誰發明了世界上第一臺電子計算機

誰發明了世界上第一臺電子計算機

        在國內的絕大部分媒體上都會出現世界上第一臺電子計算機是上世紀1946年由美國人毛克利(John Mauchly)發明的ENIAC文字記載,我在這裏遺憾的說,那是以訛傳訛,因爲真實的事實是:世界上第一臺電子計算機是由美國愛荷華州立大學的約翰·文森特·阿塔納索夫(John Vincent Atanasoff)教授和他的研究生克利福特·貝瑞(Clifford Berry)先生在1937年至1941年間開發的“阿塔納索夫-貝瑞計算機(Atanasoff-Berry Computer,簡稱ABC)”。在維基百科(wikipedia.org)上你只要輸入“John Vincent Atanasoff”或“Atanasoff–Berry Computer”就可以找到“約翰·文森特·阿塔納索夫”教授的生平和“阿塔納索夫-貝瑞計算機(Atanasoff-Berry Computer)”的發明過程,在Google中搜索“Atanasoff–Berry Computer”也會有四萬多條檢索結果,在美國愛荷華州立大學的網站上有更詳細的介紹(http://www.cs.iastate.edu/jva/jva-archive.shtml)。而在國內的朋友們竟很少有人知道此事真相,不少國內的作者在他們的專著、教材中,甚至科普活動中,仍然宣傳ENIAC是世界上第一臺計算機。因此,做爲一名IT工作者有必要本着科學的精神,替前人澄清事實,希望通過此文有助於糾正這個在國內知識界長期存在的重大學術誤會,以正視聽。
                             
        關於約翰·文森特·阿塔納索夫(John Vincent Atanasoff)教授發明世界上第一臺電子計算機的故事我首先是從我的恩師袁傳寬先生(袁傳寬先生早年畢業與北京大學數學系,後在清華大學任教,師從過我國著名數學家華羅庚先生,上世紀80年代後留學美國完成數學博士學位,受聘美國三所大學的教授,現在是中關村創新研修學院院長)。去年年底的某一天袁院長把我叫到他的辦公室,順手遞給我一份2006年12月10日發行的《文匯報》,我在第五版“科技文摘”裏看到袁教授些的一篇題爲《誰發明了第一臺電子計算機--一段鮮爲人知的歷史公案》,作者袁傳寬。
                                                       
                     
約翰·文森特·阿塔納索夫教授                             福特·貝瑞先生
             
文章是這樣記錄這段歷史史實的:
第一部分“阿塔納索夫和他的‘ABC‘的故事
上個世紀30年代,保加利亞裔的·阿塔納索夫在
愛荷華州立大學物理系任副教授,爲學生講授物理和數學物理方法方面的課程。在求解線性偏微分方程組時,他的學生不得不面對繁雜的計算,那是要消耗大量時間的枯燥工作。·阿塔納索夫於是開拓新的思路,嘗試運用模擬和數字的方法來幫助他的學生們處理那些繁雜的計算問題。從1935年開始探索運用數字電子技術進行計算工作的可能性,他工作得非常投入,常常廢寢忘食,冥思苦想。關於當時他是如何專注於這項工作,·阿塔納索夫自己有一段非常有趣的描寫。“我反覆嘗試尋找正確思路,卻始終未得其解。這樣子持續地工作好幾個月,一天傍晚我又回到我的辦公室內工作,仍然沒有頭緒,感到極度沮喪。於是我鑽進汽車並開上了路。我把車開得飛快並儘量專注於駕駛,這樣一來我纔可以把困擾我的那些問題拋在腦後。可是等我真正清醒過來時發現,我已經在前後不見一人的高速公路上跨過了密西西比河,開出來189英里,駛出了愛荷華州,而到了依利諾依州。當時在愛荷華州是禁酒的,可依利諾依州卻不然。我依燈光尋摸,終於找到一家小酒館,進去叫了杯酒喝了起來。我覺得頭腦變得非常清晰,突然明白了我該怎樣思考問題纔對路。於是立刻工作起來,在那兒一口氣幹了三個鐘頭,然後才慢慢地把車開回家。那個夜晚,在依利諾依州一個路邊小酒館裏,我做出了四個決定:
第1,採用電能與電子元件,在當時就是電子真空管;
第2,採用二進位制,而非通常的十進位制;
第3,採用電容器作爲存儲器,可再生而且避免錯誤;
第4,進行直接的邏輯運算,而非通常的數字算術。”
阿塔納索夫的設計目標是能夠製造能解含有29個未知數的線性方程組的一臺機器。經過兩年反覆研究試驗,思路越來越清晰,設計也大體上想清楚了。但他還需要一位聰明並且懂得機械、又有動手能力的人共同完成這項發明,於是他找到當時正在物理系讀碩士學位的研究生克利福德 . 貝里。兩個人終於在1939年造出來了一臺完整的樣機,證明了他們的概念是正確的並且是可以實現的。人們把這臺樣機稱爲ABC,代表的是包含他們兩人名字的計算機 (Atanasoff-Berry Computer)。這臺計算機是電子與電器的結合,電路系統中裝有300個電子真空管執行數字計算與邏輯運算,機器使用電容器來進行數值存儲,數據輸入採用打孔讀卡方法,還採用了二進位制。因此,ABC的設計中已經包含了現代計算機中四個最重要的基本概念,它是一臺真正現代意義上的電子計算機,這也是不容質疑的。
令人惋惜的是,阿塔納索夫本人或許沒有意識到這是一項將要影響整個人類社會的重大發明,以及它將會給他帶來巨大的經濟利益的可能性,因此沒有爲自己申請專利保護。他在1942年應徵去海軍服務,就更無暇顧及此事了。
愛荷華州立大學校方也並沒把ABC的發明當一回事,非但沒有幫助阿塔納索夫完成申請專利,還命系裏的研究生拆掉了ABC,因爲在二次大戰期間,計算機ABC上的那300個真空電子管是緊缺用品。學校後來明白了,那是一個無法挽回的絕頂錯誤。如今放在依俄華州立大學ABC實驗室供人蔘觀的只能是複製品了。據可昭教授說,這件複製品是學校按照阿塔納索夫當年的設計復原的,僅在尺寸上略微小了一點。
                                                 
                                                    
阿塔納索夫-貝瑞計算機原機照片
第二部分“美國曆史上耗時最長的知識產權案”--真相大白於天下
ABC 的設計始於1935年並在1939年完成。它在時間上要早於其它任何我們現在所知道的有關電子計算機的設計方案,例如MIT的布什和克勞福德的設計;柏林的崔司與史萊爾的設計,英國的外交部的設計,RCA拉其曼的設計,以及賓西法尼亞大學約翰.
毛克利與普萊思伯. 艾克特設計與製造的 ENIAC。
        可是在1973年之前,人們都誤以爲世界上的第一臺計算機是1945-46年之間賓西法尼亞大學設計製造的ENIACA,而它的主要設計製造者毛克利也是這樣自稱的,並且申請獲得了美國專利。上面我曾提到,上個世紀30-40年代晚於ABC的其它若干計算機的設計製造方案。事實上,除去ENIAC 之外,應該說都是獨立發明的。但ENIAC卻不然,美國明尼蘇達地區法院經過數年調查,最終發現它的設計製造者是深受ABC的影響,這臺機器根本不能作爲一項獨立的發明。1973年美國明尼蘇達地區法院給出正式宣判,推翻並吊銷了毛克利的專利,從法律上認定了阿塔納索夫纔是真正的現代計算機的發明人。
        關於毛克利和阿塔納索夫的交往還有一段故事。在1940 年AAAS, 即美國科學促進會的年會上,毛克利見到了阿塔納索夫。阿塔納索夫向他談到關於自己設計製造的ABC。毛克利表現出極大的興趣,並在次年專程來到愛荷華州立的小城阿木思市,愛荷華州立大學所在地。他一住五天,仔細瞭解ABC的設計細節和內部工作原理。回到賓西法尼亞大學後,他決定設計一臺機器,宣稱用它可以來解決天氣預報的問題,而這一計劃也立刻得到美國國防部的支持。1946年他與艾克特造出來一臺稱爲ENIAC的機器,並且申辦了發明專利,這在之後的若干年裏他們獲得了巨大經濟利益。毛克利諱莫如深,始終不承認他曾經向阿塔納索夫請教過ABC的設計原理一事,甚至在庭訊時矢口否認在1941年曾去阿木思市造訪阿塔納索夫並且一住就是五天這件事,他竟然說“不記得了”。但很多阿塔納索夫的同事都能見證此事,有些人今天還健在,並在法庭調查中出庭作證。1973年,在經歷了美國聯邦法庭關於知識產權案子中最長時間的調查之後,真相終於大白,推翻了剽竊者毛克利的所有的辯詞,判決說:“現代計算機的基本想法是來自約翰. 文森特.阿塔納索夫。”

 
                                       
阿塔納索夫-貝瑞計算機復原機
第三部分“給我們的啓示”
        事情已經過去多年了,我們今天以一種客觀的態度考察整個事件,仍然感到值得圈點。首先,學術界的不良行爲古今中外皆有,其中最惡劣的莫過於剽竊他人研究成果,欺世盜名。然而像毛克利敢於剽竊·阿塔納索夫如此重大的研究成果者實屬罕見。唯有健全法制纔是伸張正義,遏制學術不良行爲的不二法門。美國是法制較爲發達的國家,重視知識產權的保護。·阿塔納索夫和其他主持學術正義的人士經過多年不懈的抗爭,運用法律,終於獲得了法庭公正的宣判,毛克利的“專利”被法庭吊銷,剽竊者被釘在了恥辱架上。爲了紀念·阿塔納索夫做出的影響整個人類社會的貢獻,依俄華州決定把阿木思市通向機場的一條大道命名爲·阿塔納索夫大街。當我與可昭教授驅車在·阿塔納索夫大街上時,內心充滿了對這位計算機先驅者的無限敬意。
        另一方面,所有在科學技術道路上努力耕耘而獲得成果者也應當有意識地運用法律,特別是版權法、專利法等來保護自己正當的知識產權。雖然說“真的假不了,假的真不了”,剽竊最終並不能得逞,可是總會有人在名利驅動之下不擇手段,剽竊並搶先申辦版權或專利權。毛克利就是如此,併爲此獲得了本該屬於·阿塔納索夫的巨大經濟利益。正因爲他有了雄厚的經濟實力,可以僱傭律師們爲其百般狡辯,媒體也被利用做混淆視聽的宣傳。例如他們辯解說:ENIAC比ABC有些什麼長處,只有它纔可稱得上是現代意義上真正的計算機等。毛克利的辯護律師不斷節外生枝,以致美國聯邦法庭在這個案子上曠日持久,成爲一件美國曆史上最耗時的知識產權案例。
        最後筆者也不得不指出:國內至今還不斷出現錯誤宣傳的文字,誤導讀者,例如京城某家時報在2006年2月15日就登載了一篇題爲《第一臺電腦誕生在情人節》的文章,文章作者講的還是毛克利的ENIAC,描述的內容無非就是毛克利的僱傭者們當時炮製的那些節外生枝的辯解,文章作者居然還別出心裁地和“情人節”掛上了鉤。我們常常以爲愚昧和無知是信息閉塞所造成的。如今信息資源十分豐富,僅在互聯網上就不難查找到有關ABC真相的資料。看來能否客觀的判斷和正確的使用現有的信息資源纔是最要緊的。在信息發達豐富的今天,我們更需要有社會責任心,嚴謹的頭腦,當然還要具備一雙慧眼。

附:約翰. 文森特. ·阿塔納索夫小傳
        阿塔納索夫於1903年10月4日出生在紐約州的哈密爾頓。父親是來自保加利亞的移民,母親是位小學數學老師,·阿塔納索夫是家中九個子女中的長子。
他1925年從佛羅里達大學畢業,獲電子工程學士學位。1926年在愛荷華州立大學獲數學碩士學位。1930年在威斯康辛大學獲理論物理博士學位。他自幼聰明好學,在大學本科期間,所有主科成績都是A,而在研究生期間,則是全A生。
在1936 年,他受聘成爲依俄華州立大學的數學與物理副教授。1942-1948期間,應徵去美國海軍奧爾德南斯實驗室服務。後來又在佛基尼亞美國陸軍蒙婁基地出任首席科學家。之後他轉向工業界發展,創辦數家公司科學技術諮詢公司,如The Ordnance Engineering Corp.,Cybernetics, Inc.,Stewart-Warner Corp. ,等。·阿塔納索夫在1995年6月15日故去。


        圍繞究竟誰是第一臺計算機的爭論並無多大意義。有意義的是,我們應該將歷史還原出來,告訴大家這些天才和先驅的故事。如今,有關阿塔納索夫的故事靜靜地陳列在
愛荷華州立大學的特殊收藏品部,裏面擺着信件、新聞剪報、專利申請書、法律證明等詳細的存檔資料。現在大學裏還維護着一臺最初的ABC計算機的工作模型,是忠實地按照原始設計建造的。他們將無休止的紛爭留給後人。雖然使用電子電路和電子管制造計算機的創新思想都記在毛克利和艾克特的功勞簿上,但到1973年,經美國法院最終裁決阿塔納索夫最終被認爲是這個世界上電子計算機的真正發明人。而另一種“第一臺通用的電子計算機是由阿塔納索夫設計、由毛克利和艾克特負責製成的說法”,無疑是在給竊取名利失敗的人找後轍罷了。

中關村創新研修學院袁傳寬院長,爲了儘快糾正這一長期而又在我國廣泛流傳着的常識性錯誤,不斷奔走呼號。 2007年 10月15 日,·阿塔納索夫之子小·阿塔納索夫先生即將來到中國。CSDN願意藉此機會,與小·阿塔納索夫先生、袁傳寬院長一起,澄清這一歷史誤區,去僞存真,讓真相大白於天下。這對現在浮躁之風勁刮,學術風氣惡劣的中國學術界來說,也是一件值得警示的絕佳案例。歡迎各位勇於追求新知者積極參加中關村創新研修學院攜CSDN共同舉辦的"世紀之爭 ---誰是真正的計算機之父" 報告會。
時間:2007 年10月 15日(週一) 15:30-17:30
地點:北航科技園會議中心 301
北京市海淀區學院路 138號柏彥大廈301(北航北門向東 100米)
 
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