回放电子计算机的发明
公众号《计算机六十年》第131篇文章
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每个时代的蓬勃朝气总是稍纵即逝的，各个民族间的竞争和格斗，此起彼伏地推动着人类的进步。“二战”，是一个殊死斗智斗勇的场合，计算机隐身于幕后，通过指挥协调或是计算与电板破译发挥着战力，这种军事较量被归结为“暗算”。
欧洲是世界灿烂文化的发祥地之一，建筑、音乐、钟表机械和数学，这些相关而又不同的领域，孕育了机器计算的社会基础，当然，还应当加上哲学和逻辑学。立足机械结构的计算和计时装置，是计算机的源泉。无论是在硬件加工的精巧还是软件的逻辑严密上，都是心灵和智慧的表达，如同音乐、如同时间的流淌。
电子计算机是数学、逻辑和电子技术的合成，现代弹道学、人口统计、金融结算，都成为发展动力。斯坦福大学定义：“计算机科学是算法的科学，最后运行在硬件，靠操作系统实现。”计算装置最早是在欧洲产生和发展，精巧的钟表齿轮和指针摇身一变承担了计数和计算的重任。不同时代、不同民族的思维方式和创新精神借助算法争奇斗艳，为电子数字计算机的发明奠定了基础，让工程师大展宏图。
1620—1630 年，牛津的埃德蒙·甘特（Edmund Gunter）发明使用对数刻度做乘除法的算尺。1632 年，产生了类似现代形式的算尺。
1642年，19 岁的法国数学家帕斯卡（Blaise Pascal）制造出第一台钟表齿轮式机械计算机，能做加减法运算，至少有 7台黄铜原型机还保留在巴黎和德累斯顿。
1678年，德国数学家威廉·莱布尼茨（Wilhelm Leibniz），发明了可做乘除运算的计算机。
18世纪，随着工业革命在英国的兴起，手工劳动向动力机器生产转变，许多工匠都乐此不疲地创造各种新型的计算机械。18 世纪中叶，俄罗斯的雅可松制造了演算机，这台铜制的精密机器仍在彼得堡的罗蒙诺索夫博物馆中保存。1820 年，法国人托马斯制成计算机，首批就是 15 台。
1822年，英国数学家查尔斯·巴比奇（Charles Babbage）设计出了三个有寄存器的差分机，之后他提出了带有程序控制的全自动的计算机构思。机电式计算机虽然只要很少的动力，但在有强大推力的蒸汽时代却难于满足，等到电气元件出现，才实现了进退自如和精确随动的控制需求。
英国数学家查尔斯·巴比奇的差分机
19世纪末，由于电能和电子器件的出现，为电子式计算装置的实用和易行创造了条件。
1895年，英国青年工程师弗莱明（J. Fleming）通过“爱迪生效应”发明了人类第一只电子管，有两个电极。第一次世界大战之后的十多年中，美国的工业实验室增加了十倍，达到一千多个，物质和理论基础，成为计算设备研制的创新动力。这时，计算机器存在两条道路，一条是机械式的模拟计算装置；另一条是用继电器构成的逻辑运算系统。这两种模式一直持续到全电子化器件出现。
1931年，万尼瓦尔·布什在麻省理工学院完成了第一个可解方程的微分分析仪，使用了 2000 只电子管，自重 100 吨，用 150个电动机驱动数百根平行的钢轴，利用齿轮转角模拟计算结果，花费 300 千米电线，造价 2.5 万美元。
G.帕斯卡尔·扎卡里 . 无尽的前沿——布什传 [M].
第二次世界大战阴云密布，紧急备战的德、英、美、法都在研究快速计算设备，各家有各家的用处。弹道计算与指挥科学在英、德兴起，源自轰炸与防空格斗，还有一项决定战场胜负的重要攻防，即使在战后各国也都不愿意多说，就是电报密码破译。
布什的“微分分析仪”
1941年，美国阿伯丁弹道实验室就拥有布什的“微分分析仪”，太平洋战争爆发后，又占用了宾夕法尼亚大学莫尔学院的另一台微分分析仪，这是一台有 7000 只继电器，自重 1 吨的大个子，两台分析仪全力投入弹道计算。战后，麻省理工学院和伦敦博物馆各收藏了一台微分分析仪，它已不能运转，但具有神秘结构的机器神态看来依然庄重。
鲜花源自阳光和清泉，新技术总是在不断的打磨中获得光芒和锋利。使用早期的电子计算机，备感艰辛，如履薄冰。ENIAC计算机利用周末空闲时间，计算π值到 2055 位小数，运行 10 小时，准备与整理用了 70 小时。计算一个 7 阶方程需要 1 分钟，却要准备 15 分钟，这相对于计算时间 15 分钟，只要准备 3 分钟的另一台哈佛模拟计算机，又有多少优点和进步呢？
由于几乎每 15 分钟就要烧坏一支电子管的灯丝，平均 15 分钟才能找到故障位置，ENIAC 计算机最多只能算做“半劳力”。随着器件严格筛选，故障率下降到每周两三次。技术员通过检查熔断的保险丝，让故障浮现，使用电子管脚和固定式管座，维修只在插拔瞬间。
ENIAC计算机使用了九年，于1955 年 10 月 2 日 11：45 在阿伯丁试验场退役，一些元件陈列在华盛顿史密斯博物馆。
30年后，计算机的发明权引起争议。1973 年 10 月 19 日，明尼苏达州一家地方法院判决莫克利和埃克特的专利无效。87岁高龄的阿塔纳索夫给美国总统乔治·布什写信，希望自己 ABC 计算机发明人的身份能获世人公认。总统特地在白宫举行授勋仪式，颁发美国国家工艺技术金质奖章，表彰阿塔纳索夫发明世界上第一台电子数学计算机的不朽功勋。
国家格斗体现在计算机的性能，运算决定胜负。50 年前，计算机是国家的高度机密，技术情报要用间谍和特遣队去获取，甚至要付出生命代价。今日，计算机发明队列的位置是发明人和国家的荣誉，各国不断传出深藏的秘密。梳理创业历史，对早期计算机型号准确排名，是计算机史研究学者的奢望。
1938年，德国人康拉德·楚泽（Konrad Zuse）发明了一台采用电子管的机电式数字计算装置，命名为 Z-1 计算机。
1939年，美国艾奥瓦州立大学阿塔纳索夫制成 ABC 计算机。
1943年，英国制成 Colossus （巨人机），用于破译密码，生产了 10 台。
1944年，Kolo Texas （科洛萨斯）计算机 1 月 10 日在伦敦运行。
1946年，美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成 ENIAC 计算机。
1951年，列别捷夫院士制成苏联第一台小型电子计算机。
1952年 1 月，冯·诺伊曼设计的 IAS 电子计算机问世。
1958年，中国仿制苏联 M-3 电子管计算机的 103 机先后生产了 47 台。
各国还热衷于展示、复制实物，以此弘扬早期计算机发明家的功绩。
1997 年 10 月 21 日，伦敦的帝国战争博物馆举办了“二战”期间破译密码的展览，赫然出现了“世界第一台”电子计算机 Kolo Texas。据称，1944 年 1 月 10 日，由汤米·费劳尔斯博士等领衔研究的 Kolo Texas 在伦敦以北约 80 公里的布莱奇利园区开始服役。Kolo Texas 长 4.9 米，宽 1.8 米，高 2.3 米，重约 4吨。使用了 2500 只电子管，每秒可处理 5000 个字符，耗电量为4500 瓦。
英国研制了 10 台计算机服役电报破译，属于高级军事机密，战后全部销毁。1975 年后，逐渐解密。阿兰·图灵和戈登·韦尔什曼在1940年发明的图符电子测试设备“甜点”机安放在布莱奇利庄园，具有“超大型金属书柜”外表的这种粗蛮黑物工作时，大约在100个旋转鼓轮发出弹拨和运转的嘎嘎声，从根本上加速了探寻恩尼格码密码的运算速度，对于它的新操作员来说，更多的是惊吓而非兴奋。
1944年夏天，在1676名皇家海军女子勤务队队员对211台“甜点”机尽职尽责的照料下，英国密码破译工作为同盟国在欧洲的作战做好了万全的准备。
20世纪 50 年代，Harwell Dekatron （哈威尔）计算机曾为英国核设施的数值计算工作了六年。
1957/1958年的计算机，右侧机柜的方框为磁芯体，维也纳科技博物馆藏品
2012年 11 月 20 日，在英国伦敦国家计算博物馆，一台 1951年研制的 Harwell Dekatron 电子管计算机正在重新启动，它使用828 个冷阴极辉光十进数码管、480 个继电器，处理器速度约为100 次 / 秒，六位志愿者用近两年半的时间清洗了机器的 4000 个接口和电子管，还重新布线。机柜里成排的存储管此起彼伏地闪烁，三十几秒钟之后，61 岁的打印机输出一个简单乘法的答案，透明的管子本身就是一个可以看到数值的“存储器”。
1951年的英国Harwell Dekatron 电子管计算机
2010年 6 月 22 日，适逢楚泽诞生百年，这一年被德国一些团体认为是“楚泽年”，他们组织会议、展览、发行纪念银币，还有“作坊”演示。德国信息学协会和德国建筑行业总会的两个奖章，都以楚泽命名。
2010年 6 月 28 日，在柏林市南边，笔者没有找到传说中的“楚泽博物馆”，却找到位于塔库小街深处的“楚泽信息技术研究所”，Rainald Ehrin 先生赠送给笔者的光盘上面写道：“Fast Algorithms，Fast Computer。”
柏林塔库街，楚泽信息研究所
公布了的和至今隐藏不为人知晓的计算机科学家都为人类社会的进步做出了不朽的贡献，屏幕、鼠标、键盘、存储器和接口都记忆着他们的思想。
1984年翻译出版的《计算机发展史》和1985年编著的《计算机发展简史》
公众号《计算机六十年》 JSJ_1952