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John Graham-Cumming: 史上最伟大的机器

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

计算机科学是在30年代开始的....19世纪30年代.John Graham-Cumming 讲述了Charles Babbage的机械,蒸汽能量的分析引擎,并且讲述了Ada Lovelace,拜伦王的女儿以及一个数学家,是怎样从简单的计算能力去看到电脑的未来.(在帝国大学TED记录)
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
12:14

Chinese, Simplified subtitles

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