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06/14 - 巴貝奇發表差分機:生錯時代的第一部電腦

如果說圖靈(Alan Turing)是電腦之父,那麼稱查爾斯巴貝奇(Charles Babbage)為「電腦之叔」也不為過吧!比起圖靈響亮的名號,巴貝奇和他的電腦是怎麼淡出人們的記憶的呢?也許是那「太未來」的發明,和那「太進步」的觀點,使得他總無法和世人以和諧一致的步伐前進。

1822 年 6 月 14 日,巴貝奇在歷史悠久的天文學術團體英國皇家天文學會(Royal Astronomical Society)上,發表了一則篇名長度和重要性成正比的論文:《Note on the application of machinery to the computation of astronomical and mathematical tables》,裡頭所宣布的驚世發明——「差分機」(difference engine)正是人類史上第一個現代電腦的設計。

抱憾而終的電腦之叔

巴貝奇於在發表了差分機的構想後得到了英國政府的贊助,便開始著手打造第一個自動化計算的機械:「差分機 1 號」(Difference Engine No.1)。巴貝奇利用有限差分法讓機器計算複雜的多項函數,同時將結果印出來,讓機械自動化取代人工計算造成的誤差。可惜的是,歸咎於不斷打掉重練的藍圖設計和零件製造技術的困難,「差分機 1 號」經過 10 年的打造仍只完成七分之一,最後政府也失去了耐心,這項計畫還未完全實現就在超支和延期中被迫停止了。

差分機 1 號的部分半成品,圖片來源:Wikipedia。
差分機 1 號的部分半成品,圖片來源:Wikipedia

但巴貝奇經過這次失敗並不氣餒,反而展開另一項更具挑戰性的計畫:「分析機」(Analytical Engine)。更接近現代電腦的「分析機」能夠執行程式語言、邏輯運算,還能儲存並更正數值。但當「分析機」還在計畫階段,巴貝奇又於 1847 年根據「差分機 1 號」的原始草稿,重新製作能夠執行更精密計算的「差分機 2 號」(Difference Engine No.2)。

令人唏噓的是,巴貝奇一直到了死前,都未能完整地打造出這些革命性的發明。直到 2000 年,倫敦科學博物館Science Museum)的工程師團隊根據巴貝奇的原始規劃,打造出了「差分機 2 號」和列印機的實體,裏頭的零件組成和運作方式就和巴貝奇當初預期的一模一樣。而這台生錯年代的機器,也終於在 150 年後重見天日。

科學博物館建造的差分機 2 號,圖片來源:Wikipedia。
科學博物館建造的差分機 2 號,圖片來源:Wikipedia

科技進步主義與人性的反思

巴貝奇擁有深厚的學術知識和足以預見未來的遠見,鑽研的領域更是跨足數學、天文學、機械工程和管理學,也根據自身對機械和科技的野心,於 1832 年的著作《論機械和製造業的經濟》(On the Economy of Machinery and Manufacturers)中侃侃而談他的政治經濟觀「巴貝奇原理」(Babbage principle)。

巴貝奇認為,工人可以透過精密的分工來提升生產量並創造大量獲利,也主張機械取代人力,因為機器沒有人類的「粗心、懶惰和不誠實」。這種科技進步觀,在當時曾受當時不少英國工業家的支持,但後來也陸續引起了許多左派學者的批評以及對科技與人性間的反思。

隨著時代的推移,自動化技術不斷精進,我們也正生活在一個巴貝奇所嚮往的世界。雖然巴貝奇的先見之明在他死後才開始受後人所肯定,但這個世代也開始浮現巴貝奇未曾透見的隱憂:科技與人性間的矛盾。

 

 

參考資料:

封面圖片來源:Wikipedia

關於作者


PJ H

PanX 工讀編輯,不是 3C 迷,也非科技專家。希望人類、環境和科技能好好相處,太冷就待在家,太累就睡一覺,眼壓高就先別看螢幕。

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