今天出版的許多計算機書籍扉頁里，都登載著巴貝奇（C.Babbage）的照片：寬闊的額，狹長的嘴，銳利的目光顯得有些憤世嫉俗，堅定的但絕非缺乏幽默的外貌，給人以一個極富深邃思想的學者形象。

巴貝奇是一位富有的銀行家的兒子，1792年出生在英格蘭西南部的托特納斯，后來繼承了相當豐厚的遺產，但他把金錢都用于了科學研究。童年時代的巴貝奇顯示出極高的數學天賦，考入劍橋大學后，他發現自己掌握的代數知識甚至超過了教師 。畢業留校，24歲的年青人榮幸受聘擔任劍橋大學“路卡辛講座”的數學教授。這是一個很少有人能夠獲得的殊榮，牛頓的老師巴羅是第一名，牛頓是第二名。在教學之余，巴貝奇完成了大量發明創造，如運用運籌學理論率先提出“一便士郵資”制度，發明了供火車使用的速度計和排障器等等。假若巴貝奇繼續在數學理論和科技發明領域耕耘，他本來是可以走上鮮花鋪就的坦途。然而，這位曠世奇才卻選擇了一條無人敢于攀登的崎嶇險路。

事情還得從法國講起。18世紀末，法蘭西發起了一項宏大的計算工程──人工編制《數學用表》，這在沒有先進計算工具的當時，是件極其艱巨的工作。法國數學界調集大批數學家，組成了人工手算的流水線，算得天昏地暗，才完成了17卷大部頭書稿。即便如此，計算出的數學用表仍然存在大量錯誤。

據說有一天，巴貝奇與著名的天文學家赫舍爾湊在一起，對兩大部頭的天文數表評頭論足，翻一頁就是一個錯，翻兩頁就有好幾處。面對錯誤百出的數學表，巴貝奇目瞪口呆，他甚至喊出聲來：“天哪，這些計算錯誤已經充斥彌漫了整個宇宙！”

這件事也許就是巴貝奇萌生研制計算機構想的起因。巴貝奇在他的自傳《一個哲學家的生命歷程》里，寫到了大約發生在1812年的一件事：“有一天晚上，我坐在劍橋大學的分析學會辦公室里，神志恍惚地低頭看著面前打開的一張對數表。一位會員走進屋來，瞧見我的樣子，忙喊道：‘喂！你夢見什么啦？’我指著對數表回答說：‘我正在考慮這些表也許能用機器來計算！’”

巴貝奇的第一個目標是制作一臺“差分機”。所謂“差分”的含義，是把函數表的復雜算式轉化為差分運算，用簡單的加法代替平方運算。那一年，剛滿20歲的巴貝奇從法國人杰卡德發明的提花編織機上獲得了靈感，差分機設計閃爍出了程序控制的靈光──它能夠按照設計者的旨意，自動處理不同函數的計算過程。

巴貝奇耗費了整整十年光陰，于1822年完成了第一臺差分機，它可以處理3個不同的5位數，計算精度達到6位小數，當即就演算出好幾種函數表。由于當時工業技術水平極低，第一臺差分機從設計繪圖到機械零件加工，都是巴貝奇親自動手完成。當他看著自己的機器制作出準確無誤的《數學用表》，高興地對人講：“哪怕我的機器出了故障，比如齒輪被卡住不能動，那也毫無關系。你看，每個輪子上都有數字標記，它不會欺騙任何人。”以后實際運用證明，這種機器非常適合于編制航海和天文方面的數學用表。

成功的喜悅激勵著巴貝奇，他連夜奮筆上書皇家學會，要求政府資助他建造第二臺運算精度為20位的大型差分機。英國政府看到巴貝奇的研究有利可圖，破天荒地與科學家簽訂了第一個合同，財政部慷慨地為這臺大型差分機提供出1.7萬英鎊的資助。巴貝奇自己也貼進去1.3萬英鎊巨款，用以彌補研制經費的不足。在當年，這筆款項的數額無異于天文數字──有資料介紹說，1831年約翰·布爾制造一臺蒸汽機車的費用才784英磅。

然而，第二臺差分機在機械制造工廠里觸上了“暗礁”。第二臺差分機大約有25000個零件，主要零件的誤差不得超過每英寸千分之一，即使用現在的加工設備和技術，要想造出這種高精度的機械也絕非易事。巴貝奇把差分機交給了英國最著名的機械工程師約瑟夫·克萊門特所屬的工廠制造，但工程進度十分緩慢。設計師心急火燎，從劍橋到工廠，從工廠到劍橋，一天幾個來回。他把圖紙改了又改，讓工人把零件重做一遍又一遍。年復一年，日復一日，直到又一個10年過去后，巴貝奇依然望著那些不能運轉的機器發愁，全部零件亦只完成不足一半數量。參加試驗的同事們再也堅持不下去，紛紛離他而去。巴貝奇獨自苦苦支撐了第三個10年，終于感到無力回天。

那天清晨，巴貝奇走進車間，偌大的作業場空無一人，只剩下滿地的滑車和齒輪，四處一片狼藉。他呆立在尚未完工的機器旁，深深地嘆了口氣。在痛苦的煎熬中，他無計可施，只得把全部設計圖紙和已完成的部分零件送進倫敦皇家學院博物館供人觀賞。

1842年，在巴貝奇的一生中是極不平常的一年。英國政府宣布斷絕對他的一切資助，連科學界的友人都用一種怪異的目光看著他。英國首相譏諷道：“這部機器的唯一用途，就是花掉大筆金錢！”同行們譏笑他是“愚笨的巴貝奇”。皇家學院的權威人士，包括著名天文學家艾瑞等人，都公開宣稱他的差分機“毫無任何價值”……

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就在痛苦艱難的時刻，孤獨苦悶的巴貝奇意外地收到一封來信，寫信人不僅對他表示理解而且還希望與他共同工作。娟秀字體的簽名，表明了她不凡的身份──伯爵夫人。

接到信函后不久，巴貝奇實驗室門口走進來一位年輕的女士。她身披素雅的斗蓬，鬢角上斜插一朵白色的康乃馨，顯得那么典雅端莊。巴貝奇一時愣在那里，他與這位女士似曾相識，又想不起曾在何處邂逅。女士落落大方地作了自我介紹，正是那位寫信人。

“您還記得我嗎？”女士低聲問道，“十多年前，您還給我講過差分機原理。”看到巴貝奇迷惑的眼神，她又笑著補充說：“您說我像野人見到了望遠鏡。”巴貝奇恍然大悟，想起已經十分遙遠的往事。面前這位女士和那個小女孩之間，依稀還有幾分相似。

原來，伯爵夫人本名叫阿達·奧古斯塔（Ada Augusta），是英國著名詩人拜倫的獨生女。她比巴貝奇的年齡小20多歲，1815年出生。阿達自小命運多舛，來到人世的第二年，父親拜倫因性格不合與她的母親離異，從此別離英國。可能是從未得到過父愛的緣由，小阿達沒有繼承到父親詩一般的浪漫熱情，卻繼承了母親的數學才能和毅力。

還是在阿達的少女時代，母親的一位朋友領著她們去參觀巴貝奇的差分機。其他女孩子圍著差分機嘰嘰喳喳亂發議論，摸不著頭腦。只有阿達看得非常仔細，她十分理解并且深知巴貝奇這項發明的重大意義。

或許是這個小女孩特殊的氣質，在巴貝奇的記憶里打下了較深的印記。他趕緊請阿達入座，并欣然同意與這位小有名氣的數學才女共同研制新的計算機器。

就這樣，在阿達27歲時，她成為巴貝奇科學研究上的合作伙伴，迷上這項常人不可理喻的“怪誕”研究。其時，她已經成了家，丈夫是洛甫雷斯伯爵。按照英國的習俗，許多資料在介紹里都把她稱為“洛甫雷斯伯爵夫人”。

30年的困難和挫折并沒有使巴貝奇屈服，阿達的友情援助更堅定了他的決心。還在大型差分機進軍受挫的1834年，巴貝奇就已經提出了一項新的更大膽的設計。他最后沖刺的目標，不是僅僅能夠制表的差分機，而是一種通用的數學計算機。巴貝奇把這種新的設計叫做“分析機”，它能夠自動解算有100個變量的復雜算題，每個數可達25位，速度可達每秒鐘運算一次。

今天我們再回首看看巴貝奇的設計，分析機的思想仍然閃爍著天才的光芒。

由于巴貝奇晚年因喉疾幾乎不能說話，介紹分析機的文字主要由阿達替他完成。阿達在一篇文章里介紹說：“這臺機器不論在可能完成的計算范圍、簡便程度以及可靠性與精確度方面，或者是計算時完全不用人參與這方面，都超過了以前的機器。”巴貝奇把分析機設計得那樣精巧，他打算用蒸汽機為動力，驅動大量的齒輪機構運轉。 巴貝奇的分析機大體上有三大部分：其一是齒輪式的“存貯庫”，巴貝奇稱它為“倉庫”（Store），每個齒輪可貯存10個數，齒輪組成的陣列總共能夠儲存1000個50位數。分析機的第二個部件是所謂“運算室”，它被巴貝奇命名為“作坊”（Mill），其基本原理與帕斯卡的轉輪相似，用齒輪間的嚙合、旋轉、平移等方式進行數字運算。為了加快運算速度，他改進了進位裝置，使得50位數加50位數的運算可完成于一次轉輪之中。第三部分巴貝奇沒有為它具體命名，其功能是以杰卡德穿孔卡中的“0”和“1”來控制運算操作的順序，類似于電腦里的控制器。他甚至還考慮到如何使這臺機器處理依條件轉移的動作，比如，第一步運算結果若是“1”，就接著做乘法，若是“0”就進行除法運算。此外，巴貝奇也構思了送入和取出數據的機構，以及在“倉庫”和“作坊”之間不斷往返運輸數據的部件。

阿達“心有靈犀一點通”，她非常準確地評價道：“分析機‘編織’的代數模式同杰卡德織布機編織的花葉完全一樣”。于是，為分析機編制一批函數計算程序的重擔，落到了數學才女的肩頭。阿達開天辟地第一次為計算機編出了程序，其中包括計算三角函數的程序、級數相乘程序、伯努利函數程序等等。阿達編制的這些程序，即使到了今天，電腦軟件界的后輩仍然不敢輕易改動一條指令。人們公認她是世界上第一位軟件工程師。

眾所周知，美國國防部據說是花了250億美元和10年的光陰，把它所需要軟件的全部功能混合在一種計算機語言中，希望它能成為軍方數千種電腦的標準。1981年，這種語言被正式命名為ADA（阿達）語言，使阿達的英名流傳至今。

不過，以上講的都是后話，殊不知巴貝奇和阿達當年處在怎樣痛苦的水深火熱之中！ 由于得不到任何資助，巴貝奇為把分析機的圖紙變成現實，耗盡了自己全部財產，弄得一貧如洗。他只好暫時放下手頭的活，和阿達商量設法賺一些錢，如制作什么國際象棋玩具，什么賽馬游戲機等等。為籌措科研經費，他們不得不“下海”搞“創收”。最后，兩人陷入了惶惶不可終日的窘境。阿達忍痛兩次把丈夫家中祖傳的珍寶送進當鋪，以維持日常開銷，而這些財寶又兩次被她母親出資贖了回來。

貧困交加，無休止的腦力勞動，使阿達的健康狀況急劇惡化。1852年，懷著對分析機成功的美好夢想，軟件才女英年早逝，死時年僅36歲。阿達去世后，巴貝奇又默默地獨自堅持了近20年。晚年的他已經不能準確地發音，甚至不能有條理地表達自己的意思，但是他仍然百折不撓地堅持工作。1871年，為計算機事業貢獻畢生精力的先驅者巴貝奇，終于滿懷著對分析機無言的悲悵，孤獨地離開了人世。有人把他的大腦用鹽漬著保存起來，想經過若干年后，有更先進技術來研究他大腦保存的精神。

分析機終于沒能造出來，巴貝奇和阿達失敗了。巴貝奇和阿達的失敗是因為他們看得太遠，分析機的設想超出了他們所處時代至少一個世紀！社會發展的需求和科學技術發展的可能，使得他們注定要成為的悲劇人物。盡管如此，巴貝奇和阿達為電腦科學留下了一份極其珍貴的精神遺產，包括30種不同設計方案，近2000張組裝圖和50000張零件圖……，更包括那種在逆境中自強不息，為追求理想奮不顧身的拼搏精神。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机先驱巴贝奇的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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