尽管有这么多困难,到1940年底时,他们已经让它运行的很好了,能够为研究生和教授们计算一系列复杂的方程。虽然如此,阿塔纳索夫和贝里已经制订出生产小型企业制造用计算机器的计划。他们用尽一切力量搜索文献,包括专利和技术方面的内容,但没有找到任何证据表明有人考虑过电子计算,更不用说实际做了。即使这样,他们想的仍很天真。两个人都不是商人,而是科学家和理论家。所以他们按照自己所知道的惟一方法进行:申请批准。1940年秋,他们写了一份详细的批准建议,解释他们的理论基础并仔细列举了机器雏形的工作方式;建议中也指出遗留的问题所在,并设计了一份谨慎而且在财政上保守的预算以便将该机器发展到下一水平:一台可以让衣阿华州立大学很多小组使用并可以取得专利的计算机器。他们估计预算为5000美元。 衣阿华研究理事会认真考虑了这一建议。但老实说,他们并不太清楚这一思想的商业前途。其他认为这不过是浪费时间和资源的教授们也横加阻挠。此外,它似乎有可能与IBM为敌,而IBM是学校计算课程的主要资助人。阿塔纳索夫运气很不好,再也没有新的资金注入了,尽管理事会继续支付贝里的助教薪水。 1940年12月,阿塔纳索夫去费城参加美国科学进步协会(American Association for the Advancement of Science,缩写为AAAS的年会。在实时通讯连接全球的时代以前,这些会议对科学家是至关重要的,他们可以发现遍布全国的数百个学术和商业的研究开发实验室都在做些什么。阿塔纳索夫积极寻找在别处进行的类似电子计算的迹象。在一次小会上,他听了费城本地的一个大学教授的演讲,其主题是使用机器计算比较天气和太阳的活动。 气象学因为综合使用统计数据和流体动力学,是世界上计算强度最大的学科之一。当时计算能力最强的是宾夕法尼亚大学摩尔学院的大型布什微分分析机,可等它计算出天气,事情已经过去两星期了!演讲人约翰·W·毛赫利对处理更多的数据取得进展绝望之余,公开推测电子似乎可以提供答案,只是还没有人想出怎样做。会后,阿塔纳索夫找到毛赫利,告诉他自己已经建造了这样的一台机器,它使用电子来解复杂的方程组,而且很便宜——一个数字不超过2美元。 毛赫利是一个衣着考究而且很风趣的人,因为在理论世界长大,对一切都不盲信但很着迷。他的父亲也是个物理学家,领导着位于华盛顿特区卡内基学院的地磁学系。而他自己1932年从约翰霍普金斯大学获得物理学博士,一年后受聘于费城一所小的学院厄辛诺教授物理。在那里,他开始研究宇宙射线和太阳耀斑对地球上天气形势的影响。虽然大多数气象学家简单地认为这不过是头脑一时发热,毛赫利却很执着,他是一个学术理论家和不落俗套的思考者。在30年代末期,他尝试建造了许多计算机器,也研究了他人的文献。 然而毛赫利在这些尝试中进退两难,因为他不是电气工程师,也缺乏实践的天赋。更关键的是,正如他在给一位朋友的信中所表露的,他关心创造出电子计算机器的荣耀远甚于关心实际解决问题对智力的挑战。“请为我保密,因为今年我还没有可以实施的设备,”大约在他发表阿塔纳索夫所听的那场演讲的同时,在谈到他对电子计算机器的一些想法时他这样写道,“我希望成为第一人”。 所以,当阿塔纳索夫告诉他已经建造了一台这样的设备时,毛赫利非常感兴趣。AAAS大会后刚几天,他就写信给阿塔纳索夫问自己是否可以到衣阿华做一次旅行,这样他就可以检查机器并聆听详细的解释。发明家太高兴了,巴不得有人对他的机器感兴趣,他立即邀请毛赫利来访。考虑到现状,阿塔纳索夫并未打算夸大事实,他把当时仍然悬而未决的衣阿华大学研究理事会的批准称为“外部资源”,并在另一封信中写道,“计算机器的零件正要离开生产线。”实际上,在该项目的高峰期,他全部的人马不过一个拿工资的和两个志愿的研究生。 然而,毛赫利感兴趣的原因部分是因为阿塔纳索夫不很愿意提供详情,只答应等毛赫利访问时才揭露系统的秘密。发明家还提到塞缪尔·考德威尔(布什微分分析机的设计者之一),刚刚在访问一些最高机密的国防工作的同时访问了自己的电子计算机器(当时考德威尔参加了这一国防工作)。实际上,考德威尔对搁在物理楼地下室的这台看起来不大可*的计算器一点不感兴趣。他其实要求阿塔纳索夫管理另一个极端重要的研究领域:设计用于声控炸弹和压力雷管的引信。 毫无疑问,考德威尔提供的机会激起了阿塔纳索夫的兴趣,但是在1941年的夏天,阿塔纳索夫的计算机器依然是他的头等大事,尽管在衣阿华的工作遇到障碍。“流言说我有点脱离计算机器的常轨,所以永远对您提供的细节感兴趣,”他在给毛赫利的一封信中写道,而毛赫利也恰好陷于有关电子计算的流言蜚语中。不仅摩尔学院有一台布什微分分析机,而且在邻近的新泽西州,贝尔实验室的乔治·施蒂比茨也建造了一台电动机械的计算机,它使用磁继电器(一个电荷磁化一对触点,啪嗒关上它们并完成一个回路,然而没有电荷来给它们去磁并强制它们分开)来执行逻辑功能。它非常慢,是机械与电子奇怪的杂交。但是,它确实是一台能运行的计算机器。 毛赫利最终于6月——学术年的末尾——到达艾姆斯,他花了几天时间开车穿过平淡和起伏的美国中部时,几乎确信自己犯了个大错。他无法相信在这片茫茫荒野中能够创造什么有价值的东西。他对陪他一起来的10岁大的儿子说:“我们只在这儿呆一两天,然后就回到文明世界去。” 把儿子丢给阿塔纳索夫的妻子照料后,两个大男人就急忙直冲物理系的地下室,去看那台高声欢唱的机器。接下来的5天里,两个人闷在屋里,我们的发明家给气象学家讲解了机器的方方面面,一遍又一遍不厌其烦地详细解释其逻辑电路,直到来访者彻底弄清楚。他通过穿孔卡片读入机运算方程,将电子化刷新存储鼓的秘密揭露给毛赫利看。克利夫·贝里演示了通过火来捕捉数字的电弧和火花穿孔卡片技术。这项技术发挥得不太好,所以有几天毛赫利、阿塔纳索夫和贝里在一起研究,试图让它更加精确。晚上,毛赫利钻研阿塔纳索夫和贝里给大学专利律师写的文档仅有的一份拷贝。在机器、逻辑和操作方面,衣阿华州立大学这帮人没有对毛赫利隐瞒一丝一毫。他们为自己是新的计算机器的创造者而自豪,希望与热心人分享他们的喜悦。 毛赫利迷恋上了目睹的东西,尽管对机器上捆捆绑绑的电线感到失望。令人惊奇的是,阿塔纳索夫能够在电子领域进行直接数学计算,而使用的不过是几块安装了标准电子元件的电路板。虽然无法完全理解,毛赫利不得不承认电子加法电路和使用二进制看起来很有灵感。然而,作为数学家,毛赫利对这台机器的二进制方面仍然莫名其妙。 另一方面,存储鼓则相对比较简单。它们以每秒一转的速度运行,因此远比电流频率每秒6万周慢。毛赫利认为这是一项缺陷。另外,低成本的存储器刷新方式因为简单越发显得英明卓越。 阿塔纳索夫喜欢说“*一毛钱商店(出售价格五分钱、一毛钱等廉价商品的小商店——译者注)建造微分分析机”,这是一大启示。相比之下,摩尔学院的布什微分分析机花费超过50万元,可它并不如阿塔纳索夫的机器精确和快速。当然阿塔纳索夫的机器存在一些悬而未决的问题,主要因为它是专为解决偏微分方程而建造的,无法用来解决其他问题。但是这台自行车链条驱动的、用电子电路武装起来的、廉价的电容器存储设备的成本只有微分分析机的五百分之一。在毛赫利眼里,这是一项惊人的成就,他看着它每分钟运行30次计算,一分钟又一分钟,直到鼓因摇晃和链条松弛而失去同步。 毛赫利的访问缩短了5天,因为他的妻子打电话来,告诉他已被邀请参加由国防部为摩尔学院的研究生举办的特别夏季电气工程计划,毛赫利欣然接受了这一机会。他一直盼望受雇于宾州大学,这次计划可能是一个进身之阶。他满脑子带着数学计算,横穿全国返回来。 随着爱国主义在全国盛行起来,阿塔纳索夫将注意力转向战争运动。留下克利夫·贝里继续改造首批的两个计算机实物模型,直到他回到这个项目。阿塔纳索夫确实给大学的专利律师写过几封信,试图提供受理所需要的文件,并鼓吹他预见的这一发明的商业潜力。可律师并不着急,毕竟他不理解这些文件的意义。他无法明白计算设备能有多大的前途,而且阿塔纳索夫在员工中的人缘并不特好,那里的数学教员对设备不感兴趣。 然而毛赫利一直兴奋不已,整个夏天他都在想在衣阿华的实验室里看到的东西。国防部夏季工程计划准确地达到他所希望的效果:摩尔学院雇他当秋季的讲师。所以这位雄心勃勃的人能够离开厄辛诺前往声誉更好的宾州大学。那年秋天(1941年),他开始与摩尔学院一个年轻聪明的研究生谈论他有关计算设备的想法,这个学生名叫小J·普雷斯用·艾克特。 艾克特是一个富有的房地产开发商的独子,他上过费城最好的私立学校,不知不觉迷上了电子。他的青少年是在一个带有工作台的车库度过的,制造了许多奇怪的电子设备。比如可以放进铅笔头上橡皮擦套里的石英收音机。在摩尔学院,1941年他以电气工程班名列前茅的成绩毕业。每年夏天,他都为本地区众多的公司做顾问工作。虽然他有点招人讨厌、没有礼貌,这都是些惹怒许多人的品性,但他的电子技术足以一俊遮百丑了。他的一生最终获得超过85项专利。 毛赫利是在参加夏季工程课时遇见艾克特的,当时小他12岁的艾克特是实验室的管理员。毛赫利立即将他引为知己。他们两个都极为关心电子和计算机器,经常谈论新的电路和想法直至深夜。当毛赫利受雇于宾州大学后,他们可以有更多的时间呆在一起了。不久毛赫利就和这个年轻人谈论能否使用电子管作为微分分析机的关键。但他从没有提到他已经在那年早些时候在衣阿华确实看到描述过的那种计算设备,尽管尺寸要比两个人正在谈论那种宏伟机器要小。所以艾克特相信这些想法是毛赫利自己的。 他们不约而同想到成千上万的电子管,而不是省钱的电容或自行车齿轮。不过当时对于使用电子管还有一个疑点——它们不太可*,会发热,然后不合时机地失效。但艾克特是个业余风琴手,曾经拆开过一架使用电子管的哈蒙德牌电子琴,结果发现其传奇般可*性的秘密:里面的电子管从不以全力运行,从而使管子更加持久。艾克特觉得对于计算机器也能这样做。 有一点是肯定的,毛赫利确实有过一瞬间对于把阿塔纳索夫排斥在计划以外感到良心自责。在他1941年秋天开始在摩尔学院工作后不久,他给阿塔纳索夫发过一封正式的信,日期是9月30日。信的开始是些闲聊,提到他的新工作和微分分析机,然后就切入主题: 以您之见,有人反对我建造某种采用了您的机器的某些特性的计算机吗?当然,眼下我幸运的是有时间和材料,不仅进行探索性的试验来检验我的各种想法,而且有希望得到高速而价廉的机器,等等。 当然,最后是第二个问题,那就是如果您现在的设计打算面对所有挑战守住阵地,并且我让摩尔学院对制作那样的东西感兴趣,那么我们还有机会在这里建造一台“阿塔纳索夫计算器”(布什分析器)吗? 毛赫利知道世界上没有任何其他人制作过同阿塔纳索夫—贝里计算机一样先进的东西,但他现在已经发现一位能干的工程师,能够帮助他自己也造一台。阿塔纳索夫是创造天才,他提出二进制数字方案,通过电子电路进行直接加减法的计划,以及使用电子存储器将数字馈送进计算机器中。庆幸的是毛赫利选择了它。 阿塔纳索夫一收到毛赫利的信就认识到危险之所在。10月7日,他虽然以友好的口气回信,但明确了对出示给毛赫利看的材料所加的限制。其中第二段写到: 我们的律师强调需要注意有关我们的设备信息的散发,直到提出专利申请。这一期限不应该要求太长,并且当然我对告诉您我的设备的事从不内疚,但目前我们确实应该限制向公众透露细节。事实上,这将使我不能向美国统计协会做邀请发言…… 那个月晚些时候,阿塔纳索夫在从华盛顿到布里奇的途中路过费城,但他没有碰到毛赫利。1942年,珍珠港遭袭击后,每一个热血的美国工程师都尽自己所能为国家效力。年终,克利夫·贝里搬到洛杉矶。他在那儿参加了一项国防承包商——“强化工程”。当年夏天,阿塔纳索夫去华盛顿继续工作,在海军兵工实验室(Naval Ordnance Lab)一个高级保密部门研究引信和炸弹。他仍与毛赫利保持联系,但他们的发展道路看起来明显要伸向不同的方向了。 阿塔纳索夫离开衣阿华州后,他费尽心机才没有作废的专利申请竟然在律师的档案柜里丢了,而且一丢就是20多年。战时物品短缺要求拆掉两台阿塔纳索夫——贝里计算机样机,它们的零件被用于其他物理和电气工程项目。惟一无法拆散的元件内存鼓就存放在物理大楼一间*近锅炉的房子里,里面满是灰尘。这一从未获得其他职员好感的项目被遗忘了。 当罗斯福总统1941年宣战时,军队的弹道实验室征用了摩尔学院的布什微分分析机来建立射击表。枪炮技术官们使用这些表来计算各种条件下武器的射程。从迫击炮到海军的16英寸口径大炮,每种武器的数字各不相同,而且要考虑到盛行的风向、地面的弹性、炮筒的仰射角以及炮弹的大小等因素。因为对军人来说,错误就意味着死亡,所以每一数据都必须反复检查。为了完成射击表必要的数字,他们还需要数百名受过大学教育的女性“计算机”手工进行数学计算。这是当时受过教育的妇女比较好的工作之一,并且一般认为女性比男性更擅长做复杂的数学(大家也接受这一看法)——当然她们也更便宜。然而到1942年夏天,虽然花了6个月,项目还是落后了。战争波及的地形广阔而多变,迫使射击表要全部重新计算,计算一条弹道就要花费5天长的时间。微分分析机可以在一个小时内做同样的工作,但存在一个始料未及的困难,机器只能精确到1%左右,这一误差是齿轮和转盘的物理限制造成的。如果炮弹射程为5英里,则意昧着误差250英尺——这无论如何是不能接受的。更糟的是,一张包括3000到4000种弹道的射击表,要耗时1个月方能做出,即使是每天两班人轮换开机器(第三班负责维护以保障分析器运转)。形势令人绝望。 负责摩尔行动的人是美国陆军中尉赫尔曼·戈德斯汀,他拥有密执安大学的数学博士学位。1942年秋天,他一到任便立即发现情况一团糟。戈德斯汀的第一步行动是征用本地区能够找到的所有机械式计算机和加法机,然后又雇佣另外200名“人力计算机”。尽管如此,到1943年初,项目仍是越来越落后了。 那年3月的一个上午,戈德斯汀正在对积压的工作叫苦,正好被毛赫利从前的一个学生无意中听到了。这个学生告诉戈德斯汀他从前的一位教员有一套想法,使用电子来加速运算至少快1000倍。戈德斯汀当时恨不得见根稻草就抓,立即去寻找这位老师。就在那天上午,在摩尔工程学院一间狭窄的办公室里,戈德斯汀亲自聆听了毛赫利谈论他一直深信不疑的电子数字式计算机器。它是阿塔纳索夫和贝里的工作的电子管版本,但有一个重大区别:它不使用二进制数,因为毛赫利一直没有弄明白(艾克特也忽视了其重要性),电子管版需要数千只电子管,还产生大量的热量,比其前辈复杂得多,也占用更多的空间,不过戈德斯汀告诉他写一份书面报告。 毛赫利和艾克特花了几天写出一份有关机器的详细备忘录。毛赫利是一个空想家,除了两年前在摩尔学院那一夏天的课程外在电气工程方面没有更多的经验,而艾克特对电子设备具有第六感觉,他将想法变成实际建议。然而毛赫利仍有一大堆问题无法解释。所以几天后他未事先通知就出现在马里兰的一级保密实验室,阿塔纳索夫就被分配在那里。阿塔纳索夫的惊讶变成了自豪,因为毛赫利盘问他机器的难点所在。毛赫利以国家安全为借口,没有透露他正在研究的东西。以后几年间,还有许多类似的不期而至的会面。阿塔纳索夫对所发生的事情感到纳闷,但他的工作太忙无法探究为什么。总之,从那时起他一直被驱使着前进。 1943年4月9日,弹道研究实验室的高级官员同意了毛赫利—艾克特计划,称之为ENIAC,即电子数字积分计算机(Electronic Numerical Integrator and Computer)的首字母缩写。那天,约翰·文森特·阿塔纳索夫正在海军兵工实验室南面150英里处工作。他的名字在毛赫利—艾克特计划中只字未提,几年后他才认识到不仅基本设计思想,而且每个加减法电路都是他和贝里工作的直接拷贝。多年以后,阿塔纳索夫获得了无数的专利——一生中超过100种——但他再也没有对计算机过多关心,部分是因为他对毛赫利的剽窃行为极端厌恶,同时也因为一旦计算机正式发明,它对他就没有太大的吸引力了。他最终被认定为计算机的真正发明人已经是1973年的事了。在一场划时代的法律裁决——霍尼韦尔诉斯佩里·兰德一案中,艾克特和毛赫利的专利被判决无效。阿塔纳索夫于1994年去世。 克利夫·贝里战后一直留在南加州,为多家航空承包商工作。阿塔纳索夫和贝里失去联系,所以贝里从不知道自己帮助创造的机器——他从前的同伴称之为ABC,即阿塔纳索夫—贝里计算机(Atanasoff - Berry Computer)——成为美国计算技术发展的直接原因。1963年,他自杀了,10年后的法律判决确立了他在计算技术历史上的地位。 随着ENIAC项目的实施,使用电子电路和电子管制造计算机器的英明思想记在了毛赫利的功劳簿上。制造能运转顺利的机器然后卖掉则是将来的事。 到1944年初,ENIAC的设计业已完成,开始建造机器了。它被定为绝密,由一群最好的年轻电气工程师来实施,这是完全由战争计划资助的昂贵项目。机器最终花费了40万美元,成功地证明了电子计算器的思想,尽管它迟至1945年才完成,对火炮表没有什么帮助。这台机器包含19000只电子管,重量超过30吨,占地面积1800平方英尺,耗电175千瓦。ENIAC每秒能执行约5000次计算——比今天一台普通的个人电脑慢1万多倍。它体形庞大,生热极多,并且一旦电子管损坏就永远崩溃。可它能够在大约20秒内执行人力计算机花两天才能完成的计算。虽然它从未真正帮助战争行动,但它启动了其他两个计算机计划,最终形成了一种工业的核心:一个集中在私人部分(服务于个人),另一个在公众部分(服务于大众)。 |