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【世界上第一位编程员】

(2006-07-13 13:02:19) 下一个



翻开英国著名浪漫主义诗人拜伦的代表巨著《恰尔德·哈洛尔德游记》,在第三章我们可以找到这样一节:

"你的面孔象你的母亲么,我的孩子?
阿达!我的家门和心上唯一的爱女!
上次见你,你的蓝眼睛在对我笑时,
我们别离了--可不象现在的别离,
那时还存着希望。--
......"

这是诗人在1816年流亡瑞士思念自己刚出生不久的女儿阿达时写下的诗句。这位热衷革命和民族解放运动的伟大诗人,直到他1824年三十六岁病逝于希腊前线,再没有与阿达见过一面,也就无从想象他的这个女儿今后会要走过怎样一条与自己迥异却同样光辉的道路。

阿达(Augusta Ada Byron,Countess of Lovelace),1815年12月10日生于英国伦敦。她是一段不幸婚姻的产物:父亲拜伦能辩善诗,多情放浪,母亲安娜贝拉却精通数学,严谨保守,被拜伦讥讽为"平行四边形公主",性格的不合致使两人婚后一年就匆匆离异。然而阿达又是幸运的,她同时继承了父亲的浪漫幻想气质和母亲出众的数学才华,最终成为了人类一个伟大领域的开拓者。

童年的阿达兴趣爱好广泛,这也是母亲刻意培养的结果,骑马,音乐,跳舞,这些社交圈内贵族女子的时尚阿达样样在行。她甚至对科技和建筑也感兴趣,曾设计出一种飞行器。维多利亚时代的英国科学风气盛行,妇女逐渐从旧习俗中走出,参与到社会的方方面面,甚至还能在杂志上发表文章探讨数学等问题。阿达的母亲害怕诗人父亲的血液会主导阿达,因此让阿达很早就学习数学,但是这丝毫没影响到阿达对诗歌和文学的同样喜爱。阿达曾从师著名数学家摩根,后来又得到剑桥大学的玛丽·索菲利的指导。玛丽是英国早期的女数学家和翻译家,曾把法国的大数学家拉普拉斯的著作介绍到英国。玛丽的社交圈使阿达能接触到当时世界一流的科学家如法拉第等。也正是由于玛丽的介绍,阿达才结识了查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage),接触到了分析机这种奇特事物,从而在人类青史上留下自己的芳名。

关于巴贝奇和分析机的故事,那还得从人类的数学发展史讲起,这里只能简述了。

事实上,人类自从诞生的第一天起,就从没有停止"偷懒"的念头。原始社会时的计数最早是靠扳手指,数石块,后来发展成结绳摆棍,然后又进步到算筹,算盘等工具。然而随着社会生活的日益复杂,人类面对的计算任务开始呈天文数字般增长。于是发明一台自动计算的机器,就成为了人类的一个刻骨铭心的梦想。几个世纪以来,无数人类精英曾为之付出努力,包括物理学家帕斯卡,大数学家莱布尼茨等。

巴贝奇是剑桥大学卢卡斯讲座教授,这个位子以前是牛顿坐过的。巴贝奇虽然是数学家,然而他的一生精力都献给了差分机和解析机的研究。在巴贝奇那个年代,人类已经发明了乘法机,计算尺这样的工具,输入有了控制纺织编花的打孔卡设备,但是对付诸如制作对数表这样的浩繁工程还是力不从心。巴贝奇极具远见地认识到发明计算机器的重要性,于是他耗费了十年时间,于1822年完成了第一台差分机。这台差分机由蒸汽驱动,能自动演算数种函数运算,精度到六位有效数字。看着齿轮和横杆有序的运转,最后得到一个有意义的正确运算结果,这在当时实在是让人震撼的事件。

阿达就是在十七岁那年去参观巴贝奇的差分机时,被激发出对这种人类制造的智能工具的无限兴趣的。她和巴贝奇在许多机器制造和前景及具体数学问题上交换了意见。这位年轻女孩的聪慧,远见,洞察力和敏锐直觉令巴贝奇折服,从而也决定了他们十年后的伟大合作。

阿达此后结婚,丈夫年长其十岁,后来受封成为伯爵,阿达也成为伯爵夫人,然而她的心思显然不在贵族生活上。好在丈夫十分疼爱这位娇小的妻子,这也是后来阿达能全新投入分析机研究的原因。

而巴贝奇这以后的研究则一直受挫,研究资金也断了来源,然而他遇挫弥坚,倾其家财,又要制作一台更先进的计算机器:分析机。在巴贝奇设计的分析机里已经有了存储间,运算室,控制器和输入输出装置,也就是说巴贝奇已经在近两百年前天才般地提出了一部现代电脑基本结构图。

可是巴贝奇的设想在当时实在太匪夷所思,没有哪个私人或机构愿意资助他的疯子般的研究(那时可没有现在这么多的基金来源)。巴贝奇到处兜售自己的梦想,然而除了碰壁还是碰壁。后来有位年轻的意大利数学家Louis Menebrea用法文整理发表了巴贝奇关于分析机的讲座,为了把它翻译成英文,巴贝奇想到了阿达。

阿达没有辜负巴贝奇的希望,相反她对原稿的补充注释使得文章充实了两倍多。在这篇文章里,阿达不但清楚阐述了巴贝奇分析机的原理,还第一次提出了编程的理念:她类比纺织印花机的原理,认为分析机能通过确定的步骤完成各种复杂函数的运算,成为一种通用机器。阿达血液里的幻想气质还使她天才的预见到这样的机器以后还能参与工业生产,绘图,演奏音乐,而这是巴贝奇都不敢奢望的。在这样的伟大论文里,阿达只是谦虚地写上了自己名字的缩写: A.A.L。当然,这多少也是受到时代习俗的限制。

此后阿达和巴贝奇开始了将分析机付诸现实的努力。巴贝奇负责分析机系统设计,而阿达则挑起了编制函数计算程序的重担。阿达的数学天才再次绽发光芒,她在那时编写的三角函数计算,级数相乘、伯努利函数等程序至今仍在应用,成为现代计算机语言的基石。而她最早提出的变量、递归、程序算法等概念,到现在还是计算机专业学生的必修课。

很不幸的是,分析机的制造让阿达和巴贝奇遭到了沉重的打击:事实上,由于计算机器里的零件需要的高度工业水平要求,他们的这种梦幻机器直到一百年后才被造出来,这就是现代电脑的鼻祖ENIAC。阿达和巴贝奇实在超出他们的时代太远!

更不幸的是,分析机的研制让他们都一贫如洗,阿达虽贵为伯爵夫人,也常常偷了家当去典卖支持研究,经济压力还迫使他们进行赛马机研究这样的计划。长期的艰苦生活破坏了阿达的健康,过度的脑力消耗更是摧残了阿达的身体。1852年,这朵科坛奇葩因癌症终于凋零,年仅36岁,一如她辉煌而早逝的父亲。

遵循阿达的遗愿,她被安葬在自己伟大父亲的墓旁,终于能从此长眠在父亲身边。此后阿达的名字在很长一段时间内被人们忘记,直到计算机时代的真正来临。

光阴冉冉,岁月如梭。阿达在一百六十多年前对计算机的预见,如今已全部实现,计算机不但能进行运算和辅助设计,还能唱歌奏乐,画图打印,而这一切都是在遵寻着编程者的意志。计算机的潜力正在逐步被挖掘,人工智能的研究方兴未艾。从来没有像今天这样,人类的智慧能得到如此广泛的伸延;人类的能力也从来没有像今天这样强大。而这一切,都要归功于那些像阿达这样的先辈精英们的孜孜努力。

1981年,美国国防部将花费巨资和十年光阴研制的一种计算机语言正式命名为阿达(ADA),以资纪念这位为人类计算事业做出巨大贡献的奇女子,这位当之无愧的"世界上第一位编程员"。


幼年的阿达


巴贝奇



分析机

FG 2004-12-14 WXC TEAHOUSE
《完》

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