John Graham-Cumming: 史上最偉大的機器
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0:00 - 0:02我今天要向大家介紹的這個機器
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0:02 - 0:03被稱為有史以來最偉大的機器
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0:03 - 0:05雖然目前它還沒被真的創造出來
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0:05 - 0:08但它以後一定會被發明出來的
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0:08 - 0:10這個機器在任何人發明電腦之前
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0:10 - 0:12就被設計出來了
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0:12 - 0:14如果你對電腦的歷史有一些了解
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0:14 - 0:17你就會知道，在30和40年代的時候
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0:17 - 0:19一些電腦的雛型被創造出來
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0:19 - 0:22接著誕生了我們今日的電腦革命
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0:22 - 0:23你是對的
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0:23 - 0:26不過你把發生的世紀搞錯了
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0:26 - 0:27其實，第一台電腦是在19世紀的
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0:27 - 0:3130和40年代，而不是20世紀的時發明的
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0:31 - 0:33有人設計出這個機器，並做出部分原型
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0:33 - 0:35有部分就是在這裡製造的
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0:35 - 0:37也就是肯辛頓南部
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0:37 - 0:41這個機器是被Charles Babbage這個人做出來的
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0:41 - 0:43我對Charles Babbage很感興趣
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0:43 - 0:45因為他所有照片裡的頭髮都亂七八糟的
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0:45 - 0:48像這樣，每張都是 (笑聲)
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0:48 - 0:49他非常的富有
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0:49 - 0:51而且可以說是英國的貴族成員
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0:51 - 0:54在馬斯伯恩 (倫敦市區) 的一個週六夜晚
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0:54 - 0:56如果你是一位當代的知識分子
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0:56 - 0:58你就會被邀請到他家參加晚會
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0:58 - 1:01他邀請了每個人--
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1:01 - 1:04國王、惠靈頓的公爵、很多有名的人---
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1:04 - 1:07然後他會向你們展示他許多機械中的一個
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1:07 - 1:10我非常想念那個時代，你知道的，
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1:10 - 1:12可以去參加晚會，然後看一個
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1:12 - 1:13機械電腦在你面前被展示 (笑聲)
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1:13 - 1:16不過Babbage是在
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1:16 - 1:1818世紀末出生的
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1:18 - 1:20而且還是個有名的數學家
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1:20 - 1:23他主持了當初牛頓在劍橋主持的盛會
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1:23 - 1:26這個盛會最近由史蒂芬霍金主持
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1:26 - 1:29他沒這些人那麼有名，因為
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1:29 - 1:32他只有創造這台機器的想法
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1:32 - 1:34但卻從未真正創造出來
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1:34 - 1:37原因就是，他是個標準的書呆子
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1:37 - 1:39每次他有很好的想法時
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1:39 - 1:41他就會想：「太棒了，我要去把它做出來。
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1:41 - 1:43我得投入一些錢... 阿，我又有個更好的主意
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1:43 - 1:46那我來做這個吧 (笑聲) 然後我還要...」
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1:46 - 1:49他一直重複這些想法，直到首相Sir Robert Peel
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1:49 - 1:51把他從唐寧街10號 (首相官邸) 趕出去
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1:51 - 1:54當時，從那裏被趕出去就意會著
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1:54 - 1:57「先生，祝您有個愉快的一天。」 (笑聲)
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1:57 - 1:59他所設計的就是這個巨大的東西：分析引擎。
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1:59 - 2:02現在，為了讓你有個初步的了解
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2:02 - 2:04這是由上往下的俯視圖
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2:04 - 2:07每個圈圈都是一個齒輪，一堆齒輪
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2:07 - 2:10而這東西就跟一個蒸汽火車頭一樣大
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2:10 - 2:12所以在我演講的過程中，我希望你能想像一下
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2:12 - 2:15這個巨大的機器。我們可以想像我們正聽著
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2:15 - 2:17這個機器有可能發出的美妙聲音
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2:17 - 2:18現在，我將為各位介紹這個機器的搆造
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2:18 - 2:20這就是為什麼「電腦系統搆造 (computer architechture)」是用英文中建築物 (architecture) 這個單字
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2:20 - 2:23並為大家介紹這台機器，也就是電腦
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2:23 - 2:27首先，讓我們聊聊記憶體。
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2:27 - 2:29這機器的記憶體就跟現在電腦的記憶體很像
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2:29 - 2:32只不過它當時是用金屬打造成的
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2:32 - 2:35一堆齒輪 -- 總共有30個齒輪那麼高
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2:35 - 2:37想像一下這些齒輪的高度
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2:37 - 2:39成千上百個的齒輪
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2:39 - 2:41每個齒輪上都有編號
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2:41 - 2:43這個機器是十進位制的。所有東西都是十進位制
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2:43 - 2:45他曾想過用二進位制，不過問題是
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2:45 - 2:47如果用二進位制，機器就會變得過高
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2:47 - 2:50看起來很荒謬，而且極其巨大
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2:50 - 2:52它也有記憶體
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2:52 - 2:54記憶體就是這裡的位元
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2:54 - 2:57它們長這個樣子
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2:57 - 3:01這個巨大的東西就是CPU，或稱為晶片
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3:01 - 3:04沒錯，就是這麼大
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3:04 - 3:06整個機器完全都是機械化
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3:06 - 3:11這是一張局部的CPU原型照片
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3:11 - 3:13目前被存放在科學博物館
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3:13 - 3:16CPU可以做4種最基本的算數
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3:16 - 3:19加、減、乘、除
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3:19 - 3:22這對金屬來說已經很厲害了
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3:22 - 3:24不過，它也可以做一些電腦可以、
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3:24 - 3:26但計算機做不了的事情
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3:26 - 3:30這個機器可以透過本身的記憶體做出決定
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3:30 - 3:33它可以幫基本編程做假設
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3:33 - 3:35而擁有這些功能，表示它就是一台電腦
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3:35 - 3:40它可以計算、不光是算數，而且還可以做更多
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3:40 - 3:42現在，如果我們看著它，停下來想想
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3:42 - 3:44我們今天的晶片，,我們根本沒辦法看見
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3:44 - 3:48那些矽晶片的內部構造，它們實在太小了
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3:48 - 3:50然而，如果你真的仔細研究它，你可以看到
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3:50 - 3:52跟這個非常相似的東西
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3:52 - 3:55這就是CPU裡令人屏息的複雜構造
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3:55 - 3:57以及記憶體中不可思議的規律性
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3:57 - 3:59如果你曾經看過一個電子顯微鏡照片
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3:59 - 4:01你就會看到這個，它們看起來完全一樣
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4:01 - 4:04然後這裡會有些十分複雜的位元
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4:04 - 4:07這裡所有的齒輪都在做一些電腦能做的事情
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4:07 - 4:10當然，你得幫它寫程式
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4:10 - 4:13而 Babbage 用了和當今一樣的方法
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4:13 - 4:16而這個方法在50,60,70年代會再次出現
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4:16 - 4:19也就是：打孔。這個東西
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4:19 - 4:22就是三個讀卡機的其中一個
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4:22 - 4:26而這是一個程式，目前存放在科學博物館
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4:26 - 4:30離這兒不遠，是由 Charles Babbage 建造的
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4:30 - 4:32它就在那裡，你可以去看看
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4:32 - 4:34它等待著人們把機器創造出來
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4:34 - 4:38事實上，這機器不僅僅只有一台，而是有很多
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4:38 - 4:41他設計了一些程式，認為這個可以實現
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4:41 - 4:43之所以使用打孔卡片的原因是
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4:43 - 4:45法國的 Jacquard 創造了織布機
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4:45 - 4:48而織布機可以織出這些打孔卡片上不可思議的圖案
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4:48 - 4:50所以他當時是在為今天的科技做準備
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4:50 - 4:52就跟所有他做的其他事情一樣，他使用的
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4:52 - 4:57是他當時19世紀30,40,50年代的科技：齒輪、蒸汽
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4:57 - 5:01機器。很諷刺的是，跟 Charles Babbage
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5:01 - 5:03同一年出生的有麥克法拉第
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5:03 - 5:06那個用發電機、變壓器、和其他玩意兒
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5:06 - 5:08改變了一切的那個傢伙
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5:08 - 5:12Babbage 想要用當時現存的科技
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5:12 - 5:13也就是就是蒸汽之類的東西
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5:13 - 5:15現在，他需要一些配件
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5:15 - 5:16顯然電腦的雛型已經出來了
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5:16 - 5:19你有很多卡片、CPU、以及記憶體
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5:19 - 5:21但你還需要一些其他的配件
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5:21 - 5:22但是你找不到
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5:22 - 5:25所以呢，首先你要有發出聲音的東西，像是鈴鐺
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5:25 - 5:27如果任何事情搞砸了的話---- (笑聲)
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5:27 - 5:30或者這機器需要一個人員陪同
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5:30 - 5:32你就可以搖鈴鐺 (笑聲)
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5:32 - 5:33在打孔卡片上其實有個說明
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5:33 - 5:36寫著：「搖鈴鐺」。想像那「叮」的一聲
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5:36 - 5:38讓我們暫停一下，想像這些聲音
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5:38 - 5:39這台機器發出「喀喀喀喀」的聲音
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5:39 - 5:42或是蒸汽引擎的聲音「叮」。沒錯吧？(笑聲)
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5:42 - 5:45很顯然，你還需要一個印表機，每個人都需要
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5:45 - 5:48這個圖片是關於另外一個機器的列印原理
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5:48 - 5:50它叫做「不同的2號引擎」
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5:50 - 5:52他沒有把這個機器做出來，不過科學博物館
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5:52 - 5:54在80和90年代真的做出來了
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5:54 - 5:57它是個完全機械性的印表機
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5:57 - 5:59它只能印數字，因為他對數字很著迷
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5:59 - 6:03它確實可印在紙上，甚至可以自動換行
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6:03 - 6:06所以當你打到一行結束，它就可以變成這樣
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6:06 - 6:07你還需要圖片，對吧？
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6:07 - 6:09就是說，當你得處理一些關於圖片的事
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6:09 - 6:11因此他說：「嗯，我需要個繪圖機。我有一大張紙
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6:11 - 6:14還有鋼筆，這樣我就可以讓它作圖了。」
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6:14 - 6:15因此他也設計了一個繪圖機
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6:15 - 6:19你知道的，以那個時候的發展來說
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6:19 - 6:21我認為他已經做出一個很好的機器了
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6:21 - 6:24接下來則要介紹這位女士，Ada Lovelace
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6:24 - 6:26現在，想像一下這些晚會，聚集了有名利的人們
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6:26 - 6:29而這位女士的父親就是瘋狂、陰險
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6:29 - 6:32、又危險的拜倫王
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6:32 - 6:34她的母親擔心她會繼承拜倫王
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6:34 - 6:37那些又古怪又壞的行為
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6:37 - 6:40於是就想：「我知道怎麼解決了：數學。
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6:40 - 6:43我們會教她數學，這樣她就會安靜下來了。」
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6:43 - 6:47(笑聲) 原因是因為
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6:47 - 6:51從來沒有數學家最後會瘋掉
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6:51 - 6:53所以，嗯，這個主意還不錯 (笑聲)
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6:53 - 6:57一切不會有問題。所以她開始學習數學
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6:57 - 7:00並跟她母親去了一個這樣的晚會
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7:00 - 7:02Charles Babbage ，你知道的，拿出他的機器
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7:02 - 7:04威靈頓的公爵也在場
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7:04 - 7:06Charles 展示了他的機器
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7:06 - 7:09而 Ada Lovelace 就理解了。她是他生命中
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7:09 - 7:11唯一一個說出：「我知道這個機器的功用
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7:11 - 7:13也理解這個機器的未來會怎麼樣」的人。
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7:13 - 7:16她對我們帮助非常大，因為我們之所以
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7:16 - 7:19能知道許多 Babbage 設計的機器
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7:19 - 7:21都歸功於她
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7:21 - 7:23現在有些人稱她叫第一位程式設計者
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7:23 - 7:27這其實是從她當初翻譯的一篇論文中節錄出來的
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7:27 - 7:30這是一個以特定格式寫下的程式
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7:30 - 7:33不過，正確來說她並不是真正的第一位程式設計者
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7:33 - 7:35而且事實上，她做了更驚人的事
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7:35 - 7:37不僅僅只是寫程式
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7:37 - 7:39她看到了一些 Babbage 沒看到的東西
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7:39 - 7:42因為 Babbage 對數學太著迷了
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7:42 - 7:46他想做一個能算數學的機器
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7:46 - 7:49Lavelace 說：「這台機器
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7:49 - 7:52不只可以算數。」就像在座的各位一樣
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7:52 - 7:54大家此刻身上都有一台電腦
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7:54 - 7:56也就是手機
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7:56 - 7:58如果你打開你的手機，每個手機
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7:58 - 8:00、電腦、或任何其他計算設備
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8:00 - 8:02都是數學。運作的基礎都是數字
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8:02 - 8:07不論是影片、簡訊、音樂、或聲音，都是數字
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8:07 - 8:11全部。數學讓這一切成為可能
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8:11 - 8:13而 Lovalace 說「雖然你在使用的
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8:13 - 8:16是數學函數和數學符號
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8:16 - 8:19但這並不表示這些東西就不能
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8:19 - 8:22代表其他東西，例如音樂」
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8:22 - 8:25這是個非常大的進展，因為 Babbage 還在說著
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8:25 - 8:27「我們可以繪出這些神奇的函數、
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8:27 - 8:31印出表格和數字，然後畫圖！」(笑聲)
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8:31 - 8:33Lovalce 則說：「你看，
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8:33 - 8:35這機器可以做出曲子，
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8:35 - 8:39只要你給它用來代表音樂的數字代號
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8:39 - 8:40這就是我所說的 Loavelace 大躍進
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8:40 - 8:44若你稱她為程式設計者，她的確是
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8:44 - 8:47不過真正重要的是她看見了這機器
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8:47 - 8:49在未來能有更多可能性
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8:49 - 8:51而一百多年後，某個人出現了
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8:51 - 8:57Alan Turing 在1936年重新發明了電腦
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8:57 - 8:59當然，Babbage的機器是純機械的
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8:59 - 9:02Turing 的機器是純理論的
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9:02 - 9:05這兩人都是從數學的觀點來思考
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9:05 - 9:07但 Turing 告訴我們一些很重要的事情
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9:07 - 9:10他奠定了數學在電腦科學
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9:10 - 9:12中的基礎，說到：
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9:12 - 9:15「你怎麼把電腦創造出來的並不重要。」
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9:15 - 9:17你的電腦是不是像Babbage那樣是純機械的，
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9:17 - 9:22或者像今天這種電子的，都不重要
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9:22 - 9:25也許未來的電腦是由細胞構成的
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9:25 - 9:28或者又回歸到純機械的。一旦我們使用了奈米技術
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9:28 - 9:30我們可以把 Babbage 的機器變得
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9:30 - 9:32非常小。.所有東西都是電腦
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9:32 - 9:34而在這之中，所有東西的本質都是計算
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9:34 - 9:36這叫做 Church-Turing 理論
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9:36 - 9:39所以突然間，你會開始聯想到，
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9:39 - 9:41Babbage 當年造的那東西，其實就是台電腦
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9:41 - 9:44事實上，它可以做出任何我們現在
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9:44 - 9:49用電腦能做的事情，只不過很慢 (笑聲)
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9:49 - 9:51為了讓大家了解有多慢，以下是說明：
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9:51 - 9:54它有1k的記憶體
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9:54 - 9:57並且使用打孔卡，必需手動插進去
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9:57 - 10:03它的速度比第一台ZX81 (家用電腦) 要慢一萬倍
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10:03 - 10:05它確實有一個記憶體
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10:05 - 10:08如果你想的話，你可以擴大它的存儲
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10:08 - 10:10(笑聲) 那麼，我們今天能做什麼呢?
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10:10 - 10:12以下是計劃
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10:12 - 10:15在Swindon 科學博物館的檔案中
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10:15 - 10:16有上百個計劃和 上千頁文獻
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10:16 - 10:20是 Charles Babbage 寫的、關於這個分析引擎的筆記
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10:20 - 10:24其中有一系列計畫被我們稱作計劃28
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10:24 - 10:26這也是個我與 Doron Swade 所創立的一個
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10:26 - 10:29慈善機構的名字。Doron Swade 是科學博物館中
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10:29 - 10:31管理電腦的成員，也是起草了這個計劃
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10:31 - 10:32要建造出一個不一樣引擎的人
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10:32 - 10:35我們的計劃就是把它做出來
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10:35 - 10:39就在肯辛頓南部，我們會做出這個分析引擎
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10:39 - 10:41這個工程分成很多部分
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10:41 - 10:43其中一部分就是掃描 Babbage 的文獻
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10:43 - 10:45這部分已經完成，而正在進行的第二部份
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10:45 - 10:48則是研讀所有計劃然後決定要建造什麼
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10:48 - 10:53第三部分是一個模擬那機器的電腦糢擬系統
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10:53 - 10:56最後一部份，就是在博物館中把機器做出來
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10:56 - 10:58當它完成時，你就會真正理解電腦是怎麼工作的
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10:58 - 11:00因為你就不再只是盯著面前一個極小的晶片
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11:00 - 11:03而是可以看看這個巨大的東西然後說：
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11:03 - 11:06「阿，我看到記憶體在運作、CPU在運作、
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11:06 - 11:10我聽見它運作的聲響。我說不定還聞的到！」 (笑聲)
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11:10 - 11:13但在這之間呢，我們會做一個糢擬
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11:13 - 11:14Babbage 自己寫到：
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11:14 - 11:16一旦分析引擎真的被製造出來後
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11:16 - 11:20它一定會對於未來的科學有所帮助
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11:20 - 11:22當然，他從沒有成功做出來，因為他總是
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11:22 - 11:24在他的新計劃上浪費時間，但當這東西真的
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11:24 - 11:27在1940年代被做出來時，一切都改變了
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11:27 - 11:29現在，我讓各位稍微看看它
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11:29 - 11:32運作的樣子，這影片會展示出
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11:32 - 11:36局部的CPU運作的機械原理
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11:39 - 11:42這是三組齒輪
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11:42 - 11:45它準備做加法。這是加法的運作原理
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11:45 - 11:48如此一來，你可以想像這個巨大的機器
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11:48 - 11:49因此呢，給我五年時間
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11:49 - 11:51在2030之前，我們將會做出這個機器
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11:51 - 11:54謝謝各位。 (鼓掌)
- Title:
- John Graham-Cumming: 史上最偉大的機器
- Speaker:
- John Graham-Cumming
- Description:
-
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計算機科學在30年代開始了；而且是1830，不是1930。John Graham-Cumming 介紹了 Charles Babbage 所設計的一個以蒸氣為動力的純機械分析引擎，以及拜淪王的女兒--數學家 Ada Lovelace是如何在這台機器簡易的算術能力之外，看見電腦未來的發展。
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 12:14
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Dimitra Papageorgiou approved Chinese, Traditional subtitles for The greatest machine that never was | |
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