0:00:00.106,0:00:01.530
我马上要给你们介绍的机器呢

0:00:01.530,0:00:03.204
是被我称之为有史以来最伟大的机器

0:00:03.204,0:00:05.203
它是一个从来没有被制造出来的机器

0:00:05.203,0:00:07.583
不过呢,它将来会被造出来的

0:00:07.583,0:00:09.575
它是一个早在人们对电脑没有概念的时候

0:00:09.575,0:00:11.926
设计出来的一种机器

0:00:11.926,0:00:14.075
如果你对电脑的历史有一些了解的话

0:00:14.075,0:00:16.595
你知道在30和40年代的时候,

0:00:16.595,0:00:19.150
出现了一些简单的电脑

0:00:19.150,0:00:21.943
标志着我们今天所看到的电脑革命的开端

0:00:21.943,0:00:23.229
你这样想是对的

0:00:23.229,0:00:25.711
不过你把世纪搞错了

0:00:25.711,0:00:27.351
第一台电脑其实是在19世纪

0:00:27.351,0:00:31.023
30,40年代设计的,而不是20世纪的30,40年代

0:00:31.023,0:00:33.351
它的设计和一部分原型

0:00:33.351,0:00:35.487
还有部分制造都发生在这里

0:00:35.487,0:00:37.480
南肯辛顿

0:00:37.480,0:00:40.799
这台机器是这个叫查尔斯·巴贝奇的人建造出来的

0:00:40.799,0:00:42.555
我这个人对查尔斯·巴贝奇有种清切感

0:00:42.555,0:00:45.164
因为他所有照片里的头发都

0:00:45.164,0:00:47.505
乱成这个样.

0:00:47.505,0:00:49.352
他非常的富有

0:00:49.352,0:00:51.365
而且可以说是英国的贵族成员

0:00:51.365,0:00:53.704
在马斯伯恩的一个周六的晚上

0:00:53.704,0:00:56.135
假如你是当时的一名知识分子

0:00:56.135,0:00:57.631
你会被邀请到他的房子去

0:00:57.631,0:01:00.590
一个社交晚会--他会邀请每一个人

0:01:00.590,0:01:04.022
国王,惠灵顿的公爵,很多很多有名的人---

0:01:04.022,0:01:06.543
然后他就会给你们看他的一个机械

0:01:06.543,0:01:09.583
我非常想念那个时代,那时候你可以

0:01:09.583,0:01:11.931
去一个社交晚会，然后看到

0:01:11.931,0:01:13.044
一台机械电脑的演示. (笑声)

0:01:13.044,0:01:16.310
不过巴贝奇是在18世纪末

0:01:16.310,0:01:18.044
出生的

0:01:18.044,0:01:20.088
还是个比较有名的数学家

0:01:20.088,0:01:23.231
他担当了当时牛顿在剑桥的职位

0:01:23.231,0:01:25.743
最近又由史蒂芬霍金担当

0:01:25.743,0:01:28.598
他没这些人那么有名,因为

0:01:28.598,0:01:31.748
他只有创造这台机器的想法

0:01:31.748,0:01:34.033
但却从未真正制造出来

0:01:34.033,0:01:37.318
原因就是他是个典型的书呆子

0:01:37.318,0:01:39.329
每回他有一个很好的想法

0:01:39.329,0:01:40.777
他就会想,"太棒了,我准备去把它造出来.

0:01:40.777,0:01:43.372
我会投入一大笔钱。但我又有个更好的主意

0:01:43.372,0:01:45.732
那我就造这个吧.(笑声) 不对,我应该造这个."

0:01:45.732,0:01:48.612
他一直都是这么干,直到罗伯特·皮尔（后来成为首相）

0:01:48.612,0:01:51.076
把他从唐宁街10号开除

0:01:51.076,0:01:53.517
当时开除就意会着对他说

0:01:53.517,0:01:56.669
祝你有个愉快的一天.(笑声)

0:01:56.669,0:01:58.649
他设计的东西就是这个巨大的玩意儿,

0:01:58.649,0:02:02.088
分析引擎.现在为了让你解释一下

0:02:02.088,0:02:03.960
这是一个俯视图

0:02:03.960,0:02:07.073
每个圈圈都是一个齿轮,一叠齿轮

0:02:07.073,0:02:10.309
因此这东西就跟一个蒸汽火车头一样大

0:02:10.309,0:02:12.300
在我说的时候,我想让你想象一下

0:02:12.300,0:02:14.944
这个巨大的机器.我们可以听到这些由这个机器发出的

0:02:14.944,0:02:16.704
美妙的声音

0:02:16.704,0:02:18.481
现在呢我准备给你介绍一下机器的构造

0:02:18.481,0:02:19.960
这就是为什么这是电脑的构造

0:02:19.960,0:02:23.287
然后告诉你这台机器其实是个电脑

0:02:23.287,0:02:26.690
我们先讨论下内存

0:02:26.690,0:02:28.937
它的内存就跟现在的电脑一样

0:02:28.937,0:02:31.639
只不过它当时是用金属做的

0:02:31.639,0:02:35.183
一叠又一叠的齿轮,有30个齿轮那么高

0:02:35.183,0:02:37.253
想象一下这个高度

0:02:37.253,0:02:39.008
有几百个那么多

0:02:39.008,0:02:40.898
然后它们上面都有编号

0:02:40.898,0:02:43.317
这个机器是个十进制的.所有东西都是十进制

0:02:43.317,0:02:44.902
他想过用二进制.不过问题是

0:02:44.902,0:02:46.620
那样的话机器会高得离谱

0:02:46.620,0:02:49.937
而且还会变得极其巨大

0:02:49.937,0:02:51.996
所以它是有内存的

0:02:51.996,0:02:54.403
这部分就是它的内存

0:02:54.403,0:02:56.733
它们都是这个样子

0:02:56.733,0:03:01.268
这个巨大的东西就是CPU（中央处理器）或者说是芯片

0:03:01.268,0:03:03.518
没错,就这么大

0:03:03.518,0:03:06.431
完全是机械化.整个机器都是如此

0:03:06.431,0:03:10.572
这是一张展示CPU的一部分的原型照片

0:03:10.572,0:03:12.711
来自科学博物馆

0:03:12.711,0:03:16.343
CPU可以做4种基本的运算

0:03:16.343,0:03:18.796
加减乘除

0:03:18.796,0:03:21.804
这对于金属来说已经很不错了

0:03:21.804,0:03:24.433
不过它还可以做一些电脑能做的事情

0:03:24.433,0:03:26.132
但是计算器做不了的

0:03:26.132,0:03:30.070
这个机器可以通过内存的数据来做决定

0:03:30.070,0:03:32.936
它可以为程序员做条件判断

0:03:32.936,0:03:35.076
而这样一来它其实就成了一台电脑

0:03:35.076,0:03:39.674
可以计算.不光是计算,还可以做更多

0:03:39.674,0:03:42.355
现在,让我们看着这个，停下来想想

0:03:42.355,0:03:44.226
我们当今的芯片,我们甚至都看不到

0:03:44.226,0:03:48.041
里面是什么.实在太小了

0:03:48.041,0:03:49.842
不过你如果真看到了,你可以看到跟这个（机械电脑）

0:03:49.842,0:03:51.664
很相似的东西

0:03:51.664,0:03:54.611
这就是CPU里难以置信的复杂性

0:03:54.611,0:03:57.303
以及内存中难以置信的规律性

0:03:57.303,0:03:58.965
如果你曾经看到一个电子显微镜的照片

0:03:58.965,0:04:00.934
你就会看到这个.看起来都会是一样的

0:04:00.934,0:04:03.500
然后这部分就会十分的复杂

0:04:03.500,0:04:07.483
所有这些齿轮运作都在做一个电脑所做的事情

0:04:07.483,0:04:09.576
不过当然你得给这个编程,

0:04:09.576,0:04:12.601
巴贝奇当时使用了

0:04:12.601,0:04:16.247
一种将在20世纪50,60,70年代又会重新出现的技术

0:04:16.247,0:04:19.116
那就是打孔卡片.这个东西

0:04:19.116,0:04:21.940
就是三个中其中一个读卡机

0:04:21.940,0:04:25.620
而这是一个在科学博物馆里的程序

0:04:25.620,0:04:30.013
离这儿不远,是由巴贝奇写的

0:04:30.013,0:04:31.881
就在那儿,你可以去看看

0:04:31.881,0:04:34.322
然后等待人们把机器制造出来

0:04:34.322,0:04:37.742
不过那其实还有好多

0:04:37.742,0:04:40.832
他设计了一些程序,期待着它可以实现

0:04:40.832,0:04:42.805
之所以用那么多打孔卡片是因为有提花机

0:04:42.805,0:04:44.977
法国创造了提花机

0:04:44.977,0:04:47.655
受打孔卡片所控制，可以织出这些的不可思议的图案

0:04:47.655,0:04:50.287
而他当时就在为今天的科技在准备

0:04:50.287,0:04:52.392
跟所有他所做的其他事情一样

0:04:52.392,0:04:57.139
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

0:04:57.139,0:05:01.077
具有讽刺意味的是,跟他在同一年出生的

0:05:01.077,0:05:03.249
还有迈克尔 法拉第

0:05:03.249,0:05:05.926
法拉第最后彻底地将所有东西都改进了

0:05:05.926,0:05:08.439
通过发电机,变压器以及各种东西

0:05:08.439,0:05:11.597
巴贝奇想要用久经考验的科技

0:05:11.597,0:05:13.150
因此就是蒸汽之类的东西

0:05:13.150,0:05:14.823
他需要一些配件

0:05:14.823,0:05:16.495
显然你已经有个电脑了

0:05:16.495,0:05:18.884
还有很多卡片,CPU,以及内存

0:05:18.884,0:05:20.819
你还是需要一些配件

0:05:20.819,0:05:22.447
没有的那些配件

0:05:22.447,0:05:25.275
首先呢，要有声音。你可以用个铃铛

0:05:25.275,0:05:27.429
如果有事情出错了的话----(笑声)

0:05:27.429,0:05:29.774
或者机器需要一个人工干预的时候

0:05:29.774,0:05:31.744
就可以摇铃铛.(笑声)

0:05:31.744,0:05:33.280
在打孔卡片上实际有个说明

0:05:33.280,0:05:36.182
上面写着:"摇铃铛."然后你就可以想象"叮!"的一声

0:05:36.182,0:05:38.382
你可以想象一下所有这些噪音

0:05:38.382,0:05:39.463
这玩意儿,咔嗒咔嚓咔嗒咔嚓

0:05:39.463,0:05:42.400
还有蒸汽引擎."叮,"没错吧?(笑声)

0:05:42.400,0:05:44.835
你还需要一个打印机,当然,每个人都需要

0:05:44.835,0:05:47.843
这是一幅关于另外一个机器的打印原理的图片

0:05:47.843,0:05:50.326
名叫“差分机2号”

0:05:50.326,0:05:52.261
他从没建造出来,不过科学博物馆

0:05:52.261,0:05:54.432
在80和90年代造出来了

0:05:54.432,0:05:56.707
还是个纯机械打印机

0:05:56.707,0:05:59.405
它只打印数字,因为他对数字很着迷

0:05:59.405,0:06:02.922
不过它可以在纸上打印,甚至可以自动换行

0:06:02.922,0:06:05.694
因此当你到了一行的最后时,就会自动换行

0:06:05.694,0:06:07.344
你还需要图像,对吧?

0:06:07.344,0:06:08.900
如果你要对图像做点什么的话

0:06:08.900,0:06:11.496
因此他说:"嗯..我需要个绘图机,我有一大张纸,

0:06:11.496,0:06:13.604
还有个钢笔,这样它就可以作图了."

0:06:13.604,0:06:15.434
因此他也设计了一个绘图机

0:06:15.434,0:06:19.359
在那个时候呢,他拥有一个

0:06:19.359,0:06:20.890
很好的机器了

0:06:20.890,0:06:23.580
当然还有这个女人,艾达 勒夫蕾丝

0:06:23.580,0:06:26.301
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

0:06:26.301,0:06:29.393
这位女士就是疯狂,阴险和危险的拜伦王

0:06:29.393,0:06:31.815
的女儿

0:06:31.815,0:06:34.335
她妈担心她的女儿会继承一些

0:06:34.335,0:06:37.192
她爸的疯狂和阴险

0:06:37.192,0:06:40.430
她想到:"我知道怎么解决了.数学就可以解决.

0:06:40.430,0:06:43.379
我们会教她数学.这样她就安静下来了."

0:06:43.379,0:06:47.135
(笑声)因为

0:06:47.135,0:06:51.050
从来没有一个数学家最后给疯掉的

0:06:51.050,0:06:53.451
因此呢,那个主意还不错.(笑声)

0:06:53.451,0:06:56.789
一切都会变好的.因此她开始了对数学的学习

0:06:56.789,0:06:59.527
然后跟她妈妈去了一个社交聚会

0:06:59.527,0:07:02.317
然后巴贝奇拿出了他的机器

0:07:02.317,0:07:04.151
威灵顿的公爵在那儿呢,

0:07:04.151,0:07:05.723
巴贝奇示范了他的机器,

0:07:05.723,0:07:09.474
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

0:07:09.474,0:07:10.766
她说:"我知道这个机器是干嘛的

0:07:10.766,0:07:12.973
我也理解这个机器的未来会怎么样."

0:07:12.973,0:07:16.060
她对我们的帮助十分大，因为之所以

0:07:16.060,0:07:19.037
很多巴贝奇想要制造的机器

0:07:19.037,0:07:20.640
都是因为她

0:07:20.640,0:07:23.397
现在呢,一些人把她叫第一个程序员

0:07:23.397,0:07:26.783
这其实是从她当初翻译的文章得出来的

0:07:26.783,0:07:29.694
这是一个特定格式下的程序

0:07:29.694,0:07:33.263
不过历史上讲,她并不仅仅真正的第一个程序员

0:07:33.263,0:07:35.316
实际上,她做了一些更惊人的事

0:07:35.316,0:07:36.886
不光是一个编程员

0:07:36.886,0:07:39.058
她还看到了一些巴贝奇没有看到的东西

0:07:39.058,0:07:42.242
他对数学太着迷了

0:07:42.242,0:07:46.191
他想建造一个能做数学的机器

0:07:46.191,0:07:49.450
然后勒夫蕾丝说:"你在这台机器上不光可以做数学."

0:07:49.450,0:07:52.285
其实在这个房间里都每一个人

0:07:52.285,0:07:53.910
身上都有个电脑

0:07:53.910,0:07:55.964
因为他们都有手机

0:07:55.964,0:07:58.192
如果你打开你的手机，上面的每个东西

0:07:58.192,0:08:00.207
或者电脑，或者其他任何计算设备

0:08:00.207,0:08:02.288
那都是数学.在底下全部都是数字

0:08:02.288,0:08:06.981
不管是视频或者短信或者音乐,都是数字

0:08:06.981,0:08:10.961
从头到尾都是数学函数

0:08:10.961,0:08:13.066
勒夫蕾丝说:"仅仅因为你在

0:08:13.066,0:08:16.388
使用数学函数和符号

0:08:16.388,0:08:18.635
并不代表这些东西不能呈现

0:08:18.635,0:08:21.988
其他东西,比如说音乐."

0:08:21.988,0:08:24.722
这是个巨大的飞跃,因为巴贝奇说

0:08:24.722,0:08:26.944
"我们可以计算出这些神奇的函数然后

0:08:26.944,0:08:30.612
把数学表格和图像打印出来."---(笑声)

0:08:30.612,0:08:32.508
然而勒夫蕾丝则说:"你看,

0:08:32.508,0:08:34.984
只要你给它以数字的形式呈现音乐

0:08:34.984,0:08:38.532
它就可以用来作曲."

0:08:38.532,0:08:40.101
这就是我说的勒夫蕾丝的飞越

0:08:40.101,0:08:43.838
当你说她是个程序员的时候,她的确是

0:08:43.838,0:08:46.975
不过真正的重要是说出了未来会为变成什么样

0:08:46.975,0:08:49.171
这比作为第一个程序员要有价值多了

0:08:49.171,0:08:51.350
现在,一百多年后,有个人出现了

0:08:51.350,0:08:56.803
艾兰图林。在1936年,他重新发明了电脑

0:08:56.803,0:08:59.380
当然,巴贝奇的机器是纯机械的

0:08:59.380,0:09:01.911
图林的机器是纯理论的

0:09:01.911,0:09:04.702
这些人都是从数学角度的观点来考虑的

0:09:04.702,0:09:07.255
不过图林告诉我们一些很重要的事情

0:09:07.255,0:09:10.190
他在计算机科学奠定了数学的基础

0:09:10.190,0:09:12.303
他说

0:09:12.303,0:09:15.490
“你怎么制造电脑并不重要."

0:09:15.490,0:09:17.368
就像是机械电脑，像巴贝奇那种，

0:09:17.368,0:09:21.778
或者电子的，跟今天一样的，也不重要

0:09:21.778,0:09:24.582
再抑或将来是细胞构成的，

0:09:24.582,0:09:27.728
或者又是机械的,一旦我们进入纳米技术

0:09:27.728,0:09:29.765
我们可以回到巴贝奇的机器，使它变得很小。

0:09:29.765,0:09:32.341
所有这些东西都是计算机

0:09:32.341,0:09:33.973
在这之中有一个计算的本质

0:09:33.973,0:09:35.978
这叫做邱奇-图灵论题

0:09:35.978,0:09:38.645
所以突然之间,你知道了其中的联系

0:09:38.645,0:09:40.868
巴贝奇当年造的那东西确实是台电脑

0:09:40.868,0:09:43.693
实际上,它可以做任何我们现在用电脑能

0:09:43.693,0:09:48.525
做的事情,只不过极其的慢而已.(笑声)

0:09:48.525,0:09:50.631
你要是想知道多慢的话,

0:09:50.631,0:09:54.470
它有1k的内存

0:09:54.470,0:09:57.388
它使用打孔卡片作为输入

0:09:57.388,0:10:03.148
比第一个ZX81（1981生产的家用电脑）要慢1万倍

0:10:03.148,0:10:04.751
不过呢,它的确有个RAM组

0:10:04.751,0:10:07.930
你可以扩大它的容量

0:10:07.930,0:10:10.256
(笑声)嗯,那么这个东西给我们今天带来什么呢?

0:10:10.256,0:10:11.864
我们有计划

0:10:11.864,0:10:14.797
在斯文顿的科学博物馆档案中

0:10:14.797,0:10:16.491
有成百个计划和上千页巴贝奇写的关于

0:10:16.491,0:10:19.960
这个分析引擎的笔记

0:10:19.960,0:10:23.921
其中一个我们把它叫“计划28”

0:10:23.921,0:10:26.075
这还是个我与多伦斯韦德（Doron Swade）创建的一个

0:10:26.075,0:10:28.809
慈善机构的名字,他是科学博物馆计算项目的

0:10:28.809,0:10:31.048
管理人,并且是他将起草了

0:10:31.048,0:10:32.478
建造差分机的计划

0:10:32.478,0:10:35.036
我们的计划就是把它造出来

0:10:35.036,0:10:38.902
在这里南肯辛顿,我们还会造分析引擎

0:10:38.902,0:10:40.904
这个工程有很多部分

0:10:40.904,0:10:43.424
一部分就是扫描巴贝奇的档案

0:10:43.424,0:10:45.346
这个已经做完了.第二个是现在

0:10:45.346,0:10:48.456
学习所有这些计划去决定应该建造什么

0:10:48.456,0:10:52.900
第三部分是那个机器的一个电脑模拟系统

0:10:52.900,0:10:55.823
最后一部就是在科学博物馆真正把机器造出来

0:10:55.823,0:10:58.399
当它造出来的时候,你就会真正理解电脑是怎么工作的

0:10:58.399,0:11:00.233
因为与其有一个极小的芯片在你面前

0:11:00.233,0:11:02.843
你可以看看这个巨大的东西然后说;"噢,

0:11:02.843,0:11:06.178
我看到内存在工作,CPU在工作

0:11:06.178,0:11:10.045
我还能听见它在工作.我说不定还闻到了."(笑声)

0:11:10.045,0:11:12.644
在这之间呢我们会做一个模拟

0:11:12.644,0:11:14.401
巴贝奇写到

0:11:14.401,0:11:16.019
一旦分析引擎存在后

0:11:16.019,0:11:19.723
它一定会对于未来的科学有所指导作用

0:11:19.723,0:11:21.568
当然,他从未成功造出来,因为他总是在他新计划

0:11:21.568,0:11:23.650
上浪费时间,不过当真有东西建造出来的时候,

0:11:23.650,0:11:27.160
在20世纪40年代,所有事情都被改变了

0:11:27.160,0:11:28.983
现在,我会给你看下它大概会长成什么样子

0:11:28.983,0:11:31.616
一个视频来展示

0:11:31.616,0:11:36.210
CPU的一部分是怎么工作的

0:11:39.210,0:11:42.209
这是三组齿轮

0:11:42.209,0:11:45.031
它准备做加法.这是加法的工作原理

0:11:45.031,0:11:47.688
这样你可以想象到这个巨大的机器

0:11:47.688,0:11:48.847
给我五年时间

0:11:48.847,0:11:51.191
在2030之前,我们就会有了

0:11:51.191,0:11:54.161
非常感谢.(鼓掌)