書架上一直放在一本《信息簡史》，最近終于讀完了。這是一本從信息的視角來描述其進(jìn)化史的書，一本充滿了技術(shù)性描述的科普性書籍。也不乏一些有趣的故事，其中就有那么幾個人，他們實(shí)際是和計(jì)算機(jī)和程序有關(guān)，而計(jì)算機(jī)和程序在今天這個信息時代早已是信息的載體和處理者了。

十八世紀(jì)

查爾斯·巴貝奇（Charles Babbage），90 后，恩，一個十八世紀(jì)的 90 后（1791 年生），出生于工業(yè)革命的高峰時期。那時英國工業(yè)革命的巔峰作品 —— 蒸汽機(jī)，在他出生前沒幾年才剛剛被發(fā)明出來。

那時，是一個崇尚機(jī)械的年代。人們相信機(jī)械的力量是可以做到一切的時代，這源自于工業(yè)革命的進(jìn)步帶來了蒸汽機(jī)和各種機(jī)械裝置，將人們從各種勞動中解放了出來。就是在這樣的時代背景下，巴貝奇成長起來，開始了對數(shù)學(xué)制表的機(jī)械化研究，并逐漸成為活躍于十九世紀(jì)的數(shù)學(xué)家、發(fā)明家和機(jī)械工程師。

十九世紀(jì)

一天，巴貝奇坐在家里的陽臺上休息，不知不覺被對面紡織女工的工作吸引了目光。他不由得看的出了神，他看著紡織女工紡織布匹的過程，把一種紙上的花紋圖案通過紡織過程轉(zhuǎn)移到了織物之上。近來，他一直在思考用機(jī)械裝置進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，這似乎一下?lián)糁辛怂?#xff0c;看到了曙光。

引發(fā)巴貝奇想象的不是布匹的紡織過程，而是將布匹的圖案從一種媒介轉(zhuǎn)換到另一種媒介的編碼過程。那是一臺紡織用的雅卡爾提花機(jī)，這臺機(jī)器通過編碼并存儲在打孔卡片上的指令進(jìn)行控制。在這臺紡織提花機(jī)的啟發(fā)下，巴貝奇發(fā)明了「差分機(jī)」，一臺能大幅提高乘法運(yùn)算速度和提高對數(shù)計(jì)算精度的機(jī)器。

1832 年，17 歲的愛達(dá)（Ada），在老師的帶領(lǐng)下去參觀了巴貝奇的「差分機(jī)」，并被其深深的迷住了。這是一臺能自動計(jì)算數(shù)學(xué)題的機(jī)器，而當(dāng)時愛達(dá)正醉心于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。她的母親為她請的老師摩根正是計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)布爾代數(shù)的創(chuàng)始人之一。那時的英國科學(xué)風(fēng)氣盛行，許多婦女都在雜志上發(fā)表文章探討數(shù)學(xué)問題，而愛達(dá)也在那時展現(xiàn)出了非凡的數(shù)學(xué)天賦。

在見到「差分機(jī)」的第二年，愛達(dá)和巴貝奇正式見了一次面。當(dāng)時，巴貝奇奇雄心勃勃的設(shè)計(jì)了一個新的機(jī)器：「分析機(jī)」。他將自己的想法和設(shè)計(jì)詳細(xì)地講給愛達(dá)聽，愛達(dá)認(rèn)真地聽完巴貝奇的計(jì)劃，并仔細(xì)看了他的文稿，深深地為之陶醉。她認(rèn)為這的確是一個將要改變世界的偉大設(shè)想，她表示一有機(jī)會就將親身參與這項(xiàng)工作。從此愛達(dá)與巴貝奇開啟了一段持續(xù)十八年的忘年之交。

巴貝奇的「分析機(jī)」，它的機(jī)械結(jié)構(gòu)被分成了「計(jì)算單元」和「存儲單元」兩個部分。其中「計(jì)算單元」不僅內(nèi)建四則運(yùn)算，還可以存四組不同的運(yùn)算方程式，用穿孔卡片（來自雅卡爾提花機(jī)的靈感）載入到機(jī)器里。從某些方面來說，它的計(jì)算、存儲、輸入輸出（I/O）三項(xiàng)分離設(shè)計(jì)，和今天的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)完全一致。只是可惜他的思想太超前，無論他如何努力游說、路演也沒有人投資給他建造這臺機(jī)器所需的資金。所以，「分析機(jī)」的設(shè)計(jì)僅停留在紙面上，從沒做成過實(shí)體機(jī)。

就是在這樣一臺從未做成實(shí)體，停留在想象和紙面的機(jī)器上，愛達(dá)開始了她的編程之旅。她設(shè)計(jì)了一個過程，一組規(guī)則以及一系列運(yùn)算。在一個世紀(jì)后，這些過程、規(guī)則和運(yùn)算會被稱為一種算法或一個計(jì)算機(jī)程序。當(dāng)時，所有有關(guān)編程概念的術(shù)語，包括：算法、循環(huán)、條件、分支、遞歸，在那個時代都還沒有發(fā)明出來。而愛達(dá)卻已深刻的理解了所有這些名字背后的實(shí)質(zhì)。她設(shè)想的算法是遞歸的，它循環(huán)運(yùn)行，巴貝奇曾將這種方式稱為“機(jī)器咬尾巴——團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)”。

她就是這樣為一臺還不存在的機(jī)器編程，在頭腦中編程。這些程序包括計(jì)算三角函數(shù)程序、級數(shù)相乘程序、伯努力數(shù)計(jì)算程序等等，今天這被視為是“第一套計(jì)算機(jī)程序”。因此，愛達(dá)被世人稱為第一位程序員。1981 年，美國國防部把它花了 10 年開發(fā)的一種計(jì)算機(jī)語言命名為 Ada，以此紀(jì)念她。

有時覺著歷史上的很多天才總是不長命，而愛達(dá)還出生于一個天才家庭。她有一個比她更有名的父親 —— 英國大詩人：拜倫。但父親在其剛滿月不久時就和她母親離婚，從此離開英國再未相見。拜倫一直想找機(jī)會回到英國見見自己的女兒，但人生無奈，愛達(dá) 8 歲那年他還沒來得及回去，便已離世。有時讀著拜倫留下的詩句：

如果我們再相見，事隔經(jīng)年。我將何以招呼你，以眼淚，以沉默。

在想，如果他們真有再相見時，這也許就是愛達(dá)的心境吧。愛達(dá)開始和巴貝奇共同構(gòu)建夢想的那年，她 18 歲，18 年后，愛達(dá)因病去世，和拜倫一樣都是 36 歲去世。根據(jù)她的遺愿，她被葬于諾丁漢郡其父親身邊，終于再見了。在她短暫一生的最后時光，她留下了一個關(guān)于程序的夢想：

我以我自己的方式遲早會成為一名獨(dú)裁者。我現(xiàn)在可不會說，但我希望，它們將是紀(jì)律嚴(yán)明、異常和諧的軍隊(duì) —— 由大量的數(shù)構(gòu)成，伴著軍樂以勢不可擋的力量行進(jìn)。

至于巴貝奇的那臺分析機(jī)，愛達(dá)離世后它便逐漸淡出視線，埋塵歷史。它在重新被人記起之前，先得被人遺忘。巴貝奇在其生命的最后幾年，可能感覺時日無多，再不可能等到這臺機(jī)器被造出來的那一天，他寫道：

如果有人在未被告誡以我的前車之鑒的情況下，試圖嘗試這項(xiàng)如此了無指望的工作，并通過完全不同的原理或更簡化的機(jī)械手段而成功實(shí)現(xiàn)了一臺可與整個數(shù)學(xué)分析部門相當(dāng)?shù)臋C(jī)器，那么我不怕把自己的名譽(yù)托付給他，因?yàn)樗隙〞耆斫馕耶?dāng)年努力的性質(zhì)及其成果的價值。

恩，這個人會出現(xiàn)的，但還需要再等一百年。

二十世紀(jì)

一個世紀(jì)后，1936 年，還在劍橋國王學(xué)院就讀的阿蘭·圖靈發(fā)表重要論文《論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題上的應(yīng)用》，正式提出了“算法（algorithms）”和“計(jì)算機(jī)（computing machines）”這兩個核心概念，一直讓我們受用到今天。

1950 年，圖靈接著發(fā)表了論文《計(jì)算機(jī)器與智能》（Computing Machinery and Intelligence），為后來的人工智能科學(xué)提供了開創(chuàng)性的構(gòu)思。他提出了著名的「圖靈測試」：指出如果第三者無法分辨人類與人工智能機(jī)器反應(yīng)的差別，則可以論斷該機(jī)器具備人工智能。圖靈首次從行為主義的角度給出了人工智能的定義。

前兩年有部電影《模擬游戲》就是基于圖靈的傳記改編的，電影實(shí)際只刻畫了圖靈波瀾起伏的人生中短短的一小段。而且改編的也不一定完全符合史實(shí)，但里面有一段情節(jié)倒是很讓人觸動：圖靈閃耀光芒的時期，正是在打第二次世界大戰(zhàn)的時代。二戰(zhàn)背景下如圖靈這樣的技術(shù)工作者，處在一個兩難境地 —— 破解不了德軍密碼，每時每刻都有人在戰(zhàn)場上死亡；最后破解了密碼，獲得了情報，卻只能看著卻不能告知友軍轉(zhuǎn)移。

圖靈也許就是巴貝奇一直寄希望出現(xiàn)的人，值得他托付名譽(yù)的人。用一種和他設(shè)想的完全類似的原理，但卻非機(jī)械化的手段，成功設(shè)計(jì)出了可以媲美十九世紀(jì)整個數(shù)學(xué)分析部門的計(jì)算機(jī)器。「圖靈機(jī)」是圖靈在頭腦思維中的構(gòu)想，但很快以此為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)就被發(fā)明了出來。在還沒有計(jì)算機(jī)的時代，圖靈不但探索了計(jì)算機(jī)能做的事，還指出了計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)不能做到的事。他為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域奠定了不可埋沒的基礎(chǔ)，沒有他也許就沒有計(jì)算機(jī)的今天。

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從巴貝奇的分析機(jī)到圖靈的計(jì)算機(jī)正好一百年，而從圖靈提出的人工智能距今已快 70 年，未來二三十年會怎樣呢？今天人們對人工智能的追捧，似乎就像巴貝奇年代對機(jī)械的崇尚，誰又來書寫二十一世紀(jì)的傳奇呢？

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的程序史记：从巴贝奇、爱达到图灵的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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