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每周阅读札记——第5周

每周阅读札记——第5周

作者: 活成理想中的样子 | 来源:发表于2018-10-11 22:58 被阅读5次

    沃尔特·艾萨克森:《创新者》

    在世界上第一台真正意义上的电子计算机ENIAC在1945年被建造出来后,这种庞然大物就被越来越广泛的应用于科学计算,尤其是军事相关的计算以及数学领域的计算,这也是它们被成为“计算机”的原因。在此之后,信息革命又经历了一些重要的历程。

    编程

    在早期,计算机领域的工程师都是男性,他们把大部分精力都花在了硬件研发上,例如怎样提高计算机的运行效率,计算机的不同部件如何协同工作等,给计算机输入指令执行计算的活儿被认为是低等的,自然而然的交给了女性来进行,她们通常来自于高校的数学专业,对数学运算和逻辑分析非常精通。从这个意义上来说,世界上早期的“程序员”都是女性。

    仍然以ENIAC为例,在被研制出来的第二年,也就是1946年,由于二战已经结束,ENIAC不再是机密项目,军方决定对外展示这一当时最新的科技成果。在这场盛大的发布会上,重头戏是演示计算机计算导弹轨道,其中的计算程序就是由两名女程序员编制完成的,她们的名字是琼·詹宁斯和贝蒂·斯奈德。

    计算机发展早期的女程序员们

    存储程序计算机

    最初的计算机是几乎没有内存的概念的,每次执行一次计算都需要手动通过打孔纸带将程序和数据输入,只是在计算过程中可以将一部分中间结果暂时存储在简单的存储器中。

    埃可特和莫奇利两人在共同完成ENIAC的建造后,很快就意识到这一缺陷,他们已经认识到,如果能够将程序保存在存储器中,就不用每次计算的时候重新输入程序,这同时也意味着计算机可以实时进行任务切换,无需手动操作。他们随即开始尝试实现这一想法。

    就在这个时候,计算机历史上的一位关键人物——冯·诺依曼登场了。

    冯·诺依曼

    在开始介绍他的伟大贡献之前,我们不妨先将目光放在这位颇有情趣的科学巨人的生活上。冯·诺依曼是匈牙利籍犹太人,家境富裕。他从小就展现了过人的才智:据说在6岁时已经可以用古希腊语和父亲闲谈;可以心算两个8位数的除法;还拥有惊人的记忆力,是一个典型的天才少年。从小的家境及父母的影响让他性格开朗,热衷于社会活动,他后来在普林斯顿大学当教授时,几乎每周都会举行家庭聚会,并在聚会上讲段子逗大家开心。他还是个吃货,热衷于享受食物。

    由于在爆炸物冲击波方面的研究,冯·诺依曼在1943年加入了曼哈顿计划。由于需要进行大量的计算,他开始往返于世界各地的科研机构调研当时的各种计算机器,在这个过程中,他不断获取计算机方面的灵感。

    历史总是充满了巧合。一次在美军方阿伯丁试验场火车站等车时,冯·诺依曼偶然遇到了ENIAC计算机项目的负责人,他们很快就把谈论的焦点转移到计算机上。在这位负责人的邀请下,他来到宾夕法尼亚大学参观正在建造的ENIAC。此时埃可特和莫奇利两人正在苦苦思索如何实现存储程序的结构,而冯此时已经在世界各地调研了很多的计算机实现,并获取了很多灵感,在数学领域的知名度以及对计算机的理解很快就让他被聘请为ENIAC团队的顾问。

    正是在ENIAC团队工作的这段时间,冯·诺依曼引领着团队进行积极探索,并最终设计出了沿用至今的存储程序体系结构。在这个过程中,他更多的引导大家思考,汇总大家的想法,当然也有自己的独创想法,应该说,这一设计是集体的智慧,而并不仅仅是冯·诺依曼一个人的贡献。

    贝尔实验室

    美国电话电报公司(AT&T)在早期凭借着自己拥有的专利几乎垄断了美国的电话、电报业务。但是在1907年,该公司遇到了一个危机:所持有的专利已经过期,在市场中的地位岌岌可危。

    为了复兴这家公司,总裁西奥多·韦尔提出了一个大胆的目标:建造一条连接纽约和旧金山的电话线路。这是一项非常艰巨的任务,它需要结合工程学的顶尖技术和理论科学的重大飞跃才能实现。以这项重大科研项目为基础,AT&T新建了一所企业机构,也就是贝尔实验室。

    自诞生以来,贝尔实验室就成为了创新的前沿阵地。这里汇聚了全世界最顶尖的数学家、物理学家、化学家以及信息通信领域的一流人才。这里是晶体管、激光器、太阳能电池、发光二极管、数字交换机、通信卫星、有声电影等等改变世界的伟大发明的诞生地。其成员前后共获得了超过两万件专利,并获得了8次诺贝尔奖。

    贝尔实验室——图片来自贝尔实验室官方网站

    贝尔实验室的成功表明了持续性的创新可以通过各个领域人才之间的协作来实现,不同专业、不同背景的人在同一个空间中工作,可以方便的进行思维碰撞和创意共享,一次次伟大的创新就在这种自由开放的环境中诞生了。

    然而,由于美国严厉的反垄断法,母公司AT&T被不断分拆,加上日益激烈的市场竞争,这片科研创新的伊甸园在后来也渐渐不能支持庞大的研发费用,很多科研人员被迫进入业务部门,创新的光芒慢慢黯淡了下来,后来并入了朗讯,到今日已经不再被人提起,想来真是让人唏嘘不已。

    晶体管

    如果说,蒸汽机的发明推动了工业革命,那么不夸张的说,晶体管的发明点燃了信息革命的引擎。虽然那个时候电子计算机已经被发明,但是由于体积庞大、造价高昂,只有少数科研机构以及军方才拥有计算机,并仅限于进行科研计算,并没有在全世界引起太大的反响。而晶体管的发明则迅速改变了这一现状。

    这一改变世界的发明正是诞生在我们刚刚提到的贝尔实验室中。很多伟大的发明或者理论创新都是由两到三个配合默契的人共同完成的,一个负责提供创意,一个负责动手实现。这样的例子有很多:第一台电子计算机的发明人埃可特和莫奇利,风靡全球的Apple苹果电脑的创始人乔布斯和沃兹尼亚克……晶体管的主要发明人约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿也是这样。巴丁擅长理论,布拉顿擅长实验。通常,沉默寡言的巴丁提出一个想法,风趣幽默、充满激情的巴拉顿负责实验验证,有时实验结果完全不符合预期,甚至与预期相反,巴丁则实验的基础上进一步完善理论。理论指导实验,实验完善理论,他们优势互补,相得益彰。

    晶体管是一种可以通过电信号控制电流的电子元件,可以在一块很小面积的硅片中集成几千万甚至数亿个晶体管,从而大大提高了计算单元的计算能力。这就为家用电子设备,如收音机,个人电脑,手机,MP3等消费电子产品的出现奠定了基础。

    一场信息革命的风暴随后猛烈的席卷全球……

    贝尔实验室研发的首个晶体管 世界上首台使用晶体管的收音机——Regency TR-1,德州仪器于1954年上市,售价49.95美元,一年内售出了10万台

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