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  • (zz)袁传宽:阿坦那索夫发明了世界上第一台电子计算机ABC

看到这篇文章,我不得不承认我土了,我确实不知道这件事情……当初大一刚来的时候(2002年)计算机老师仍然是教我们说第一台计算机是ENIAC……



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  国内几乎所有的计算机方面教科书或科普读物都如是说:世界上的第一台计算机诞生在美国宾西法尼亚大学,那是在1946年造出来的被称为ENIAC(埃尼阿克)的一台机器。然而事实却并非如此。关于谁才是现代计算机的真正发明人的问题,自ENIAC面世之后就存有争议,两造各执一词,并诉诸了法律。美国法院为此展开多年法庭调查,终于在1973年给出最终宣判:世界上第一台电子计算机是由约翰. 文森特. 阿坦那索夫于1939年发明的ABC,而不是由毛克利等制造的ENIAC。我国内的朋友们竟无一人知道此事真相,不少国内的作者在他们的专著、教材中,甚至科普活动中,仍然宣传ENIAC是世界上第一台计算机,以讹传讹。因此我想写这篇小文澄清事实,希望有助于纠正这个重大的误会。

实地考察



  今年4月,美国依俄华州立大学计算机系的系主任张可昭教授邀请笔者访问该校,我知道该校的物理系乃是世界上第一台计算机ABC的故乡。于是我决定借此机会顺便也做些相关的实地考察,收集第一手的资料,为纠正国内普遍存在的这样一个常识性错误做些准备工作。可昭教授陪同我参观了该校物理系,那儿有重要的相关史料展览。我们还访问了学校以第一台计算机命名的ABC实验室,那是一座十分现代的大楼,阿坦那索夫1939年发明研制的第一台计算机就静静地立在大厅的一角,供世人瞻仰。我还得以看到并且仔细阅读了当年美国法院的判决书,法律词句清楚地判明:世界上第一台电子计算机是由约翰. 文森特. 阿坦那索夫于1939年发明的ABC,而毛克利等人在1946年制造的ENIAC则是深深受到ABC设计原理启发和影响后的一个产物而已。



张可昭教授因其学术水平和人品,获高票当选、担任过IEEE-CS,即美国电器与电子工程师学会-计算机学会的主席。众所周知,IEEE-CS是世界上计算机领域最具权威性的顶级国际学术组织。近年来, IEEE-CS也多次举办过相关的报告会,为世界上第一台计算机真正的发明人阿坦那索夫正名。



阿坦那索夫和“ABC ”的故事



上个世纪30年代,保加利亚裔的阿坦那索夫在依俄华州立大学物理系任副教授,为学生讲授物理和数学物理方法方面的课程。在求解线性偏微分方程组时,他的学生不得不面对繁杂的计算,那是要消耗大量时间的枯燥工作。阿坦那索夫于是开拓新的思路,尝试运用模拟和数字的方法来帮助他的学生们处理那些繁杂的计算问题。从1935年开始探索运用数字电子技术进行计算工作的可能性,他工作得非常投入,常常废寝忘食,冥思苦想。关于当时他是如何专注于这项工作,阿坦那索夫自己有一段非常有趣的描写。“我反复尝试寻找正确思路,却始终未得其解。这样子持续地工作好几个月,一天傍晚我又回到我的办公室内工作,仍然没有头绪,感到极度沮丧。于是我钻进汽车并开上了路。我把车开得飞快并尽量专注于驾驶,这样一来我才可以把困扰我的那些问题抛在脑后。可是等我真正清醒过来时发现,我已经在前后不见一人的高速公路上跨过了密西西比河,开出来189英里,驶出了依俄华州,而到了依利诺依州。当时在依俄华州是禁酒的,可依利诺依州却不然。我依灯光寻摸,终于找到一家小酒馆,进去叫了杯酒喝了起来。我觉得头脑变得非常清晰,突然明白了我该怎样思考问题才对路。于是立刻工作起来,在那儿一口气干了三个钟头,然后才慢慢地把车开回家。那个夜晚,在依利诺依州一个路边小酒馆里,我做出了四个决定:



第一,    采用电能与电子元件,在当时就是电子真空管;

第二,    采用二进位制,而非通常的十进位制;

第三,    采用电容器作为存储器,可再生而且避免错误;

第四,    进行直接的逻辑运算,而非通常的数字算术。”



阿坦那索夫的设计目标是能够制造能解含有29个未知数的线性方程组的一台机器。经过两年反复研究试验,思路越来越清晰,设计也大体上想清楚了。但他还需要一位聪明并且懂得机械、又有动手能力的人共同完成这项发明,于是他找到当时正在物理系读硕士学位的研究生克利福德 . 贝里。两个人终于在1939年造出来了一台完整的样机,证明了他们的概念是正确的并且是可以实现的。人们把这台样机称为ABC,代表的是包含他们两人名字的计算机 (Atanasoff-Berry Computer)。这台计算机是电子与电器的结合,电路系统中装有300个电子真空管执行数字计算与逻辑运算,机器使用电容器来进行数值存储,数据输入采用打孔读卡方法,还采用了二进位制。因此,ABC的设计中已经包含了现代计算机中四个最重要的基本概念,它是一台真正现代意义上的电子计算机,这也是不容质疑的。



令人惋惜的是,阿坦那索夫本人或许没有意识到这是一项将要影响整个人类社会的重大发明,以及它将会给他带来巨大的经济利益的可能性,因此没有为自己申请专利保护。他在1942年应征去海军服务,就更无暇顾及此事了。依俄华州立大学校方也并没把ABC的发明当一回事,非但没有帮助阿坦那索夫完成申请专利,还命系里的研究生拆掉了ABC,因为在二次大战期间,计算机ABC上的那300个真空电子管是紧缺用品。学校后来明白了,那是一个无法挽回的绝顶错误。如今放在依俄华州立大学ABC实验室供人参观的只能是复制品了。据可昭教授说,这件复制品是学校按照阿坦那索夫当年的设计复原的,仅在尺寸上略微小了一点。



笔者访问依俄华州立大学ABC实验室,前面展示柜内的就是世界上第一台称为ABC的电子计算机的复制品。可昭教授为我在这个“古董”旁拍了这张照片。



法庭判决,真相大白于天下



ABC 的设计始于1935年并在1939年完成。它在时间上要早于其它任何我们现在所知道的有关电子计算机的设计方案,例如MIT的布什和克劳福德的设计;柏林的崔司与史莱尔的设计,英国的外交部的设计,RCA拉其曼的设计,以及宾西法尼亚大学约翰. 毛克利与普莱思伯. 艾克特设计与制造的 ENIAC。



可是在1973年之前,人们都误以为世界上的第一台计算机是1945-46年之间宾西法尼亚大学设计制造的ENIACA,而它的主要设计制造者毛克利也是这样自称的,并且申请获得了美国专利。上面我曾提到,上个世纪30-40年代晚于ABC的其它若干计算机的设计制造方案。事实上,除去ENIAC 之外,应该说都是独立发明的。但ENIAC却不然,美国明尼苏达地区法院经过数年调查,最终发现它的设计制造者是深受ABC的影响,这台机器根本不能作为一项独立的发明。1973年美国明尼苏达地区法院给出正式宣判,推翻并吊销了毛克利的专利,从法律上认定了阿坦那索夫才是真正的现代计算机的发明人。

关于毛克利和阿坦那索夫的交往还有一段故事。在1940 年AAAS, 即美国科学促进会的年会上,毛克利见到了阿坦那索夫。阿坦那索夫向他谈到关于自己设计制造的ABC。毛克利表现出极大的兴趣,并在次年专程来到依俄华州的小城阿木思市,依俄华州立大学所在地。他一住五天,仔细了解ABC的设计细节和内部工作原理。回到宾西法尼亚大学后,他决定设计一台机器,宣称用它可以来解决天气预报的问题,而这一计划也立刻得到美国国防部的支持。1946年他与艾克特造出来一台称为ENIAC的机器,并且申办了发明专利,这在之后的若干年里他们获得了巨大经济利益。毛克利讳莫如深,始终不承认他曾经向阿坦那索夫请教过ABC的设计原理一事,甚至在庭讯时矢口否认在1941年曾去阿木思市造访阿坦那索夫并且一住就是五天这件事,他竟然说“不记得了”。但很多阿坦那索夫的同事都能见证此事,有些人今天还健在,并在法庭调查中出庭作证。1973年,在经历了美国联邦法庭关于知识产权案子中最长时间的调查之后,真相终于大白,推翻了剽窃者毛克利的所有的辩词,判决说:“现代计算机的基本想法是来自约翰. 文森特. 阿坦那索夫。”



启示



事情已经过去多年了,我们今天以一种客观的态度考察整个事件,仍然感到值得圈点。首先,学术界的不良行为古今中外皆有,其中最恶劣的莫过于剽窃他人研究成果,欺世盗名。然而像毛克利敢于剽窃阿坦那索夫如此重大的研究成果者实属罕见。唯有健全法制才是伸张正义,遏制学术不良行为的不二法门。美国是法制较为发达的国家,重视知识产权的保护。阿坦那索夫和其他主持学术正义的人士经过多年不懈的抗争,运用法律,终于获得了法庭公正的宣判,毛克利的“专利”被法庭吊销,剽窃者被钉在了耻辱架上。为了纪念阿坦那索夫做出的影响整个人类社会的贡献,依俄华州决定把阿木思市通向机场的一条大道命名为阿坦那索夫大街。当我与可昭教授驱车在阿坦那索夫大街上时,内心充满了对这位计算机先驱者的无限敬意。



另一方面,所有在科学技术道路上努力耕耘而获得成果者也应当有意识地运用法律,特别是版权法、专利法等来保护自己正当的知识产权。虽然说“真的假不了,假的真不了”,剽窃最终并不能得逞,可是总会有人在名利驱动之下不择手段,剽窃并抢先申办版权或专利权。毛克利就是如此,并为此获得了本该属于阿坦那索夫的巨大经济利益。正因为他有了雄厚的经济实力,可以雇佣律师们为其百般狡辩,媒体也被利用做混淆视听的宣传。例如他们辩解说:ENIAC比ABC有些什么长处,只有它才可称得上是现代意义上真正的计算机等。毛克利的辩护律师不断节外生枝,以致美国联邦法庭在这个案子上旷日持久,成为一件美国历史上最耗时的知识产权案例。



最后笔者也不得不指出:国内至今还不断出现错误宣传的文字,误导读者,例如京城某家时报在2006年2月15日就登载了一篇题为《第一台电脑诞生在情人节》的文章,文章作者讲的还是毛克利的ENIAC,描述的内容无非就是毛克利的雇佣者们当时炮制的那些节外生枝的辩解,文章作者居然还别出心裁地和“情人节”挂上了钩。我们常常以为愚昧和无知是信息闭塞所造成的。如今信息资源十分丰富,仅在互联网上就不难查找到有关ABC真相的资料。看来能否客观的判断和正确的使用现有的信息资源才是最要紧的。在信息发达丰富的今天,我们更需要有社会责任心,严谨的头脑,当然还要具备一双慧眼。



附1:约翰. 文森特. 阿坦那索夫小传



阿坦那索夫于1903年10月4日出生在纽约州的哈密尔顿。父亲是来自保加利亚的移民,母亲是位小学数学老师,阿坦那索夫是家中九个子女中的长子。

他1925年从佛罗里达大学毕业,获电子工程学士学位。1926年在依俄华州立大学获数学硕士学位。1930年在威斯康辛大学获理论物理博士学位。他自幼聪明好学,在大学本科期间,所有主科成绩都是A,而在研究生期间,则是全A生。

在1936年,他受聘成为依俄华州立大学的数学与物理副教授。1942-1948期间,应征去美国海军奥尔德南斯实验室服务。后来又在佛基尼亚美国陆军蒙娄基地出任首席科学家。之后他转向工业界发展,创办数家公司科学技术咨询公司,如The Ordnance Engineering Corp.,Cybernetics, Inc.,Stewart-Warner Corp. ,等。阿坦那索夫在1995年6月15日故去。



附2:本文作者袁传宽介绍



  袁传宽教授六十年代毕业于北京大学数学力学系, 1978年经华罗庚教授推荐而调入清华大学应用数学系任教。 八十年代初赴美国圣塔芭芭拉加利福尼亚大学 (University of California at Santa Barbara)留学,师从当代大数学家樊矶教授(Ky Fan)和查理阿克曼(Charles A. Akemann)教授研读拓扑群理论与近代调和分析,获美国加州大学数学博士学位。

  袁教授曾在清华大学应用数学系任讲师、副教授,于1989年被破格提升为正教授。 曾担任该系分析教研室主任,系教学委员会主任。 1990年再次应聘赴美执教。

袁教授旅美二十余年,从事研究与教学工作,先后执教于圣塔芭芭拉加利福尼亚大学 (UC Santa Barbara)、长灘加利福尼亚州立大学 (California State University at Long Beach),佩伯丁大学(Pepperdine University),西北理工大学,圣塔克勒拉大学(Santa Clara University),国际科技大学(International Technological University)并任该校主管教学业务的副校长。目前除担任中关村创新研修学院院长外,兼任美国硅谷信息管理研究院院长,清华大学河北发展研究院教授。

袁教授在近代调和分析理论研究方面,在国际专业刊物上发表多篇重要论文篇及研究报告,作过重要的基础开创性工作。他的研究成果被各国数学家引述。 美国数学会专集MATHEMATICAL SURVEY AND MONAGRAPHS之第29卷,英国数学家Alan Paterson所著的AMENABILITY一书对他具有开创性的工作有专门评述。 袁教授多次作为特邀演讲人出席国际学术会议。他也曾参与中国大百科全书全书数学卷编篡工作,撰写如“积分学“等大条目。

袁传宽教授还致力于研究密码学理论及其在网络安全方面的应用。 其有关密钥传递和身份认证的研究成果已获三项美国专利。他应邀担任美国专业刊物信息安全(INFORMATION SECURITY) 的编委与美国RSA学术会议特邀编审,兼任美国名人传记学院之研究委员会的顾问。

  袁教授曾获清华大学优秀教师奖。获加州大学董事会颁授优秀研究生奖 (Graduate Fellow) 并连续四年获该校的校长奖学金或研究生奖学金。获美国INTERNATIOANL TECHNOLOGICAL UNIVERSITY 学生会颁授最受爱戴的先生奖(TO SIR WITH LOVE in Appreciation to his dedication to students)。获英国 IBC颁授成就奖 (MEN OF ACHIEVEMENT)。 因在数学和密码学研究的杰出贡献而获美国ABI颁授卓越领袖奖(Distinguished Leadership Award for Outstanding Contribution to Mathematical and Cryptographic Research)。被列入美国名人录(WHO IS WHO)。因帮助与捐赠残障人士而获美国残障人士及退伍军官俱乐部颁授的铜制奖章。
4 年 后

刚注意到我三年前居然发过这么一篇帖子,而这阿坦那索夫的计算机现在就在我们系楼背后 [s:12]

我是不是挖出了一个最老的坟……

我保加利亚的室友很自豪地告诉我计算机是他们发明的,还说中国人也都是他们的后代[s:13][s:13][s:13],不过他们那产的一种辣椒酱和我们家的一个味道[s:15][s:15]

有次wiki上看图灵的资料链接到:http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_computing_hardware

看到 ENIAC 前面还有很多机器,纳闷了半天