计算机发展史 （5）携手共赴难

就在痛苦艰难的时刻，孤独苦闷的巴贝奇意外地收到一封来信，写信人不仅

对他表示理解而且还希望与他共同工作。娟秀字体的签名，表明了她不凡的身份 ──伯爵夫人。

接到信函后不久，巴贝奇实验室门口走进来一位年轻的女士。她身披素雅的 斗蓬，鬓角上斜插一朵白色的康乃馨，显得那么典雅端庄。巴贝奇一时愣在那里， 他与这位女士似曾相识，又想不起曾在何处邂逅。女士落落大方地作了自我介绍， 正是那位写信人。

“您还记得我吗？ ”女士低声问道，“十多年前，您还给我讲过差分机原理。” 看到巴贝奇迷惑的眼神，她又笑着补充说：“您说我像野人见到了望远镜。”巴   贝奇恍然大悟，想起已经十分遥远的往事。面前这位女士和那个小女孩之间，依   稀还有几分相似。

原来， 伯爵夫人本名叫阿达·奥古斯塔（Ada Augusta），是英国著名诗人 拜伦的独生女。她比巴贝奇的年龄小 20 多岁，1815 年出生。阿达自小命运多舛， 来到人世的第二年，父亲拜伦因性格不合与她的母亲离异，从此别离英国。可能 是从未得到过父爱的缘由，小阿达没有继承到父亲诗一般的浪漫热情，却继承了 母亲的数学才能和毅力。

还是在阿达的少女时代，母亲的一位朋友领着她们去参观巴贝奇的差分机。 其他女孩子围着差分机叽叽喳喳乱发议论，摸不着头脑。只有阿达看得非常仔细， 她十分理解并且深知巴贝奇这项发明的重大意义。

或许是这个小女孩特殊的气质，在巴贝奇的记忆里打下了较深的印记。他赶 紧请阿达入座，并欣然同意与这位小有名气的数学才女共同研制新的计算机器。

就这样，在阿达 27 岁时，她成为巴贝奇科学研究上的合作伙伴，迷上这项 常人不可理喻的“怪诞 ”研究。其时，她已经成了家，丈夫是洛甫雷斯伯爵。按 照英国的习俗，许多资料在介绍里都把她称为“洛甫雷斯伯爵夫人 ”。

30 年的困难和挫折并没有使巴贝奇屈服，阿达的友情援助更坚定了他的决 心。还在大型差分机进军受挫的 1834 年，巴贝奇就已经提出了一项新的更大胆 的设计。他最后冲刺的目标，不是仅仅能够制表的差分机，而是一种通用的数学 计算机。巴贝奇把这种新的设计叫做“分析机 ” ，它能够自动解算有 100 个变 量的复杂算题，每个数可达 25 位，速度可达每秒钟运算一次。

今天我们再回首看看巴贝奇的设计，分析机的思想仍然闪烁着天才的光芒。

由于巴贝奇晚年因喉疾几乎不能说话，介绍分析机的文字主要由阿达替他完 成。阿达在一篇文章里介绍说：“这台机器不论在可能完成的计算范围、简便程 度以及可靠性与精确度方面，或者是计算时完全不用人参与这方面，都超过了以 前的机器。 ”巴贝奇把分析机设计得那样精巧， 他打算用蒸汽机为动力，驱动 大量的齿轮机构运转。 巴贝奇的分析机大体上有三大部分：其一是齿轮式的“存 贮库 ”，巴贝奇称它为“仓库 ” （Store），每个齿轮可贮存 10 个数，齿轮组 成的阵列总共能够储存 1000 个 50 位数。分析机的第二个部件是所谓“运算室 ”， 它被巴贝奇命名为“作坊 ”（Mill），其基本原理与帕斯卡的转轮相似，用齿轮 间的啮合、旋转、平移等方式进行数字运算。为了加快运算速度，他改进了进位 装置，使得 50 位数加 50 位数的运算可完成于一次转轮之中。第三部分巴贝奇没 有为它具体命名，其功能是以杰卡德穿孔卡中的“0 ”和“ 1 ”来控制运算操作的 顺序，类似于电脑里的控制器。他甚至还考虑到如何使这台机器处理依条件转移 的动作，比如，第一步运算结果若是“ 1 ”，就接着做乘法，若是“0 ”就进行除 法运算。此外，巴贝奇也构思了送入和取出数据的机构，以及在“仓库 ”和“作 坊 ”之间不断往返运输数据的部件。

阿达“心有灵犀一点通 ”，她非常准确地评价道：“分析机‘编织 ’的代数 模式同杰卡德织布机编织的花叶完全一样 ”。于是，为分析机编制一批函数计算 程序的重担，落到了数学才女的肩头。阿达开天辟地第一次为计算机编出了程序， 其中包括计算三角函数的程序、级数相乘程序、伯努利函数程序等等。阿达编制 的这些程序，即使到了今天，电脑软件界的后辈仍然不敢轻易改动一条指令。人 们公认她是世界上第一位软件工程师。

众所周知， 美国国防部据说是花了 250 亿美元和 10 年的光阴，把它所需要  软件的全部功能混合在一种计算机语言中，希望它能成为军方数千种电脑的标准。 1981 年，这种语言被正式命名为 ADA（阿达）语言，使阿达的英名流传至今。

不过，以上讲的都是后话，殊不知巴贝奇和阿达当年处在怎样痛苦的水深火 热之中！ 由于得不到任何资助，巴贝奇为把分析机的图纸变成现实，耗尽了自 己全部财产，弄得一贫如洗。他只好暂时放下手头的活，和阿达商量设法赚一些 钱，如制作什么国际象棋玩具，什么赛马游戏机等等。为筹措科研经费，他们不 得不“下海 ”搞“创收 ”。最后，两人陷入了惶惶不可终日的窘境。阿达忍痛两 次把丈夫家中祖传的珍宝送进当铺，以维持日常开销，而这些财宝又两次被她母 亲出资赎了回来。

贫困交加，无休止的脑力劳动，使阿达的健康状况急剧恶化。1852 年，怀 着对分析机成功的美好梦想，软件才女英年早逝，死时年仅 36 岁。阿达去世后， 巴贝奇又默默地独自坚持了近 20 年。晚年的他已经不能准确地发音，甚至不能 有条理地表达自己的意思，但是他仍然百折不挠地坚持工作。1871 年，为计算 机事业贡献毕生精力的先驱者巴贝奇，终于满怀着对分析机无言的悲怅，孤独地 离开了人世。有人把他的大脑用盐渍着保存起来，想经过若干年后，有更先进技 术来研究他大脑保存的精神。

分析机终于没能造出来，巴贝奇和阿达失败了。巴贝奇和阿达的失败是因为 他们看得太远，分析机的设想超出了他们所处时代至少一个世纪！社会发展的需 求和科学技术发展的可能，使得他们注定要成为的悲剧人物。尽管如此，巴贝奇 和阿达为电脑科学留下了一份极其珍贵的精神遗产，包括 30 种不同设计方案， 近 2000 张组装图和 50000 张零件图…… ，更包括那种在逆境中自强不息，为追 求理想奋不顾身的拼搏精神。