大話計(jì)算機(jī)的源頭：織布機(jī)和八卦
看到這個(gè)題目，很多人一定不相信自己的眼睛，腦海中蹦出兩個(gè)單詞：NO WAY。的確，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的誕生，宣告了信息時(shí)代的到來(lái)。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(jì)算機(jī)呀，手機(jī)呀，電視呀，還是IPHONE，等等等等。那現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和那個(gè)織布機(jī)、八卦能有毛關(guān)系？那些東西還不是用來(lái)織布和算命的嗎？呵呵，且聽(tīng)我細(xì)細(xì)道來(lái)。
一般認(rèn)為，第一臺(tái)現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)是ENIAC，誕生在1946年美國(guó)的賓夕法尼亞大學(xué)。但現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的歷史絕不是從這時(shí)才開(kāi)始的。在此之前已經(jīng)存在一大堆理論儲(chǔ)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(jī)”，制表機(jī)，布爾函數(shù)，巴比奇的分析機(jī)……再接著往前追溯，我們的第一個(gè)主角織布機(jī)就閃亮登場(chǎng)了。
此君全名“雅卡爾織布機(jī)”。19世紀(jì)早期法國(guó)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(jī)，辛辛苦苦地將一根根絲線提起、放下。終于，一個(gè)叫雅卡爾的英雄帶著它的最新發(fā)明誕生了。他的織布機(jī)革命性地用預(yù)先打孔的卡片來(lái)控制織物的編織式樣，速度比老式手工提花機(jī)快了25倍。法國(guó)皇帝拿破侖龍顏大悅，特別嘉獎(jiǎng)了這位發(fā)明英雄，還允許他收取專利費(fèi)！
有人又問(wèn)了，這確實(shí)是世界織布史上的里程碑，那怎么和計(jì)算機(jī)扯上關(guān)系了。別急，這是連雅卡爾這個(gè)發(fā)明者都意想不到的。正是他革命性地運(yùn)用了打孔卡控制機(jī)器，立刻就被許多敏銳的科學(xué)家察覺(jué)。他們覺(jué)得，打孔卡不僅僅只能用來(lái)織布，而且打開(kāi)了一扇信息控制的大門。
很快地，英國(guó)著名的計(jì)算機(jī)先驅(qū)巴比奇于1836年制造了一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)，正是利用了雅卡爾打孔卡片的原理為這臺(tái)計(jì)算機(jī)編程。這位老兄后來(lái)野心越來(lái)越大，設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)越來(lái)越先進(jìn)。據(jù)說(shuō)接近現(xiàn)代機(jī)算機(jī)，只不過(guò)都靠機(jī)械完成而已。他的助手兼好友阿達(dá)是大詩(shī)人拜倫的女兒，也是巴比奇最大的支持者和粉絲。不過(guò)最后兩人耗費(fèi)了所有的經(jīng)費(fèi)，先后悲慘死去。巴比奇就成為了計(jì)算機(jī)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(gè)軟件工程師，美國(guó)國(guó)防部的標(biāo)準(zhǔn)程序語(yǔ)言即以她命名：ADA。
還有另一條線索。19世紀(jì)末，美國(guó)調(diào)查局的霍爾瑞斯為人口統(tǒng)計(jì)頭痛不已。他和同事們用手搖計(jì)算機(jī)“搖”得滿頭大汗，一天下來(lái)，也統(tǒng)計(jì)不出幾張表格的數(shù)據(jù)。后來(lái)他離開(kāi)了調(diào)查局，決心發(fā)明一種機(jī)器協(xié)助統(tǒng)計(jì)。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(lái)的打孔制表機(jī)，用1年時(shí)間就完成了原來(lái)至少需要十年才能完成的統(tǒng)計(jì)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(jī)器起家的。
說(shuō)到這里事實(shí)已經(jīng)很明顯了，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和雅卡爾織布機(jī)的原理幾乎是一樣的。兩者都是事先編好程序，然后讓機(jī)器自動(dòng)去完成。只不過(guò)前者靠機(jī)械，后者靠電子，僅此而已。那么，來(lái)自中國(guó)的古老的《易經(jīng)》也當(dāng)作源頭似乎就沒(méi)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(wèn)德國(guó)人，你們國(guó)家最偉大的科學(xué)家是誰(shuí)？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(zhēng)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(shuō)公有理，牛頓最后干脆自己請(qǐng)了個(gè)“調(diào)查團(tuán)”，認(rèn)定萊氏是對(duì)他無(wú)恥的剽竊。
閑話少說(shuō)。萊氏是個(gè)在計(jì)算機(jī)史上舉足輕重的人物，這也是連他自己都萬(wàn)萬(wàn)不會(huì)想到的。他親自設(shè)計(jì)了當(dāng)時(shí)更先進(jìn)的機(jī)械計(jì)算機(jī)，最先創(chuàng)立了計(jì)算機(jī)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(hù)神”。最重要的，就是發(fā)明了這篇文章的主題之一二進(jìn)制。遺憾的是，萊布尼茨從來(lái)也沒(méi)想過(guò)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(duì)中華文化保持著莫大的興趣，《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》中還專門有一篇《朱熹、萊布尼茨和有機(jī)哲學(xué)》。萊氏的數(shù)理邏輯，據(jù)說(shuō)也是因?yàn)榭吹揭槐緯?shū)介紹中國(guó)的書(shū)，受到中國(guó)漢字象形文字的特征的影響而創(chuàng)立的。更著名的一個(gè)傳聞，是他又從神秘的易圖中得到啟發(fā)，發(fā)明出二進(jìn)制！
當(dāng)然這個(gè)傳聞更多的帶有猜測(cè)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(jìn)制算術(shù)，后來(lái)寫(xiě)信告知身在中國(guó)的好友白晉。白晉可是著名的傳教士，正是他和張誠(chéng)兩人進(jìn)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(shí)，立刻發(fā)現(xiàn)了二進(jìn)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(kāi)了中國(guó)易經(jīng)的奧秘。
什么情況？原來(lái)《易經(jīng)》中的陰陽(yáng)二爻，用一橫和斷橫表示。如果將陰看成0，陽(yáng)看成1，那么在伏羲先天六十四卦方圓圖中，正好就是二進(jìn)制的1到63完全對(duì)應(yīng)的排列！幾天后，萊布尼茨就寫(xiě)了論文《二進(jìn)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(guó)《皇家科學(xué)院院刊》上。
正是這篇論文，標(biāo)志著二進(jìn)制的誕生。在當(dāng)時(shí)二進(jìn)制幾乎毫無(wú)用處，但是后來(lái)成為了計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，萊布尼茨也被追認(rèn)為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)先驅(qū)。也許在冥冥之中，萊氏已經(jīng)預(yù)感到將來(lái)二進(jìn)制將大行其道吧。
好了，兩個(gè)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(wú)稽之談，隨便啦。萬(wàn)物都是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程，這一點(diǎn)是亙古不變的。還要一分為二地看待事物，猶其是對(duì)待傳統(tǒng)文化。明白了這兩個(gè)道理，那我這篇文章就不算白寫(xiě)了。
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