大話計算機的源頭：織布機和八卦
看到這個題目，很多人一定不相信自己的眼睛，腦海中蹦出兩個單詞：NO WAY。的確，現(xiàn)代計算機的誕生，宣告了信息時代的到來。我們的身邊也早已被紛繁多彩的信息數(shù)字產(chǎn)品包圍，什么計算機呀，手機呀，電視呀，還是IPHONE，等等等等。那現(xiàn)代計算機和那個織布機、八卦能有毛關(guān)系？那些東西還不是用來織布和算命的嗎？呵呵，且聽我細(xì)細(xì)道來。
一般認(rèn)為，第一臺現(xiàn)代電子計算機是ENIAC，誕生在1946年美國的賓夕法尼亞大學(xué)。但現(xiàn)代計算機的歷史絕不是從這時才開始的。在此之前已經(jīng)存在一大堆理論儲備或先驅(qū)。如維納的控制論，阿坦那索夫的ABC，香家的信息論， “圖靈機”，制表機，布爾函數(shù)，巴比奇的分析機……再接著往前追溯，我們的第一個主角織布機就閃亮登場了。
此君全名“雅卡爾織布機”。19世紀(jì)早期法國里昂是世界聞名的絲織之都，那里出產(chǎn)的綢錦緞圖案絢麗，精美絕倫。但美麗的背后，卻是織工們使用老式手工提花機，辛辛苦苦地將一根根絲線提起、放下。終于，一個叫雅卡爾的英雄帶著它的最新發(fā)明誕生了。他的織布機革命性地用預(yù)先打孔的卡片來控制織物的編織式樣，速度比老式手工提花機快了25倍。法國皇帝拿破侖龍顏大悅，特別嘉獎了這位發(fā)明英雄，還允許他收取專利費！
有人又問了，這確實是世界織布史上的里程碑，那怎么和計算機扯上關(guān)系了。別急，這是連雅卡爾這個發(fā)明者都意想不到的。正是他革命性地運用了打孔卡控制機器，立刻就被許多敏銳的科學(xué)家察覺。他們覺得，打孔卡不僅僅只能用來織布，而且打開了一扇信息控制的大門。
很快地，英國著名的計算機先驅(qū)巴比奇于1836年制造了一臺機械計算機，正是利用了雅卡爾打孔卡片的原理為這臺計算機編程。這位老兄后來野心越來越大，設(shè)計的計算機越來越先進。據(jù)說接近現(xiàn)代機算機，只不過都靠機械完成而已。他的助手兼好友阿達(dá)是大詩人拜倫的女兒，也是巴比奇最大的支持者和粉絲。不過最后兩人耗費了所有的經(jīng)費，先后悲慘死去。巴比奇就成為了計算機的先驅(qū)甚至鼻祖。阿達(dá)竟然也被認(rèn)定為世界上第一個軟件工程師，美國國防部的標(biāo)準(zhǔn)程序語言即以她命名：ADA。
還有另一條線索。19世紀(jì)末，美國調(diào)查局的霍爾瑞斯為人口統(tǒng)計頭痛不已。他和同事們用手搖計算機“搖”得滿頭大汗，一天下來，也統(tǒng)計不出幾張表格的數(shù)據(jù)。后來他離開了調(diào)查局，決心發(fā)明一種機器協(xié)助統(tǒng)計。正是雅卡爾的打孔卡片，給了他決定性的靈感。他用發(fā)明出來的打孔制表機，用1年時間就完成了原來至少需要十年才能完成的統(tǒng)計任務(wù)。這就是科技的力量！大名鼎鼎的IBM公司就是1924年靠銷售這種機器起家的。
說到這里事實已經(jīng)很明顯了，現(xiàn)代計算機和雅卡爾織布機的原理幾乎是一樣的。兩者都是事先編好程序，然后讓機器自動去完成。只不過前者靠機械，后者靠電子，僅此而已。那么，來自中國的古老的《易經(jīng)》也當(dāng)作源頭似乎就沒有那么意外了。
這就得提到一位大名鼎鼎的科學(xué)家了。如果你去問德國人，你們國家最偉大的科學(xué)家是誰？得到的答案一定是萊布尼茨。此君最為人熟知的，大概就是作為微積分的發(fā)明者之一吧。他和牛頓爭奪微積分的發(fā)明權(quán)，也成為科學(xué)史的一段著名的公案。公說公有理，牛頓最后干脆自己請了個“調(diào)查團”，認(rèn)定萊氏是對他無恥的剽竊。
閑話少說。萊氏是個在計算機史上舉足輕重的人物，這也是連他自己都萬萬不會想到的。他親自設(shè)計了當(dāng)時更先進的機械計算機，最先創(chuàng)立了計算機程序數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的數(shù)理邏輯，還被維納認(rèn)定為控制論的“守護神”。最重要的，就是發(fā)明了這篇文章的主題之一二進制。遺憾的是，萊布尼茨從來也沒想過將這些發(fā)明整合到一塊。
據(jù)李約瑟考證，萊布尼茨幾乎一生都對中華文化保持著莫大的興趣，《中國科學(xué)技術(shù)史》中還專門有一篇《朱熹、萊布尼茨和有機哲學(xué)》。萊氏的數(shù)理邏輯，據(jù)說也是因為看到一本書介紹中國的書，受到中國漢字象形文字的特征的影響而創(chuàng)立的。更著名的一個傳聞，是他又從神秘的易圖中得到啟發(fā)，發(fā)明出二進制！
當(dāng)然這個傳聞更多的帶有猜測和想當(dāng)然。更可靠的歷史，是萊布尼茨于1679年前就發(fā)明了二進制算術(shù)，后來寫信告知身在中國的好友白晉。白晉可是著名的傳教士，正是他和張誠兩人進獻(xiàn)的奎寧治愈了康熙皇帝的瘧疾，可知絕不是等閑之輩。果不其然，白晉憑著學(xué)貫中西的才識，立刻發(fā)現(xiàn)了二進制與先天六十四卦的一致性，并將自己的發(fā)現(xiàn)回信給萊布尼茨。萊氏十分興奮，認(rèn)為解開了中國易經(jīng)的奧秘。
什么情況？原來《易經(jīng)》中的陰陽二爻，用一橫和斷橫表示。如果將陰看成0，陽看成1，那么在伏羲先天六十四卦方圓圖中，正好就是二進制的1到63完全對應(yīng)的排列！幾天后，萊布尼茨就寫了論文《二進位算術(shù)的闡述—關(guān)于只用0和1兼論其用處及伏羲氏所用數(shù)字的意義》，發(fā)表在法國《皇家科學(xué)院院刊》上。
正是這篇論文，標(biāo)志著二進制的誕生。在當(dāng)時二進制幾乎毫無用處，但是后來成為了計算機的基礎(chǔ)，萊布尼茨也被追認(rèn)為現(xiàn)代計算機先驅(qū)。也許在冥冥之中，萊氏已經(jīng)預(yù)感到將來二進制將大行其道吧。
好了，兩個故事都講完了。你可以將這篇文章看作科學(xué)史論文，也可以當(dāng)作無稽之談，隨便啦。萬物都是由簡單到復(fù)雜的過程，這一點是亙古不變的。還要一分為二地看待事物，猶其是對待傳統(tǒng)文化。明白了這兩個道理，那我這篇文章就不算白寫了。
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