1
00:00:00,106 --> 00:00:01,530
我马上要给你们介绍的机器呢

2
00:00:01,530 --> 00:00:03,204
是被我称之为有史以来最伟大的机器

3
00:00:03,204 --> 00:00:05,203
它是一个从来没有被制造出来的机器

4
00:00:05,203 --> 00:00:07,583
不过呢,它将来会被造出来的

5
00:00:07,583 --> 00:00:09,575
它是一个早在人们对电脑没有概念的时候

6
00:00:09,575 --> 00:00:11,926
设计出来的一种机器

7
00:00:11,926 --> 00:00:14,075
如果你对电脑的历史有一些了解的话

8
00:00:14,075 --> 00:00:16,595
你知道在30和40年代的时候,

9
00:00:16,595 --> 00:00:19,150
出现了一些简单的电脑

10
00:00:19,150 --> 00:00:21,943
标志着我们今天所看到的电脑革命的开端

11
00:00:21,943 --> 00:00:23,229
你这样想是对的

12
00:00:23,229 --> 00:00:25,711
不过你把世纪搞错了

13
00:00:25,711 --> 00:00:27,351
第一台电脑其实是在19世纪

14
00:00:27,351 --> 00:00:31,023
30,40年代设计的,而不是20世纪的30,40年代

15
00:00:31,023 --> 00:00:33,351
它的设计和一部分原型

16
00:00:33,351 --> 00:00:35,487
还有部分制造都发生在这里

17
00:00:35,487 --> 00:00:37,480
南肯辛顿

18
00:00:37,480 --> 00:00:40,799
这台机器是这个叫查尔斯·巴贝奇的人建造出来的

19
00:00:40,799 --> 00:00:42,555
我这个人对查尔斯·巴贝奇有种清切感

20
00:00:42,555 --> 00:00:45,164
因为他所有照片里的头发都

21
00:00:45,164 --> 00:00:47,505
乱成这个样.

22
00:00:47,505 --> 00:00:49,352
他非常的富有

23
00:00:49,352 --> 00:00:51,365
而且可以说是英国的贵族成员

24
00:00:51,365 --> 00:00:53,704
在马斯伯恩的一个周六的晚上

25
00:00:53,704 --> 00:00:56,135
假如你是当时的一名知识分子

26
00:00:56,135 --> 00:00:57,631
你会被邀请到他的房子去

27
00:00:57,631 --> 00:01:00,590
一个社交晚会--他会邀请每一个人

28
00:01:00,590 --> 00:01:04,022
国王,惠灵顿的公爵,很多很多有名的人---

29
00:01:04,022 --> 00:01:06,543
然后他就会给你们看他的一个机械

30
00:01:06,543 --> 00:01:09,583
我非常想念那个时代,那时候你可以

31
00:01:09,583 --> 00:01:11,931
去一个社交晚会，然后看到

32
00:01:11,931 --> 00:01:13,044
一台机械电脑的演示. (笑声)

33
00:01:13,044 --> 00:01:16,310
不过巴贝奇是在18世纪末

34
00:01:16,310 --> 00:01:18,044
出生的

35
00:01:18,044 --> 00:01:20,088
还是个比较有名的数学家

36
00:01:20,088 --> 00:01:23,231
他担当了当时牛顿在剑桥的职位

37
00:01:23,231 --> 00:01:25,743
最近又由史蒂芬霍金担当

38
00:01:25,743 --> 00:01:28,598
他没这些人那么有名,因为

39
00:01:28,598 --> 00:01:31,748
他只有创造这台机器的想法

40
00:01:31,748 --> 00:01:34,033
但却从未真正制造出来

41
00:01:34,033 --> 00:01:37,318
原因就是他是个典型的书呆子

42
00:01:37,318 --> 00:01:39,329
每回他有一个很好的想法

43
00:01:39,329 --> 00:01:40,777
他就会想,"太棒了,我准备去把它造出来.

44
00:01:40,777 --> 00:01:43,372
我会投入一大笔钱。但我又有个更好的主意

45
00:01:43,372 --> 00:01:45,732
那我就造这个吧.(笑声) 不对,我应该造这个."

46
00:01:45,732 --> 00:01:48,612
他一直都是这么干,直到罗伯特·皮尔（后来成为首相）

47
00:01:48,612 --> 00:01:51,076
把他从唐宁街10号开除

48
00:01:51,076 --> 00:01:53,517
当时开除就意会着对他说

49
00:01:53,517 --> 00:01:56,669
祝你有个愉快的一天.(笑声)

50
00:01:56,669 --> 00:01:58,649
他设计的东西就是这个巨大的玩意儿,

51
00:01:58,649 --> 00:02:02,088
分析引擎.现在为了让你解释一下

52
00:02:02,088 --> 00:02:03,960
这是一个俯视图

53
00:02:03,960 --> 00:02:07,073
每个圈圈都是一个齿轮,一叠齿轮

54
00:02:07,073 --> 00:02:10,309
因此这东西就跟一个蒸汽火车头一样大

55
00:02:10,309 --> 00:02:12,300
在我说的时候,我想让你想象一下

56
00:02:12,300 --> 00:02:14,944
这个巨大的机器.我们可以听到这些由这个机器发出的

57
00:02:14,944 --> 00:02:16,704
美妙的声音

58
00:02:16,704 --> 00:02:18,481
现在呢我准备给你介绍一下机器的构造

59
00:02:18,481 --> 00:02:19,960
这就是为什么这是电脑的构造

60
00:02:19,960 --> 00:02:23,287
然后告诉你这台机器其实是个电脑

61
00:02:23,287 --> 00:02:26,690
我们先讨论下内存

62
00:02:26,690 --> 00:02:28,937
它的内存就跟现在的电脑一样

63
00:02:28,937 --> 00:02:31,639
只不过它当时是用金属做的

64
00:02:31,639 --> 00:02:35,183
一叠又一叠的齿轮,有30个齿轮那么高

65
00:02:35,183 --> 00:02:37,253
想象一下这个高度

66
00:02:37,253 --> 00:02:39,008
有几百个那么多

67
00:02:39,008 --> 00:02:40,898
然后它们上面都有编号

68
00:02:40,898 --> 00:02:43,317
这个机器是个十进制的.所有东西都是十进制

69
00:02:43,317 --> 00:02:44,902
他想过用二进制.不过问题是

70
00:02:44,902 --> 00:02:46,620
那样的话机器会高得离谱

71
00:02:46,620 --> 00:02:49,937
而且还会变得极其巨大

72
00:02:49,937 --> 00:02:51,996
所以它是有内存的

73
00:02:51,996 --> 00:02:54,403
这部分就是它的内存

74
00:02:54,403 --> 00:02:56,733
它们都是这个样子

75
00:02:56,733 --> 00:03:01,268
这个巨大的东西就是CPU（中央处理器）或者说是芯片

76
00:03:01,268 --> 00:03:03,518
没错,就这么大

77
00:03:03,518 --> 00:03:06,431
完全是机械化.整个机器都是如此

78
00:03:06,431 --> 00:03:10,572
这是一张展示CPU的一部分的原型照片

79
00:03:10,572 --> 00:03:12,711
来自科学博物馆

80
00:03:12,711 --> 00:03:16,343
CPU可以做4种基本的运算

81
00:03:16,343 --> 00:03:18,796
加减乘除

82
00:03:18,796 --> 00:03:21,804
这对于金属来说已经很不错了

83
00:03:21,804 --> 00:03:24,433
不过它还可以做一些电脑能做的事情

84
00:03:24,433 --> 00:03:26,132
但是计算器做不了的

85
00:03:26,132 --> 00:03:30,070
这个机器可以通过内存的数据来做决定

86
00:03:30,070 --> 00:03:32,936
它可以为程序员做条件判断

87
00:03:32,936 --> 00:03:35,076
而这样一来它其实就成了一台电脑

88
00:03:35,076 --> 00:03:39,674
可以计算.不光是计算,还可以做更多

89
00:03:39,674 --> 00:03:42,355
现在,让我们看着这个，停下来想想

90
00:03:42,355 --> 00:03:44,226
我们当今的芯片,我们甚至都看不到

91
00:03:44,226 --> 00:03:48,041
里面是什么.实在太小了

92
00:03:48,041 --> 00:03:49,842
不过你如果真看到了,你可以看到跟这个（机械电脑）

93
00:03:49,842 --> 00:03:51,664
很相似的东西

94
00:03:51,664 --> 00:03:54,611
这就是CPU里难以置信的复杂性

95
00:03:54,611 --> 00:03:57,303
以及内存中难以置信的规律性

96
00:03:57,303 --> 00:03:58,965
如果你曾经看到一个电子显微镜的照片

97
00:03:58,965 --> 00:04:00,934
你就会看到这个.看起来都会是一样的

98
00:04:00,934 --> 00:04:03,500
然后这部分就会十分的复杂

99
00:04:03,500 --> 00:04:07,483
所有这些齿轮运作都在做一个电脑所做的事情

100
00:04:07,483 --> 00:04:09,576
不过当然你得给这个编程,

101
00:04:09,576 --> 00:04:12,601
巴贝奇当时使用了

102
00:04:12,601 --> 00:04:16,247
一种将在20世纪50,60,70年代又会重新出现的技术

103
00:04:16,247 --> 00:04:19,116
那就是打孔卡片.这个东西

104
00:04:19,116 --> 00:04:21,940
就是三个中其中一个读卡机

105
00:04:21,940 --> 00:04:25,620
而这是一个在科学博物馆里的程序

106
00:04:25,620 --> 00:04:30,013
离这儿不远,是由巴贝奇写的

107
00:04:30,013 --> 00:04:31,881
就在那儿,你可以去看看

108
00:04:31,881 --> 00:04:34,322
然后等待人们把机器制造出来

109
00:04:34,322 --> 00:04:37,742
不过那其实还有好多

110
00:04:37,742 --> 00:04:40,832
他设计了一些程序,期待着它可以实现

111
00:04:40,832 --> 00:04:42,805
之所以用那么多打孔卡片是因为有提花机

112
00:04:42,805 --> 00:04:44,977
法国创造了提花机

113
00:04:44,977 --> 00:04:47,655
受打孔卡片所控制，可以织出这些的不可思议的图案

114
00:04:47,655 --> 00:04:50,287
而他当时就在为今天的科技在准备

115
00:04:50,287 --> 00:04:52,392
跟所有他所做的其他事情一样

116
00:04:52,392 --> 00:04:57,139
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

117
00:04:57,139 --> 00:05:01,077
具有讽刺意味的是,跟他在同一年出生的

118
00:05:01,077 --> 00:05:03,249
还有迈克尔 法拉第

119
00:05:03,249 --> 00:05:05,926
法拉第最后彻底地将所有东西都改进了

120
00:05:05,926 --> 00:05:08,439
通过发电机,变压器以及各种东西

121
00:05:08,439 --> 00:05:11,597
巴贝奇想要用久经考验的科技

122
00:05:11,597 --> 00:05:13,150
因此就是蒸汽之类的东西

123
00:05:13,150 --> 00:05:14,823
他需要一些配件

124
00:05:14,823 --> 00:05:16,495
显然你已经有个电脑了

125
00:05:16,495 --> 00:05:18,884
还有很多卡片,CPU,以及内存

126
00:05:18,884 --> 00:05:20,819
你还是需要一些配件

127
00:05:20,819 --> 00:05:22,447
没有的那些配件

128
00:05:22,447 --> 00:05:25,275
首先呢，要有声音。你可以用个铃铛

129
00:05:25,275 --> 00:05:27,429
如果有事情出错了的话----(笑声)

130
00:05:27,429 --> 00:05:29,774
或者机器需要一个人工干预的时候

131
00:05:29,774 --> 00:05:31,744
就可以摇铃铛.(笑声)

132
00:05:31,744 --> 00:05:33,280
在打孔卡片上实际有个说明

133
00:05:33,280 --> 00:05:36,182
上面写着:"摇铃铛."然后你就可以想象"叮!"的一声

134
00:05:36,182 --> 00:05:38,382
你可以想象一下所有这些噪音

135
00:05:38,382 --> 00:05:39,463
这玩意儿,咔嗒咔嚓咔嗒咔嚓

136
00:05:39,463 --> 00:05:42,400
还有蒸汽引擎."叮,"没错吧?(笑声)

137
00:05:42,400 --> 00:05:44,835
你还需要一个打印机,当然,每个人都需要

138
00:05:44,835 --> 00:05:47,843
这是一幅关于另外一个机器的打印原理的图片

139
00:05:47,843 --> 00:05:50,326
名叫“差分机2号”

140
00:05:50,326 --> 00:05:52,261
他从没建造出来,不过科学博物馆

141
00:05:52,261 --> 00:05:54,432
在80和90年代造出来了

142
00:05:54,432 --> 00:05:56,707
还是个纯机械打印机

143
00:05:56,707 --> 00:05:59,405
它只打印数字,因为他对数字很着迷

144
00:05:59,405 --> 00:06:02,922
不过它可以在纸上打印,甚至可以自动换行

145
00:06:02,922 --> 00:06:05,694
因此当你到了一行的最后时,就会自动换行

146
00:06:05,694 --> 00:06:07,344
你还需要图像,对吧?

147
00:06:07,344 --> 00:06:08,900
如果你要对图像做点什么的话

148
00:06:08,900 --> 00:06:11,496
因此他说:"嗯..我需要个绘图机,我有一大张纸,

149
00:06:11,496 --> 00:06:13,604
还有个钢笔,这样它就可以作图了."

150
00:06:13,604 --> 00:06:15,434
因此他也设计了一个绘图机

151
00:06:15,434 --> 00:06:19,359
在那个时候呢,他拥有一个

152
00:06:19,359 --> 00:06:20,890
很好的机器了

153
00:06:20,890 --> 00:06:23,580
当然还有这个女人,艾达 勒夫蕾丝

154
00:06:23,580 --> 00:06:26,301
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

155
00:06:26,301 --> 00:06:29,393
这位女士就是疯狂,阴险和危险的拜伦王

156
00:06:29,393 --> 00:06:31,815
的女儿

157
00:06:31,815 --> 00:06:34,335
她妈担心她的女儿会继承一些

158
00:06:34,335 --> 00:06:37,192
她爸的疯狂和阴险

159
00:06:37,192 --> 00:06:40,430
她想到:"我知道怎么解决了.数学就可以解决.

160
00:06:40,430 --> 00:06:43,379
我们会教她数学.这样她就安静下来了."

161
00:06:43,379 --> 00:06:47,135
(笑声)因为

162
00:06:47,135 --> 00:06:51,050
从来没有一个数学家最后给疯掉的

163
00:06:51,050 --> 00:06:53,451
因此呢,那个主意还不错.(笑声)

164
00:06:53,451 --> 00:06:56,789
一切都会变好的.因此她开始了对数学的学习

165
00:06:56,789 --> 00:06:59,527
然后跟她妈妈去了一个社交聚会

166
00:06:59,527 --> 00:07:02,317
然后巴贝奇拿出了他的机器

167
00:07:02,317 --> 00:07:04,151
威灵顿的公爵在那儿呢,

168
00:07:04,151 --> 00:07:05,723
巴贝奇示范了他的机器,

169
00:07:05,723 --> 00:07:09,474
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

170
00:07:09,474 --> 00:07:10,766
她说:"我知道这个机器是干嘛的

171
00:07:10,766 --> 00:07:12,973
我也理解这个机器的未来会怎么样."

172
00:07:12,973 --> 00:07:16,060
她对我们的帮助十分大，因为之所以

173
00:07:16,060 --> 00:07:19,037
很多巴贝奇想要制造的机器

174
00:07:19,037 --> 00:07:20,640
都是因为她

175
00:07:20,640 --> 00:07:23,397
现在呢,一些人把她叫第一个程序员

176
00:07:23,397 --> 00:07:26,783
这其实是从她当初翻译的文章得出来的

177
00:07:26,783 --> 00:07:29,694
这是一个特定格式下的程序

178
00:07:29,694 --> 00:07:33,263
不过历史上讲,她并不仅仅真正的第一个程序员

179
00:07:33,263 --> 00:07:35,316
实际上,她做了一些更惊人的事

180
00:07:35,316 --> 00:07:36,886
不光是一个编程员

181
00:07:36,886 --> 00:07:39,058
她还看到了一些巴贝奇没有看到的东西

182
00:07:39,058 --> 00:07:42,242
他对数学太着迷了

183
00:07:42,242 --> 00:07:46,191
他想建造一个能做数学的机器

184
00:07:46,191 --> 00:07:49,450
然后勒夫蕾丝说:"你在这台机器上不光可以做数学."

185
00:07:49,450 --> 00:07:52,285
其实在这个房间里都每一个人

186
00:07:52,285 --> 00:07:53,910
身上都有个电脑

187
00:07:53,910 --> 00:07:55,964
因为他们都有手机

188
00:07:55,964 --> 00:07:58,192
如果你打开你的手机，上面的每个东西

189
00:07:58,192 --> 00:08:00,207
或者电脑，或者其他任何计算设备

190
00:08:00,207 --> 00:08:02,288
那都是数学.在底下全部都是数字

191
00:08:02,288 --> 00:08:06,981
不管是视频或者短信或者音乐,都是数字

192
00:08:06,981 --> 00:08:10,961
从头到尾都是数学函数

193
00:08:10,961 --> 00:08:13,066
勒夫蕾丝说:"仅仅因为你在

194
00:08:13,066 --> 00:08:16,388
使用数学函数和符号

195
00:08:16,388 --> 00:08:18,635
并不代表这些东西不能呈现

196
00:08:18,635 --> 00:08:21,988
其他东西,比如说音乐."

197
00:08:21,988 --> 00:08:24,722
这是个巨大的飞跃,因为巴贝奇说

198
00:08:24,722 --> 00:08:26,944
"我们可以计算出这些神奇的函数然后

199
00:08:26,944 --> 00:08:30,612
把数学表格和图像打印出来."---(笑声)

200
00:08:30,612 --> 00:08:32,508
然而勒夫蕾丝则说:"你看,

201
00:08:32,508 --> 00:08:34,984
只要你给它以数字的形式呈现音乐

202
00:08:34,984 --> 00:08:38,532
它就可以用来作曲."

203
00:08:38,532 --> 00:08:40,101
这就是我说的勒夫蕾丝的飞越

204
00:08:40,101 --> 00:08:43,838
当你说她是个程序员的时候,她的确是

205
00:08:43,838 --> 00:08:46,975
不过真正的重要是说出了未来会为变成什么样

206
00:08:46,975 --> 00:08:49,171
这比作为第一个程序员要有价值多了

207
00:08:49,171 --> 00:08:51,350
现在,一百多年后,有个人出现了

208
00:08:51,350 --> 00:08:56,803
艾兰图林。在1936年,他重新发明了电脑

209
00:08:56,803 --> 00:08:59,380
当然,巴贝奇的机器是纯机械的

210
00:08:59,380 --> 00:09:01,911
图林的机器是纯理论的

211
00:09:01,911 --> 00:09:04,702
这些人都是从数学角度的观点来考虑的

212
00:09:04,702 --> 00:09:07,255
不过图林告诉我们一些很重要的事情

213
00:09:07,255 --> 00:09:10,190
他在计算机科学奠定了数学的基础

214
00:09:10,190 --> 00:09:12,303
他说

215
00:09:12,303 --> 00:09:15,490
“你怎么制造电脑并不重要."

216
00:09:15,490 --> 00:09:17,368
就像是机械电脑，像巴贝奇那种，

217
00:09:17,368 --> 00:09:21,778
或者电子的，跟今天一样的，也不重要

218
00:09:21,778 --> 00:09:24,582
再抑或将来是细胞构成的，

219
00:09:24,582 --> 00:09:27,728
或者又是机械的,一旦我们进入纳米技术

220
00:09:27,728 --> 00:09:29,765
我们可以回到巴贝奇的机器，使它变得很小。

221
00:09:29,765 --> 00:09:32,341
所有这些东西都是计算机

222
00:09:32,341 --> 00:09:33,973
在这之中有一个计算的本质

223
00:09:33,973 --> 00:09:35,978
这叫做邱奇-图灵论题

224
00:09:35,978 --> 00:09:38,645
所以突然之间,你知道了其中的联系

225
00:09:38,645 --> 00:09:40,868
巴贝奇当年造的那东西确实是台电脑

226
00:09:40,868 --> 00:09:43,693
实际上,它可以做任何我们现在用电脑能

227
00:09:43,693 --> 00:09:48,525
做的事情,只不过极其的慢而已.(笑声)

228
00:09:48,525 --> 00:09:50,631
你要是想知道多慢的话,

229
00:09:50,631 --> 00:09:54,470
它有1k的内存

230
00:09:54,470 --> 00:09:57,388
它使用打孔卡片作为输入

231
00:09:57,388 --> 00:10:03,148
比第一个ZX81（1981生产的家用电脑）要慢1万倍

232
00:10:03,148 --> 00:10:04,751
不过呢,它的确有个RAM组

233
00:10:04,751 --> 00:10:07,930
你可以扩大它的容量

234
00:10:07,930 --> 00:10:10,256
(笑声)嗯,那么这个东西给我们今天带来什么呢?

235
00:10:10,256 --> 00:10:11,864
我们有计划

236
00:10:11,864 --> 00:10:14,797
在斯文顿的科学博物馆档案中

237
00:10:14,797 --> 00:10:16,491
有成百个计划和上千页巴贝奇写的关于

238
00:10:16,491 --> 00:10:19,960
这个分析引擎的笔记

239
00:10:19,960 --> 00:10:23,921
其中一个我们把它叫“计划28”

240
00:10:23,921 --> 00:10:26,075
这还是个我与多伦斯韦德（Doron Swade）创建的一个

241
00:10:26,075 --> 00:10:28,809
慈善机构的名字,他是科学博物馆计算项目的

242
00:10:28,809 --> 00:10:31,048
管理人,并且是他将起草了

243
00:10:31,048 --> 00:10:32,478
建造差分机的计划

244
00:10:32,478 --> 00:10:35,036
我们的计划就是把它造出来

245
00:10:35,036 --> 00:10:38,902
在这里南肯辛顿,我们还会造分析引擎

246
00:10:38,902 --> 00:10:40,904
这个工程有很多部分

247
00:10:40,904 --> 00:10:43,424
一部分就是扫描巴贝奇的档案

248
00:10:43,424 --> 00:10:45,346
这个已经做完了.第二个是现在

249
00:10:45,346 --> 00:10:48,456
学习所有这些计划去决定应该建造什么

250
00:10:48,456 --> 00:10:52,900
第三部分是那个机器的一个电脑模拟系统

251
00:10:52,900 --> 00:10:55,823
最后一部就是在科学博物馆真正把机器造出来

252
00:10:55,823 --> 00:10:58,399
当它造出来的时候,你就会真正理解电脑是怎么工作的

253
00:10:58,399 --> 00:11:00,233
因为与其有一个极小的芯片在你面前

254
00:11:00,233 --> 00:11:02,843
你可以看看这个巨大的东西然后说;"噢,

255
00:11:02,843 --> 00:11:06,178
我看到内存在工作,CPU在工作

256
00:11:06,178 --> 00:11:10,045
我还能听见它在工作.我说不定还闻到了."(笑声)

257
00:11:10,045 --> 00:11:12,644
在这之间呢我们会做一个模拟

258
00:11:12,644 --> 00:11:14,401
巴贝奇写到

259
00:11:14,401 --> 00:11:16,019
一旦分析引擎存在后

260
00:11:16,019 --> 00:11:19,723
它一定会对于未来的科学有所指导作用

261
00:11:19,723 --> 00:11:21,568
当然,他从未成功造出来,因为他总是在他新计划

262
00:11:21,568 --> 00:11:23,650
上浪费时间,不过当真有东西建造出来的时候,

263
00:11:23,650 --> 00:11:27,160
在20世纪40年代,所有事情都被改变了

264
00:11:27,160 --> 00:11:28,983
现在,我会给你看下它大概会长成什么样子

265
00:11:28,983 --> 00:11:31,616
一个视频来展示

266
00:11:31,616 --> 00:11:36,210
CPU的一部分是怎么工作的

267
00:11:39,210 --> 00:11:42,209
这是三组齿轮

268
00:11:42,209 --> 00:11:45,031
它准备做加法.这是加法的工作原理

269
00:11:45,031 --> 00:11:47,688
这样你可以想象到这个巨大的机器

270
00:11:47,688 --> 00:11:48,847
给我五年时间

271
00:11:48,847 --> 00:11:51,191
在2030之前,我们就会有了

272
00:11:51,191 --> 00:11:54,161
非常感谢.(鼓掌)