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1939年

阿塔纳索夫与贝利开发出真空电子管计算机

计算机的发明可以说是20世纪最重大的科技贡献。如今,电子计算机已经进入了社会生活的方方面面,成为信息时代人们工作、生活不可缺少的工具。那么,第一台电子计算机是谁发明的呢?围绕着这个问题,计算机界争论了许多年,甚至为此对簿公堂。

1973年以前,人们普遍认为ENIAC(电子数字积分器和计算机)是世界上第一台电子计算机,它是由莫奇利和他的研究生埃克特发明的,1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学。ENIAC制造完成后,莫奇利和埃克特立刻申请并获得了美国专利。就是这个专利,导致了“世界上第一台电子计算机”之争。

与ENIAC争夺“世界上第一台电子计算机”称号的是1939年由美国物理学教授阿塔纳索夫和他的研究生克利福德·贝利研制成功的ABC计算机。

1935年,阿塔纳索夫在艾奥瓦州立大学物理系为学生讲授“数学物理方法”课程,经常需要求解线性偏微分方程组。他的学生时常抱怨作业中那些计算题目繁琐复杂,消耗了大量的时间。阿塔纳索夫开始思考借助计算工具,把学生们从繁杂的计算中解放出来。那个年代,美国大学里也使用计算器,但都是手摇机械式的,速度太慢,又不够精确,难以承担复杂的计算任务。阿塔纳索夫意识到,他必须开拓新的思路,设计出新的计算机器才行。阿塔纳索夫的目标是制造一台可以求解含有29个变量的线性方程组的机器。他冥思苦想,反复试验,然而工作进展并不顺利。

ENIAC计算机Ⓞ

阿塔纳索夫Ⓞ

一天,IBM公司的推销员给学校送来一台有简单计算功能的小型制表机,请教授们试用。阿塔纳索夫想要知道它的工作原理,就把机器拆开研究。他立即收到推销员的一封措辞严厉的抗议信,指责他不应随意拆卸机器,并要求他立即把机器恢复原状。阿塔纳索夫窝了一肚子的火,开车去伊利诺伊州一个路边小酒馆喝酒。借酒浇愁之际,灵感翩然而至。阿塔纳索夫想到可以利用二进制数取代传统的十进制数,进而发展出一套计算机设备。他把脑子里涌现出来的那些想法画在随手抓到的餐巾纸上,勾画出计算机的轮廓。这是划时代的一刻,电子计算机的基本原理和结构,清晰地呈现在这位计算机先驱的笔下。

阿塔纳索夫偏重于理论设计,他需要一位能力极强的工程师,将他的天才设计变成现实。幸运的是,他在自己的研究生里发现了贝利。贝利善于巧妙构思,能用简单的设备和元件制造出所需要的零部件,并设计出计算机里的电子电路和逻辑结构。两人在艾奥瓦州立大学的物理楼地下室里辛苦工作,在1939年10月研制出了一台有11个管件的小型原型机。

ABC计算机图纸Ⓦ

贝利Ⓢ

这是有史以来第一台以真空电子管为元件的有再生记忆功能的数字计算机,被命名为ABC,其中A、B分别取自两人姓氏的首字母,C即Computer(计算机)的首字母。ABC计算机装有300个电子真空管来执行数字计算与逻辑运算,使用电容器来进行数值存储,数据输入采用打孔读卡方法,还采用了二进制。它是一台真正意义上的电子计算机,从此,人类的计算由模拟向数字挺进。

ABC计算机是为求解线性方程组而设计的。它能够利用两个具有29个变量和一个常数项的方程,来消掉其中一个变量;然后再次重复这个过程,消掉另一个变量;依次进行下去,最终得到方程组的解。不过,这台机器还只是个样机,并没有完全实现阿塔纳索夫的构想。

ABC计算机的创新包括:使用电子器件进行计算,用二进制数表示数据,并行处理,使用蓄热式电容内存,以及存储和计算功能的分离。这些思想在现代计算机中仍然具有重要意义。

艾奥瓦州立大学Ⓞ

第一台电子计算机诞生了,但是阿塔纳索夫和贝利却没有被戴上发明者的桂冠。1942年,阿塔纳索夫应征入伍,ABC计算机的研制工作被迫中断。在阿塔纳索夫离开学校之前,已有两台改进的ABC计算机能够运行。这两台机器存放在艾奥瓦州立大学物理楼的储藏室里,逐渐被人遗忘。1946年,由于物资短缺,两台机器被拆散,零件移作它用,只留下了一个存储器部件。

ABC计算机复制品Ⓞ

1997年,艾奥瓦州立大学埃姆斯实验室的一个研究团队花费35万美元,建造了一台ABC计算机复制品。现在,这台ABC计算机存放于艾奥瓦州立大学达勒姆计算和通信中心的一楼大厅。

艾奥瓦州立大学没有为ABC计算机申请过专利,这就给电子计算机的发明权带来了旷日持久的法律纠纷。1941年夏天,阿塔纳索夫曾经给了来访的莫奇利许多宝贵的启示,并给他看了地下室里的那台样机。阿塔纳索夫的设计思想在莫奇利的ENIAC中实现了,但莫奇利的ENIAC计划中只字未提阿塔纳索夫的名字。

阿塔纳索夫和贝利的工作直到1960年才被发现,他们随后陷入了争夺“世界上第一台电子计算机”称号的纠纷中。明尼苏达州的一家地方法院为此进行了135次开庭审理。在庭审中,阿塔纳索夫精确地解释了ABC计算机的制造过程,让法官信服。1973年10月19日,法官当众宣判:“莫奇利和埃克特没有发明第一台计算机,而是利用了阿塔纳索夫发明中的构思。”法院注销了ENIAC的专利,ABC计算机被认定为世界上第一台电子计算机。美国新闻媒体为此惊呼:阿塔纳索夫是“被遗忘了的电子计算机之父”。

1973年10月19日恰好是水门事件曝光的前一天。第二天,铺天盖地的丑闻报道把这个判决结果湮没了。阿塔纳索夫没能因此名声大振,他的处境依然如故。直到1990年,美国总统乔治·赫伯特·布什在白宫授予阿塔纳索夫国家自然科学奖,才给了他迟到的荣誉。

阿塔纳索夫纪念碑Ⓞ vhDb8kz76JTGKIoTaA9JUgubs0gWNwrB1SqTXexcYfugOWPLSKe4uf7iEkBXCrGM

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