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碎碎念:黎叔很生气,后果很严重。  换一换

2、第一抹曙光

作者:coderzheng 发布于:2016-8-23 21:08 Tuesday 分类:大话星程  阅读模式

流年似水,逝者如斯,再过一年,全世界都为电脑50周年诞辰举行盛大的庆典。

这个为我们星球带来如此斑斓色彩和奇妙变化的"世纪明星",是怎样一步一步进入到我们的社会生活中来的呢?让我们倒转时空,从帕斯卡的机械计算机开始说起。

帕斯卡1623年出生在法国一位数学家家庭,他三岁丧母,由父亲拉扯他长大。从小,他就显示出对数学、物理的浓厚兴趣。

少年帕斯卡对他的父亲可谓一往情深,他每天都瞅着年迈的父亲费力地计算税率税款什么的,很想帮衬一把,可又怕父亲不放心。于是,未来的科学家想到了为父亲制做一台可以计算税款的机器。19岁那年,他做成了人类有史以来第一台机械计算机。

帕斯卡的计算机是一种系列齿轮组成的装置,外形像一个长方盒子,用儿童玩具那种钥匙旋紧发条后才能转动,只能够做加法和减法。然而,即使只做加法,也有个"逢十进一"的进位问题。绝顶聪明的帕斯卡采用了一种小爪子式的棘轮装置。当定位齿轮朝9转动时,棘爪便逐渐升高;一旦齿轮转到0,棘爪就"咔嚓"一声跌落下来,推动十位数的齿轮前进一档。

人们猜想,帕斯卡在发明成功后,一连制作了50台这种被人称为"帕斯卡加法器"的计算机,因为至少现在还有5台保存着。比如,在法国巴黎工艺学校、英国伦敦科学博物馆都可以看到帕斯卡计算机原型。据说在中国的故宫博物院,也保存着两台铜制的复制品,是当年外国人送给慈僖太后的礼品,"老佛爷"哪里懂得它的奥妙,只把它当成了西方的洋玩具,藏在深宫无人得见。帕斯卡是真正的天才,他在诸多领域内都有建树。后人在介绍他时,说他是数学家、物理学家、哲学家、流体动力学家和概率论的创始人。凡是学过物理的人都知道一个关于液体压强性质的"帕斯卡定律",这个定律就是他的伟大发现并以他的名字命名的。他甚至还是文学家,其文笔优美的散文在法国极负盛名。可惜,长期从事艰苦的研究损害了他的健康,在病魔缠身下,1662年英年早逝,死时年仅39岁。他留给了世人一句至理名言:  "人好比是脆弱的芦苇,但是他又是有思想的芦苇。"

全世界"有思想的芦苇",尤其是计算机领域的后来者,都不会忘记帕斯卡在浑沌中点燃的亮。1971年面世的一种程序设计高级语言 -- PASCAL语言,就是为了纪念这位先驱,使帕斯卡的英名在电脑时代依然褶褶生辉。

帕斯卡逝世后不久,与法兰西毗邻国度的莱茵河畔,一位英俊潇洒的年轻人正挑灯夜读,直到黎明时分。清晨,青年站起身,揉了一下疲乏的腰部,脸上流露出会心的微笑,一个朦胧的设想,已开始酝酿成熟。虽然在帕斯卡发明加法器的时候,年轻人尚未出世,但这篇由帕斯卡亲自撰写的关于加法计算机的论文,却使他似醍醐灌顶,勾起强烈的发明欲。他就是德国大数学家、被《大不列颠百科全书》称为"西方文明最伟大的人物之一"的莱布尼茨。莱布尼茨早年历经坎坷。当命运之神降临时,他获得了一次出使法国的使命。帕斯卡的故乡张开臂膀接纳他,为他实现计算机器的夙愿创造了契机。在巴黎,他聘请了一些著名的机械专家和能工巧匠协助工作,终于在1674年造出一台更完美的机械计算机。

莱布尼茨发明的新型计算机有1米来长,肚内安装了一系列的齿轮机构,除了块头较大之外,基本原理师承于帕斯卡。不过,"青出于蓝而胜于蓝",莱布尼茨技高一筹,他为计算机增添了一种名曰"步进轮"的装置。步进轮是一个有9个齿的长圆柱体,9个齿短短长长依次分布于圆柱表面;旁边另有个小齿轮可以沿着轴向移动,以便逐次与步进轮啮合。每当小齿轮转动一圈,步进轮可根据它与小齿轮啮合的齿数,分别转动1/10圈、2/10圈……,直到9/10圈,这样一来,它就能够连续地、重复地做加法。

连续重复地进行加法运算又有何用?稍熟悉电脑程序设计的人一点即明,这就是现代计算机做乘除运算的方法。于是乎,加、减、乘、除四则运算一应具全,莱布尼茨为帕斯卡计算机锦上添花,也给其后风靡一时的手摇计算机铺平了道路。

不久,莱布尼茨又为后代计算机的设计思想探出了一个神秘的"宝藏"。有人说,这神秘的"宝藏"来自于神秘的东方中国。

大约在公元1700年左右的某天,莱布尼茨正费力地用放大镜观看一张图画。这图画的名称叫做"八卦",是中国宋朝人邵雍所摹绘的一张"易图"。发明计算机的莱布尼茨又如何研究起八卦来呢?在莱布尼茨的放大镜下,八卦的每一卦象历历在目,它们都由阳(━)和阴(--)两种符号组合而成。莱布尼茨挠有兴趣地把8种卦象颠来倒去,脑海中突然火花一闪──这不就是很有规律的二进制数字吗?是的,若认为阳(━)是"1",阴(--)是"0",八卦恰好组成了二进制的000到111共8个基本序数!也许,正是在中国人睿智的启迪下,他才最终悟出了二进制数之真谛。虽然莱布尼茨设计的计算机用到还是十进制,但他率先系统提出了二进制数的运算法则,而二进制数直到今天仍然左右着现代电脑的高速运算。为此,数学大师莱布尼茨满怀激情地写道:"我们从前谁也不曾想到,在这世界上有凌驾我们的民族存在,但事实上,我们却发现了中国民族。我相信这是有命运在安排,最高摄理恰好配合了这个事实……"

就这样,帕斯卡的计算机经由莱布尼茨的妙手改进后,人们又给它加上电动机,变成名符其实的"电动计算机",直到本世纪20年代仍在广泛使用。尽管帕斯卡与莱布尼茨的发明还不是现代意义上的计算机,但它们毕竟昭示着人类计算机史里的第一抹曙光。

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