世界上第一台电子计算机的发明科普原创 原创科普

按:1999年1月,云南人民广播电台科普专栏节目《电脑空间》开播,笔者负责该节目所有稿件的采写编辑,系列科普广播《电脑发展漫话》就是其主要内容,从第一台电子计算机的发明讲到微软视窗的发明应用,每周播出1篇,共播出50余篇,前后延续一年时间。获得“第九届全国科普广播优秀节目三等奖”。这里刊出第一篇,以后继续选刊,此次重刊均按原貌,不作修订。

世界上第一台电子计算机的发明

戴美政编写

(云南人民广播电台《电脑空间》1999年1月14日、4月25日11:20播出)

听众朋友,从本世纪40年代计算机发明到现在的50多年间,计算机经历了从电子管、晶体管、集成电路,大规模集成电路和超大规模集成电路的巨大进步!这当中的变化已经难用突飞猛进、飞速发展等一类形容词来说明了。而今,当我们尽情地享受着电脑给现代文明带来的种种好处的时候,有多少人知道,我们的每一点进步都反映了无数的科学家、探索者所付出的巨大劳动和艰辛的追求!

听众朋友,你愿不愿跟我们回顾一下历史,历史能给人以深刻的启示与清醒的认识。恩格斯在谈到大哲学家黑格尔的思维方式时曾指出:“黑格尔的思维方式不同于所有其他哲学家的地方,就是他的思维方式有巨大的历史感作基础。”恩格斯所说的历史感就是历史眼光,它使我们认识到,人类社会的历史就是一个不断运动、变化和发展的过程,新陈代谢,生生不息,永远向着未来。好!今天我们不谈哲学问题,在下面的“电脑漫话”栏目里,我们就谈谈人类第一台计算机怎样发明的?你有兴趣吗?好!听我们细细讲述。

听众朋友,电子计算机是20世纪最伟大的技术成就。不过,任何一种伟大的发明都不是一朝一夕突然出现的,人们很久以前就在寻求一种高速的计算工具。远在17世纪40年代,法国数学家巴斯卡就研制过一台加法机,过了近30年,大数学家莱布尼兹设计过一台能作乘法和加法的机器,不过它简直不能实际使用。到了18世纪末,法国在重新编制三角函数表和三角函数对数表时,就动员了几百名工作者来完成庞大的计算工作。19世纪初期,法国数学家拜贝吉制成了一台差分机,后来又构思了一台分析机。但最终没有成功,原因是当时用机械作为技术手段不可能传递计算信息,执行指令。

历史演进到20世纪,电子技术的兴起为计算机的发明带来了条件与机遇,计算机的新时代开始了。于是,先后有德国的工程师朱斯研制过Z—1计算机,美国的艾肯用继电器技术研制了计算机。不过,朱斯的Z—1计算机毁于第二次大战的战火,艾肯在哈佛大学制成的计算机也因技术的限制刚开始运用就已经过时,因为电子技术手段已经兴起。

电子计算机的产生是在自动理论的发展、电子技术的日益成熟和第二次世界大战紧迫的计算任务的背景下的综合结果。1943年正是世界大战紧张进行的一年。美国阿伯丁炮击场和宾夕法尼亚大学一起承担了为美国陆军计算炮击表的任务。当时只有一台原始的模拟计算机和一百多名计算员用手工计算,结果当然很糟。差不多在同一时候,宾夕法尼亚大学电工系的工程师埃克特和物理学家莫齐利提出了一篇用电子元件造计算机的报告,这份报告送到了当时负责计算炮击表的领导人——数学家戈德斯坦中尉手里。戈德斯坦慧眼识珠,大力争取了美国军方支持埃克特和莫齐利的方案,1943年4月6号报告获得批准,研制计算机的工作开始了。


埃克特(左1)、戈德斯坦上尉(左4)、莫齐利(右1)
(原刊于赵奂辉《电脑史话》,浙江文艺出版社1999年1月版)

1944年夏天,戈德斯坦在阿伯丁炮击场附近遇到了在炮击场担任顾问的数学家冯·诺伊曼,他告诉诺伊曼,计算机试制工作进展顺利。一旦成功其速度比当时的任何计算机工具都快一千倍。冯·诺伊曼大感兴趣,他正在为试制原子弹的计算问题伤透脑筋,于是诺伊曼加入了这项工作。


冯·诺伊曼(选自网络)

说起冯·诺伊曼在数学界几乎无人不知,这位天才的大数学家是那个时代的杰出人物,他的研究遍及纯粹数学、应用数学、力学、经济学、气象学、理论物理学等许多领域。形势的需要、科学实践中积累起来对新事物的洞察力,和用数学方法解决科问题的强烈愿望,使冯·诺伊曼迅速投入到计算机制造的激流中,从而为计算机的研制做出了杰出的贡献。1944年8月到1945年6月,是计算机研制最紧张的收获季节。冯·诺伊曼在电子计算机的逻辑体制中引入代码,编制了各种程序,提出各种研究报告。他和同事们紧密合作,把崭新的科学思想付诸实践。经过十个月的紧张工作,一台全新的存贮程序通过电子计算机的方案诞生了。


世界上第一台电子计算机的发明(科普原创) 原创科普
世界上第一台电子计算机爱尼亚克(原刊于叶平编著《电脑史话》,北京大学出版社1999年4月版)

1946年,世界上第一台电子计算机建造成功,它的全称是“电子数字积分和计算器”,英文名称是Electrnic Numerical Intergratorand Calculator,简称ENIAC(爱尼亚克)。这台计算机是个庞然大物,占地170平方米,用了18000个电子管,总重30吨,耗电140千瓦,速度为每秒钟可计算5000次加法。最主要的特点是,这台计算机能按照人所编好的程序自动地进行运算。继第一台电子计算机制成之后,冯·诺伊曼又主持制造了一台实验性的计算机MANIAC(曼尼亚克)。这台机器在第一颗氢弹研制中起了很大的作用,人们把它叫做冯·诺伊曼机,而埃克特和莫齐利则转向研制商用程序计算机,1951年制成第一台用于人口统计使用。直到1963年6月,电子计算机才走完了自己的实验阶段而进入工业生产。一个电子计算机的新时代正式开始了。

听众朋友,刚才讲的就是人类第一台电子计算机诞生的简单情况。说来也有趣,1981年,为了庆祝第一台计算机ENIAC诞生35周年,宾夕法尼亚举办了一次别开生面的活动。这就是让第一台计算机与当时只值500美元的计算机举行一次比赛,看谁算得快。结果是后来出现的500美元的计算机获胜,全场一时间欢呼雀跃。这个有趣的场面,最清楚地表明了计算机的发展状况。

主要参考资料:

1)叶平编著《电脑史话》,北京大学出版社1999年4月版。

2)赵奂辉《电脑史话》,浙江文艺出版社1999年1月版。

笔者当时编写的播出稿原件之一

  

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