我马上要给你们介绍的机器呢
是被我称之为有史以来最伟大的机器
它是一个从来没有被制造出来的机器
不过呢,它将来会被造出来的
它是一个早在人们对电脑没有概念的时候
设计出来的一种机器
如果你对电脑的历史有一些了解的话
你知道在30和40年代的时候,
出现了一些简单的电脑
标志着我们今天所看到的电脑革命的开端
你这样想是对的
不过你把世纪搞错了
第一台电脑其实是在19世纪
30,40年代设计的,而不是20世纪的30,40年代
它的设计和一部分原型
还有部分制造都发生在这里
南肯辛顿
这台机器是这个叫查尔斯·巴贝奇的人建造出来的
我这个人对查尔斯·巴贝奇有种清切感
因为他所有照片里的头发都
乱成这个样.
他非常的富有
而且可以说是英国的贵族成员
在马斯伯恩的一个周六的晚上
假如你是当时的一名知识分子
你会被邀请到他的房子去
一个社交晚会--他会邀请每一个人
国王,惠灵顿的公爵,很多很多有名的人---
然后他就会给你们看他的一个机械
我非常想念那个时代,那时候你可以
去一个社交晚会，然后看到
一台机械电脑的演示. (笑声)
不过巴贝奇是在18世纪末
出生的
还是个比较有名的数学家
他担当了当时牛顿在剑桥的职位
最近又由史蒂芬霍金担当
他没这些人那么有名,因为
他只有创造这台机器的想法
但却从未真正制造出来
原因就是他是个典型的书呆子
每回他有一个很好的想法
他就会想,"太棒了,我准备去把它造出来.
我会投入一大笔钱。但我又有个更好的主意
那我就造这个吧.(笑声) 不对,我应该造这个."
他一直都是这么干,直到罗伯特·皮尔（后来成为首相）
把他从唐宁街10号开除
当时开除就意会着对他说
祝你有个愉快的一天.(笑声)
他设计的东西就是这个巨大的玩意儿,
分析引擎.现在为了让你解释一下
这是一个俯视图
每个圈圈都是一个齿轮,一叠齿轮
因此这东西就跟一个蒸汽火车头一样大
在我说的时候,我想让你想象一下
这个巨大的机器.我们可以听到这些由这个机器发出的
美妙的声音
现在呢我准备给你介绍一下机器的构造
这就是为什么这是电脑的构造
然后告诉你这台机器其实是个电脑
我们先讨论下内存
它的内存就跟现在的电脑一样
只不过它当时是用金属做的
一叠又一叠的齿轮,有30个齿轮那么高
想象一下这个高度
有几百个那么多
然后它们上面都有编号
这个机器是个十进制的.所有东西都是十进制
他想过用二进制.不过问题是
那样的话机器会高得离谱
而且还会变得极其巨大
所以它是有内存的
这部分就是它的内存
它们都是这个样子
这个巨大的东西就是CPU（中央处理器）或者说是芯片
没错,就这么大
完全是机械化.整个机器都是如此
这是一张展示CPU的一部分的原型照片
来自科学博物馆
CPU可以做4种基本的运算
加减乘除
这对于金属来说已经很不错了
不过它还可以做一些电脑能做的事情
但是计算器做不了的
这个机器可以通过内存的数据来做决定
它可以为程序员做条件判断
而这样一来它其实就成了一台电脑
可以计算.不光是计算,还可以做更多
现在,让我们看着这个，停下来想想
我们当今的芯片,我们甚至都看不到
里面是什么.实在太小了
不过你如果真看到了,你可以看到跟这个（机械电脑）
很相似的东西
这就是CPU里难以置信的复杂性
以及内存中难以置信的规律性
如果你曾经看到一个电子显微镜的照片
你就会看到这个.看起来都会是一样的
然后这部分就会十分的复杂
所有这些齿轮运作都在做一个电脑所做的事情
不过当然你得给这个编程,
巴贝奇当时使用了
一种将在20世纪50,60,70年代又会重新出现的技术
那就是打孔卡片.这个东西
就是三个中其中一个读卡机
而这是一个在科学博物馆里的程序
离这儿不远,是由巴贝奇写的
就在那儿,你可以去看看
然后等待人们把机器制造出来
不过那其实还有好多
他设计了一些程序,期待着它可以实现
之所以用那么多打孔卡片是因为有提花机
法国创造了提花机
受打孔卡片所控制，可以织出这些的不可思议的图案
而他当时就在为今天的科技在准备
跟所有他所做的其他事情一样
他在用他当时19世纪30,40,50年代的科技,齿轮,蒸汽机器什么的
具有讽刺意味的是,跟他在同一年出生的
还有迈克尔 法拉第
法拉第最后彻底地将所有东西都改进了
通过发电机,变压器以及各种东西
巴贝奇想要用久经考验的科技
因此就是蒸汽之类的东西
他需要一些配件
显然你已经有个电脑了
还有很多卡片,CPU,以及内存
你还是需要一些配件
没有的那些配件
首先呢，要有声音。你可以用个铃铛
如果有事情出错了的话----(笑声)
或者机器需要一个人工干预的时候
就可以摇铃铛.(笑声)
在打孔卡片上实际有个说明
上面写着:"摇铃铛."然后你就可以想象"叮!"的一声
你可以想象一下所有这些噪音
这玩意儿,咔嗒咔嚓咔嗒咔嚓
还有蒸汽引擎."叮,"没错吧?(笑声)
你还需要一个打印机,当然,每个人都需要
这是一幅关于另外一个机器的打印原理的图片
名叫“差分机2号”
他从没建造出来,不过科学博物馆
在80和90年代造出来了
还是个纯机械打印机
它只打印数字,因为他对数字很着迷
不过它可以在纸上打印,甚至可以自动换行
因此当你到了一行的最后时,就会自动换行
你还需要图像,对吧?
如果你要对图像做点什么的话
因此他说:"嗯..我需要个绘图机,我有一大张纸,
还有个钢笔,这样它就可以作图了."
因此他也设计了一个绘图机
在那个时候呢,他拥有一个
很好的机器了
当然还有这个女人,艾达 勒夫蕾丝
现在,想象一下这样的社交聚会,所有这样有名利的人都来了
这位女士就是疯狂,阴险和危险的拜伦王
的女儿
她妈担心她的女儿会继承一些
她爸的疯狂和阴险
她想到:"我知道怎么解决了.数学就可以解决.
我们会教她数学.这样她就安静下来了."
(笑声)因为
从来没有一个数学家最后给疯掉的
因此呢,那个主意还不错.(笑声)
一切都会变好的.因此她开始了对数学的学习
然后跟她妈妈去了一个社交聚会
然后巴贝奇拿出了他的机器
威灵顿的公爵在那儿呢,
巴贝奇示范了他的机器,
然后艾达就理解了.她是在他一生中的唯一个人,真正能理解的
她说:"我知道这个机器是干嘛的
我也理解这个机器的未来会怎么样."
她对我们的帮助十分大，因为之所以
很多巴贝奇想要制造的机器
都是因为她
现在呢,一些人把她叫第一个程序员
这其实是从她当初翻译的文章得出来的
这是一个特定格式下的程序
不过历史上讲,她并不仅仅真正的第一个程序员
实际上,她做了一些更惊人的事
不光是一个编程员
她还看到了一些巴贝奇没有看到的东西
他对数学太着迷了
他想建造一个能做数学的机器
然后勒夫蕾丝说:"你在这台机器上不光可以做数学."
其实在这个房间里都每一个人
身上都有个电脑
因为他们都有手机
如果你打开你的手机，上面的每个东西
或者电脑，或者其他任何计算设备
那都是数学.在底下全部都是数字
不管是视频或者短信或者音乐,都是数字
从头到尾都是数学函数
勒夫蕾丝说:"仅仅因为你在
使用数学函数和符号
并不代表这些东西不能呈现
其他东西,比如说音乐."
这是个巨大的飞跃,因为巴贝奇说
"我们可以计算出这些神奇的函数然后
把数学表格和图像打印出来."---(笑声)
然而勒夫蕾丝则说:"你看,
只要你给它以数字的形式呈现音乐
它就可以用来作曲."
这就是我说的勒夫蕾丝的飞越
当你说她是个程序员的时候,她的确是
不过真正的重要是说出了未来会为变成什么样
这比作为第一个程序员要有价值多了
现在,一百多年后,有个人出现了
艾兰图林。在1936年,他重新发明了电脑
当然,巴贝奇的机器是纯机械的
图林的机器是纯理论的
这些人都是从数学角度的观点来考虑的
不过图林告诉我们一些很重要的事情
他在计算机科学奠定了数学的基础
他说
“你怎么制造电脑并不重要."
就像是机械电脑，像巴贝奇那种，
或者电子的，跟今天一样的，也不重要
再抑或将来是细胞构成的，
或者又是机械的,一旦我们进入纳米技术
我们可以回到巴贝奇的机器，使它变得很小。
所有这些东西都是计算机
在这之中有一个计算的本质
这叫做邱奇-图灵论题
所以突然之间,你知道了其中的联系
巴贝奇当年造的那东西确实是台电脑
实际上,它可以做任何我们现在用电脑能
做的事情,只不过极其的慢而已.(笑声)
你要是想知道多慢的话,
它有1k的内存
它使用打孔卡片作为输入
比第一个ZX81（1981生产的家用电脑）要慢1万倍
不过呢,它的确有个RAM组
你可以扩大它的容量
(笑声)嗯,那么这个东西给我们今天带来什么呢?
我们有计划
在斯文顿的科学博物馆档案中
有成百个计划和上千页巴贝奇写的关于
这个分析引擎的笔记
其中一个我们把它叫“计划28”
这还是个我与多伦斯韦德（Doron Swade）创建的一个
慈善机构的名字,他是科学博物馆计算项目的
管理人,并且是他将起草了
建造差分机的计划
我们的计划就是把它造出来
在这里南肯辛顿,我们还会造分析引擎
这个工程有很多部分
一部分就是扫描巴贝奇的档案
这个已经做完了.第二个是现在
学习所有这些计划去决定应该建造什么
第三部分是那个机器的一个电脑模拟系统
最后一部就是在科学博物馆真正把机器造出来
当它造出来的时候,你就会真正理解电脑是怎么工作的
因为与其有一个极小的芯片在你面前
你可以看看这个巨大的东西然后说;"噢,
我看到内存在工作,CPU在工作
我还能听见它在工作.我说不定还闻到了."(笑声)
在这之间呢我们会做一个模拟
巴贝奇写到
一旦分析引擎存在后
它一定会对于未来的科学有所指导作用
当然,他从未成功造出来,因为他总是在他新计划
上浪费时间,不过当真有东西建造出来的时候,
在20世纪40年代,所有事情都被改变了
现在,我会给你看下它大概会长成什么样子
一个视频来展示
CPU的一部分是怎么工作的
这是三组齿轮
它准备做加法.这是加法的工作原理
这样你可以想象到这个巨大的机器
给我五年时间
在2030之前,我们就会有了
非常感谢.(鼓掌)