话说世界系列：霍尔德•艾肯与数字计算机

本文已经获得话说世界公号授权发布

本内容由人民出版社出版《话说世界》20卷丛书

话说世界（11）：工业时代

作者：孙庆

“IBM才是计算机行业的真正霸主，毕竟是它一手栽培了我。” ——比尔·盖茨

英国数学家查尔斯·巴比奇被称为现代计算机的鼻祖。他在19世纪20-30年代设计了差分机和分析机。他在分析机模型的设计上有三个组成部分：一是用来储存数据信息的地方，他名之为“仓库”（thestore）；二是进行数据运算处理的地方，叫“工场”（themill）；三是在“仓库”和“工场”间有一个调度，叫“控制桶（controlbarrel）”。巴比奇的设计奠定了今日电脑的基本构架，“仓库”自然相当于今天的内存（寄存器）；“工场”则是计数器；“工场”和“控制桶”相当于控制计数的中央处理单元即通常所说的cpu。

数字计算机的出现，是工业时代向信息时代转变的划时代标志。它既是工业时代科技发展的必然结果，也是信息时代来临的的重要基础，并且在信息时代进一步推动工业化向尔着高科技高技术的发展转型。计算机可以对信息进行确认、整理、指示、掌控、共享等处理，现代生活的方方面面几乎都依赖于计算机的运行而运转。

数字计算机发明的先驱

人类自从开始运用数字以来，就一直在探寻进行数学运算的设备，以简化运算，解放脑力。古代中国有算盘、算筹等工具。17世纪上半叶，苏格兰人约翰·纳皮尔发明了早期的滑尺，可以通过来回滑动上边的小条来计算乘除法。到17世纪末，标准的滑尺已经在整个欧洲通用。但是，这些都只是运算的辅助工具，其本身并不具有独立的运算能力。

1847年，计算机先驱、英国数学家兼发明家查尔斯·巴比奇，开始设计机械式差分机。差分机具有现代数字计算机的许多原理，可以完成31位精度的运算并将结果打印到纸上，因此被普遍认为是世界上第一台机械式计算机。但是，因为当时的工厂都不能生产制造差分机所需的精确部件，所以巴比奇直到去世也没有把自己的设计变成现实。后来，人们才把巴比奇的差分机制造出来，这台机器有8000个零件，重5吨，目前放置在美国加利福尼亚州硅谷的计算机历史博物馆里供人参观。

1847年，英国数学家乔治·布尔在其著作中阐述了正式的逻辑学公理，建立了逻辑代数。他的逻辑理论建立在两个逻辑值0、1和三个运算符与、或、非的基础上，这种简化的二值逻辑为计算机的二进制数、开关逻辑元件和逻辑电路的设计铺平了道路，并最终为计算机的发明奠定了数学基础。

1944年，艾肯小组在IBM公司的资助下，研制出了“马克一号”（MarkⅠ）机电式计算机，正式名字是“自动顺序控制计算机”。1944年5月，马克一号在哈佛大学正式运行，用于计算原子核裂变过程，编出的数学用表至今仍在使用。图为IBM制造的“马克一号”计算机。

数字计算机是怎样发明的？

1937年，美国科学家霍华德·艾肯在芝加哥大学和哈佛大学研读数学和物理学专业时，详细研读了巴贝奇和朱斯的研究论文，他认为可以将二人的研究成果合二为一制造计算机。他写出了“自动运算机器”的提案，声称可以对任何数值问题进行自动准确无误的运算。这一提案得到了国际商业机器公司（IBM）的总裁托马斯·沃森的赞赏。他派出了一个工程师小组与艾肯一起研究这个项目。1939年，艾肯又得到了美国海军的支持，并为他提供了哈佛大学的一间地下室作为实验室，研究经费由国际商业机器公司提供。

1944年5月艾肯小组研制出了有史以来第一台计算机“MarkⅠ”并投入使用，这台计算机高2.4米，长15米多，用了总长8500千米的电线、175000个电子元件，由750000个组成部分，1200个球轴承组成，重达35吨。当时，这个庞然大物可以以不可思议的速度进行运算，每秒钟运行3次。这就是世界上第一台实现顺序控制的自动数字计算机。今天，大型计算机已经可以达到每秒百万次甚至上亿次的运转速度。

托马斯·约翰·沃森，IBM（国际商用机器公司）创始人。1914年进入计算制表记录公司(CTR)任公司经理。1924年将计算制表记录公司更改为IBM公司，成为IBM的创始人。在他的领导下，IBM不仅从一个中型公司成长为世界最大的企业之一，而且他还将IBM从机械制表机引入了计算机领域，并且在这一领域称霸一时。托马斯•沃森因此被人们誉为“计算机之父”。

小专题：蓝色巨人IBM

1896年，美国人赫尔曼·何勒里斯根据织布机的原理，利用卡片穿孔，开发出了卡片制表系统，这一系统被认为是现代计算机的雏形。这种统计机械在1890年度的人口普查中，被用来计算美国人口，使本来需要10年时间才能得到的人口调查结果，在短短6星期内就完成了。因此，何勒里斯成立了制表机公司，这就是IBM公司的源头之一。1911年6月15日，美国华尔街金融投资家弗林特收购了制表机公司、国际计时公司和美国计算尺公司， 成立了CTR的公司，C代表计算，T代表制表，R代表记时。1914年，弗林特聘任托马斯•沃森担任CTR总裁，从此公司业务突飞猛进。1924年，沃森将CTR更名为——国际商用机器公司，英文缩写IBM。1944年5月IBM支持下的艾肯小组研制出了有史以来第一台计算机“MarkⅠ”，此后IBM 长期统领计算机制造行业，计算机发展史的前30年几乎可以说是IBM 的时代。

《话说世界》是国家出版基金项目，由著名世界史专业教授和研究员组成编委会，由世界史专业教授和博士为主组成创作队伍。《话说世界》共20卷，每卷约25万字，并配450幅左右精美图片，内容囊括了从史前至2018年的世界历史。详实充沛地介绍世界历史的方方面面，全景展示世界历史的曲折发展轨迹，并以丰富精美的图片再现历史现场。

【内容简介】

《话说世界》第11卷《工业时代》，展现了19—20世纪工业革命兴起、发展、蔓延、深化过程中的生动细节，揭示了工业时代所带来的一系列革命性的制度变革。工业时代肇始于1881年开始的英国工业革命，至1935年西欧、北美、日本等工业革命基本完成，人类社会开始由“农业时代”进入“工业时代”。

【主编简介】

颜玉强，南京大学历史系1989届英国史硕士。毕业后在人民出版社担任编辑。1995年，与出版界前辈共同创立北京大江流文化传播有限公司，担任总编。2015年至今为独立图书策划人。代表性的策划并主编有《西方哲学画廊》（7册，贵州人民出版社）、《中外文明同时空》（6卷，入围第11届上海图书奖，获得首届文汇•彭心潮优秀图书出版基金 上海锦绣文章出版社），《再现世界历史》（100册，台湾畅谈出版社）、《再现世界地理》（100册，台湾畅谈出版社）、《再现中国地理》（100册，台湾畅谈出版社）。 著作：《戊戌变法》（台湾莎士比亚出版社）、《五四运动》（台湾莎士比亚出版社）、《海上人事》（鹭江出版社）、《青田人在荷兰》（中国华侨出版社）、《安徽人文地理》和《安徽城市地理》（台湾莎士比亚出版社）等。译著：《牛津英国史》（合译，商务印书馆）、《里根自传》（合译，东方出版社）。

【作者介绍】

孙庆，1982-1986年就读于南京大学历史系，获学士学位；1986-1989就读于该校欧美近现代史专业，获硕士学位，期间在南京大学—约翰斯?霍普金斯大学中美文化研究中心主修“西方比较政治”。毕业后一直在南京晓庄学院外国语学院工作，现职称副教授。从事外语教学多年，主要研究课题涉及世界历史、世界宗教、国际关系和外语教学。在国内各级刊物上发表论文多篇，编撰的教材有《新课程教学问题解决实践研究》《中学英语课程与教学论》《扣开高中英语选修课之门》《英语教学论》；主要著作有《英国革命》《诺曼征服》《中英关系史》《看得见的中国史》