在106年前的今天，1912年6月23日，“計(jì)算機(jī)科學(xué)之父”艾倫?圖靈誕生。今天，我們就來(lái)聊一聊，是誰(shuí)發(fā)明了世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)！

如果讓計(jì)算機(jī)自己來(lái)回答“第一臺(tái)計(jì)算機(jī)”是什么時(shí)候誕生的，只要打開(kāi)搜索引擎輸入這個(gè)問(wèn)題，就會(huì)看到各種各樣的答案，其中大多是：世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)是1946年在美國(guó)誕生的電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱ENIAC。

其實(shí)這個(gè)題目并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，ENIAC只是其中一個(gè)答案而已。在歷史上人們很早就開(kāi)始嘗試制造可以自動(dòng)計(jì)算的機(jī)器了，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，才有了計(jì)算機(jī)今天的模樣。很多種類的計(jì)算機(jī)都可以算作是“第一臺(tái)計(jì)算機(jī)”，這要看你如何定義“計(jì)算機(jī)”。

如果能幫我們做算術(shù)的東西就能稱得上是計(jì)算機(jī)的話，古代的算盤(pán)應(yīng)該也稱得上是一種計(jì)算機(jī)，不過(guò)它完全是手動(dòng)的。在17世紀(jì)到20世紀(jì)的幾百年間，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一批不帶電的計(jì)算機(jī)，這些計(jì)算機(jī)里面沒(méi)有電路板，只有一堆機(jī)械齒輪。

17世紀(jì)法國(guó)有一位“全能超人”帕斯卡，他是數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家，也是哲學(xué)家、流體動(dòng)力學(xué)家，還是概率論的創(chuàng)始人之一。帕斯卡造出了一個(gè)內(nèi)部裝著一堆齒輪的盒子，只要旋緊發(fā)條，它就可以轉(zhuǎn)起來(lái)。不過(guò)，這個(gè)“第一臺(tái)機(jī)械式計(jì)算機(jī)”只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的加減運(yùn)算，其水平大概只相當(dāng)于幼兒園小朋友。后來(lái)，德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨制造出了一臺(tái)可以進(jìn)行加減乘除運(yùn)算的機(jī)械式計(jì)算機(jī)，它的計(jì)算能力達(dá)到了小學(xué)生的水平。英國(guó)數(shù)學(xué)家巴貝奇在19世紀(jì)20年代制造出的差分機(jī)，則會(huì)計(jì)算一些數(shù)學(xué)函數(shù)了。雖然巴貝奇夢(mèng)想著制造出一臺(tái)功能更齊全的第二代差分機(jī)，但他最后并沒(méi)有成功。

后來(lái)人們意識(shí)到，如果只使用機(jī)械齒輪進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算能力是極其有限的，要想讓計(jì)算機(jī)擁有更強(qiáng)的計(jì)算能力，只有另辟蹊徑。于是，電子計(jì)算機(jī)被制造出來(lái)了。依靠電力來(lái)工作比依靠齒輪工作速度更快，因此電子計(jì)算機(jī)有更強(qiáng)的計(jì)算能力。在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)場(chǎng)上飛機(jī)、炮彈的飛行軌跡需要大量復(fù)雜的計(jì)算來(lái)獲取，這讓電子計(jì)算機(jī)有了一展身手的機(jī)會(huì)。以世界上第一臺(tái)大型自動(dòng)數(shù)字計(jì)算機(jī)“馬克1號(hào)”為例，它可以儲(chǔ)存72組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)有23位小數(shù)。進(jìn)行加法運(yùn)算一次需300毫秒,乘法運(yùn)算一次需6秒，除法運(yùn)算一次需15.3秒，盡管現(xiàn)在看起來(lái)這個(gè)速度比較慢，但是它實(shí)現(xiàn)了計(jì)算技術(shù)歷史性的突破，幫助人們完成了大量計(jì)算任務(wù)。

那么，電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明者是誰(shuí)呢？也有好幾種答案。1936年英國(guó)數(shù)學(xué)家圖靈首先提出了一種以程序和輸入數(shù)據(jù)相互作用產(chǎn)生輸出的計(jì)算機(jī)構(gòu)想，后人將這種機(jī)器命名為通用圖靈機(jī)。1938年出現(xiàn)了首臺(tái)采用繼電器進(jìn)行工作的計(jì)算機(jī)“Z-1”，但繼電器有機(jī)械結(jié)構(gòu)，不完全是電子器材。1942年阿坦那索夫和貝利發(fā)明了首臺(tái)采用真空管的計(jì)算機(jī)，以他們倆名字的首字母命名為ABC。不過(guò)ABC只能求解線性方程組，不能干其他的工作。在圖靈指導(dǎo)下，第一臺(tái)可以編寫(xiě)程序執(zhí)行不同任務(wù)的計(jì)算機(jī)COLOSSUS則到了1943年才在英國(guó)誕生，用于密碼破譯。

公認(rèn)的人類歷史上第一臺(tái)現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)是1946年在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生的ENIAC。盡管它比前面提到的那些機(jī)器晚誕生了一段時(shí)間，但它擁有了今天計(jì)算機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和功能，是通用計(jì)算機(jī)，并且是第一臺(tái)與通用圖靈機(jī)等效的計(jì)算機(jī)。雖然在今天看來(lái)，ENIAC的計(jì)算能力恐怕連小小的計(jì)算器、智能手機(jī)都比不上，但當(dāng)時(shí)稱得上是功能強(qiáng)大。ENIAC體積非常龐大，占滿好幾個(gè)房間，全身上下?lián)碛幸淮蠖牙p繞的電線和真空管。它的耗電量也非常驚人，工作的時(shí)候，全城的人都知道，因?yàn)榧壹覒魬舻碾姛舳甲儼盗恕Ｗ畛鮁NIAC的程序設(shè)置需靠人工移動(dòng)開(kāi)關(guān)、連接電線來(lái)完成，改動(dòng)一次程序要花一星期時(shí)間。為了提高效率，工程師們?cè)O(shè)想將程序與數(shù)據(jù)都放在存儲(chǔ)器中。數(shù)學(xué)家馮·諾依曼將這個(gè)思想以數(shù)學(xué)語(yǔ)言系統(tǒng)闡述，提出了存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)模型，后人稱之為馮·諾依曼機(jī)。

現(xiàn)在，人們普遍認(rèn)同現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論最重要的奠基人是圖靈與馮·諾依曼。前者建立了圖靈機(jī)的理論模型，發(fā)展了可計(jì)算理論；而后者確定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。不過(guò)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展很難簡(jiǎn)單地歸功于某一個(gè)人或某一臺(tái)機(jī)器，歷史上每一臺(tái)迸發(fā)出創(chuàng)新火花的計(jì)算機(jī)都有資格稱得上計(jì)算機(jī)歷史上的第一，它是人類智慧的共同結(jié)晶。