莱思利·康垒（计算机学家）

雷洽生设计的天气预测工厂要用一批计算员，因为基于他从航海历书编撰学到的工作方法，那是他当时所知的唯一数字计算技术，。事实上从巴佩奇时起，为编撰航海历书所需的计算方法很少改变，对数是靠职业计算员计算的，其中许多人已达退休年龄。但是所有的这一切不久由于莱斯利J.康磊（LeslieJohnComrie1893-1950）的任命而改变了，康磊在英国和美国改造计算方法。

康磊曾是剑桥大学天文学专业的研究生，毕业后在格林威治的皇家天文台工作，这使他一生都对计算方法有兴趣。几个世纪中，天文学是所有的科学中用科学计算最多的，所以用康磊来搞航海历书编撰是再合适不过的了。

康磊不久就被选为英国天文学会计算部主任，他组织了一支有二十四名计算员组成的队伍来做天文计算表。1923年获得博士学位之后，他在美国呆了两年，先在Swarthmore学院，后在西北大学，首开应用计算课。1925年回到英国在航海历书编撰署得到一个永久的职位。

康磊决心根本改革航海历书编撰署所使用的计算方法。他决定将科学计算系统化，用普通的工作人员和标准的计算仪器来替代有较高科学计算学位的职业计算员。康磊用的计算员几乎所有都是年轻、未婚、只有一些日常算术知识的妇女。

康磊的敏锐之处是他认识到不需要用微分分析机那样的专门用途的机器；他想计算主要是一个如何组织的问题。他发现对大多数的计算来说，他的“计算女孩”配以普通的商用计算器就可做的很好。不久航海历书编撰署安装了伯露菲的计数机和NCR的会计机。走进航海历书编撰署，一眼望去会误认为这是一处从事商业经营的办公室。其实这没什么不对，航海历书编撰署也就是处理数据的，只不过它处理的不是商业数据而是科学数据罢了。

在航海历书编撰署康磊的主要功绩也许是引进了打孔卡机——因此非直接地，使IBM进入了数字计算领域。航海历书编撰署中最重要和艰苦的工作是做年度月亮位置表，直到不久前这种表还在航海中被使用。该表的计算需花去两个计算员全年的工作日。正在康磊制作这些表格的过程中，著名的天文学家，《布朗月亮表》的编撰人,哈佛大学的E.W.布朗教授访问了他,布朗把康磊带到美国,带到IBM,使他产生在科学计算中使用打孔卡机的思想。康磊在说服他的不求进步、领政府薪金的雇主让他租用打孔卡机上表现出了他企业家的素质，与普通的计算机器比较，打孔卡机非常贵。在用打孔卡机产生一个数字之前，需要将几大卷的月亮表《布朗月亮表》(Brown’sTablesoftheMoon)中的数据打到一百万张的卡片上。然而一旦这项工作完成后，康磊的打孔卡机就可在七个月里制造出足够的表格满足航海历书下二十年的需要，其花费只占人工计算的很小一部分。

1930年康磊的成就被人肯定，他被提升为航海历书编撰署的计算主任。他因此而成为数字计算方面的著名专家，成为许多公司和科学研究项目的顾问。然而几年以后他越来越不满航海历书编撰署的官僚作风，它拒不改变，不愿意投资花钱使用先进的计算方法。1937年他走了史无前例的一步，开办了自己的商业计算公司——科学计算服务有限公司。这是世界上第一家以营利为目地的计算机构。

第二次世界大战前夕正是康磊开创他的企业的最好时机。他曾大话说在三小时里英国就要向德国宣战，他向战争局保证生产出枪炮射程表。开始时他只雇用了十六名计算员，大多数是年轻妇女。媒体对他相当感兴趣，流行杂志“Illustrated”的一则大标题是“做世界上最难加法的女孩”。

计算机历史学家现在逐渐认识到康磊的工作只是第二次世界大战期间人工计算冰山上的一处顶点而已，迄今不为人所知。特别是现在我们知道，在美国当时有一些计算机构，每一个都曾雇用多达一百名的计算员。因战时而参加工作的大多数年轻女计算员发现了自己的计算才能。她们只比同是办公室职员的女秘书和女打字员拿的钱多一点；她们的工作“对整个研究很重要，但却仍然很不被重视。她们的名字从不在报告上出现”。战争过后这些姐妹回到战后的和平生活。这样，美国社会从不必面临当人工计算员不久被电子计算机代替的时候几百人的计算员还能干什么的问题。

1946年十月计算机事业的开拓者之一莱思利·J·康垒(LeslieJohnComrie)在科学新闻杂志《自然》上提醒英国读者，他们的政府在一世纪前没有支持建造巴佩奇的计算机器：“政府在一百多年前做的一件错误的事情是没有看到查尔斯·巴佩奇不同寻常的机器会带来成功的结果，这事现在仍然被忽视。不用说，这使英国失去了在机器计算技术上的领先地位。”

康垒说此番话的起因是由于第一个完全自动化的计算机器当时在哈佛大学完成了，为此他欢呼“巴佩奇的梦想成真”。巴佩奇曾责备说他的计算机器的夭折是英国政府的错误，而康垒是过去一世纪中许多接受巴佩奇说法的人之一。其实英国政府没有支持巴佩奇的计算机计划只不过是一个表面现象，其中曲直远比这复杂的多。

巴佩奇发明了两种计算机器，差机和解析机。两者之中差机就历史意义和技术性来说较低些——尽管它几乎已经造成功了。从1820年代初开始巴佩奇在差机上花了大约十几年的时间进行研制。正如在本书第一章中已描述过的，这个漫长的过程结果在1833年产生了差机的模型，巴佩奇把他的模型陈列在他伦敦家的画室里，他喜欢将这一模型作为他家社交晚会上的一个话题。绝大多数的访客都不能够理解这个机器是干什么的；只有诗人的女儿阿丹.布伦（AdaByron）是例外。作为一个年龄只有十八岁的年轻、优雅的女性，阿丹非常可贵地是对数学感兴趣。她使英国的一些杰出数学家——包括巴佩奇和奥古斯都.德.莫根(AugustusdeMorgan)指导她的学习。她后来通过写了十九世纪对巴佩奇的解析机最好的新闻报道而回报了巴佩奇。

巴佩奇从来没有建成一个完整的差机，因为1833年他为了新的解析机而放弃了差机的研制。解析机是巴佩奇在计算机历史上留名的主要工作，那时他处于非常高的社会地位，是剑桥大学Lucasian数学教授，皇家会社的成员，伦敦科学界的泰斗之一和1830年代最有影响的经济学著作《制造业经济》的作者。

差机固然重要，但它基本上是一个原理不复杂，只是用来制造数学表的装置，而解析机比较而言是一种可以做任何数学计算的机器。解析机的思想是巴佩尔在考虑如何排除他说是机器“正在吃它自己的尾巴”，在差机工作过程中要靠人工输入计算结果这一问题时产生的。巴佩奇解决了差机上的这个问题并从中产生了解析机的设计思想。他的设计几乎包含了现代数字计算机的所有重要功能。

解析机中最重要的概念是计算和数字存储的分离。在最初的差机上，这两个功能是紧密连在一起的：数字被储存在计数机部分，像一台普通的计算器一样。本来巴佩奇曾考虑到他的计数机速度很慢，试图通过发明一种加快加数的方法“预备计数”来提高计数机的速度，“预备计数”相当于现代计算机上所谓的预备加法器。新的解析机最复杂的问题是它花费太高而不能加更多的加法器，所以巴佩奇将计算和存储数字这两个功能分开，他分别给这两个部分起名为“mill”(厂)和“store”(店)，这两个名词来自于纺织工业，棉纱从商店的货架上取来进入工厂织成布，然后再把织成的布放回货架。在解析机里，数字从储存处取来放入计算工厂处理，计算结果再放回到储存处。从这一设想中可以看出，虽然巴佩奇困惑于解析机的复杂性，但他的经济学家的头衔并不是门面而已。

巴佩奇花了大约两年时间克服计算的组织问题——相当于我们现在称之为程序的过程，但巴佩奇从来没有谈到过这一问题。在玩过各种各样的装置后，例如配以钉上标志的大滚筒，他接触到了提花机。提花机发明于1802年，1820年代开始用于英国织布和缎带制造业中。提花机的装置并不复杂，当它用特别的打孔卡片来提供指令时，可以织出无限多的花样来，巴佩奇设想将这样的装置用于他的解析机。

同时，从前存在着的差机资金困难问题仍然没有解决。威灵顿公爵——后来的总理——请巴佩奇准备一个书面陈述。就是在这份日期为1834年12月23日的陈述报告中，巴佩奇第一次间接提到解析机——“拥有非常多功能的一种全新的机器”。也许巴佩奇意识到提出解析机的事会削弱他的要求，他在他的陈述中声称他提到新的机器仅仅是为了荣耀一下，这样“就事论事你也许被公平对待”。然而，政府从这份陈述报告中得到的信息是：第一，按照巴佩奇的新观点，已经花费了一万七千四百七十英镑的差机将被放弃；第二，巴佩奇的兴趣不在政府主要感兴趣的制表技术上，而是要造新机器了。结果巴佩奇彻底摧毁了政府对他的项目的信心，几年来都没有对巴佩奇的机器做出支助的决定。

1834年到1846年期间在没有任何外来金钱支助的情况下，巴佩奇精心完善了解析机的设计。没有政府的财政支持，巴佩奇这时的尝试主要是纸上造车——结果是几千页的草稿。在这段富有创造活动的时期，巴佩奇基本上没有碰他的机器，它们自然而然地报废了。因此人们可以看到因做导航表而用于制表的差机的原型，但解析机的功用则完全被忘记了。解析机并没有真正做那些差机不能做的事——是否差机比杜庞尼在1790年代使用的普通手工计算器更有效率仍然是一个问题。事实上除了巴佩奇本人，几乎没有人需要解析机。

因为受到英国政府的漠视，1840年巴佩奇的情绪很低落，所以他很高兴被应邀去都灵给意大利科学院讲授他的机器。这一邀请增强了他认为自己是一个没有在自己国家得到荣誉的才子的感觉。访问都灵是巴佩奇一生的高峰，最荣耀的是对科学非常感兴趣的维克多.艾美尼尔(VictorEmmannel)国王也听了他的讲课。与他在英国受到的冷落相比较，这对他来说是最高的待遇了。

在都灵巴佩奇鼓励一位年轻的意大利数学家孟那伯雷（LieutenantLuigiMenabrea）写一篇关于解析机的说明，文章不久于1842年用法语发表（巴佩奇找对了孟那伯雷，他后来高任成为意大利总理）。回到英国后，巴佩奇鼓励阿丹——她当时已二十七八岁，与伊尔.勒伏思(EarlofLovelace)结了婚——将孟那伯雷的文章翻译成英文。然而阿丹不仅仅翻译了这篇文章，还加上她自己比原文几乎长达四倍的注解。她的《解析机梗概》是唯一在巴佩奇生前——直到1980年代——发表的详解解析机的文章。阿丹有巴佩奇从来没有的，如诗流畅的文笔，这使她唤起了维多利亚时代的人们对解析机的神秘感和极大兴趣：

解析机是特别的，它表明机器甚至可以做抽象的代数计算。与通过打洞卡片来控制在锦缎布上织出复杂花纹的提花机的原理一致。我们也许可以更恰当地说，正如提花机织出了花朵和叶片，解析机织出了代数计算的花纹。

在1940年代和1950年代的第一批计算机程序员中，能织出花纹的机器是一个具有吸引力的比喻。

然而，应该注意到阿丹将她的智慧加入《解析机梗概》的程度近年被夸大了。她被称为是世界上第一个程序员，甚至于一种程序语言（ADA）以她的名字命名。前十年的研究已经表明，《解析机梗概》一书中的所有程序都是巴佩奇做的，而且该书的内容几乎完全是巴佩奇的思想，尽管阿丹介绍了这本书，她作为解析机主要讲解员的作用对巴佩奇来说是非常重要的。巴佩奇曾把阿丹描述成是他的“非常钦佩的翻译者”，并没有因此而感到自己屈尊了。

巴佩奇从意大利回来后不久，再次与英国政府商讨支助解析机的事。那时政府已经更换，新的总理罗伯特.皮尔(RobertPeel)在位,皮尔想获得最好的咨询,所以问了皇家天文学家的意见，他们宣布巴佩奇的机器“没有价值”。然而巴佩奇对此并不了解，他从政府收到的不能改变的说法是：他没有交出他从前许诺要造出的机器，鉴于此政府不打算再投入钱了。今天人们可以理解政府的观点，但是用二十世纪的标准来评介巴佩奇必须小心。今天一个研究者在申请进一步的研究支助前都要展示成功的结果，而在巴佩奇看来，一旦他有了解析机就没有必要仅仅是为了展示具体的结果做低级一点的差机了。

到1946年，巴佩奇已为解析机尽了他最大的努力。以后的两年中他重回到原来的差机项目上，那时他可以利用经过四分之一世纪的时间改善了的机械技术和许多的设计简图，他产生了他称之为差机二号的完整计划。

政府对这一计划的完全缺乏兴趣最后让巴佩奇明白他永远没有获得支助的可能性，尽管他有太多英国人的自我克制而不直接表示他的失望，但自己所爱好项目的死亡使他很痛苦。于是他转向对英国人不欢迎发明的态度进行批评和讽刺：

要与英国人谈原理，谈仪器，哪怕他是令人钦佩的人，你会发现英国人心里想的是找出困难，找出缺点，或事情的不可能性。如果你对他谈到一台削马铃薯皮的机器，他就会说这不可能，如果你在他面前让他看到机器可以削马铃薯皮，他会说这东西没什么用，因为它不能用来将菠萝切成小块。

也许没有其它的说词比巴佩奇的这段话更完全地表达了他对官僚心态的轻蔑。

当巴佩奇五十多岁的时候，他的智慧和他在二十年前一样闪光。他花在科学上的时间更多，精力更充沛。他出版了小册子，半是好玩地编起密码和搞一些小发明，有些发明颇为奇特。例如他异想天开地想造一台tick-tack-toe的游戏机，想以此来筹集建造解析机的资金。

在巴佩奇最后的二十年中，为数不多因巴佩奇的存在而值得一提的事情之一是，1834年，一位有名的科学讲课人和科学普及者笛诺思.劳讷(DionysiusLardner)在《爱丁堡评论》上写了一篇文章描述巴佩奇的解析机。瑞典的印刷商乔治和他的儿子爱德弗.舒茨(EdvardScheutz)读到这篇文章后开始造一台差机。他们在花了与巴佩奇同样近二十年的努力之后，完成了一台完整的机器。1852年巴佩奇知道了这事。这台差机在1855年的巴黎博览会上展出。巴佩奇参观了博览会，并很高兴地看到这台机器获得了金牌。次年，纽约Schenectady的Dudley天文台以五千美元买下了这台机器。在英国，政府提供了一千二百英镑复制同样的机器，用来做一系列新的人寿保险表单。

也许舒茨差机被看上的最重要因素是它1200英镑一台的价格——只是巴佩奇所需费用的零头。但是便宜是以机械的不完善为代价的；舒茨的机器不怎么可靠，必须经常调节。以后的半个世纪中还有人造出了其它的差机，但它们都只是样机，没有给它们的发明者带来利润和形成一个工业。结果，大多数的差机都被放弃了，想用机器来制表的人重返回去使用人工的计算者和普通的桌上计算器。

然而巴佩奇从来没有完全放弃他的计算机器。在间断了大约十年之后，1856年他再次开始研制解析机。六十多岁的时候，他认识到即使他的机器造出来也没有什么大前景。而当他的生命临近终点时，他几乎完全孤独地继续搞他的机器，他的一本一本的笔记本上写满了旁人难以理解的图文。巴佩奇1871年十月十八日去世，终年八十岁，没有完成一台机器。

巴佩奇为什么没有制造出任何机器呢？显然他的学者个性导致了他的失败，对巴佩奇来说，想要做最好的反而什么也没有做成。他也不能理解为什么英国政府丝毫不关心他的计算机器：政府关心的只是减少制作数学表的花费，数学表是用一台计算机器做还是用一组人来做则无关紧要。而巴佩奇失败的主要原因是他在1820年代和1830年代开拓以数码方式做计算，这比机械技术的发展足以使制表机运作顺利早了差不多五十年。如果他在1890年代才做同样的事情，结果将会完全不同。所以，巴佩奇的失败无疑归之于如康垒所说的数码计算机的“黑暗时期”。科学家和工程师不愿走巴佩奇已经失败的路,而是走了一条非数码的路——制造我们现在叫做的模拟计算机器。