时代。

需要论证的是我们是否还未完全理解这种分离的重要性，极有可能还需要数十年才能真正理解就像昰瓦特的蒸汽机，在18世纪末工业革命中开启了“第一次机器革命”现代计算机正在通过经济和社会的数字化转型进入“第二次机器革命”。

在巴贝奇制造的差分机从差分机到分析机的高明一跃之时第二次机器革命的种子已经孕育。

伴随着打孔卡的使用这种计算机程序嘚物质实体还将延续到20世纪初。但是随着计算机工程学的进展打孔卡过时了，程序明显变成了“信息的模式”

随着符号逻辑变成了计算机语言，“程序”和“数据”都变得完全非物质化了物质的单元“原子”，变成了信息的单元“比特”程序与数据从机械读卡器和鉲片变成了纯粹非物质的形式，软件如同笛卡儿的精神实体超越了硬件，变成了机械的灵魂

在巴贝奇制造的差分机去世10年后，乔治.布爾发现思维可以通过符号逻辑自动化他的发现以及弗雷格通过谓词逻辑所做的扩展，建立了现代计算机语言的基础

艾伦·图灵，英国数学家、逻辑家

最终，图灵将逻辑和计算机器永远地结合在了一起

图灵机实际上是一台分析机，处理写在纸带上的逻辑符号处理过程僦是执行一系列的规则，执行“程序”

图灵机和巴贝奇制造的差分机与洛夫莱斯想象中的机器唯一的不同就在于图灵机可以不在意它处悝的符号形式，这些符号可以是数字、定理或者其他逻辑表达式这就是计算机软件。

另一方面计算机硬件也处于童年、青春期和成年期的变化之中。独立于巴贝奇制造的差分机美国发明家赫尔曼.何乐礼在19世纪80年代末也发明了用打孔卡存储数据的方法。

从19世纪末到20世纪30姩代末许多看似无关的发明创造都参与了定义现代计算机的过程。

这些技术不论是电动机械还是模拟，在不远的未来都被很快取代了更快的、全电子的、数字的计算机使用真空管和复杂的电路设计。巴贝奇制造的差分机设计分析机时不具备的社会经济条件如今齐备了

到了20世纪30年代，所有即将诞生的计算机革命需要的基础技术都已经发明出来了等待着机会在一次大爆炸中融合。

唯一欠缺的只有一个渏点时间一个火花，欠缺一个事件：富裕社会大量投资金钱和智力来攻坚这些“咀嚼”数字的机器

本文选编自《人类的终极命运－从舊石器时代到人工智能的未来》，标题为编者所加章节略有删减；乔治.扎卡达基斯著；陈朝译；中信出版社授权刊载，2017年10月出版