電腦史話

1、計算機始祖

從1980年8月到1981年8月,在整整一年的時間裏,埃斯特奇領導着“國際象棋”工程計劃13人小組奮力攻關。“當時很少有人體會到,這一小組人即將改寫全世界的歷史。”(英特爾華裔副總裁虞有澄語)據說,IBM公司後來圍繞PC機的各項開發,投入的力量逐步達到450人,英特爾公司也組成“特殊客戶部”爲PC機供應高質量的芯片。 
  根據協定,微軟公司應該爲PC機提供包括BASIC在內的系列電腦語言軟件。然而,未來的PC電腦,最需要的軟件是操作系統,於是,比爾·蓋茨把IBM的代表介紹給了另一家以研製CP/M操作系統軟件聞名的DR數字研究公司。 
  接下來發生的事情又出現了戲劇性情節,CP/M操作系統軟件的設計者基多爾恰好不在家,而他的太太又不願在保密協定上簽字畫押,千載難逢的機遇與DR公司失之交臂。 
  IBM的代表只得掉轉頭來,仍請微軟公司幫助解決操作系統的問題。比爾·蓋茨急中生智,想起了西雅圖電腦公司的軟件天才帕特森(T.Paterson),此人早就爲英特爾的16位芯片編寫了一個QDOS軟件,正好可以充當PC機的操作系統。QDOS即“快而粗糙的操作系統”,微軟公司以低價購買到這款軟件的版權,只是當時帕特森這位“DOC之父”並不知曉內情。 
  1980年感恩節剛過,“國際象棋”工程小組把IBM公司的最高機密──兩臺PC電腦的樣機,從邁阿密空運到西雅圖。同樣在高度保密的條件下,比爾·蓋茨率領着微軟公司的軟件小組開始爲PC電腦編寫程序。他們的任務除了需要趕寫BASIC、COBOL、FORTRAN和PASCAL四種電腦語言的4萬個程序代碼,還要把QDOS改造成適合PC機使用的MS-DOS操作系統。從此,微軟和IBM公司兩個小組的技術人員,不斷地乘飛機來來往往,飛越美國距離最遠的兩個城市,相互交換信息。微軟的工程師還必須把自己關在密不透風的房間裏,滿頭大汗地日夜加班。比爾·蓋茨大量招聘編程高手,使參加PC機軟件工程的人員增加到了70人。直到1981年6月,帕特森也加盟微軟公司,並立即參加到MS-DOS的開發之中,經過反覆修改和調試,終於完成了這件影響深遠的著名軟件。 
  一年的時間轉瞬而至。1981年8月12日,IBM公司在紐約市對外宣佈:IBM PC機橫空出世,昭示着人類社會跨進了個人電腦的新時代。應該說,這是由英特爾公司提供微處理器芯片、微軟公司編寫軟件、IBM公司主要設計電腦系統的共同作品。 
  IBM PC機最重要的特點在於它的開放性。埃斯特奇代表設計部門宣佈,他們將把所有的技術文件全部公開,熱誠歡迎同行加入個人電腦的發展行列。於是乎,全世界各地的電子電腦廠商一轟而上,爭相轉產仿造PC機,仿造出來的產品就是IBM PC兼容機。不久,IBM PC機就成爲個人電腦“事實上的標準”。 
  爲了推廣這種供個人使用的電腦,IBM公司巧妙地藉助卓別林式的小流浪漢形象,頭戴園頂高帽,身着燈籠褲,滑稽可愛地在電視上頻頻露臉,手裏舞動着個人電腦,表示人人都能夠使用。《華爾街日報》評論說:IBM大踏步地進入微型電腦市場,藍色巨人可望在兩年內奪得這一新興市場的領導權。果然,就在1982年內,IBM PC機賣出了25萬臺,以每月2萬臺的速度迅速接近了“蘋果”。1983年5月8日,IBM公司推出改進型IBM PC/XT個人電腦,增加了硬盤裝置,當年就使市場佔有率超過76%。1984年8月14日,IBM公司趁勝又把一種“先進技術”的IBM PC/AT機投向用戶的懷抱。AT機採用英特爾公司後來發展的80286微處理器芯片,能管理多達16M的內存,並可以同時執行多個任務。從此,個人電腦開始了所謂286、386、486……的接力賽跑。 
  1982年,美國著名的《時代》週刊在介紹本年度“新聞人物”時曾滿懷激情地寫到:“在一年的新聞裏,這個最吸引人的話題,它代表着一種進程,一種持續發展並被廣泛接受和歡迎的進程。這就是爲什麼《時代》在風雲激盪的當今世界中選擇了這麼一位新聞人物,但這完全不是一個人物,而是一臺機器。” 
  這個史無前例的“新聞人物”,就是個人電腦IBM PC機。

誰都知道,電腦的學名叫做電子計算機。以人類發明這種機器的初衷,它的始祖應該是計算工具。英語裏“Calculus”(計算)一詞來源於拉丁語,既有“算法”的含義,也有腎臟或膽囊裏的“結石”的意思。遠古的人們用石頭來計算捕獲的獵物,石頭就是他們的計算工具。著名科普作家阿西莫夫說,人類最早的計算工具是手指,英語單詞“Dight”既表示“手指”又表示“整數數字”;而中國古人常用“結繩”來幫助記事,“結繩”當然也可以充當計算工具。石頭、手指、繩子……,這些都是古人用過的“計算機”。

不知何時,許多國家的人都不約而同想到用“籌碼”來改進工具,其中要數中國的算籌最有名氣。商周時代問世的算籌,實際上是一種竹製、木製或骨制的小棍。古人在地面或盤子裏反覆擺弄這些小棍,通過移動來進行計算,從此出現了“運籌”這個詞,運籌就是計算,後來纔派生出“籌”的詞義。中國古代科學家祖沖之最先算出了圓周率小數點後的第6位,使用的工具正是算籌,這個結果即使用筆算也很不容易求得。

歐洲人發明的算籌與中國不盡相同,他們的算籌是根據“格子乘法”的原理製成。例如要計算1248×456可以先畫一個矩形,然後把它分成3×2個小格子,在小格子邊依次寫下乘數、被乘數的各位數字,再用對角線把小格子一分爲二,分別記錄上述各位數字相應乘積的十位數與個位數。把這些乘積由右到左,沿斜線方向相加,最後就得到乘積。1617年,英國數學家納皮爾把格子乘法表中可能出現的結果,印刻在一些狹長條的算籌上,利用算籌的擺放來進行乘、除或其他運算。納皮爾算籌在很長一段時間裏,是歐洲人主要的計算工具。

算籌在使用中,一旦遇到複雜運算常弄得繁雜混亂,讓人感到不便,於是中國人又發明了一種新式的“計算機”。

著名作家謝爾頓在他的小說《假如明天來臨》裏講過一個故事:騙子傑夫向經銷商兜售一種袖珍計算機,說它“價格低廉,絕無故障,節約能源,十年中無需任何保養”。當商人打開包裝盒一看,這臺“計算機”原來是一把來自中國的算盤。世界文明的四大發

源地──黃河流域、印度河流域、尼羅河流域和幼發拉底河流域──先後都出現過不同形式的算盤,只有中國的珠算盤一直沿用至今。

珠算盤最早可能萌芽於漢代,定型於南北朝。它利用進位制記數,通過撥動算珠進行運算:上珠每珠當五,下珠每珠當一,每一檔可當作一個數位。打算盤必須記住一套口訣,口訣相當於算盤的“軟件”。算盤本身還可以存儲數字,使用起來的確很方便,它幫助中國古代數學家取得了不少重大的科技成果,在人類計算工具史上具有重要的地位。

15世紀以後,隨着天文、航海的發展,計算工作日趨繁重,迫切需要探求新的計算方法並改進計算工具。1630年,英國數學家奧特雷德使用當時流行的對數刻度尺做乘法運算,突然萌生了一個念頭:若採用兩根相互滑動的對數刻度尺,不就省得用兩腳規度量長度嗎?他的這個設想導致了“機械化”計算尺的誕生。

奧特雷德是理論數學家,對這個小小的計算尺並不在意,也沒有打算讓它流傳於世,此後二百年,他的發明未被實際運用。18世紀末,以發明蒸汽機聞名於世的瓦特,成功地製出了第一把名副其實的計算尺。瓦特原來就是一位儀表匠,他的蒸汽機工廠投產後,需要迅速計算蒸汽機的功率和氣缸體積。瓦特設計的計算尺,在尺座上多了一個滑標,用來“存儲”計算的中間結果,這種滑標很長時間一直被後人所沿用。

1850年以後,對數計算尺迅速發展,成了工程師們必不可少的隨身攜帶的“計算機”,直到20世紀五、六十年代,它仍然是代表工科大學生身份的一種標誌。

凝聚着許許多多科學家和能工巧匠智慧的早期計算工具,在不同的歷史階段發揮過巨大作用,但也將隨着科學發展而逐漸消亡,最終完成它們的歷史使命。

2、第一抹曙光

 

第一臺真正的計算機是著名科學家帕斯卡(B.Pascal)發明的機械計算機。

帕斯卡1623年出生在法國一位數學家家庭,他三歲喪母,由擔任着稅務官的父親拉扯他長大成人。從小,他就顯示出對科學研究濃厚的興趣。

少年帕斯卡對他的父親一往情深,他每天都看着年邁的父親費力地計算稅率稅款,很想幫助做點事,可又怕父親不放心。於是,未來的科學家想到了爲父親製做一臺可以計算稅款的機器。19歲那年,他發明了人類有史以來第一臺機械計算機。

帕斯卡的計算機是一種系列齒輪組成的裝置,外形像一個長方盒子,用兒童玩具那種鑰匙旋緊發條後才能轉動,只能夠做加法和減法。然而,即使只做加法,也有個“逢十進一”的進位問題。聰明的帕斯卡採用了一種小爪子式的棘輪裝置。當定位齒輪朝9轉動時,棘爪便逐漸升高;一旦齒輪轉到0,棘爪就“咔嚓”一聲跌落下來,推動十位數的齒輪前進一檔。

帕斯卡發明成功後,一連製作了50臺這種被人稱爲“帕斯卡加法器”的計算機,至少現在還有5臺保存着。比如,在法國巴黎工藝學校、英國倫敦科學博物館都可以看到帕斯卡計算機原型。據說在中國的故宮博物院,也保存着兩臺銅製的複製品,是當年外國人送給慈僖太后的禮品,“老佛爺”哪裏懂得它的奧妙,只把它當成了西方的洋玩具,藏在深宮裏面。

帕斯卡是真正的天才,他在諸多領域內都有建樹。後人在介紹他時,說他是數學家、物理學家、哲學家、流體動力學家和概率論的創始人。凡是學過物理的人都知道一個關於液體壓強性質的“帕斯卡定律”,這個定律就是他的偉大發現並以他的名字命名的。他甚至還是文學家,其文筆優美的散文在法國極負盛名。可惜,長期從事艱苦的研究損害了他的健康,1662年英年早逝,死時年僅39歲。他留給了世人一句至理名言:“人好比是脆弱的蘆葦,但是他又是有思想的蘆葦。”

全世界“有思想的蘆葦”,尤其是計算機領域的後來者,都不會忘記帕斯卡在渾沌中點燃的亮光。1971年發明的一種程序設計語言──PASCAL語言,就是爲了紀念這位先驅,使帕斯卡的英名長留在電腦時代裏。

帕斯卡逝世後不久,與法蘭西毗鄰的德國萊茵河畔,有位英俊的年輕人正挑燈夜讀。黎明時分,青年人站起身,揉了一下疲乏的腰部,臉上流露出會心的微笑,一個朦朧的設想已醞釀成熟。雖然在帕斯卡發明加法器的時候,他尚未出世,但這篇由帕斯卡親自撰寫的關於加法計算機的論文,卻使他似醍醐灌頂,勾起強烈的發明欲。他就是德國大數學家、被《不列顛百科全書》稱爲“西方文明最偉大的人物之一”的萊布尼茨(G.Leibnitz)。

萊布尼茨早年曆經坎坷。當幸運之神降臨之時,他獲得了一次出使法國的機會。帕斯卡的故鄉張開臂膀接納他,爲他實現計算機器的夙願創造了契機。在巴黎,他聘請到一些著名機械專家和能工巧匠協助工作,終於在1674年造出一臺更完美的機械計算機。

萊布尼茨發明的新型計算機約有1米長,內部安裝了一系列齒輪機構,除了體積較大之外,基本原理繼承於帕斯卡。不過,萊布尼茨技高一籌,他爲計算機增添了一種名叫“步進輪”的裝置。步進輪是一個有9個齒的長圓柱體,9個齒依次分佈於圓柱表面;旁邊另有個小齒輪可以沿着軸向移動,以便逐次與步進輪齧合。每當小齒輪轉動一圈,步進輪可根據它與小齒輪齧合的齒數,分別轉動1/102/10圈……,直到9/10圈,這樣一來,它就能夠連續重複地做加法。

稍熟悉電腦程序設計的人都知道,連續重複計算加法就是現代計算機做乘除運算採用的辦法。萊布尼茨的計算機,加、減、乘、除四則運算一應俱全,也給其後風靡一時的手搖計算機鋪平了道路。

不久,因獨立發明微積分而與牛頓齊名的萊布尼茨,又爲計算機提出了“二進制”數的設計思路。有人說,他的想法來自於東方中國。

大約在公元1700年左右某天,友人送給他一幅從中國帶來圖畫,名稱叫做“八卦”,是宋朝人邵雍所摹繪的一張“易圖”。萊布尼茨用放大鏡仔細觀察八卦的每一卦象,發現它們都由陽(—)和陰(--)兩種符號組合而成。他撓有興趣地把8種卦象顛來倒去排列組合,腦海中突然火花一閃──這不就是很有規律的二進制數字嗎?若認爲陽(—)是“1,陰(--)是“0”,八卦恰好組成了二進制0001118個基本序數。正是在中國人睿智的啓迪下,萊布尼茨最終悟出了二進制數之真諦。雖然萊布尼茨設計的計算機用的還是十進制,但他率先系統提出了二進制數的運算法則,直到今天,二進制數仍然左右着現代電腦的高速運算。

帕斯卡的計算機經由萊布尼茨的改進之後,人們又給它裝上電動機以驅動機器工作,成爲名符其實的“電動計算機”,並且一直使用到本世紀20年代才退出舞臺。儘管帕斯卡與萊布尼茨的發明還不是現代意義上的計算機,但它們畢竟昭示着人類計算機史裏的第一抹曙光。

3、“編織”的程序

要讓機器聽人類的話,按人類的意願去計算,就要實現人與機器之間的對話,或者說,要把人類的思想傳送給機器,讓機器按人的意志自動執行。

說來也怪,實現人與機器對話的始作俑者卻不是研製計算機的那些前輩,而是與計算機發明毫不相干的兩位法國紡織機械師。他們先後發明了一種指揮機器工作的“程序”,把思想直接“注入”到了提花編織機的針尖上。

顧名思義,提花編織機具有升降紗線的提花裝置,是一種能使綢布編織出圖案花紋的織布機器。

應該是,提花編織機最早出現在中國。在我國出土的戰國時代墓葬物品中,就有許多用彩色絲線編織的漂亮花布。據史書記載,西漢年間,鉅鹿縣紡織工匠陳寶光的妻子,能熟練地掌握提花機操作技術,她的機器配置了120根經線,平均60天即可織成一匹花布,每匹價值萬錢。明朝刻印的《天工開物》一書中,還赫然地印着一幅提花機的示意圖。可以想象,當歐洲的王公貴族對從“絲綢之路”傳入的美麗綢緞讚歎不已時,中國的提花機也必定會沿着“絲綢之路”傳入歐洲。

不過,用當時的編織機編織圖案相當費事。所有的綢布都是用經線(縱向線)和緯線(橫向線)編織而成。若要織出花樣,織工們必須細心地按照預先設計的圖案,在適當位置“提”起一部分經線,以便讓滑梭牽引着不同顏色的緯線通過。機器當然不可能自己“想”到該在何處提線,只能靠人手“提”起一根又一根經線,不厭其煩地重複這種操作。

1725年,法國紡織機械師布喬(B.Bouchon)突發奇想,想出了一個“穿孔紙帶”的絕妙主意。布喬首先設法用一排編織針控制所有的經線運動,然後取來一卷紙帶,根據圖案打出一排排小孔,並把它壓在編織針上。啓動機器後,正對着小孔的編織針能穿過去鉤起經線,其他的針則被紙帶擋住不動。這樣一來,編織針就自動按照預先設計的圖案去挑選經線,布喬的“思想”於是“傳遞”給了編織機,而編織圖案的“程序”也就“儲存”在穿孔紙帶的小孔之中。

真正成功的改進是在80年後,另一位法國機械師傑卡德(J.Jacquard),大約在1805年完成了“自動提花編織機”的設計製作。

那是舉世矚目的法國大革命的年代──攻打巴士底獄,推翻封建王朝,武裝保衛巴黎,市民們高唱着“馬賽曲”,紛紛走上街頭,革命風暴如火如荼。雖然傑卡德在1790年就基本形成了他的提花機設計構想,但爲了參加革命,他無暇顧及發明創造,也扛起來福槍,投身到里昂保衛戰的行列裏。直到19世紀到來之後,傑卡德的機器才得以組裝完成。

傑卡德爲他的提花機增加了一種裝置,能夠同時操縱1200個編織針,控制圖案的穿孔紙帶後來也換成了穿孔卡片。據說,傑卡德編織機面世後僅25年,考文垂附近的鄉村裏就有了600臺,在老式蒸氣機噗嗤噗嗤的伴奏下,把穿孔卡片上的圖案變成一匹匹漂亮的花綢布。紡織工人最初強烈反對這架自動化的新鮮玩意的到來,因爲害怕機器會搶去他們的飯碗,使他們失去工作,但因爲它優越的性能,終於被人們普遍接受。1812年,僅在法國已經裝配了萬餘臺,並通過英國傳遍了西方世界,傑卡德也因此而被受予了榮譽軍團十字勳章和金質獎章。

傑卡德提花編織機奏響了19世紀機器自動化的序曲。在倫敦出版的《不列顛百科全書》和中國出版的《英漢科技詞彙大全》兩部書中,“JACQUARD”(傑卡德)一詞的詞條下,英語和漢語的意思居然都是“提花機”,可見,傑卡德的名字已經與提花機融爲了一體。傑卡德提花機的原理,即使到了電腦時代的今天,依然沒有更大的改動,街頭巷尾小作坊裏使用的手工絨線編織機,其基本結構仍與傑卡德編織機大體相似。

此外,傑卡德編織機“千瘡百孔”的穿孔卡片,不僅讓機器編織出絢麗多彩的圖案,而且意味着程序控制思想的萌芽,穿孔紙帶和穿孔卡片也廣泛用於早期電腦以存儲程序和數據。或許,我們現在把“程序設計”俗稱爲“編程序”,就引申自編織機的“編織花布”的詞義。

4、失敗的英雄

今天出版的許多計算機書籍扉頁裏,都登載着巴貝奇(C.Babbage)的照片:寬闊的額,狹長的嘴,銳利的目光顯得有些憤世嫉俗,堅定的但絕非缺乏幽默的外貌,給人以一個極富深邃思想的學者形象。

巴貝奇是一位富有的銀行家的兒子,1792年出生在英格蘭西南部的托特納斯,後來繼承了相當豐厚的遺產,但他把金錢都用於了科學研究。童年時代的巴貝奇顯示出極高的數學天賦,考入劍橋大學後,他發現自己掌握的代數知識甚至超過了教師 。畢業留校,24歲的年青人榮幸受聘擔任劍橋大學“路卡辛講座”的數學教授。這是一個很少有人能夠獲得的殊榮,牛頓的老師巴羅是第一名,牛頓是第二名。在教學之餘,巴貝奇完成了大量發明創造,如運用運籌學理論率先提出“一便士郵資”制度,發明了供火車使用的速度計和排障器等等。

假若巴貝奇繼續在數學理論和科技發明領域耕耘,他本來是可以走上鮮花鋪就的坦途。然而,這位曠世奇才卻選擇了一條無人敢於攀登的崎嶇險路。

事情還得從法國講起。18世紀末,法蘭西發起了一項宏大的計算工程──人工編制《數學用表》,這在沒有先進計算工具的當時,是件極其艱鉅的工作。法國數學界調集大批數學家,組成了人工手算的流水線,算得天昏地暗,才完成了17卷大部頭書稿。即便如此,計算出的數學用表仍然存在大量錯誤。

據說有一天,巴貝奇與著名的天文學家赫舍爾湊在一起,對兩大部頭的天文數表評頭

論足,翻一頁就是一個錯,翻兩頁就有好幾處。面對錯誤百出的數學表,巴貝奇目瞪口呆,他甚至喊出聲來:“天哪,這些計算錯誤已經充斥瀰漫了整個宇宙!”

這件事也許就是巴貝奇萌生研製計算機構想的起因。巴貝奇在他的自傳《一個哲學家的生命歷程》裏,寫到了大約發生在1812年的一件事:“有一天晚上,我坐在劍橋大學的分析學會辦公室裏,神志恍惚地低頭看着面前打開的一張對數表。一位會員走進屋來,瞧見我的樣子,忙喊道:‘喂!你夢見什麼啦?’我指着對數表回答說:‘我正在考慮這些表也許能用機器來計算!’”

巴貝奇的第一個目標是製作一臺“差分機”。所謂“差分”的含義,是把函數表的複雜算式轉化爲差分運算,用簡單的加法代替平方運算。那一年,剛滿20歲的巴貝奇從法國人傑卡德發明的提花編織機上獲得了靈感,差分機設計閃爍出了程序控制的靈光──它能夠按照設計者的旨意,自動處理不同函數的計算過程。

巴貝奇耗費了整整十年光陰,於1822年完成了第一臺差分機,它可以處理3個不同的5位數,計算精度達到6位小數,當即就演算出好幾種函數表。由於當時工業技術水平極低,第一臺差分機從設計繪圖到機械零件加工,都是巴貝奇親自動手完成。當他看着自己的機器製作出準確無誤的《數學用表》,高興地對人講:“哪怕我的機器出了故障,比如齒輪被卡住不能動,那也毫無關係。你看,每個輪子上都有數字標記,它不會欺騙任何人。”以後實際運用證明,這種機器非常適合於編制航海和天文方面的數學用表。

成功的喜悅激勵着巴貝奇,他連夜奮筆上書皇家學會,要求政府資助他建造第二臺運算精度爲20位的大型差分機。英國政府看到巴貝奇的研究有利可圖,破天荒地與科學家簽訂了第一個合同,財政部慷慨地爲這臺大型差分機提供出1.7萬英鎊的資助。巴貝奇自己也貼進去1.3萬英鎊鉅款,用以彌補研製經費的不足。在當年,這筆款項的數額無異於天文數字──有資料介紹說,1831年約翰·布爾製造一臺蒸汽機車的費用才784英磅。

然而,第二臺差分機在機械製造工廠裏觸上了“暗礁”。

第二臺差分機大約有25000個零件,主要零件的誤差不得超過每英寸千分之一,即使用現在的加工設備和技術,要想造出這種高精度的機械也絕非易事。巴貝奇把差分機交給了英國最著名的機械工程師約瑟夫·克萊門特所屬的工廠製造,但工程進度十分緩慢。設計師心急火燎,從劍橋到工廠,從工廠到劍橋,一天幾個來回。他把圖紙改了又改,讓工人把零件重做一遍又一遍。年復一年,日復一日,直到又一個10年過去後,巴貝奇依然望着那些不能運轉的機器發愁,全部零件亦只完成不足一半數量。參加試驗的同事們再也堅持不下去,紛紛離他而去。巴貝奇獨自苦苦支撐了第三個10年,終於感到無力迴天。

那天清晨,巴貝奇走進車間,偌大的作業場空無一人,只剩下滿地的滑車和齒輪,四處一片狼藉。他呆立在尚未完工的機器旁,深深地嘆了口氣。在痛苦的煎熬中,他無計可施,只得把全部設計圖紙和已完成的部分零件送進倫敦皇家學院博物館供人觀賞。

1842年,在巴貝奇的一生中是極不平常的一年。英國政府宣佈斷絕對他的一切資助,連科學界的友人都用一種怪異的目光看着他。英國首相譏諷道:“這部機器的唯一用途,就是花掉大筆金錢!”同行們譏笑他是“愚笨的巴貝奇”。皇家學院的權威人士,包括著名天文學家艾瑞等人,都公開宣稱他的差分機“毫無任何價值”……

5、攜手共赴難

就在痛苦艱難的時刻,孤獨苦悶的巴貝奇意外地收到一封來信,寫信人不僅對他表示理解而且還希望與他共同工作。娟秀字體的簽名,表明了她不凡的身份──伯爵夫人。

接到信函後不久,巴貝奇實驗室門口走進來一位年輕的女士。她身披素雅的鬥蓬,鬢角上斜插一朵白色的康乃馨,顯得那麼典雅端莊。巴貝奇一時愣在那裏,他與這位女士似曾相識,又想不起曾在何處邂逅。女士落落大方地作了自我介紹,正是那位寫信人。

“您還記得我嗎?”女士低聲問道,“十多年前,您還給我講過差分機原理。”看到巴貝奇迷惑的眼神,她又笑着補充說:“您說我像野人見到了望遠鏡。”巴貝奇恍然大悟,想起已經十分遙遠的往事。面前這位女士和那個小女孩之間,依稀還有幾分相似。

原來,伯爵夫人本名叫阿達·奧古斯塔(Ada Augusta),是英國著名詩人拜倫的獨生女。她比巴貝奇的年齡小20多歲,1815年出生。阿達自小命運多舛,來到人世的第二年,父親拜倫因性格不合與她的母親離異,從此別離英國。可能是從未得到過父愛的緣由,小阿達沒有繼承到父親詩一般的浪漫熱情,卻繼承了母親的數學才能和毅力。

還是在阿達的少女時代,母親的一位朋友領着她們去參觀巴貝奇的差分機。其他女孩子圍着差分機嘰嘰喳喳亂發議論,摸不着頭腦。只有阿達看得非常仔細,她十分理解並且深知巴貝奇這項發明的重大意義。

或許是這個小女孩特殊的氣質,在巴貝奇的記憶裏打下了較深的印記。他趕緊請阿達入座,並欣然同意與這位小有名氣的數學才女共同研製新的計算機器。

就這樣,在阿達27歲時,她成爲巴貝奇科學研究上的合作伙伴,迷上這項常人不可理喻的“怪誕”研究。其時,她已經成了家,丈夫是洛甫雷斯伯爵。按照英國的習俗,許多資料在介紹裏都把她稱爲“洛甫雷斯伯爵夫人”。

30年的困難和挫折並沒有使巴貝奇屈服,阿達的友情援助更堅定了他的決心。還在大型差分機進軍受挫的1834年,巴貝奇就已經提出了一項新的更大膽的設計。他最後衝刺的目標,不是僅僅能夠製表的差分機,而是一種通用的數學計算機。巴貝奇把這種新的設計叫做“分析機”,它能夠自動解算有100個變量的複雜算題,每個數可達25位,速度可達每秒鐘運算一次。

今天我們再回首看看巴貝奇的設計,分析機的思想仍然閃爍着天才的光芒。

由於巴貝奇晚年因喉疾幾乎不能說話,介紹分析機的文字主要由阿達替他完成。阿達在一篇文章裏介紹說:“這臺機器不論在可能完成的計算範圍、簡便程度以及可靠性與精確度方面,或者是計算時完全不用人蔘與這方面,都超過了以前的機器。”巴貝奇把分析機設計得那樣精巧,他打算用蒸汽機爲動力,驅動大量的齒輪機構運轉。 巴貝奇的分析機大體上有三大部分:其一是齒輪式的“存貯庫”,巴貝奇稱它爲“倉庫”Store),每個齒輪可貯存10個數,齒輪組成的陣列總共能夠儲存100050位數。分析機的第二個部件是所謂“運算室”,它被巴貝奇命名爲“作坊”(Mill),其基本原理與帕斯卡的轉輪相似,用齒輪間的齧合、旋轉、平移等方式進行數字運算。爲了加快運算速度,他改進了進位裝置,使得50位數加50位數的運算可完成於一次轉輪之中。第三部分巴貝奇沒有爲它具體命名,其功能是以傑卡德穿孔卡中的“0”和“1”來控制運算操作的順序,類似於電腦裏的控制器。他甚至還考慮到如何使這臺機器處理依條件轉移的動作,比如,第一步運算結果若是“1”,就接着做乘法,若是“0”就進行除法運算。此外,巴貝奇也構思了送入和取出數據的機構,以及在“倉庫”和“作坊”之間不斷往返運輸數據的部件。

阿達“心有靈犀一點通”,她非常準確地評價道:“分析機‘編織’的代數模式同傑卡德織布機編織的花葉完全一樣”。於是,爲分析機編制一批函數計算程序的重擔,落到了數學才女的肩頭。阿達開天闢地第一次爲計算機編出了程序,其中包括計算三角函數的程序、級數相乘程序、伯努利函數程序等等。阿達編制的這些程序,即使到了今天,電腦軟件界的後輩仍然不敢輕易改動一條指令。人們公認她是世界上第一位軟件工程師。

衆所周知,美國國防部據說是花了250億美元和10年的光陰,把它所需要軟件的全部功能混合在一種計算機語言中,希望它能成爲軍方數千種電腦的標準。1981年,這種語言被正式命名爲ADA(阿達)語言,使阿達的英名流傳至今。

不過,以上講的都是後話,殊不知巴貝奇和阿達當年處在怎樣痛苦的水深火熱之中! 由於得不到任何資助,巴貝奇爲把分析機的圖紙變成現實,耗盡了自己全部財產,弄得一貧如洗。他只好暫時放下手頭的活,和阿達商量設法賺一些錢,如製作什麼國際象棋玩具,什麼賽馬遊戲機等等。爲籌措科研經費,他們不得不“下海”搞“創收”。最後,兩人陷入了惶惶不可終日的窘境。阿達忍痛兩次把丈夫家中祖傳的珍寶送進當鋪,以維持日常開銷,而這些財寶又兩次被她母親出資贖了回來。

貧困交加,無休止的腦力勞動,使阿達的健康狀況急劇惡化。1852年,懷着對分析機成功的美好夢想,軟件才女英年早逝,死時年僅36歲。阿達去世後,巴貝奇又默默地獨自堅持了近20年。晚年的他已經不能準確地發音,甚至不能有條理地表達自己的意思,但是他仍然百折不撓地堅持工作。1871年,爲計算機事業貢獻畢生精力的先驅者巴貝奇,終於滿懷着對分析機無言的悲悵,孤獨地離開了人世。有人把他的大腦用鹽漬着保存起來,想經過若干年後,有更先進技術來研究他大腦保存的精神。

分析機終於沒能造出來,巴貝奇和阿達失敗了。巴貝奇和阿達的失敗是因爲他們看得太遠,分析機的設想超出了他們所處時代至少一個世紀!社會發展的需求和科學技術發展的可能,使得他們註定要成爲的悲劇人物。儘管如此,巴貝奇和阿達爲電腦科學留下了一份極其珍貴的精神遺產,包括30種不同設計方案,近2000張組裝圖和50000張零件圖……,更包括那種在逆境中自強不息,爲追求理想奮不顧身的拼搏精神。

6、穿孔製表機

將國外出版的多媒體百科全書光盤插入電腦,然後鍵入“Punched card”(穿孔卡)作爲關鍵詞搜索。你會發現,電腦屏幕將從“Jacquard”(傑卡德)條目開始,連帶着顯示出早期計算機發展簡史。緊靠着“傑卡德”詞條的,是另外一個姓名“H.Hollerrith”。

該詞條解釋說,穿孔卡是早期計算機輸入信息的設備,通常可以儲存80列數據。它是一種很薄的紙片,面積爲190×84毫米。首次使用穿孔卡技術的數據處理機器,是美國統計專家霍列瑞斯博士(H.Hollerith)的偉大發明。

公元1880年,美利堅合衆國舉行了一次全國性人口普查,爲當時5000餘萬的美國人口登記造冊。當時美國經濟正處於迅速發展的階段,人口流動十分頻繁;再加上普查的項目繁多,統計手段落後,從當年元月開始的這次普查,花了7年半的時間才把數據處理完畢。也就是說,直到快進行第二次人口普查時,美國政府才能得知第一次人口普查期間全國人口的狀況。

霍列瑞斯博士是德國僑民,早年畢業於美國哥倫比亞大學礦業學院,學的是採礦專業。大學畢業後來到人口調查局,從事的第一項工作就是人口普查。他曾與同事們一起,深入到許多家庭,填表徵集資料,深知每個數據都來之不易;他也曾終日埋在數據堆裏,用手搖計算機“搖”得滿頭大汗,一天下來,也統計不出幾張表格的數據。

人口普查需要大量處理的是數據,如年齡、性別等用調查表採集的項目,並且還要統計出每個社區有多少兒童和老人,有多少男性公民和女性公民等等。這些數據是否也可由機器自動進行統計?採礦工程師霍列瑞斯想到了紡織工程師傑卡德80年前發明的穿孔紙帶。傑卡德提花機用穿孔紙帶上的小孔,主要用來控制提花操作的步驟,即編寫程序,霍列瑞斯則進一步設想要用它來儲存和統計數據,發明一種自動製表的機器。

人口調查局的業務異常繁忙,一個行政機構也不可能提供時間和經費讓公務員搞什麼科學研究。兩年後,霍列瑞斯博士離開了人口局,到專利事務所工作過一段時間,也曾任教於麻省理工學院,一邊工作,一邊致力於自動製表機的研製。

霍列瑞斯首先把穿孔紙帶改造成穿孔卡片,以適應人口數據採集的需要。由於每個人的調查數據有若干不同的項目,如性別、籍貫、年齡等等。霍列瑞斯把每個人所有的調查項目依次排列於一張卡片,然後根據調查結果在相應項目的位置上打孔。例如,穿孔卡片“性別”欄目下,有“男”和“女”兩個選項;“年齡”欄目下有從“0歲”到“70歲以上”等系列選項,如此等等。統計員可以根據每個調查對象的具體情況,分別在穿孔卡片各欄目相應位置打出小孔。每張卡片都代表着一位公民的個人檔案。

霍列瑞斯博士巧妙的設計在於自動統計。他在機器上安裝了一組盛滿水銀的小杯,穿好孔的卡片就放置在這些水銀盃上。卡片上方有幾排精心調好的探針,探針連接在電路的一端,水銀盃則連接於電路的另一端。與傑卡德提花機穿孔紙帶的原理類似:只要某根探針撞到卡片上有孔的位置,便會自動跌落下去,與水銀接觸接通電流,啓動計數裝置前進一個刻度。由此可見,霍列瑞斯穿孔卡表達的也是二進制信息:有孔處能接通電路計數,代表該調查項目爲“有”(“1”),無孔處不能接通電路計數,表示該調查項目爲“無”(“0”)。

直到1888年,霍列瑞斯博士才實際完成自動製表機設計並申報了專利。他發明的這種機電式計數裝置,比傳統純機械裝置更加靈敏,因而被1890年後歷次美國人口普查選用,獲得了巨大的成功。例如,1900年進行的人口普查全部採用霍列瑞斯製表機,平均每臺機器可代替500人工作,全國的數據統計僅用了1年多時間。雖然霍列瑞斯發明的並不是通用計算機,除了能統計數據表格外,它幾乎沒有別的什麼用途,然而,製表機穿孔卡第一次把數據轉變成二進制信息。在以後的計算機系統裏,用穿孔卡片輸入數據的方法一直沿用到20世紀70年代,數據處理也發展成爲電腦的主要功能之一。

依託自己發明的製表機,霍列瑞斯博士“下海”創辦了一家專業製表機公司,但不久就因資金週轉不靈陷入困境,被另一家CTR公司兼併。1924年,CTR公司更名爲“國際商業機器公司”,英文縮寫“IBM”,專門生產打孔機、製表機一類產品。

傑卡德和霍列瑞斯分別用開創了程序設計和數據處理之先河。以歷史的目光審視他們的發明,正是這種程序設計和數據處理,構成了電腦“軟件”的雛形。

7、繼往與開來

巴貝奇巨星隕落後,世人已逐漸將他淡忘,20世紀已經來臨。計算機的歷史等待着,等待着巴貝奇式的人物再世,等待着人類劃時代的壯舉。

大約在1936年,美國青年霍德華·艾肯(H.Aiken)來哈佛大學攻讀物理學博士學位。恰好在世紀之交來到人世的艾肯,屬於大器晚成的科學家。由於家庭貧困,他不得不以半工半讀的方式艱難地讀完高中。大學期間,也是一邊工作,一邊刻苦學習,直到畢業後才謀到一份工程師的工作。36歲那年,他毅然辭去收入豐厚的職務,重新走進大學校門。由於博士論文的研究涉及到空間電荷的傳導理論,需要求解非常複雜的非線性微分方程,在進行繁瑣的手工計算之餘,艾肯很想發明一種機器代替人工求解的方法,幻想能有一臺計算機幫助他解決數學難題。

三年之後,正如萊布尼茨在書裏“找到”帕斯卡一樣,艾肯也是在圖書館裏“發現”的巴貝奇和阿達。巴貝奇和阿達的論文,令年輕人心搖旌動。70多年過去後,巴貝奇彷彿還在對他娓娓而談:“任何人如果不接受我失敗的教訓,還仍然下決心去研製一臺把數學分析的全部工作都包括在內的機器的話,我不怕把自己的名譽交給他去作出應有的評價,因爲只有他才完全瞭解我工作的性質及其成果的價值”。以艾肯所處時代的科技水平,也許已經能夠完成巴貝奇未競的事業,造出通用計算機。爲此,他寫了一篇《自動計算機的設想》的建議書,提出要用機電方式,而不是用純機械方法來構造新的“分析機”。然而,正在求學的讀書人根本沒有可能籌措到那麼大的一筆經費。

取得博士學位的艾肯進入了美國海軍軍械局。一名小小的中尉,他仍然沒有錢。“金錢不是萬能的”,但是,對於艾肯實現計算機夢想來說,“沒有錢卻是萬萬不能的”,否則只會重蹈巴貝奇和阿達的覆轍。

年輕的海軍中尉想到了製表機行業的IBM公司。

艾肯從他一位老師口中得知IBM董事長沃森的大名,他的老師此時正在一所由IBM出資創辦的“哥倫比亞大學統計局”裏任職,非常樂意爲學生寫了份推薦信。艾肯連續通宵達旦地準備材料,擬好了一份詳細的可行性報告,直接跑去找沃森。他聽老師講,沃森的作風從來就是獨斷專行,不設法說服此人,研製計算機的計劃一準泡湯。

IBM的總部座落在一幢古色古香的建設物裏。沃森坐在寬大的寫字檯後,一言不發聽艾肯陳述。在他的背後,是整整齊齊擺滿各種書籍的大書櫃,書櫃的上方貼着只有一個單詞的格言──思考(THINK),這是沃森最爲推崇的行動準則。

艾肯說完了該說的話, 忐忑不安地望着對面這位愛好“思考”的企業家。

“至少需要多少錢?”沃森開口詢問。

“恐怕要投入數以萬計吧”,艾肯喃喃地回答,“不過……”

沃森擺了擺手,打斷了艾肯的話頭,拿起筆來,在報告上劃了幾下。

艾肯心裏一緊:“沒戲了!”出於禮貌,他還是恭敬地用雙手接過那張紙,隨即低頭一瞅,頓時喜上眉稍──沃森的大筆一揮,批給了計算機100萬美元!

有了IBM作堅強後盾,新的計算機研製工作在哈佛物理樓後的一座紅磚房裏開了場,艾肯把它取名爲“馬克1號”(MarkⅠ),又叫做“自動序列受控計算機”。IBM又派來萊克、德菲和漢密爾頓等工程師組成攻關小組,財源充足,兵強馬壯。比起巴貝奇和阿達,艾肯的境況實在要幸運得多。IBM也因此從生產製表機、肉鋪磅秤、咖啡碾磨機等亂七八糟玩意的行業裏,正式跨進了計算機的“領地”。

艾肯設計的馬克1號已經是一種電動的機器,它藉助電流進行運算,最關鍵的部件,用的是普通電話上的繼電器。馬克1號上大約安裝了3000個繼電器,每一個都有由彈簧支撐着的小鐵棒,通過電磁鐵的吸引上下運動。吸合則接通電路,代表“1”;釋放則斷開電路,代表“0”。繼電器“開關”能在大約1/100秒的時間內接通或是斷開電流,當然比巴貝奇的齒輪先進得多。

爲馬克1號編制計算程序的也是一位女數學家格雷斯·霍波(G.Hopper)。這位聲名遐邇的數學博士,1944年參加到哈佛大學計算機研究工作,她說:“我成了世界上第一臺大型計算機MarkⅠ的第三名程序員。”霍波博士後來還爲第一臺儲存程序的商業電子計算機UNIVAC寫過程序,又率先研製成功第一個編譯程序A-O和計算機商用語言COBOL,被公認是計算機語言領域的帶頭人。有一天,她在調試程序時出現了故障,拆開繼電器後,發現有隻飛蛾被夾扁在觸點中間,從而“卡”住了機器的運行。於是,霍波恢諧地把程序故障統稱爲“臭蟲”bug),而這一奇怪的“稱呼”,後來成爲計算機領域的專業行話,如DOS系統中的調試程序,程序名稱就叫DEBUG

19442月,馬克1號計算機在哈佛大學正式運行。從外表看,它的外殼用鋼和玻璃製成,長約15米,高約2.4米,自重達到31.5噸,是個像恐龍般巨大身材的龐然大物。據說,艾肯和他的同事們,爲它裝備了15萬個元件和長達800公里的電線。這臺機器能以令當時人們吃驚的速度工作──每分鐘進行200次以上的運算。它可以作23位數加23位數的加法,一次僅需要0.3秒;而進行同樣位數的乘法,則需要6秒多的時間。只是它運行起來響聲不絕於耳,有的參觀者說:“就象是擠滿了一屋子編織絨線活的婦女”,也許你會聯想到,馬克1號計算機也與傑卡德編織機有天然的聯繫。

馬克1號代表着自帕斯卡以來,人類所製造的機械計算機或電動計算機之頂尖水平,當時就被用來計算原子核裂變過程。它以後運行了15年,編出的數學用表我們至今還在使用。1946年,艾肯和霍波聯袂發表文章說,這臺機器能自動實現人們預先選定的系列運算,甚至可以求解微分方程。

馬克1號終於實現了巴貝奇的夙願。事隔多年後,已經擔任大學教授的艾肯談起巴貝奇其人其事來,仍然驚歎不已,他曾感慨地說,如果巴貝奇晚生75年,我就會失業。但是,馬克1號是早期計算機的最後代表,從它投入運行的那一刻開始就已經過時,因爲此時此刻,人類社會已經跨進了電子的時代。

8.真空馴電子

1883年一個晚上,爲人類社會貢獻了二千多項發明的美國發明家愛迪生(T.Edison),正在實驗室緊張地忙碌着。他面前放着各種燈泡,除了燈絲的材料不同外,這些燈泡都被抽成了真空。愛迪生拾起一隻燒壞的碳絲燈泡,發現碳絲似乎比原先細了許多,而在燈泡上部隱約沾着一些碳灰,看來是由於溫度高使碳絲蒸發成碳灰。

怎麼才能阻止碳絲蒸發呢?愛迪生找來一小截銅絲,把它靠在碳絲附近然後一起封裝到一隻新玻璃殼裏,抽去空氣,然後把它接在電路上。實驗結果使愛迪生大失所望,碳絲髮光後依然變細。愛迪生嘆了口氣,無意間用電流表探頭觸了觸銅絲外露的端頭。

奇怪的事發生了,電流表的指針竟擺動了一個角度。愛迪生簡直不敢相信,這銅絲並沒有接觸通電發光的碳絲,哪來的電流呢?連續實驗了幾次,情況都沒有變化,愛迪生把它記錄在案,作爲一項發明申請了專利,稱爲“愛迪生效應”,這也是他一生中唯一的“純科學”發現。愛迪生當時沒有找到實際用途,也沒能更深入地探討和追尋,讓一次更偉大的發明機會擦肩而過。

“愛迪生效應”沒有引起愛迪生本人重視,卻驚動了大洋彼岸的一位英國青年工程師弗萊明(J.Fleming)。弗萊明漂洋過海,專程向愛迪生陳述他對單向電子流效應的真知灼見,不料想會受到大發明家的冷落。

1895年,爲了解決無線電訊號的檢波問題,弗萊明在實驗室重新擺弄起愛迪生的“電燈泡”來。他故意把碳絲做得細一些,而把銅絲加粗加寬,變成一塊薄銅板,並把銅板彎曲成圓筒狀,把碳絲整個兒包起來。當他把“燈泡”連接在交流電迴路後,弗萊明興奮地看到自己的預想變成了現實:交流電訊號被整流爲單向流動的直流電。於是,弗萊明以“熱離子閥”爲名在英國申請了專利。弗萊明的發明,正是世界上第一隻電子管,也就是人們後來所說的“真空二極管”。 弗萊明把他發明的東西叫做“熱離子閥”,“閥”就是開關,電子管確實是計算機理想的開關元件,然而,弗萊明的真空二極管尚未達到電腦高速開關的要求。20世紀初,在弗萊明開創的事業的基礎上,一位美國青年發明家德·福雷斯特(L.De Forest)在真空中再次馴服了電子。

德·福雷斯特那年也不到30歲。孩提時期並不出衆,被老師認爲是個平庸的孩子,唯一的愛好是拆裝各種機械小玩藝,志向不高,只想做個機械技師或者當一名機械工。一次偶然的機會邂逅了無線電發明家馬可尼,激發了他創新無線電檢波裝置的發明之夢。大學畢業後的短短5年,他連續取得了34項發明專利。

1906年,爲了提高真空二極管檢波靈敏度,德·福雷斯特在弗萊明的玻璃管內添加了一種柵欄式的金屬網,形成電子管的第三個極。他驚訝地看到,這個“柵極”彷彿就像百葉窗,能控制陰極與屏極之間的電子流;只要柵極有微弱電流通過,就可在屏極上獲得較大的電流,而且波形與柵極電流完全一致。也就是說,德·福雷斯特發明的是一種能夠起放大作用的真空三極管器件。

然而,因發明這種新型電子管,德·福雷斯特竟無辜受到美國紐約聯邦法院的傳訊,原因是有人控告他企圖爲公司推銷積壓產品,進行商業詐騙。愚昧無知的法官下達判決,宣佈德·福雷斯特發明的電子管是一個“毫無價值的玻璃管”。

1912年,伴隨着隨時可能被捕入獄的陰雲,德·福雷斯特和兩名助手來到美國西部加利福尼亞,在帕洛阿託小鎮堅持不懈地改進他的三極管。在愛默生大街913號一座小木屋裏,他們發現了比他們原來期望更多的東西。在用銅線重新纏繞三極管的柵極過程中,德·福雷斯特突然想到可以用這種玻璃管制作更強大的放大器。他們把若干個三極管連接起來,並與電話機的話筒、耳機相互連接,再將德·福雷斯特那隻“走時相當準確的英格索爾手錶”放在話筒前方,結果,被放大的手錶“滴噠”聲,幾乎要把德·福雷斯特的耳朵震聾。

在帕洛阿託市的德·福雷斯特故居,至今依然矗立着一塊小小的紀念牌,以市政府名義書寫着一行文字:“德·福雷斯特在此發現了電子管的放大作用。”用來紀念德·福雷斯特的偉大發明爲新興電子工業所奠定的基礎。德·福雷斯特發明電子管幾十年後,這裏竟變成世界電腦產業騰飛的硅谷。

電子管主要在無線電裝置裏充當檢波、整流、放大和振盪元件,它的誕生爲通訊、廣播、電視等相關技術的生長、發展鋪平了道路。可是,人們不久後就發現,按照不同的電路形式,真空三極管除了可以處於“放大”狀態外,還可分別處於“飽和”與“截止”狀態。“飽和”即從陰極到屏極的電流完全導通,相當於開關開啓;“截止”即從陰極到屏極沒有電流流過,相當於開關關閉;兩種狀態可以由柵極進行控制,其控制速度要比艾肯的繼電器快10000倍。

發明家們在世紀之交的年代馴服了電子,採用電子器件製作計算機已經水到渠成,呼之欲出。

9、電腦創世紀 

全世界在隆隆的炮火聲中迎來了1943年。硝煙密佈,戰鼓催春,戰爭的迫切需要,像一隻有力的巨手,爲電腦的誕生掃清障礙,鋪平道路。 
  4月9日,美國馬里蘭州阿貝丁,陸軍軍械部召集的一次會議,正處於舉手表決的時刻。陸軍上校西蒙(L.Simon)端坐在主席的位置,關鍵會議關鍵時刻,他卻裝聾作啞,閉口不言。他的身旁,是普林斯頓高級研究院的韋伯倫(O.Veblen)教授。教授此時,仍在耐心地翻閱提交給會議的那份報告。 
  應該說,西蒙上校對這份報告最有發言權,因爲他領導的阿貝丁試炮場,擔負着美國陸軍新式火炮的試驗任務。早些時,軍械部曾派出青年軍官戈德斯坦(H.Glodstine)中尉,從賓夕法尼亞大學莫爾電氣工程學院召集來一批研究隊伍,幫助計算新式火炮的彈道表,這次會議就是應戈德斯坦等人要求,決定一件非同小可的事。 
  人們都知道,剛試製出來的大炮是否能夠通過驗收,必須對它發射多枚炮彈的軌跡作認真檢查,分析彈着點誤差的原因。一發炮彈從發射升空到落地爆炸,只需一分來鍾,而計算這發炮彈的軌跡卻要做750次乘法和更多的加減法。一張完整的彈道表需要計算近4千條彈道,試炮場每天要提供給戈德斯坦6張這樣的表,可想而知任務量有多大。 
  戈德斯坦本人就是一位數學家,曾在密歇根大學任數學助理教授。他從陸軍中抽調來百餘位姑娘作輔助性的人工計算。可以設想一下:一發炮彈打過去,100多人用手搖計算機忙亂地算個不停,還經常出錯,既吃力又不討好,那場景不免令人啼笑皆非。在戈德斯坦領導的隊伍中,有來自莫爾學院的兩位年輕學者。一位是他多年的好友,莫爾學院副教授莫契利(J.Mauchiy),36歲的物理學家。另一位名叫埃克特(P.Eckert),24歲的電氣工程師,不久前剛從莫爾學院畢業。莫契利擅長總體構思,他天生一個系統思維的腦子。他的設想,又總能夠被心靈手巧的埃克特領會並加以具體化。兩個人志趣相投,幾番碰撞,一拍即合,交給了戈德斯坦一份研製電子計算機的設計方案──“高速電子管計算裝置的使用”,明確提出要使用弗萊明、德福雷斯特發明的電子管,造一臺前所未有的計算機器,把彈道計算的效率提高成百上千倍。 
  不知什麼原因,這份珍貴的方案竟莫名其妙地遺失。莫契利只好根據祕書的記錄重新起草報告,然後交給埃克特寫一個附錄。在附錄裏,埃克特創造性地闡明如何把莫契利的設計具體化。戈德斯坦深知這份報告的份量,也深感計算機器誘人的前景,他決心要利用軍方代表和數學家的雙重的身份,向軍械部爭取到項目的資助。 
  此時韋伯倫教授手中拿着的,正是莫契利和埃克特共同起草的報告。由於所需的鉅額 
經費,加上研製的風險,就連韋伯倫也感到那幾頁紙似乎是沉甸甸的。 
  戈德斯坦中尉站在會議桌的另一端,面對着西蒙上校,還在作繼續的申訴:“我聽說海軍已經把希望寄託在馬克1號計算機上。我們設想的機器,是一種更新式的電子計算機,它將比哈佛的那臺機器,高出幾個數量級……”。 
  西蒙轉過臉,用眼睛示意戈德斯坦留意韋伯倫教授的態度,因爲他知道,作爲軍械部 
的科學顧問,以“拓撲學”創立者聞名世界的數學權威,纔是一言九鼎的人物。於是,全場到會者的目光,都盯在教授身上。 
  韋伯倫終於放下手中的報告,閉上眼睛,仰靠在椅背上沉思起來。整個會場也跟着沉 
默了。突然,教授猛然站起身,“砰”地一聲推開身後的椅子,對着上校大聲說道: 
  “西蒙,給戈德斯坦這筆經費!” 
  說完這句話,他立即轉身向大門走去,頭也不回地離開了會議室。世界上第一臺電子計算機的研製,就這樣戲劇性地拉開了幃幕。軍方與莫爾學院最初簽訂的協議是提供14萬美元的研製經費,但後來合同被修訂了12次,經費一直追加到了48萬,大約相當於現在的1000多萬美元。 
  莫爾學院組建的研製小組是一個朝氣蓬勃的跨學科攻關小組,在科技史上留下了敢冒風險、敢於取勝的美名。小組成員包括物理學家、數學家和工程師30餘名,還組織了近200名輔助人員參與攻關。項目總負責人勃雷納德(J.Brainerd)是莫爾學院有聲望的教授,他曾經講:“這是一項不能確保一定會達到預期效果的開發方案,然而,現在正是一個合適的時機。”他頂住了來自各方面的壓力,滿腔熱情地支持年輕人的創造精神。戈德斯坦則在科研組織方面表現出傑出的才幹,他不僅爲項目提供數學方面的幫助,還以軍方聯絡員的身份,負責協調項目的進展。在計算機研製中發揮最主要作用的當屬莫契利和埃克特,以及一位名叫勃克斯(A.Burks)的工程師。其中,莫契利是計算機的總設計師,主持機器的總體設計;埃克特是總工程師,負責解決複雜而困難的工程技術問題;勃克斯則作爲邏輯學家,爲計算機設計乘法器等大型邏輯元件。
    然而,爲支援戰爭趕製的機器,緊趕慢趕,也沒能趕上最後一班車。德國法西斯很快就被擊潰。1946年2月14日,世界上第一臺電子計算機才珊珊來遲,在一片歡呼聲中正式啓動運行。 
  2月14日,姑娘小夥們鍾愛的“情人節”。莫爾小組的絕大多數成員風華正茂情竇初開,選擇這一天作爲公開揭幕典禮的日期,或許是寓意深長的──電子計算機不正是他們的“大衆情人”嗎?“大衆情人”的名字叫作“埃歷阿克”(ENIAC),譯成中文是“電子數字積分和計算機”,局外人聽起來十分別扭,但在莫契利和埃克特耳裏,“她”卻像“維納斯”和“夏娃”一樣的撩撥人心。 
那天,天剛矇矇亮,他倆不約而同地來到埃歷阿克身邊,再一次滿懷深情地打量着“如花似玉”的“情人”。在它的身體內,總共安裝了17468只電子管,7200個二極管,70000多電阻器,10000多隻電容器和6000只繼電器,電路的焊接點多達50萬之巨。在機器表面,則佈滿電錶、電線和指示燈,簡直就像姑娘身上掛滿的各式翡翠珍珠寶石項鍊。這“情人”的體積實在也太大了,龐大的身軀擠進一排2.75米高的金屬櫃裏,佔地面積爲170平方米左右,約爲整整十間房那樣的空間大小,總重量達到30噸,堪稱爲空前絕後的“巨型機”。 
  儘管如此,慶典大會上埃歷阿克不凡的表演確令來賓們大開眼界,同一時代的任何機械或電動計算機在它面前都相形見絀。 人們看到, 它輸入數據和輸出結果都採用穿孔卡片,每分鐘可以輸入125張卡片,輸出100張卡片。它能在1秒鐘內完成5000次加法,也可以在3/1000秒時間內做完兩個10位數乘法,其運算速度超出馬克1號至少在1000倍以上。一條炮彈的軌跡,20秒鐘就能被它算完,比炮彈本身的飛行速度還要快。埃歷阿克一天完成的計算工作量,大約相當於一個人用手搖計算機操作40年。 
  埃歷阿克標誌着電子計算機的創世,人類社會從此大步邁進了電腦時代的門檻

10、千秋電腦父 

這是關於第一臺電腦埃歷阿克巧遇“電腦之父”的小故事。 
  1944年仲夏的一個傍晚,戈德斯坦中尉來到阿貝丁車站,等候去費城的火車,突然看見前面不遠處,有個熟悉的身影向他走過來。來者正是聞名世界的大數學家馮·諾依曼(J.Von Neumann)。 
  戈德斯坦感到絕不能放過這次偶然的邂逅,他把早已埋藏在心中的幾個數學難題,一古腦兒倒出來,向數學大師討教。馮·諾依曼和藹可親,絲毫也不擺譜,耐心地爲戈德斯坦排憂解難。聽着聽着,他不覺流露出吃驚的神色,敏銳地從數學問題裏,感到眼前這位青年身邊正發生着什麼不尋常的事情。他開始反過來向戈德斯坦發問,直問得年輕人“好像又經歷了一次博士論文答辯”。最後,戈德斯坦毫不隱瞞地告訴他莫爾學院的電子計算機項目和目前的研究進展。 
  馮·諾依曼真的被震驚了,隨即又感到極其興奮。從1940年起,他就是阿貝丁試炮場的顧問,同樣的計算問題也曾使數學大師焦慮萬分。他急不可耐地向戈德斯坦表示,希望親自到莫爾學院看一看那臺尚未出世的機器。 
  莫契利和埃克特高興地等待着馮·諾依曼的來訪,他們也迫切希望得到這位著名學者的指導,同時又有點兒懷疑。埃克特私下對莫契利說道:“你只要聽聽他提的第一個問題,就能判斷出馮·諾依曼是不是真正的天才”。 
  驕陽似火的8月,馮·諾依曼風塵撲撲地趕到了莫爾學院的試驗基地,馬不停蹄約見小組成員。莫契利想起了埃克特的話,豎着耳朵聹聽數學大師的第一個問題。當他聽到馮·諾依曼開言吐語,首先問及的是機器的邏輯結構時,不由得對埃克特心照不宣地一笑,兩人同時都被這位大科學家的睿智所折服!從此,馮·諾依曼成爲莫爾電子計算機研製小組的實際顧問,與小組成員頻繁地交換意見。年輕人機敏地提出各種設想,馮·諾依曼則運用他淵博的學識,把討論引向深入,並逐步形成電子計算機的系統設計思想。 
  人們後來把“電腦之父”的桂冠戴在馮·諾依曼頭上,而不是第一臺電腦的兩位實際研製者,這並不是沒有根據的。馮·諾依曼是美籍匈牙利人,1913年出生,“數學神童”的名聲傳揚在外──他6歲能心算8位數除法,8歲學會微積分,12歲讀懂了函數論。通過刻苦學習,在17歲那年,他發表第一篇數學論文,不久便掌握了七種語言,又在最新數學分支──集合論、泛函分析等理論研究中取得突破性進展。22歲時,他獲瑞士蘇黎士聯邦工業大學化學工程師文憑。一年之後,輕而易舉摘取布達佩斯大學的數學博士學位。轉而攻向物理,爲量子力學研究數學模型,又使他在理論物理學領域佔據了突出的地位。風華正茂的馮·諾依曼,在科學殿堂裏“橫掃千軍如卷席”,成爲橫跨“數、理、化”各門學科的超級全才。
    1928年,美國數學泰斗韋伯倫教授廣羅天下之英才,“伯樂”慧眼識“良驥”,一封燙金的大紅聘書,寄給了柏林大學26歲的講師。馮·諾依曼預料到未來科學的發展中心即將西移,欣然前往美國任教。1933年,與愛因斯坦一起被聘爲普林斯頓高等研究院的第一批終身教授。  當然,往日的輝煌不足以說明馮·諾依曼在電子計算機上做出的貢獻。埃歷阿克雖然威力強大,但是它畢竟還很不完善,比如存在着耗電多、費用高的缺點。它的耗電量超過174千瓦,據說那些年,只要埃歷阿克一開動,整個費城城市的所有燈光頓時黯然失色。那些個電子管發光又發熱,平均每隔7分鐘要損壞一隻。雖然當初只花了軍械部40萬元的研製費用,可誰能料到,維護它的費用後來竟超過200萬之巨!埃歷阿克最致命的缺點是程序與計算兩分離。指揮埃歷阿克2萬隻電子管工作的程序指令,被存放在機器的外部電路里。需要計算某個題目前,埃克特必須分派幾十員精兵強將,把數百條線路用手接通,像一羣電話接線員那樣手忙腳亂地忙活好幾天,才能進行幾分鐘運算。 
  現在的人不應該因此而求全責難莫契利和埃克特,因爲電子計算機的設計畢竟是前無古人的。然而,正是這前無古人,方纔顯得出英雄本色。這時,馮·諾依曼用高超的理論和技術方法,一舉攻克了巨大的難關。 
  在埃歷阿克尚未投入運行前,馮·諾依曼就已開始着手起草一份新的設計報告,要對這臺電子計算機進行脫胎換骨的改造。他把新機器的方案命名爲“離散變量自動電子計算機”,英文縮寫譯音是“埃德瓦克”(EDVAC)。1945年6月,馮·諾依曼與戈德斯坦、勃克斯等人,爲埃德瓦克方案聯名發表了一篇長達101頁紙洋洋萬言的報告,即計算機史上著名的“101頁報告”。這份報告奠定了現代電腦體系結構堅實的根基,直到今天,仍然被認爲是現代電腦科學發展里程碑式的文獻。報告明確規定出計算機的五大部件,並用二進制替代十進制運算,大大方便了機器的電路設計。埃德瓦克方案的革命意義在於“存儲程序”──程序也被當作數據存進了機器內部,以便電腦能自動依次執行指令,再也不必去接通什麼線路。 
  人們後來把根據這一方案思想設計的機器統稱爲“諾依曼機”。自馮·諾依曼設計的埃德瓦克始,直到今天我們用“奔騰”芯片製作的多媒體計算機爲止,電腦一代又一代的“傳人”,大大小小千千萬萬臺計算機,都沒能夠跳出諾依曼機的掌心。在這個意義上,馮·諾依曼是當之無愧的“電腦之父”。當然,隨着人工智能和神經網絡計算機的發展,諾依曼機一統天下的格局已經被打破,但馮·諾依曼對於發展電腦作出的巨大功績,永遠也不會因此而泯滅其光輝!

11、電腦羣英譜 

本世紀三、四十年代,是計算機發展史裏最重大的收穫季節。羣英薈萃,逐鹿中原,鹿究竟死於誰手,並不是沒有爭議的。除了馬克1號與埃歷阿克,還有一大批科學家爲計算機的誕生作出過巨大的貢獻,他們的英名也決不會被埋沒。 
  據說,最早用繼電器製造計算機的人,並不是哈佛大學的艾肯。 
  其一說的是1936年,20多歲的德國工程師楚澤(K.Zuse),曾在柏林他父母公寓的起居室裏,搞出了一架名叫Z1的機械計算機。 
  楚澤當時還是一名學土木工程的大學生,畢業後在柏林一家飛機公司從事統計工作。出於“想偷懶”才自己製作計算機。他既無經費資助,又無資料借鑑。處於籠罩着戰爭陰雲下的德國,楚澤根本無緣得知英美科學家正在進行的工作。由於Z1速度慢,楚澤決定用繼電器改造他的機器,終於在1941年,在他的好友協助下,製作成功了一臺通用計算機Z3,但並沒有引起德國當局的重視。然而,Z3命運好不悽慘,1944年,盟軍的一次空襲把它炸得粉身碎骨,僅殘存下另一臺類似的機器Z4,扔在巴伐利亞鄉村農舍的地窖裏無人問津。 
  人們只是在戰後才得知,楚澤的繼電器計算機要比馬克1號提前3年來到人世,而且也是一種二進制方式的運算機器。楚澤不幸生在戰爭時期的德國,他的發明始終得不承認。希特勒戰敗後,楚澤輾轉流落到瑞士的鄉下,繼而轉向研究“計算機演算”理論。直到1962年,他才與美國科學家艾肯並列被肯定爲計算機發明人,得到了8個榮譽博士頭銜以及德國大十字勳章,並且活到85歲高齡,1995年12月才辭世。 
  其二所講的年代更早。那還是在1925年,美國麻省理工學院的布什(V.Bush)博士和他領導的小組,製造出一種模擬式的計算機。 
  所謂“模擬”,指的是布什的計算機是用齒輪轉動的角度來模擬計算結果。比如,最後那隻輪子轉動了30度角,那就意味着計算的值等於30,似乎與萊布尼茨的原始機器有些相似。如果不是這臺機器上裝有電動機,恐怕只能算是機械計算機。 
  布什博士當然不滿足。繼電器出現了,他立即想到用這些嗡嗡作響的東西改造他的機器;電子管面世了,他又想到必須給這臺機器裝上更先進的電子元件。就這樣,到了1942年,麻省理工學院的第二臺模擬計算機設計製造完畢並很快投入運行。布什研製計算機的本意是幫助求解微分方程式,機器果然很聽話,半個小時就解出了人工需一個星期才能算得的微分方程。這臺機器也是個“大傢伙”,自重達100噸,內部既有2000來個電子管,又安裝了數千只繼電器,密密麻麻的電線,若一根一根首尾相連起來,將要超過200英里。 
  與埃歷阿克的遭遇類似,模擬計算機當即被軍方徵用計算炮擊表,列爲戰時的機密。軍方發言人爲了迷惑敵人,多次散佈言論,在各種公開場合宣稱“麻省的工程師根本不可能真正製造出這種機器”。以上這些資料,同樣是戰後才公開披露。 
  更有人說道,最早使用電子管制造計算機者還大有人在。 
  說的是1973年10月19日,美國一家地方法院經過135次開庭審理,當衆宣佈一項判決書:“莫契利和埃克特沒有發明第一臺計算機,只是利用了阿坦那索夫發明中的構思。”理由是阿坦那索夫早在1941年,就把他對電子計算機的初步設想告訴過莫契利博士。 
  阿坦那索夫(J.V.Atanasoft)在二戰期間是衣阿華州立大學的數學物理教授,保加利亞裔的美國博士。1939年冬天的一個晚上,阿坦那索夫教授心情沮喪,設想中的計算機出現了難題,始終無法找到解決辦法,他只好驅車駛上高速公路,以便散心解個悶。他開着汽車一連跑了幾百英里,把車停靠伊裏諾伊州路旁小店前,獨酌獨飲起來。 
  兩杯酒下肚,靈感自天而降,他的腦海裏突然閃現出一星火花,引燃了一連串智慧的 
思緒。“夢裏尋他千百度,驀然回首”,邏輯電路、二進制碼、記憶元件……,計算機的 
結構在飯桌旁一一構思成熟。 他象阿基米德洗澡時發現浮力定律那般衝出飯館, 大聲喊 
着:“我發現了!”便匆匆發動汽車,掉頭返程。 
  阿坦那索夫“發現”的電子計算機,可以解出有30個未知數的方程,可他只申請到600美元的經費,僅能夠造一個部件。直到1942年,他纔在其研究生貝瑞(C.Berry)的協助下,裝配了著名的ABC計算機,ABC是“阿坦那索夫—貝瑞—計算機”三單詞的英文字頭,這臺機器用了300多個電子管,元件滿滿裝了幾大櫃子。 
  衣阿華大學沒有爲ABC計算機申請專利,所以到了70年代,製造商仍在爲爭奪發明權而打官司。美國地方法院判決的這一公案也不無道理,因爲埃歷阿克的發明者莫契利確實到衣阿華大學參觀過ABC電子計算機,從阿坦那索夫天才的思想裏受益匪淺。 
  最有趣最精彩的故事發生在英國。很多人傳說英國於1943年曾祕密製造出一臺專用電子計算機,這臺機器在曾經在第二次世界大戰裏建立過殊榮,有的史學家甚至認爲,它至少使二次大戰縮短了三年!這個傳聞涉及到英國最高級別的軍事機密。

12、“巨人”的祕密

在描寫二次世界大戰歐洲戰事的文章裏,往往可以看到“超級機密”的詞語,有關它的話題常常是躲躲閃閃,隱約其詞,甚至自相矛盾。 
  例如,有人講,英國當時擁有一種名叫“巨象”的祕密武器,專門用來對付德軍的一種“謎”。還有人說,這頭“巨象”的真名叫“巨人”,德軍的“謎”名曰“愛尼格瑪”,是一種軍用密碼機。連嚴肅的史學家們也得不到多少真實的資料,英國學者溫德博瑟寫了本《超級機密》,法國專家貝特蘭德出版的專著名曰《愛尼格瑪──1939年到1945年這場戰爭裏最大的謎》,當美國軍事史學家多伊奇覺得這些書尚不足以披露真情時,曾於1970年隻身闖進英國外交部,也只拿到了一紙空文,明明白白地寫着:“文件到了2015年才能解密”。 
  人們猜測,“巨人”或許就是一臺最早的電子計算機。然而,它是英國的超級機密,英國情報部門甚至規定,在機密使命結束後30年內,任何人不得走露絲毫消息,否則將以危害國家安全罪論處。於是,史學家們只得寫下許多可能涉及到“巨人”的戰爭故事,這裏不妨選取其中的一例。 
  1940年,當德軍鐵流突破法國馬奇諾防線,英國遠征軍敦刻爾克大撤退後,希特勒下令着手實施入侵英倫三島的“海獅”行動,要求德國空軍首先全殲英國皇家空軍。在德國空軍司令戈林看來,英軍的飛機只剩下不到700架,而他僅轟炸機就有1200架,加上攻擊機強擊機,德軍飛機數量至少三倍於英軍,而且飛行員大多是訓練有素的“禿鷹軍團”成員,英國佬肯定不是他們的對手。 
  “鷹日”戰鬥打響了。德國轟炸機亂轟轟升空,氣勢洶洶撲向英吉利海峽,攻擊機偷偷跟進,準備襲擊英軍飛機。然而,狡猾的英國佬似乎總是事先就知道德軍的行動,躲在半道上出其不意地發起攻擊,德軍損失慘重。9月15日,總攻打響,戈林讓前線的飛機傾巢而出襲擊倫敦,1100架“蝗蟲”遮天蔽日,還未飛出海峽,又遇英軍截擊,殘酷的空戰進行了整整一天,戈林的“禿鷹”遭到毀滅性的打擊。兩天後,希特勒只得決定無限期推遲“海獅行動”,處於劣勢的英國軍隊一舉扭轉了敗局。在這次“海獅行動”中,對戰局瞭如指掌的,不是戈林而是英國空軍司令道丁。道丁上將手裏真的拽着一張“王牌”,那就是佈雷契萊莊園的“超級機密”。 
  距倫敦西北約70公里,有處幽靜的莊園名號“佈雷契萊”,一幢維多利亞式的建築古色古香,深藏在茂密的樹叢中,鳥語花香,人跡罕至。戰爭打破了莊園的沉寂,不知從哪天開始,這裏悄悄聚集起越來越多的人,最多時竟達到萬人的規模,莊園裏漸漸佈滿了倉促修建的窩棚,又被人精心僞裝成一所簡易的戰地醫院。 
  佈雷契萊莊園的祕密名稱叫“政府密碼學校”,它的真實身份則是戰時英國的情報破譯中心。1萬2千名志願者,在這裏夜以繼日地工作,截獲、整理、破譯德國的軍事情報,當然主要是從空中監聽到的無線電通訊密碼,並把破譯的情報直接報送給英國最高指揮當局,甚至直接到達丘吉爾首相本人手裏。 
  這一大批志願人員來自英倫三島,三教九流,各色人等。其中不乏著名的科學家,例如英國數學家紐曼(M.Newman)教授等人;此外,還有語言學家、電器工程師、無線電行家等等,可謂人才濟濟。但是,更多的人則顯得稀奇古怪──有博物館長,有餐館跑堂,有銀行職員,甚至還有國際象棋冠軍和猜字謎的江湖藝人。在這兒,隨時都能碰到身着各色軍服的軍人,也經常能撞到着裝不倫不類的“老百姓”。幸運的是,在佈雷契萊的名冊裏,阿蘭·圖林(A.Turing)的大名也列在其中,人們都稱他“教授”,並不一定知道他的真名。 
  紐曼、圖林和佈雷契萊的破譯高手們,最感到頭痛的東西,首推德軍的那個愛尼格瑪。“愛尼格瑪”原文“Enigma”,是希臘文名詞,譯成中文就是“謎”,它是德軍各軍兵種正在使用的通信密碼機。愛尼格瑪原型是荷蘭人科赫發明的“祕密寫作機”,柏林的一位工程師買到專利後,把它改造成專用密碼機。 
  愛尼格瑪的結構堅固,便於攜帶,外表就像一臺老式打字機。但是,操縱者按下某個字母,比如A,它打出的可能是另外一個字母X。它的內部裝有若干只轉輪,只須調節一下轉輪的起點,瞬刻間輸出就發生改變,比如按下A可能打出是B,或者是C,或者是D。破密的關鍵是找出轉輪組合的規律,用術語說叫破譯“密鑰”。然而,據德軍情報官講,26個字母在愛尼格瑪中能被替代成8萬億個密文字母,如果改動接線,它的變化將超過2.5千萬億億!由於它的全身上下都充滿着“謎”,德軍不惜血本,爲部隊配備了10萬多部愛尼格瑪機,並宣稱“誰也不可能把它破解”。

13、二戰建奇勳 

佈雷契萊莊園當然不信德寇的邪說,他們把大約200名精幹人員集中在“3號棚”,四班輪換,24小時值守,專門對付德國的“斯芬克司之謎”。圖林則帶着副手、象棋冠軍亞歷山大,領導着“8號棚”,進行復雜的密碼分析。與戈德斯坦在阿貝丁試炮場的情況相似,在圖林的麾下,除了數學家和語言學家之外,也有100多名姑娘在從事機械方式的運算,她們被圖林善意地封爲“計算奴隸”。從這些棚屋裏報送的情報,屬於特殊的保密等級,也就是人們後來所指的“超級機密”。 
  可是,“超級”小組的人當時還沒有搞到“鑽透”愛尼格瑪的“金鋼鑽”。1939年7月,他們遇到了意外的驚喜。那是在德軍即將佔領波蘭的前夜,英國祕密情報部門的軍情6處處長孟希斯上校突然召見圖林等人,令他們立即隨同趕赴波蘭參加絕密會議。當孟希斯一行三人到達華沙市內的一間地下掩體後,迎接他們的波蘭密碼破譯局長急匆匆揭開桌上的蓋布。圖林簡直不敢相信自己的眼睛──他面前放着一架真正的愛尼格瑪密碼機。 
  波蘭同行介紹說,這架愛尼格瑪是波蘭的仿製品。在此之前,專家已經破解了部分“謎”,並且研製出一種叫“炸彈”的機器尋找電文密鑰。然而,要對付德軍在愛尼格瑪上進行的最新改進,至少需要60臺“炸彈”同時工作10小時,才能“炸”開一份情報。面對德寇即將入侵的嚴重局勢,波蘭想繼續開展這種複雜的破譯顯然力不從心。“英國是歐洲唯一能夠抵抗法西斯的國家,”波蘭局長深情地說,“我們把波蘭的祕密研究轉交給你們,它寄託着我們戰勝愛尼格瑪的最後希望!” 
  有了波蘭盟友的研究成果,回到佈雷契萊的阿蘭·圖林,向着法西斯德國的“謎”發起最後的衝刺。圖林首先用他天才的設想,使“炸彈”的威力增強了好幾倍。然後,他和其他人一起,開始設計的一種馬克1號很有相似之處的破譯機。這臺機器,主要用繼電器構成,據說也用了80個電子管,由光電閱讀器直接讀入密碼。圖林和他的戰友戲稱它是“羅賓遜”──英國人都知道,海斯·羅賓遜是傑出的漫畫家,以專門畫一些稀奇古怪的機器聞名。 
  1939年底,“羅賓遜”交由英國製表機公司製造完成,它長寬均爲8英尺左右,運行起來也咔嚓咔嚓地撞擊。它能以每秒2000字符的速度閱讀穿孔紙帶上的信息。人們至今還不清楚圖林究竟如何指揮他的機器工作,只大致猜想到“羅賓遜”能夠自動模擬愛尼格瑪的電路,從而找出破譯的密鑰。 
  在“海獅行動”中,德國空軍遭到沉重的打擊事出有因。有了“超級”的密報,德國飛機的一舉一動都逃不出“炸彈”和“羅賓遜”的利眼,它們還未飛離機場,英國空軍已爲它們安排好了葬身之地。可惜“羅賓遜”好景不長,德軍似乎很快有了警覺。與佈雷契萊相應的德國密碼破譯機構XB在1942年搞出了另一套更先進的“保密電傳打字機”,“羅賓遜”立刻變成了“聾子的耳朵”。 
  面對強敵挑戰,佈雷契萊莊園同仇敵愾,把目光準確地投向研製先進的電子管計算機。由於圖林在1942年被派往美國工作,紐曼和郵電部研究局工程師弗勞爾斯(H.Flowers)等人勇敢地承擔了設計和製造工作。1943年10月,佈雷契萊莊園造出第一部樣機,用1500個電子管取代繼電器,閱讀速度當即提高到每秒5000字符。自然,電子管裝置個頭肯定不會小,它的體積也佔滿三大衣櫃,與埃歷阿克相映成趣。由於它產生的熱量很大,因此有人建議操作員不要戴帽子,以免熱得汗流滿面。英國人把這臺電腦稱作“克勞塞斯”(Colossus),譯成中文就是“巨人”。據說,“巨人”在盟軍諾曼底登陸前又造成了一臺,以後的戰爭中還啓用過多部。 
  “巨人”登臺亮相,德軍丟盔棄甲。從1943年11月到1945年3月,佈雷契萊向英國和盟軍各級指揮部發出了4萬8千份“超級機密”電報,平均每小時就有四、五份,而他們每小時破譯的德國情報則超過了11份。在“巨人”的電報聲裏,德國潛艇的“海狼”行動被盟軍徹底粉碎,600餘艦隻永遠躺在海底,2萬餘衆官兵葬身魚腹。 
  “巨人”最傑出的表現是在“霸王行動”中。盟軍巧布迷魂陣,誘騙希特勒相信:盟軍登陸地點將選擇在加萊海峽,並非是諾曼底。“巨人”破譯的情報表明,希特勒的精銳部隊此時正守在加萊,嚴防子虛烏有的“巴頓第1集團軍羣”進犯。“巨人”還利用德軍的密碼,源源不斷地向希特勒傳去各種假情報。最後,當盟軍的幾大集團軍勝利會師時,司令官們拿着“巨人”分別拍給他們的電報,伸出拇指誇獎道:“我們靠的就是它!” 
  史學家們在回顧二戰史時講,這是戰爭史上前所未有的最成功的欺騙行動。當希特勒固守海岸的最後一線希望被徹底粉碎時,說“巨人”參戰改寫戰爭進程並不過份。 

14、璀燦雙子星 

人們根據馮·諾依曼創造的驚世偉業,交口讚譽他是“計算機之父”。可是他自己對此卻不以爲然。據擔任過他助手的物理學家弗蘭克爾介紹說,馮·諾依曼曾多次向別人堅決強調:如果不考慮巴貝奇、阿達和其他人早先提出的有關思想,計算機的基本概念只能屬於阿蘭·圖林! 
  正是馮·諾依曼本人,親手把“電腦之父”的桂冠轉戴在圖林頭上。這不僅表明馮·諾依曼具有謙虛的美德,而且許多史學家也都認真地講:“圖林纔是計算機之父”。直到現在,計算機界仍有個一年一度“圖林獎”,頒發給最優秀的電腦科學家,它就像“諾貝爾獎金”那樣,是電腦領域的最高榮譽。阿蘭·圖林究竟是怎樣的一個人物,值得電腦之父馮·諾依曼如此推崇呢? 
  阿蘭·圖林,1912年6月23日出生於英國倫敦一個書香門第的家庭。雖然他的祖父曾獲得劍橋大學數學榮譽學位,可他父親對數學望而生畏,甚至認爲要算出一個負數與負數相乘的結果,就已經超過了人類的理解能力。因此,阿蘭的家庭教育,並不能對他以後在數學方面的成就有多少幫助。 
  孩提時代的小阿蘭性格活潑好動。他母親回憶說,3歲那年,阿蘭進行了他在實驗方面的首次嘗試──把一個玩具木頭人的小胳膊小腿掰下來載到花園裏,想讓它們長成更多的木頭人。8歲時,阿蘭開始嘗試着寫一部科學著作,題名《關於一種顯微鏡》。這絕非天方夜譚式的神話,這個天才的小孩雖然連單詞都拼錯了許多,但畢竟寫得還像那麼回事。在書的開頭和結尾,阿蘭都用同一句話“首先你必須知道光是直的”前後呼應,但中間的內容很短很短,可謂短得破了科學著作的紀錄。 
  阿蘭很早就表現出科學的探究精神,他曾對母親講:“我似乎總想從最普通的東西中弄出些名堂。”就連與小夥伴打足球,他也只喜歡在場外當巡邊員,因爲這樣能夠有機會計算球飛出邊界的角度。他的老師認爲:“阿蘭的頭腦可以像袋鼠般地跳躍。” 
  能“跳躍”思維的圖林,1931年考入了劍橋皇家學院。大學畢業後留校任教,不到一年功夫,就發表了幾篇很有份量的數學論文,被選爲皇家學院的研究員,年僅22歲。爲此,圖林的母校宣佈放假半天以示慶賀,連當代數學泰斗羅素也來函邀請他講學。 
  1936年,倫敦權威的數學雜誌又收到圖林一篇論文。這篇論文後來永遠載入了計算機的發展史冊,照耀着現代電腦的前進方向。外行人看來,這篇論文──《論可計算數及其在判定問題中的應用》──似乎與電腦沒有什麼聯繫,然而,它確是闡明現代電腦原理的開山之作,因此,有人把論文的名稱改稱爲《理想計算機》。這篇論文裏論述了一種“圖林機”,與巴貝奇的作法截然相反,圖林的計算機完全是紙上談兵。“圖林機”的特點是隻要爲它編好程序,它就可以承擔其他機器能作的任何工作。當世界上還沒人提出通用計算機的概念前,圖林已經在理論上證明了它存在的可能性。 
  戰爭爆發使圖林暫時放下理論研究工作,在佈雷契萊莊園承擔“超級機密”研究。1945年,“教授”帶着大英帝國授予的榮譽勳章,被錄用爲泰丁頓國家物理研究所的高級研究員。由於有了佈雷契萊的實踐,阿蘭·圖林提交了一份“自動計算機”的設計方案,領導一批優秀的電子工程師,着手製造一種名叫ACE的新型電腦。1950年ACE電腦的樣機公開表演,被認爲是世界上最快最強有力的電子計算機之一。它大約用了800個電子管,成本約爲4萬英鎊。圖林在介紹ACE的存儲裝置時說:“它可以十分容易把一本小說中的10頁內容記住。”顯然,ACE比埃歷阿克的存儲器更先進。 
  1950年,圖林來到曼徹斯特大學任教,並被指定爲該大學自動計算機項目的負責人。就在這一年的10月,他的另一篇劃時代論文《機器能思考嗎》發表。這篇文章引來的驚雷,今天還在震撼着電腦的世紀,它使作者榮膺又一頂“父親”的桂冠──“人工智能之父”。 
  1954年,阿蘭就要跨進他人生的第42個年頭,風華正茂,年富力強,正處於生命最輝煌的創造巔峯期。6月8日清晨,阿蘭的女管家走進他的臥室,檯燈還亮着,牀頭櫃上有個蘋果,只吃了一小半。阿蘭安祥地沉睡在牀上,他永遠地睡着了,再也沒有醒來…… 
  聽了對圖林生平偉業的介紹後,一定會由衷地感到,“電腦父”馮·諾依曼認爲比他更年輕的阿蘭纔是“電腦父”,顯然是有充分理由的。好事者們紛紛傳說,二戰即將結束時,阿蘭在美國曾親自拜訪過馮·諾依曼。兩位“電腦的父親”爲共同“孩子”的成長和未來,數日徹夜長談。阿蘭講的是“圖林機”如何工作,而馮·諾依曼則談到“諾依曼機”的構造原理,兩顆“天皇巨星”在軌道上相遇,把黑暗的宇宙星空照耀得分外光明。這聽起來不像是虛構的故事,遺憾的是,當時的知情者中沒有人出來證明這個傳聞的真實性。

15、成功的預言 

世界上第一臺電子計算機究竟是埃歷阿克、ABC還是巨人?榮譽究竟屬於莫契利—埃克特、阿坦那索夫還是弗勞爾斯—紐曼?60年代初,有記者就此問題採訪了埃歷阿克的發明者埃克特博士。 
  那一天,埃克特博士笑容可鞠地迎候在辦公室門口,與來訪的《數據自動化》雜誌記者親切握手。他看上去已過不惑之年,頭上幾乎完全謝頂,但仍顯得那麼風度翩翩。他不像老搭襠莫契利那樣不修邊幅,總是穿戴得整整齊齊,服飾分外考究。 
  聽了記者的關於計算機的提問,埃克特博士略加思考, 隨即滔滔不絕,如數家珍地 
“侃”起來。“您的問題很有趣,”埃克特笑眯眯地說,“如果不發生二次大戰,如果沒有軍械部的資助,電子計算機究竟會不會被髮明出來呢?”他從抽屜裏取出一沓資料,指着其中的一頁接着說:“你看,最使我感到驚奇的是,埃歷阿克使用的部件,包括電子管等等,沒有一件不是在十幾年甚至幾十年前就發明出來,它本應該更早些被人造出。” 
  記者插話道:“能否請您講得更明確些?”“完全是需要,”埃克特加重語氣,“需 
要真是個奇怪的東西。我想,如果當年我們沒有先一步造出埃歷阿克,戰爭和科學的需要, 
也必定促使別人把它造出來!” 
  埃克特博士翻出一張舊照片,那是他與莫契利在另一臺計算機前的合影。沿着這個話 
題,他對記者講了又一則電子計算機的趣事。 
  那還是1948年,莫契利和埃克特告別了莫爾學院的講臺,在費城一個臨街的店堂裏自立門戶,創辦了“莫契利—埃克特”公司,經營不足兩年,他們的主要資助者在空難裏喪生。兩位發明家用光了錢,不得不任“莫—埃”公司被雷明頓·蘭德公司收買,但他倆仍然密切合作,爲蘭德公司研製更新式的計算機。 
  1952年下半年,美國朝野上下都在爲翌年大選緊張地忙碌。連任兩屆的杜魯門將軍不再參選,共和黨推舉出的總統候選人是62歲的艾森豪威爾將軍。將軍戎馬倥傯,在二戰裏曾指揮過盟軍諾曼底登陸,立下赫赫戰功,但解甲歸田後能否擔當總統重任,誰也拿不定把握。當時,新聞傳媒普遍看好民主黨的競選人──演說家阿德萊·史蒂文森,輿論似乎很有點一邊倒的意味。 
  這時,不知從那裏冒出一位陌生的“權威發言人”,他一口咬定,下屆美國總統非“艾克將軍”莫屬,而且所獲的選票將與史氏相差懸殊。“陌生人”的名字叫作“尤里瓦克”(UNIVAC),他的預測有憑有據,據說是用複雜的數學公式推導演算而出,非一般人的想象和估計可及也。有人刨根問底地打探,才得知這“尤里瓦克先生”的確非人,它是蘭德公司製造的一架機器,與著名的埃歷阿克計算機出自於相同發明人之手。 
  各種民意測驗的結果公佈了一遍又一遍,所有的證據似乎都顯示出艾、史雙方勢均力敵,人們都認爲尤里瓦克不過是新聞界譁衆取寵的把戲,因爲它預測的依據不過是百分之五的選票,根本不足爲據。哥倫比亞廣播電臺斷然拒絕報導預測結果,蘭德公司的頭頭們慌了手腳,命令工程師刪改尤里瓦克中的數據,以便與電視網空談家們保持一致。 
  誰知尤里瓦克“金口電言”,一語中的。第二年大選揭曉,艾森豪威爾大獲全勝,得票數超過對手五六倍。尤其奇妙的是,尤里瓦克預測艾克能獲得438票,而他實際得票爲442票,僅有不到百分之一的誤差。 
  哥倫比亞廣播電臺頓時來了個180度大轉彎,在晚間新聞裏把尤里瓦克“捧”上了天,著名節目主持人克朗凱特聲稱它是“無與倫比的電子大腦”。只有蘭德公司那位可憐的工程師羞羞答答地走進播音室,向聽衆承認他對電腦搞了些“小動作”,他本想讓尤里瓦克隨波逐流,結果反而弄巧成拙。預測的成功把尤里阿克推向了前所未有的萬衆囑目的地位,雷明頓·蘭德公司亦成了美國早期計算機制造行業最有實力的公司之一。 
  莫契利和埃克特再次聯袂造就的尤里瓦克,全稱是UNIVAC通用自動計算機,1951年6月14日正式移交給了美國人口統計局使用。這臺機器使用了5000個電子管,是第一代電子管計算機趨於成熟的標誌,總共服役了7萬多個小時才功德圓滿地引退。 
  於是,6月14日,這一極其普通的日子被隆重地載入了電腦的史冊,國際輿論通常認爲:這一天,標誌着人類社會從此進入了計算機時代!這是因爲自尤里瓦克始,電腦才最終走出科學家的實驗室,直接爲千百萬人民大衆的事業服務;人類才能自豪地宣稱,他們已經擁了有一件驚天地泣鬼神的神奇寶物!

16、父子兵上陣 

國外一位資深電腦專欄作家寫到:“談電腦,不能不談IBM。”更有人斷言:“電腦的歷史,就是IBM的歷史。”這些議論,雖然有失偏頗,但也不無幾分道理。IBM的歷史的確包含着電腦史的大半部。然而,本世紀50年代初,IBM幾乎被趕下電腦業的盟主寶座。 
  當時電腦業界風雲變換,第一代“克”字號電腦雨後春筍般出土。除了埃歷阿克和尤里瓦克,還有比納克、西雅克、強尼雅克……,至少有6臺帶“電子”頭銜的的機器令IBM董事長沃森如坐鍼氈。業務經理火上添油報告說:莫契利只憑一紙書面介紹,就從IBM手裏奪走了國情普查局、統計局等幾家最大的用戶。 
  在支持艾肯完成馬克1號後,沃森也曾讓IBM研製過一種所謂“最好、最新、最大的超級計算機”,同樣花了100萬美元。這臺機器屬於傳統與創新的“大雜燴”,萬餘支電子管和2萬多個繼電器極不協調地組裝在一起,全長足有120英尺。雖然設計者叫它“程序選擇式計算機”,內行們卻暗地稱它是“巨大的科技恐龍”,它的速度遠遠不能與全電子管組成的埃歷阿克和尤里瓦克匹敵。 
  沃森老了,他已是70多歲的高齡,變革對他來說力不從心。他手下那些高級工程師們也老了,他們中間幾乎沒有一人懂得電子計算機爲何物,爲了使“科技恐龍”夢想成真,總設計師只好跑到大學裏求助,僱來幾個剛畢業的小青年越俎代庖,因爲他們不知道如何安裝電子管這種新奇玩意。 
  那一日,老沃森正在對他的工程師發怒,一位青年人悄悄地走進來,他要向老沃森面陳背水一戰的韜略。這青年與沃森帶一樣禮帽,穿一式西裝,眼角眉梢一副模子鑄成,名字居然也叫托馬斯·沃森(T.Watson)。此人正是老沃森的大兒子、公司執行副總裁,人們稱他小沃森。 
  知子莫如父,老沃森對初出茅廬的年輕人,實在有些懸心吊膽。小沃森自己也承認,他過去是典型的花花公子,四處惹禍,讀中學先後換了3個學校,仍然有好幾門課不及格,大學時又染上酗酒惡習……總而言之,老沃森的記憶中,總有抹不掉的陰影。 
  小沃森看到父親怒氣稍退,輕聲道出他的設想:“IBM應該採取斷然行動了。我曾到賓州仔細地看過埃歷阿克,我們要搞出類似的機器,當務之急是招兵買馬,從全國招聘大量懂得電子技術的青年工程師。”老沃森問道:“你所說的是幾十人嗎?我呆在這裏就能辦到。”“不,至少要幾千人,IBM的工程師必須大換血,用金屬板敲成機器的時代一去不復返了。”老沃森點點頭,他默默地想:也許這小子講得有道理,讓他試試看吧。 
  小沃森受命於“危難”之中。他父親或許不知道,士別三日,當刮目相看。昔日的紈絝子,早已在戰爭熔爐裏重鑄了靈魂。小沃森在二戰的5年中,曾駕駛着轟炸機冒着槍林彈雨飛行長達2500小時,官至空軍中校軍銜。戰爭,使他學會了奮不顧身和勇往直前,也使他學會了運籌幃幄,學會了如何組織和團結部屬。 
  1950年5月,IBM開始跨越傳統。小沃森首先提拔公司僅有的麻省理工學院畢業的麥克道爾擔任研究主管,後者在短短數年之中,爲IBM網羅到近4千餘名朝氣蓬勃的青年工程師和技師。青年人提出了一項大膽的計劃:IBM應該製造一種具有全用途的科學計算機,僅設計和製造樣機需要300萬美元,整個計劃費用將是這個數目的三四倍! 
  這臺計劃中的機器就是IBM701的大型電腦。顯然,IBM面臨的變革是帶根本性的,他們將放棄穿孔卡,代以自己完全不熟悉的東西──真空管邏輯電路、磁芯存儲器和磁帶機。在小沃森眼裏,IBM701就像是他心愛的B-24轟炸機,他必須帶着他的新“機組”,衝出眼前的“狹谷”,奮力翱翔在藍天。 
  1953年悄然而至,第一臺IBM701運抵紐約,安裝在總部大樓的底層。4月7日,IBM公司的歷史揭開了新的一頁。老沃森使出渾身解數,請到150名頂尖的美國商界領袖和科學泰斗,公司總部大樓擠得水泄不通。在隆重的揭幕儀式上,人們看到了“電腦之父”馮·諾依曼、“晶體管之父”肖克利和“原子彈之父”奧本海默。奧本海默走上了講臺,在賀詞中,他把IBM701的研製成功稱作是“對人類極端智慧的貢獻”。 
  IBM701一炮打響,小沃森帶着原班人馬“殺”向更廣闊的市場。當年8月,他宣佈研製適用於會計作業的IBM702,50臺訂單紛至沓來。第二年,IBM650中型電腦接踵而至,以優越的性能和便宜的價格,再次贏得了用戶的青睞。這型機器,後來的銷售量竟達到千臺,捲起一陣陣“IBM旋風”。1956年美國大選,歷史驚人地重演:艾森豪威爾連選連任,史蒂文森再次敗北。可是,美國各州的選民,在電視上只看到IBM電腦報數計分,再也不見尤里瓦克的蹤影。 
  至此,電腦業第一輪激烈的爭奪戰,已讓IBM“父子兵”扭轉乾坤。有人恢諧地講:“電腦產業的歷史,從某種意義上講,就是大撤退的歷史。”一些早期涉足計算機的大小公司,被迫捲起鋪蓋打退堂鼓。大浪淘沙後,除了IBM外,美國本土只留下以雷明頓·蘭德公司爲首的7家小公司,實難與IBM抗衡。新聞傳媒想出了一個絕妙的比喻,戲稱美國電腦業是“IBM和七個小矮人”的童話故事。

17、聖誕獻厚禮 

1936年,在號稱“工程師的搖籃”的美國麻省理工學院,一位不速客悄悄推開了學生宿舍的房門。客人說他來自貝爾實驗室,大名叫做凱利。即將畢業的博士生肖克利(W.Shockley)吃了一驚,他久聞這位著名物理學家的大名。 
  “小夥子,願意來貝爾實驗室工作嗎?”凱利快人快語,毫不掩飾自己來“挖人”的意圖。肖克利怦然心動,在電子學方面,貝爾實驗室開展着世界上規模最大的基礎研究,發明專利的註冊達近萬項之多。肖克利太願意到貝爾實驗室工作了。畢業之後,他毫不遲疑地打點行裝,來到了新澤西州。 
  貝爾實驗室早就有另一位青年人,似乎在等着肖克利的到來,他的名字叫布拉頓(W.Brattain)。布拉頓先後取得過理學碩士和哲學博士學位,從1929年起就加盟貝爾實驗室。兩位青年志趣相投,一見如故。肖克利專攻理論物理,布拉頓則擅長實驗物理,知識結構相得益彰,大有相見恨晚的感覺。工作之餘,他們也常聚在一起“侃大山”。從貝爾電話上的繼電器,到弗萊明、德福雷斯特發明的真空管,凡是涉及到當時電子學中的熱門話題無話不談。直到有一天,肖克利講到一種“礦石”時,思想碰撞的火花終於引燃了“鏈式反應”。 
  肖克利激動地對布拉頓說,“有一類晶體礦石被人們稱爲半導體,比如鍺和硅等等,它們的導電性並不太好,但有一些很奇妙的特性,說不定哪天它們會影響到未來電子學的發展方向。”布拉頓心領神會,連連點頭。 
  如果不是第二次世界大戰爆發,肖克利和布拉頓或許更早就“挖掘”到什麼“珍寶”,然而,戰爭畢竟來臨了,肖克利和布萊頓先後被派往美國海軍部從事軍事方面的研究,剛剛開始的半導體研究課題遺憾地被戰火中斷。 
  1945年,戰火硝煙剛剛消散,肖克利一路風塵趕回貝爾,並帶來了另一位青年科學家巴丁(J.Bardeen)。肖克利向布拉頓介紹說,巴丁是普林斯頓大學的數學物理博士,擅長固體物理學。巴丁的到來,對肖、布的後續研究如虎添翼,他淵博的學識和固體物理學專長,恰好彌補了肖克利和布拉頓知識結構的不足。 
  貝爾實驗室迅速批准固體物理學項目上馬,凱利作爲決策者在任務書上籤了名。由肖克利領頭,布拉頓、巴丁等人組成的半導體小組,把目光盯住了那些特殊的“礦石”。肖克利首先提出了“場效應”半導體管實驗方案,然而首戰失利,他們並沒有發現預期的那種放大作用。 
  1947年的聖誕節即將來臨,一個細雨朦朦的星期二午後,布拉頓和巴丁不約而同走進實驗室。在此之前,在巴丁固體表面態理論的指導下,他倆幾乎接近了成功的邊緣。實驗表明,只要將兩根金屬絲的接觸點儘可能地靠近,就可能引起半導體放大電流的效果。但是,如何才能在晶體表面形成這種小於0.4毫米的觸點呢?布拉頓精湛的實驗技藝開始大顯神威。他平穩地用刀片在三角形金箔上劃了一道細痕,恰到好處地將頂角一分爲二,分別接上導線,隨即準確地壓進鍺晶體表面的選定部位。 
  電流表的指示清晰地顯示出,他們得到了一個有放大作用的新電子器件!布拉頓和巴丁興奮地大喊大叫起來,聞聲而至的肖克利也爲眼前的奇蹟感到格外振奮。布拉頓在筆記本上這樣寫道:“電壓增益100,功率增益40……,實驗演示日期1947年12月23日下午。”作爲見證者,肖克利在這本筆記上鄭重地簽了名。 
  布拉頓和巴丁終於在聖誕節的前夜創造出了世界上第一隻半導體放大器件,爲人類電子事業的發展獻上了一份豐厚的禮物。他們決定把這種器件命名爲“晶體管”。1948年,美國專利局批准了貝爾實驗室關於晶體管的發明專利。然而,專利書上的發明人只列着布拉頓和巴丁。肖克利看後,一笑置之,他毫不氣餒。在同伴成功的激勵下,肖克利快刀斬亂麻,一舉攻克晶體管中的另一座“堡壘”:他發明了一種“結型晶體管”,離布拉頓和巴丁發明“點接觸型晶體管”的時間僅隔一年。人們後來知道,結型晶體管纔是現代晶體管的始祖,它不僅預示着半導體技術的發展方向,而且是肖克利堅韌不拔的精神體現,以致有人恢諧地給它起了個綽號叫“肖克利堅持管”。 
  1948年7月1日,美國《紐約時報》用了8個句子的篇幅,簡短地公開了貝爾實驗室發明晶體管的消息。它就像8顆重磅炸彈,在全世界電子行業“引爆”出強烈的衝擊波,電子計算機終於大步跨進了第二代的門檻。1954年,貝爾實驗室乘熱打鐵,使用800支晶體管組裝成功人類有史以來第一臺晶體管計算機TRADIC。 
  1956年,肖克利、布拉頓和巴丁共同登上諾貝爾獎領獎臺。

18、單騎鬥巨人

1956年,其貌不揚的晶體管先聲奪人,大搖大擺闖進電子管的“幸福家園”,電腦業界風雲突變。IBM公司小沃森高瞻遠矚,策劃着IBM電腦換代的重大舉措,他宣佈說:“從10月1日起,我們將不再設計使用電子管的機器,所有的計算機都要實現晶體管化。” 
  三年後, IBM公司在它的電腦產品700系列後加上了一個0,全面推出晶體管化的7000 
系列電腦。 以晶體管爲主要器件的IBM7090型電腦,換下了誕生不過一年的IBM709電子管 
計算機,從1960年到1964年一直統治着科學計算的領域,並作爲第二代電子計算機的典型 
代表,被永遠載入電腦的史冊裏。 
  這是IBM的黃金季節, 它穩穩當當獨佔鰲頭,獨領風騷。它登上了美國《幸福》雜誌 
500家企業排行榜的榜首,霸佔着美國電腦三分之二以上的市場。它的企業標誌和商品標誌──IBM,三個英文大寫字母,每個字都由八根藍條拼成;它的銷售人員,一律着深藍色的西裝,內襯雪白的襯衫。藍色,襯托出IBM公司不可一世的輪廓,人們開始把它稱做“藍色巨人”。當“七個小矮人”唯“藍色巨人”的馬首是瞻之後,一枝獨秀的IBM,就再也沒有人敢站出來與之抗衡嗎? 
  “不! ”早在1953年的冬天,就在IBM實驗室大門外,有一位與小沃森差不多年齡的 
工程師,堅定地發誓說道:“我要在IBM的地盤上將IBM擊敗。”雖然那時,他只有孤身一 
人,而且幾乎是身無分文,他的大名叫肯·奧爾森(K.Olsen)。 
奧爾森是在麻省理工學院氛圍中成長的工程師,麻省理工學院的畢業生都把馮·諾依曼當做心中的偶象,希望成爲真正的電腦科學家。然而,奧爾森卻偏要“下海”,他決定告別學院的研究工作,創辦自己的電腦公司。 
  做出這個決定需要數十萬美元。1957年盛夏,31歲的奧爾森和夥伴安德森,鑽進萊剋星頓圖書館,從幾本工商管理方面的教科書中,“抄”回了一個“經營方案”。帶着剛學會的“經商知識”,他倆貿然來到一家風險投資公司申請貸款。就像當年艾肯隻身闖入IBM總部,向老沃森鼓吹馬克1號那樣,奧爾森也必須說服ARD投資公司的總經理多里奧特,他開門見山坦陳自己的打算。 
  “在我看來,您的公司編一份財務統計表或者花名冊什麼的,根本無需使用數百萬美 
元的大型電腦。 我們能造出一種比IBM更便宜的,由用戶們自己操作的小型計算機。我相 
信所有的人都可以與機器相互交流。世界上有許多非常重要的事情,其實是可以用非常簡 
單的方式解決的。” 
  多利奧特漸漸被奧爾森的設想迷住,不過他仍覺得面前兩位青年鋒茫太露,與藍色巨人IBM較勁可不是好玩的。“我可以爲你們籌集7萬元,不過嘛,”多利奧特慢條斯理地說,“你們不能用‘計算機’做企業名稱,董事會決不會相信,在通用電器公司那樣的巨頭都栽了跟頭的電腦行業,你們能搞出什麼名堂。” 
  奧爾森點頭答應了條件,1957年8月,他的公司──“數字設備公司”在波士頓以南一棟破爛不堪的廠房裏掛牌開張,企業名稱的英文縮寫是DEC,D是數字,E是設備而C是公司。奧爾森恪守了諾言,DEC招牌上沒有“計算機”的影子,以製造電子設備爲業,奧爾森把電腦夢深深藏進心底。一年後,這家僅12人的公司站住了腳根,賣出近10萬元的產品。 
  當DEC的羽翼漸豐後,他們悄悄開始了電腦研製。1959年,DEC的第一臺全晶體管電腦裝配完成。爲了不引起IBM的注意,奧爾森給它取名“程序數據處理機”,簡稱PDP-1。PDP-1的體積只有一臺冰箱大小,用戶可以從熒光屏上觀察到機器處理數據的全過程,它是市場上第一臺“有面孔”的計算機。 
  PDP-1型電腦在夾縫中成長, 一路順風賣出53臺,它使DEC銷售額直線上升,在第5個年頭就創造了650萬美元的奇蹟。1965年,當集成電路面世後,DEC公司不失時機地向全世界宣佈,它生產了一種價格最低、功能最強大的PDP-8型集成電路計算機。 
  人們開始理解到PDP-8帶來的信息。那一年,街上流行“迷你裙”,姑娘們爭相穿上短過膝蓋的裙子,活潑輕盈,顯得那麼嫵媚動人。新聞傳媒把PDP-8與IBM的大型電腦列在一起評頭論足後,戲稱它是“迷你機”。“迷你”(mini)即“小型”,這種機器,小巧玲瓏,長61釐米,寬48釐米,高26釐米;售價也只有1萬多美元。  報紙和雜誌一窩蜂登出評論文章,標題都是“小型計算機時代來臨”。其後,PDP被成千上萬家企業、學校和科研部門購買。到本世紀60年代末,DEC公司依託小型電腦正式崛起,並帶動了約70多家公司生產這類機器。由此,奧爾森獲得“小型機之父”的美譽。 
  整個七十年代,DEC公司集中力量開發PDP-11和VAX-11/780兩大系列小型機。隨着集成電路的發展,小型機大規模普及推廣,DEC公司的銷售額以平均年增36%的速度飛速增長。1987年,該公司成立的第30個年頭,它的年收入超過93億美元,利潤突破10億,員工達到12萬,成爲與IBM齊名的世界第二大電腦公司,達到輝煌的頂峯。

19、硅谷的誕生 

1939年1月1日,兩位大學畢業生在一間簡陋的汽車庫裏,以擲硬幣的辦法確定了創辦公司的名稱;50年後,這間車庫被確認爲美國加里福利亞州歷史文物──硅谷誕生地,它極大地影響了電腦發展的進程。 
  硅谷的誕生必須從斯坦福大學講起。這所已有100多年曆史的高等學府,當瑞典國王1984年訪問該校時,竟有10位仍健在的諾貝爾獎金獲得者與他合影。它是美國鐵路大王斯坦福爲紀念他早逝的獨子,斥巨資創辦的私立大學。 
  斯坦福當年置地5萬公頃,把校址選在了舊金山以南約50公里的聖克拉拉郡,以帕洛阿爾託小鎮爲中心,包括約20公里寬的一片狹長的谷地。那裏土地肥沃,氣候溫暖宜人,到處栽滿了果樹,最負盛名的特產是梅脯。 
  斯坦福大學著名教授中,人們都聽說過心理學家特曼的大名,卻不太清楚他有個名叫弗雷德·特曼(F.Terman)的兒子。小特曼自幼多病,在家養病時迷上了無線電,所以報考大學時順理成章地選擇了電器工程,因而沒有繼承父業。 
  弗雷德·特曼後來到麻省理工學院攻讀博士,導師就是那位發明模擬計算機的布什教授。布什一再向學生強調:大學不應該作爲專修學問的象牙塔,它要成爲開發和應用科技成果的大本營。畢業後的特曼回到斯坦福,被聘爲無線電教授,他爲人謙虛,說話低聲細語。學生們都說:特曼先生可能不是什麼偉大的科學發明家,但他確是天生的教書高手。 
  30年代末,受人尊敬的特曼教授出任斯坦福大學副校長,決心把布什的思想付諸實施,他大膽地作出決策:批租土地、吸引投資、轉讓技術、開發成果;他滿懷信心地幻想着:帕洛阿爾託梅樹叢中將萌生出一個高科技的“斯坦福工業園”。 
  在大學園區創辦企業,第一個“吃螃蟹”者是需要膽識的。特曼想到了自己的兩位得意門生,立即把他們叫到辦公室。 
  先進門的這位,瘦高的個子,緊接着進來的另一位,身高卻不到前者的肩膀。特曼對學生非常熟悉:矮個休利特(W.Hewllet),讀中學時就對無線電特別癡迷,曾把家裏的閣樓改裝成一座電臺;高個帕卡德(D.Packard),與休利特相識在斯坦福大學的橄欖球場,由於對無線電和體育的共同愛好,他們成了形影不離的摯友。目前,兩位好友都在邊幹研究邊讀碩士,是特曼爲他們安排的獎學金,他們也都選修了教授開設的電子學課程。 
  特曼對休利特說:“我記得你的碩士論文是《可變頻率振盪器的研究》,你能把它做出來嗎?”休利特回答道:“我早就製成了一臺樣機,成本只需55元……”帕卡德搶着過話頭說:“我到商店看過價格,類似的東西要賣到500元。我們正想找您商量,能否幫助推薦給某個廠家。” 
  特曼搖搖頭,意味深長地問道:“你們難道沒想過另外的出路?” 
  休利特看了看帕卡德,大着膽子對教授講:“我們是很想自己辦公司,但是,沒有開辦經費,也不知道您的意見。”特曼聽到此話,不禁大喜過望:“我就是想讓你倆帶頭闖路!至於錢嘛,我這裏還有一點,今後再想辦法。”
   特曼教授支援的開辦經費是538元。兩位青年回到帕卡特家,清理出一間汽車庫,掛出了“休利特—帕卡德”公司的招牌。公司名稱的英文縮寫,是兩人姓氏的第一個字母“HP”,中文譯作“惠普”。帕卡德新婚妻子露西爾不得不外出打工,爲這家“企業”提供微薄的生活費用。惠普公司製造的第一個產品──用電子管制作的音頻振盪器,恰好碰到迪斯尼公司拍攝動畫片急等着使用這種儀器,一下就賣出8臺。此後,他們又研製出電子計算器和其他產品,一發而不可收:1940年搬出了汽車庫;1942年建造公司第一座大樓;1951年銷售額即達到了550萬元。 
  特曼教授顯得比學生還要高興,他逢人便講惠普崛起的“神話”,向人們宣傳靠近大學辦企業的種種優勢。“去找休利特或者帕卡德談談吧,”特曼由衷地說,“以惠普爲榜樣,你們一定能迅速成功。” 
  功夫不負有心人,特曼精心播下的種子,不斷地發芽、開花、結果。1955年,已有7家公司前來辦廠,1960年增加到32家,到1965年斯坦福工業園區正式建立時,這裏已經集中了近70家高新技術企業,象衆星捧月般簇擁着斯坦福大學。 
  聖克拉拉谷的果園消失了,代之而起的,是一排排由玻璃和鋼鐵建造的不冒煙的工廠。現代化的建築羣依偎在青山之間,蛛網般的高速路連接着鳥語花香的羣山峽谷。到了本世紀80年代,這裏竟雲集了近3000家電子電腦企業,如果把諸如營銷、諮詢、公關、投資等行業算在內,這條狹長地帶的公司總數超過8000多個。 
  新聞記者興奮地寫道:“這裏的人遠遠不只是把沙子變成黃金,他們是在把沙子變成智能。”聖克拉拉谷成了舉世矚目的神奇土地,成了電腦發展的基地。由於這裏的企業,大都與硅晶體管和硅芯片關係密切,自1971年始,人們爲聖克拉拉谷換了一個響徹雲霄的美名──“硅谷”。 
  以538元起家的惠普公司,如今已是員工10萬、產品數千種、產值數十億的電子電腦跨國集團。80年代初,惠普曾以勇敢的姿態,第一個進軍中國大陸,率先建立起中國第一家合資企業。休利特和帕卡特沒有忘記恩師的提攜,他們向斯坦福大學捐款數百萬,一座現代化的“特曼大樓”拔地而起,人們都尊敬地稱特曼是“硅谷之父”。

20、天才“八叛逆”

1955年,發明晶體管的肖克利博士回到了故鄉聖克拉拉,正中特曼教授爲硅谷網羅天下英才之下懷:有了肖克利這棵“梧桐樹”,何愁引不到成羣的“鳳凰”來? 
  全世界電子科學界都焦急地關注着肖克利的行蹤。據說,300年前當牛頓宣佈準備在他的故鄉建一所工廠時,全世界的物理學界也是如此心態。果然,從硅谷的瞭望山傳來消息:肖克利半導體實驗室宣告成立。不久,因仰慕“晶體管之父”的大名,求職信像雪片般飛到肖克利辦公桌上。 
  第二年,以諾依斯(N.Noyce)、莫爾(G.Moore)爲首的八位青年科學家,陸續加盟肖克利實驗室,他們年齡全都在30歲以下,風華正茂,學有所成,正處在創造能力的巔峯。其中,有獲得雙博士學位者,有來自大公司的工程師,有著名大學的教授。肖克利慧眼識英才,青年人也都由衷地感到,今後要與肖克利一起,去改寫人類電子世紀的歷史。 
  這種感覺不久就得到驗證:當年11月,斯德哥爾摩打來長途電話,肖克利博士榮獲諾 
貝爾物理獎。年輕人簇擁着科學巨匠來到帕洛阿託,在該市最莊重的“黛娜木屋”酒家舉行慶典,用香檳酒爲他們的“領航員”慶賀。 
  29歲的諾依斯恭敬地向肖克利博士敬酒,他是八人之中的“長者”。在麻省理工學院取得固體物理學博士學位後,曾選擇了一家很小的公司任職,因爲只有在小公司裏,他纔可能獨當一面,既當科學家,又當企業家,從而得到了充分的鍛鍊。諾依斯可算是最堅定的“投奔者”。飛抵舊金山後所做的第一件事,就是傾囊爲自己購下住所,斷然決定永久定居,然後纔去晉見肖克利。什麼工作環境啊,條件啊,待遇啊,一概全不知曉。 
  其他七位青年,來硅谷的經歷與諾依斯大抵相似。招齊員工後,肖克利下令實驗室大量生產晶體管,要把成本降到每隻5分錢。然而,肖克利雖然雄心勃勃,但對管理卻一竅不通,把實驗室的生產指揮得一塌糊塗,全然聽不進別人的善意規勸。特曼後來評論說:“肖克利在才華橫溢的年輕人眼裏是非常有吸引力的人物,但他們又很難跟他共事。” 
  年輕人徹底地失望了:一年之中,實驗室沒有任何拿得出手的產品問世。1957年,八位青年中的七人偷偷聚在一起,瞞着肖克利商量“叛逃”的辦法。想來想去,決定自己創辦一家公司。可他們也都不懂生產管理,大家一致同意“策反”諾依斯,他看起來是唯一有點兒領導才能的人。沒料到諾依斯也早就萌生了“外心”。當八位青年聯名遞上辭職書的時候,肖克利不由得火冒三丈。 
  “你們簡直是一羣叛徒!”肖克利指着諾依斯的鼻子,怒不可遏。年輕人面面相覷,但還是義無反顧離開了他們的“伯樂”。這就是電腦史里人所共知的有關“八大叛徒”的趣談,不過,肖克利本人後來也改口把他們稱爲“八個天才的叛逆”。 
  肖克利實驗室因主要骨幹出走一蹶不整,1960年被收買,1968年徹底關門。實驗樓經過改造後,變成一家電子音響商店,出售着由肖克利發明卻不能由他製造的晶體管設備。肖克利博士本人“下海”未果,掉頭“上岸”,被斯坦福大學請去當榮譽教授。 
  諾依斯和另外七個“叛逆”並沒有“亡命天涯”,他們鐵了心,一定要在硅谷幹出個名堂。一家照相器材公司願意爲他們在硅谷投資辦實業,從事半導體的研究與開發。由於公司老闆名叫費爾柴爾德(Fairchild),中文直譯爲“仙童”,“八叛逆”新開張的這家公司被命名爲仙童半導體公司。 
  1957年10月,仙童公司也在瞭望山租下一間小屋,距離肖克利實驗室和惠普公司發跡的汽車庫差不多遠。“仙童”們商議要製造一種雙擴散基型晶體管,以便用硅來取代傳統的鍺材料,這是他們在肖克利實驗室尚未完成卻又不受肖克利重視的項目。諾依斯給夥伴們分了工,由赫爾尼和莫爾負責搞“擴散工藝”,而他自己帶着拉斯特專攻“平面照相技術”,其他的人也都各司其職。 
  在諾依斯精心運籌下,公司業務迅速發展,員工增加到了100多人。同時,一整套製造硅晶體管的平面處理技術也日趨成熟。赫爾尼是衆“仙童”中的佼佼者,他像變魔術一般把硅表面的氧化層擠壓到最大限度。諾依斯等人首創的晶體管制造方法也與衆不同,他們先在透明材料上繪好晶體管結構,然後用拍照片的辦法,把結構顯影在硅片表面氧化層上,腐蝕去掉不需要的圖形後,再把那些具有半導體性質的微粒擴散到硅片上。 
  氧化、照相、刻蝕、擴散,半導體平面處理技術彷彿爲“仙童”們打開了一扇奇妙的 
大門,他們突然看到了一個廣闊的空間:用這種方法既然能做一個晶體管,爲什麼不能在硅片上集成幾十個,幾百個,乃至成千上萬呢?1959年1月23日,諾依斯在日記裏詳細地記錄了這一閃光的設想。

21、同時的發明

肖克利發明的晶體管比起電子管來,確實是小得多,但是,隨着電腦功能越來越強,“個頭”也就越長越大。以一臺中型電腦爲例,幾十萬只晶體管加上電阻電容器,它的電子元件數已增長到數以百萬計。過去人們針對電子管列舉的種種弊端和責難,現在都統統加到晶體管的身上。歷史戲劇般地重演,肖克利回到大學講壇,晶體管走向了窮途末路。電腦的元件,又一次不可避免地面臨着歷史性變革。 
  就在仙童公司諾依斯等人還在大膽設想的時候,晶體管的集成化試驗卻已在德克薩斯儀器公司悄悄地進行。德克薩斯儀器公司簡稱TI公司,座落在美國南部德克薩斯州的達拉斯市。肖克利等人發明晶體管後,TI公司曾率先開發出第一臺全晶體管收音機。 
  1958年7月,達拉斯天氣炎熱,TI公司宣佈放一次長假,絕大多數員工興高采烈離開崗位。不一會兒,寬大的廠房裏,只剩下一位名叫基爾比(J.Kilby)的青年人。基爾比那年35歲,到TI公司任職不足兩個月,無權享受休假的樂趣。人去樓空,反而給他提供了思考和試驗的機會。 
  讀中學時,基爾比的父親期盼他能考上麻省理工學院,成爲優秀的電子工程師。考試的結果,成績一貫優秀的基爾比以3分之差落第,不得已進入伊利諾伊大學就讀。然而,好學者無論在哪裏都能找到智慧的源泉,工程師也不一定非得在“搖籃”裏造就。酷愛電子學的基爾比,從英國科學家達默的思想裏發現了“新大陸”。早在1952年,達默就曾指出,由半導體構成的晶體管,完全可以把它們組裝在一塊平板上而去掉之間的連線,半導體甚至也可以構成電阻器電容器等等。基爾比暗自思忖,別看晶體管很小,其中真正起作用的,只是很小的晶體,尺寸不到百分之一毫米,而無用的支架、管殼卻佔去多數體積。 
  基爾比曾在一家小型實驗室幹了10年,搞過晶體管助聽器和其他電子工藝,積累了豐富的實踐經驗。TI公司目前交給他的任務是把許多單獨的晶體管擠進很小的空間,爲軍方製作一種“微模組件”。基爾比想,與其煞費苦心裝配那些晶體管,何不動手直接在小平板上製作它們呢?現在,機會似乎來了。 
  基爾比原來設想用硅材料製作電路,但TI公司沒有這種合適的硅片,他只得改用鍺材料進行實驗。終於,他成功地在一塊鍺片上形成了若干個晶體管、電阻和電容,並用熱焊的方法用極細的導線互連起來。世界上第一塊“集成”的固體電路就誕生在這塊微小的平板上,在不超過4平方毫米的面積上,基爾比大約集成了20餘個元件。 
  1959年2月6日, 基爾比向美國專利局申報專利, 這種由元件組合的微型固體被叫做“半導體集成電路”,是一種用於無線電設備的“振盪器”。 
  巧合得很,當基爾比遠在達拉斯孤軍作戰的時候,硅谷的“仙童”們也走到了研製集成電路的邊緣。當基爾比發明集成電路的消息從達拉斯傳到硅谷,諾依斯不禁驚訝萬分,他當即召集衆“仙童”商議對策。基爾比感到爲難的問題,比如硅材料問題,在硅片上進行兩次擴散和導線互相連接問題等等,正是仙童公司的拿手好戲。諾依斯提出可以用蒸發沉積金屬的方法代替熱焊接導線,這是解決元件相互連接的最佳途徑。仙童公司開始奮起疾追。1959年7月30日,他們也向美國專利局申請了發明專利,時間比基爾比晚了半年。於是,兩家公司爲爭奪集成電路的發明權打起了官司。 
  其實,在集成電路的製造技術上,諾依斯與基爾比的方法並不相同。1966年,基爾比和諾依斯同時被富蘭克林學會授予巴蘭丁獎章,基爾比被譽爲“第一塊集成電路的發明家”而諾依斯被譽爲“提出了適合於工業生產的集成電路理論”的人。1969年,法院最後的判決下達,也從法律上實際承認了集成電路是一項同時的發明,基爾比和諾依斯的大名並列着寫進了電子和電腦的發展史冊。集成電路開始着手導演電腦的第三代歷史。1961年,德克薩斯儀器公司與美國空軍合作,僅用了不到9個月,研製成功第一臺用集成電路組裝的計算機。該機共有587塊集成電路,重不過300克,體積不到100立方厘米,功率只有16瓦。 
  有趣的是,“八個天才叛逆”創建的仙童公司,在硅谷裏演出了又一出“大叛逃”的喜劇。以赫爾尼爲首的4人首先出走,創辦阿內爾科公司,據說,赫爾尼後來手創的新公司達12家之多;其他人也先後出走,創辦過多家半導體公司。仙童公司當之無愧是硅谷的“西點軍校”,硅谷裏的半導體公司,半數以上是仙童公司的直接或間接後裔。

22、五十億“賭注”

1995年,美國獎金額最高的科學獎──鮑爾科學獎,首次授予一位計算機科學家,北卡羅萊納大學的布魯克斯教授,自60年代起,他就被人們稱爲“IBM360之父”。然而,史書上記載“IBM360之父”,還有另一位電腦專家阿姆達爾(J.Amdahl)。用集成電路製作的IBM360大型電腦系統,在電腦發展史上的確有其特殊的地位。 
  本世紀60年代初,IBM公司總裁小沃森已接近“知天命”的年齡,駕駛IBM這艘巨大的航船,責任心和使命感沉重地壓在心頭。面對電腦業界激烈的競爭,一個新的設想在他腦海裏醞釀成熟,他讓祕書召來公司的副總裁利爾森。 
  小沃森下達的指令是研製由集成電路組成的系列電腦,儘早淘汰過時的晶體管機器。利爾森馬上組建了一個工程師委員會研究新機器方案。幾經研討,委員會無法取得共識,兩個月過去後,方案還沒有理出頭緒。利爾森對委員們發火了:“你們統統給我搬進旅館,搞不出方案誰也不許回家!” 
  利爾森派車把工程師們送到康涅狄克州,“關進”一家汽車旅店裏。1961年12月28日,一份長達8頁紙的報告完成,黑體標題醒目地寫着“IBM360系統電子計算機”。新電腦系統用360爲名,表示一圈360度。既代表着360電腦從工商業到科學界的全方位應用,也表示IBM的宗旨:爲用戶全方位服務。利爾森粗略估算出需要的費用:研製經費5億,生產設備投資10億,推銷和租賃墊支35億──360計劃總共需要投資50個億!要知道,美國研製第一顆原子彈的“曼哈頓工程”也才用了20億美元。 
  美國的新聞界驚呆了。《幸福》雜誌的通欄標題是:“IBM的50億元大賭博!”小沃森自己也承認,這是他一生中所做的“一項最大、最富冒險的決策”。下一步是爲360物色技術設計的主帥。主管設計工程的總負責人正是布魯克斯,他曾在超級計算機上開發出第一個交互式操作的系統,使用戶在擊鍵時就能同時看到屏幕顯示,他還提出過許多現代電腦體系結構新概念。布魯克斯負責協調4個小組的工作,其中3個小組都由阿姆達爾博士領導。阿姆達爾博士當時年方40歲,IBM公司的最後一種電子管計算機IBM709就出自他的手筆;其後,他又受命擔任過第一臺全晶體管電腦IBM7030的設計師。 
  利爾森、布魯克斯和阿姆達爾等人,多次就360系統技術問題進行商討。最後,他們提出了一種全新的思路──IBM360必須是一種“兼容性”的產品。兼容性將意味着,儘管360系統電腦在型號上有巨大區別,但它們都必須能夠用相同的方式處理相同的指令,享用相同的軟件,配置相同的磁盤機、磁帶機和打印機,而且能夠相互連接在一起工作。當時,僅IBM公司的晶體管電腦就有7個種類20多個型號,軟件和外部設備都不能互換使用,給用戶帶來極大的不便。“兼容性”是一個偉大的觀念變革,它給現代電腦發展帶來的技術進步,至今還在發揮巨大作用。 
  研製360電腦的第一個難題,是IBM必須自己製造集成電路,因爲他們買不到現成的芯片。以前建造一所新工廠,對IBM來說根本不在話下。但是,新建一個集成電路製造廠,生產環境要求極爲苛刻,車間裏不能有一點灰塵,簡直就像建造一間大型的外科手術室,成本超過普通廠房的四、五倍。研製360電腦最大的障礙還是軟件。爲了讓軟件能適用於所有的電腦,必須編制幾百萬條電腦指令。投入編寫程序的軟件工程師越來越多,最後多達2000人,使軟件開發的費用超過了硬件即電腦機器本身。巨大的開支,連小沃森也感到震驚。他在一次晚間會議上開玩笑說道: 
  “幾個月前,IBM在360軟件上的預算是4000萬。昨天我問利爾森,你究竟需要多少錢?他告訴我要花5000萬。今天下午,就在這個會議室裏,我又問到軟件開發負責人,他回答說至少要6000萬纔夠。看來,只要我不停地問下去,IBM就太不可能爲諸位發工資了。” 
  玩笑歸玩笑,IBM花在360電腦軟件上的鉅額費用,總共超過了5億之巨! 
  1964年4月7日,歷經4個年頭的風風雨雨,就在老沃森創建公司的50週年之際,IBM公 
司50億元的“大賭博”爲它贏到了360系統電腦。IBM360,共有6個型號的大、中、小型電腦和44種新式的配套設備,整整齊齊排放在寬大的廳堂裏。從功能較弱的360/51型小型機,到功能超過51型500倍的360/91型大型機,都是清一色的“兼容機”。 
  又是一個新時代的來臨,IBM360標誌着第三代電腦正式登上了歷史舞臺。爲了慶祝它的誕生,IBM公司分別在美國63個城市和14個國家舉行記者招待會,全世界有近萬人蒞臨盛會。在紐約,小沃森親自租用一輛專列火車,率領着200多名記者,浩浩蕩蕩開往IBM波基普西的實驗室。他向全世界莊重宣佈:“這是本公司自成立以來最重要的劃時代產品。” 
  5年之內,IBM360共售出32300臺,創造了電子計算機銷售中的奇蹟。不久後,與360電腦兼容的IBM370機接踵而至,其中最高檔的370/168機型,運算速度已達到每秒250萬次。

23、巨型克雷機 

IBM的前任董事長小沃森生前曾經感慨道,在他掌管IBM的那些年頭,競爭者中有個像“咬不動的胡桃”似的電腦公司,始終讓他耿耿於懷。就在巨型機的“戰場”上,IBM曾敗給了這家銷售總額僅有其1/15的對手。 
  巨型機又叫超級電腦、超大型機,它在電腦的家族中,以運算速度最高、系統規模最大、具有最高一級的處理能力得名。巨型機主要用於國防科研、航空航天、氣象預報等需要高速處理海量數據的領域,有人戲稱它們是“數據吞噬機”。巨型機雖然功能強大,但結構複雜,耗資巨大,研製起來實屬不易。 
  50年代末,美國原子能委員會急需一種超級電腦,要求速度比當時最好的計算機高出兩個數量級,洛斯阿拉莫斯核武器實驗室自然而然直奔IBM而來。IBM爲這臺電腦取名Stretch,意爲“擴展”新技術的機器。小沃森保證說:“擴展”電腦的速度一定會比IBM現有的機器快100倍。 
  然而,1961年,當第一臺Stretch電腦運抵洛斯阿拉莫斯時,它沒有能達到最初的設計要求,速度只有原設想的60%。IBM只得把“擴展”機價格從1350萬元降低到800萬,只能收回成本。“擴展”型機器共生產了5臺,又造成2000多萬美元虧損。藍色巨人初次涉足巨型機領域,就陷入了進退維谷的困境,令其他電腦製造商心存餘悸,躊躇不敢上前。 
  1960年,一家剛成立三年的小小電腦公司,卻打算從IBM手中接過美國原子能委員會的委託書,涉身於萬難之險的超級電腦領域。這家名曰“控制數據公司”的電腦新秀,英文縮寫CDC,由威廉·諾瑞斯發起創建。諾瑞斯本人是位學者,1957年他帶着蘭德公司的一撥電腦工程師出走自立門戶,正是奧爾森掛出DEC招牌準備涉足小型機的同一年度。 
  跟着諾瑞斯打天下的工程師之中,有一位名叫西蒙·克雷(S.Cray)的博士,畢業於明尼蘇達大學,年僅31歲,領銜擔任了CDC公司的總設計師。面對IBM咄咄逼人的360計劃,他爲CDC制定的創業韜略,是避實就虛,在藍色巨人新近受挫的領域打開局面。 
  “明知山有虎,偏向虎山行”。控制數據公司根據克雷的判斷,專門建立了巨型機研究所。然而,勢單力薄的CDC,能夠集中的全部兵力僅有區區34人,其中15位工程師,4位程序員。他們的資歷淺薄,連克雷在內,亦只有2位博士。 
  克雷抱定“背水一戰”的決心,帶着這30餘勇士“隱入”威斯康星州的密林深處。整整四載春來冬去,他們謝絕一切社交往來,夜以繼日地埋頭於繪製圖紙,製作零件,組裝機器。連著名的學術團體要爲克雷頒發獎章,他也願不拋頭露面。爲此,電腦界給克雷博士取了一個綽號──“密林隱士”。 
  1963年8月,控制數據公司搶在IBM360之前,出人意料地宣佈第一臺超級電腦CDC6600研製成功。這種電腦的研製費只用了700萬,功能卻比IBM的“擴展”電腦強大三倍,運算速度達每秒300萬次。克雷手中並沒有掌握更先進的元件,他在這臺機器裏第一次對諾依曼機方案作出重大改進,巧妙地採用一臺中央處理器和10臺外圍處理器“並行”工作,就像一羣螞蟻圍着大骨頭啃,啃出了巨型機的速度。 
  IBM“朝野” 上下一片震驚。 小沃森向公司高層領導發出備忘錄, 他激動地寫道:“我們是一個資金、人員十分雄厚的大企業,我實在難以理解,IBM爲什麼不能在超級電腦中領先一步?要知道,控制數據公司的研製班子,總共才34人,還包括一位看門人。”這份後來被人加上《看門人備忘錄》標題的資料,一語道破了IBM的沮喪心境。
  1969年,“密林隱士”又乘勢推出改進的CDC7600巨型機,歐美各國的訂單紛至沓來。於是,在整個60年代,控制數據公司獨霸巨型機市場,從一無所有成長爲年銷售額6千萬的大企業。強大的IBM很長時間都沒能搞成超級電腦,最後連小沃森也不得不承認:“在這個領域裏,IBM無法與CDC抗衡”,再一次“退避三舍”。 
  1972年,“巨型機之父”克雷告別控制數據公司,獨創一家以自己名字命名的“克雷研究公司”,專攻巨型電腦。1975年,享譽全球的超級電腦“克雷1號”(CRAY-1)在他手裏完成。1985年,他又推出功能更強的“克雷2號”(CRAY-2),首次安裝在美國國家航天局,模擬航天飛機的風洞實驗。到了80年代,後來居上的克雷公司,售出的巨型機佔到全世界巨型機總數的70%。 
  克雷1號實現了當時電腦絕無僅有的超高速──它可持續保持每秒1億次運算,相當於IBM370電腦的40倍。 克雷2號的速度更上一層,其最大能力可達每秒12億次。相對於它們的功能而言, 克雷機是出人意外的小巧玲瓏。例如克雷1號,它看上去就像一套開口的沙發圈椅,沙發靠背矗立着12個一人高的“大衣櫥”,佔地不到7平方米,重量不超過5噸。在那些“大衣櫥”裏,克雷1號總共安裝了大約35萬塊集成電路。 
  超級電腦畢竟有它“超級”的一面──克雷1號的耗電量高達115千瓦,與埃歷阿克相差無幾。要不是足智多謀的克雷想出了用老式冰箱冷卻管道的方法解決降溫,克雷1號散發的熱量一準會把地板燒個大洞。克雷2號對散熱的要求更高,走了三次彎路後,克雷最後把它的外殼整個充滿液體氟化碳,才取得理想的冷卻效果。 
  1989年,由於意見分歧,克雷退出了克雷研究公司,又成立了另一家“克雷計算機公司”,集中精力研製他的“克雷4號”(Cray-4)。這型機器計劃採用64臺處理器並行處理,速度將達到每秒1280億次。奇怪的是,沒有克雷的克雷研究公司,反而繼續保持着興旺發達;而有克雷的克雷計算機公司,卻因技術上的決策失誤陷入了困境。克雷開始犯錯誤的年齡是60歲,在計算機領域,不要說花甲之年的老人,就連“知天命”年齡的人也可能最不知道什麼是“天命”。1996年10月5日,滿懷着對“克雷4號”機的期待和無奈,71歲高齡的“巨型機之父”克雷博士,逝世於車禍造成的腦外傷。 
  沒有克雷的克雷研究公司仍然繼續着克雷博士未竟的事業,努力製造所謂“終極計算機”。1996年12月,就在“克雷1號”來到洛斯阿拉莫斯20週年之際,該公司選擇了與圖形電腦領域的巨頭SGI公司合併的發展戰略,集兩家公司的技術實力,研製出一臺具有256臺處理器的超級電腦,並且再次安裝在美國國家實驗室,他們計劃在1999年把這個系統的處理器提高爲4096臺,運算速度達到30000億次。而美國能源部則宣佈,它在下一個10年的目標,是研製出每秒鐘進行1 000 000億次的巨型計算機系統,聽來讓人大有不可思議的感慨。

24、爆發超新星 

IBM號稱巨人,竟在巨型機領域敗在小小的控制數據公司CDC手下。在小型機領域,“霸主”DEC公司的“後院”也曾“起火”,絕非一直風平浪靜。 
  本世紀60年代末,DEC公司因開發小型電腦迅速崛起,贏得“小型機的IBM”雅稱。奧爾森親手拉開小型機時代的帷幕,把PDP-8託上星空,萬萬想不到,一顆名叫“Nova”的星座突然爆發,成爲PDP-8的“伴星”爭相輝映。 
  Nova是天文學的名詞,中文譯作“新星”。一顆肉眼看不見,誰也沒有去注意的星,突然間大放光明,在一二天內亮度急劇增加幾萬倍到幾十萬倍,這就是新星。 
  有一本由數字設備公司出版的介紹公司技術史的書籍寫到: “PDP-8型計算機確立了小型電腦概念,爲DEC帶來滾滾財源。”然而,這本書沒有提及PDP-8的設計師之一,當時年僅20餘歲的德·卡斯特羅。 
  卡斯特羅1960年從洛威爾大學畢業後應聘來到DEC公司,正好成爲公司的第100名員工。他參加過早期PDP-5型電腦的研製,又提出開發新機器的主意,理所當然,應該成爲PDP-8型電腦的主設計師。然而,在奧爾森眼裏,卡斯特羅是個愛惹麻煩的工程師,經常不遵守工作規程辦事,總喜歡標新立異。部門負責人勸奧爾森說:“讓他試試吧,我們睜一隻眼閉一隻眼算了。”奧爾森雖然勉強同意,但還是給他派來一位頂頭上司,以防這匹“野馬”脫繮。 
  卡斯特羅,以及他麾下設計小組的另外幾名工程師,越來越感到憋氣。新電腦PDP-8經他們親手完成後,爲DEC公司創利120%,沒有得到應有的讚賞和鼓勵。與此相反,奧爾森又拒絕了卡斯特羅提出的另一項研究計劃,着實傷透了他的心。 
  卡斯特羅一氣之下,憤然出走,他還帶走了伯卡特、索格等三人。這些青年工程師決心自己開辦公司,在DEC的後院“燒”它一把“火”。 
  1968年4月,卡斯特羅一行四人來到麻省的小鎮哈德遜,租下一間美容院的舊房子。哈德遜緊靠着DEC所在地梅納德市,他們鐵下心來,要與奧爾森“針尖對麥芒”大幹一場。新公司註冊的名字也不要有“電腦”二字,你叫“數字設備公司”,我就叫“通用數據公司”;你的英文縮寫是DEC,我的英文縮寫就是DGC,只差一個字母。 
  通用數據公司當然也搞小型機。1969年,卡斯特羅推出了一個小型電腦系列,名字就是Nova。新星電腦融合了集成電路芯片技術的最新成果,與數字設備公司的PDP系列相比,它的電路板較大,所用的集成塊多,而其他零件少。一位用戶看了機器後曾評價道:“Nova機的成功在於它的結構緊湊。”於是,DGC公司第一年就賣出200顆“新星”,從而成功地打進DEC的一統天下,成爲1969年最紅火的新公司。 
  對卡斯特羅最感惱火的還數奧爾森。在他看來,擅自離職而去唱對臺戲簡直就是犯罪。在他召開的大小會議上,奧爾森多次預言:“新星不過是顆盲目運行的流星,它會突然出現也會突然消失。”他要求銷售經理們通知DEC的客戶提防“流星”的竄入。 
  哪裏知道,奧爾森的用心良苦反而助長了新星的“升空” 。一位老客戶跑來問道:“請告訴我,通用數據公司在哪裏,要不然我們如何防範它呢?”另一位老相識也打來電話詢問:“你們知道DGC的電話號碼是多少,要不我們怎麼才能不撥那個號碼呢?”顧客們然後紛紛涌向哈德遜小鎮,對卡斯特羅說:“奧爾森說你們人很壞,機器也不好,我們特地來看個究竟。” 
  通用數據公司的新星Nova終於爆發了。Nova300、Nova800、Nova1000……,到1979年,卡斯特羅的小型電腦銷售數超過7萬臺,利潤每年增長45%,並擠進了美國最大的500家企業行列, 雖然剛好名列第500名。 
  兩家毗鄰的小型電腦的企業,苦苦爭鬥了10多年,直到80年代初,奧爾森的DEC公司纔好不容易掙出困境,再次領先於卡斯特羅的DGC公司。

25、王安的悲劇 

  本世紀70年代,與DEC和Nova小型機齊名的王安小型電腦,尤其是以小型電腦爲基礎的王安文字處理機,曾經在第三代電腦史冊裏寫下過輝煌的一頁;而王安博士,這位聞名美國電腦業界的“龍的傳人”,也曾經以中國人的天才智慧,發明了電腦磁芯存儲器,使自己的名字列於美國發明家紀念館,成爲繼愛迪生等人之後的第69位大發明家,並獲得美國“總統自由勳章”的殊榮。 
  早在1948年,發明馬克1號計算機的艾肯博士慧眼識英才,把研製新型存儲器的任務交給了來哈佛計算機實驗室工作剛三天的王安。艾肯查閱過王安的履歷:年僅28歲,中國上海交通大學的高材生;1945年留學哈佛,從讀碩士到獲得博士學位僅用了16個月,在哈佛求學期間,時刻關注着計算機發展的王安就知道,當時存儲器採用的都是效率極低的水銀延遲線裝置。他曾在圖書館讀到過一篇介紹德國人研製軟磁性材料的報道,這也許能爲存儲器的發展開闢新的道路。以後三週時間,王安把自己關在實驗室,潛心探索磁性材料,終於用鐵氧體制成了一種直徑不到1毫米的小磁芯。王安發明的磁芯,引起了電腦存儲器的一場革命,統治了存儲器領域將近20餘年。 
  巨大社會反響促使着王安把自己的發明轉化成科技商品。1951年6月,王安懷揣僅有的600美元積蓄,挈妻攜子,堅定不移跳進了“商海”。他在波士頓南區一間租來的小房間門上掛出了手寫的招牌,實驗室宣告開業,內部僅有一桌、一椅、一部電話,僱了一位推銷員,只有一種磁芯產品,是王安自己用電烙鐵加工而成。年底一盤存,他高興得合不攏嘴,“公司”賺了約3千美元,雖然這贏利還不及他在哈佛大學任職年薪的1/3。 
  1952年,IBM公司購買了磁芯的專利使用權,使王安有了一筆啓動資金。1955年,王安實驗室更名爲王安電腦有限公司,毅然決定下馬傳統產品磁芯的生產,根據用戶的需要開發供科技人員使用的LOCI對數計算器和300系列可編程計算器。由於功能齊全,價格便宜,大受用戶歡迎。1967年,公司股票首次上市,被股民們普遍看好,40萬股票幾個小時即搶購一空,使公司的資產總值升值爲近8000萬美元。 
  不久,王安派出去考察市場的調研人員,向他彙報了一個被人忽略的事實:所有辦公室的文祕人員,僅有的“固定資產”是不值幾百元的打字機,其工作效率低下與任務繁重之間形成鮮明的反差。於是,“文字處理電腦”的構想在王安的頭腦中逐漸成熟,他召集柯布勞、莫洛斯等高手迅速設計開發,並於1975年首次推出了世界上第一臺具有編輯、檢索等功能的新型文字處理機。以往稱王安企業爲“電腦公司”的新聞界一反常態,紛紛改口叫它“文字處理公司”,因爲從白宮總統辦公室到各州州長辦公室都競相使用這種機器。 
  王安公司憑藉文字處理機的業績不斷擴大戰果,1976年,王安把他的總部搬到了羅威爾市,建造了一個現代化的計算機製造廠,設計生產VS電腦系列產品,其中,VS300小型電腦是市場暢銷的搶手貨。此時,他的公司已在100多個國家和地區設立製造、銷售產品和售後服務的分支機構,成爲一家舉世矚目的跨國電腦產業集團,員工超過3萬人,營業額高達30億美元,實力已經能夠與電腦巨人IBM分庭抗禮。 
  1984年2月間,美國各大商業報紙上刊登出一則電腦廣告:“請讓我們試一試,我們就會在閣下的訂單上把IBM一風吹走!”這表明,“大膽妄爲”的王安公司公開向藍色巨人“下戰表”。然而。當王安決定“興兵討伐”的時候,審時度勢的結果,卻作出“不與IBM的PC機兼容”的決策,這真是“一着不慎,滿盤皆輸”。 
  王安的戰略失誤是致命的。到80年代後期,由於IBM和衆多兼容機廠商衆星捧月,PC機和軟件標準化已成大勢所趨,不可逆轉。當電腦網絡熱潮席捲而來時,王安的微電腦卻因不兼容被排斥於各種網絡之外,更使他的公司欲哭無淚。此時,公司早已是危機四伏,虧損額業高達4億美元。就在公司處於最危難的時刻,王安博士卻無法繼續堅持,他親眼目睹了公司一蹶不整的全過程,終於在1990年3月24日,因癌症搶救無效,在痛苦中走完了人生最後的歷程。 
  還在王安病重住院期間,他的兒子王列等人曾先後接任王安公司總裁,但王列缺乏管理公司的才能,面對殘局,終歸無力迴天。1992年8月18日,王安電腦公司正式向美國聯邦法院申請破產保護,似乎走到了盡頭。誰也不曾料想,破產保護后王安公司,居然臥薪嚐膽第二次創業,他們重新聚集在圖希、塞拉蒂等電腦精英手下,揚長避短,集中全力開發軟件產品,並果斷地裁減冗員2萬餘。經過短短一年的勵精圖治,幾乎還清了絕大部分債務,於1993年9月21日宣佈脫離破產保護。截止到1996年6月底,美國王安電腦公司的年銷售額又達到了11億美元,這家宣佈破產的公司已經奇蹟般地東山再起。 
  王安公司的興衰真像一篇傳奇故事,人們是不會以成敗論英雄的。

26、英特爾創業 

1968年,集成電路發明人諾依斯站在瞭望山眺望硅谷,仙童公司漂亮的廠房在薄霧籠罩中越來越模糊。在這家由他親手創建的高技術公司裏,“八叛逆”們大都已經出走自立門戶。諾依斯想起了激勵自己奮發圖新的一句箴言:“任何一次革新都必須保持樂觀,沒有樂觀精神,就難以離開安穩,去尋求變化和冒險。”他毅然決定脫離已經無法大顯身手的“仙童”,已過不惑之年的諾依斯又重新回到了創業的起點。 
  紅花雖好,還需綠葉扶持,諾依斯早就在仙童公司裏物色了兩位創業夥伴, 其中之一是名列“八叛逆”的莫爾。莫爾早年畢業於加州理工學院,是仙童公司受人尊敬的科學家,才華出衆。另一位是在仙童公司從事經營管理的安迪·格羅夫(A.Grove),原籍匈牙利,初來美國時連《紐約時報》上的大標題都讀不全,全憑着堅強的毅力,在三年內讀完紐約城市大學,接着又拿下加州大學博士學位。 
  硅谷的人們一致公認:諾依斯—格羅夫—莫爾,真是創業班子的“天合之作”。諾依斯是公司的“臉面”,他最能吸引和團結人才,組織推動商業行銷。格羅夫果斷幹練,具有“鐵石心腸”,做事雷厲風行,擅長於管理和鞭策下屬。莫爾天生一個科學家的頭腦,又善於運籌幃幄,公司的技術核心非他莫屬。於是,這一最佳人才組合的創業小組,構成了新公司的“三駕馬車”。三位創業者精心商議,最後決定採納莫爾的建議,把新公司取名爲“英特爾”,五個英文字母INTEL寓意着“集成電子”。 
  憑藉諾依斯的名聲,要籌集創辦新企業的款項是輕而易舉的。他曾經說道,他只需花半小時就能籌到資金。那一天,諾依斯來到硅谷著名風險資本家阿瑟·羅克的辦公室,提出準備新辦公司的設想。羅克隨即拿起了電話, 連續撥通了幾個號碼,然後回過頭說道:“250萬,夠了吧?”諾依斯低頭看看錶,時間也就是30分來鍾。 
  “集成電子公司”自然必須研製和生產集成電路。英特爾公司沒費多少周折,就在仙童公司附近借到了一座舊樓房並租來了機器。諾依斯說:“讓我們對準當今最先進的技術掃描,看看哪些技術最有成效,最行得通。”分析的結果,英特爾公司決定首先上的項目,是半導體集成電路存儲器。電腦內部的存儲器,即馮·諾依曼用來儲存程序的記憶裝置,從王安的磁芯開始,經由英特爾公司的技術創新也跨進了一個新紀元。1969年春,這家剛成立不到一年的小企業,首創了全球第一顆雙極性集成電路存儲芯片──64比特存儲器3101;1970年,他們又研製出第一顆金屬氧化物半導體(MOS)存儲芯片1101,容量擴大到256比特。同年,代號爲1103的動態隨機存儲器(DRAM)問世,宣告了老式磁芯存儲器的死亡。 
  英特爾公司對集成電路情有獨鍾的原因,除了因諾依斯等人是發明者之外,還因爲莫爾博士曾作過一個天才的預言。1965年,莫爾以3頁紙的短小篇幅,發表了一篇奇特的論文,這是迄今爲止整個半導體發展史上意義最深遠的論文。在這篇論文裏,莫爾天才地預言說:集成電路上能被集成的晶體管數目,將會以每18個月翻一番的速度穩定增長,並在今後數十年內保持着這種勢頭。打個比方講:50年代末,在一塊芯片上可以做一個電路,好比聖克拉拉鎮的一條小路。60年代,同樣大小的芯片可以容納下鎮內某個街區的大片面積。70年代,聖克拉拉這座城市的市政地圖都能裝進這塊芯片裏。80年代中期,芯片裏包容的面積將擴展到舊金山地區所有城鎮。80年代末期,在這塊芯片裏描繪的已經是整個北美大陸的地圖。到了90年代,如果還用地圖來比喻由晶體管等元件組成的電路,則硅芯片“吞吐”的將是全世界所有鄉村和城市。而這塊硅芯片的大小,穿上“外套”像塊指甲片,內部體積與碗豆粒兒差不多。 
  莫爾博士所作的預言,因集成電路近40年的發展歷史而得以證明,成爲電腦界聞名遐邇的“莫爾定律”。只是到了現在,“莫爾定律”的有效性才快要走到了盡頭。因爲小小芯片的面積畢竟有限,一旦元件數量增加使體積小到了原子那般尺寸,就不可能再繼續縮微了。1995年,莫爾本人再次發表預言說:他發現的定律最終將會失效,人們需要尋找更先進的技術方法或材料。 
  70年代初,當集成了數千個元件以上的芯片開始被稱爲“大規模集成電路”時,第四代電腦就快要粉墨登場了。

27、芯片計算機

    衆所周知,所謂286、386、486個人電腦等名稱的起源,在於它們採用了英特爾公司研製的微處理器X86系列芯片286、386和486。然而,這種以數字爲電腦命名的奇特現象,卻來源於霍夫博士等人發明的世界上第一個微處理器芯片──4004。霍夫也因此以“二次大戰以來最有影響的7位科學家之一”身份,入選美國國家發明榮譽展廳,與在科學領域作出偉大貢獻的愛迪生等120人同列在一起。霍夫的發明引來了浪潮滾滾的計算機革命。 
  1968年,應諾依斯的懇切邀請,斯坦福大學助理研究員馬西安·霍夫(M.Hoff)加盟英特爾,成爲這家剛剛開張的高技術公司第12名員工,年僅31歲。他被指派爲英特爾公司應用研究的經理後,莫爾交給他的第一項重任,是代表英特爾與日本一家名曰“商業通訊公司”合作研製一套可編程臺式計算器。
    日本人帶來了自己的設計資料,英特爾只承擔芯片材料等方面的輔助任務。霍夫認真研究了圖紙,發現這種簡單的計算器竟然要安裝約十塊左右的集成電路芯片。他向合作者提議減少芯片的數目,但被日本人冷冷地拒絕了。諾依斯得知霍夫的處境,不斷鼓勵他,支持他按自己的想法去改進設計。 
  霍夫把自己關在實驗室裏潛心思考,他的實驗室十分狹窄,只有一臺DEC公司生產的PDP-8小型電腦。三個月來,霍夫把日本人方案的優劣翻來覆去地琢磨。他後來對人講,他始終“保持孩子般的天真好奇,總對一種東西爲什麼會以某種方式工作,或者把兩樣東西放在一起會發生什麼感到驚奇”。或許,就是這種“天真”使他突發奇想。霍夫猛地打開筆記本,奮筆疾書。他寫道:“完全可以把日本人的設計壓縮成三塊集成電路芯片,其中最關鍵的是中央處理器芯片,把所有的邏輯電路集成在一起;另外兩片則分別用作儲存程序和儲存數據。” 
  這種把“兩樣甚至更多的東西放在一起”的設想,讓霍夫萌生了微處理器的新觀念。莫爾對此首先表示讚許,並給他派來麥卓爾(S.Mazor)當助手。湊巧得很,仙童公司的芯片設計專家費根(F.Faggin)“跳槽”轉到英特爾,也加入到研製組,爲霍夫設計的芯片畫出了線路圖。芯片圖紙讓霍夫十分滿意,口口聲聲稱讚它是一份“乾淨利落的藍圖”。 
  1971年1月,霍夫研製小組終於製成了能夠實際工作的微處理器。在大約12平方毫米的芯片上,共集成了2250個晶體管。英特爾的廣告介紹說,它只比一枝鉛筆尖稍大一點,在半隻火柴盒面積大小的硅片上,可以容納下48個微型的中央處理器!微處理器的體積如此之微小,但是每塊芯片卻包含着一臺大型電腦所具有的運算功能和邏輯電路,比埃歷阿克的計算能力還要強大得多。從埃歷阿克到4004只有25年,在歷史的長河中只是一瞬間,埃歷阿克電腦佔地170平方米,而微處理器僅僅佔地……,它還能用“佔地”來描述嗎? 
  1971年11月15日,英特爾公司決定在《電子新聞》雜誌上刊登一則廣告,向全世界公佈微處理器,並據此聲稱“一個集成電子新紀元已經來臨”。這一天,就是微處理器正式誕生的紀念日,它意味着電腦的中央處理器(CPU)已經縮微成一塊集成電路,意味着“一塊芯片上的計算機”誕生。 
  不久,英特爾公司另一種型號的微處理器8008研製成功。緊接着,在少許改進後,又推出最成功的微處理器8080,這種芯片及其仿製品後來共賣掉數以百萬計。隨着銷售量的增大,它的價格也從最初每塊360美元迅速降低到3元錢就可以買回。對此,英特爾公司的銷售部經理恢諧地提出了一個“吉爾貝克定律”,作爲“莫爾定律”的補充:“每一種芯片的單價最後都要降到只有5美元,除了那些賣不到5美元的芯片之外。”在價格方面,不到5美元的8080,比起埃歷阿克的40萬巨資來,確實讓人瞠目結舌。 
  在英特爾公司的帶動下,1975年,摩托羅拉公司也宣佈推出8位微處理器6800。1976年,曾經爲霍夫畫出“乾淨利落芯片圖紙”的費根,在硅谷組建了ZILOG公司,同時宣佈研製成功8位微處理器Z-80。於是,70年代後期,8080、6800和Z-80微處理器形成了三足鼎立的局面。 


28、“牛郎星”升空

    1974年12月,美國《大衆電子》雜誌一反常態,把翌年一月號的刊物提前投放在各書報攤點,用最引人注目的大字標題發佈消息:“世界第一套微型電腦組件挑戰所有種類的商業電腦!”這臺所謂微型電腦組件名叫“Altair8800”,即銀河系裏那顆明亮的星座“牛郎星”。
  “牛郎星”的發明人愛德華·羅伯茨(E.Roberts)是位電腦愛好者,身高約有1米9,精力充沛,性格倔強。60年代從海軍陸戰隊退役後,他就在新墨西哥州阿爾伯克基市開了一家小小公司,叫作“微型儀器與自動測量系統公司”,簡稱MITS公司,專門製作和銷售臺式計算器,生意做得十分紅火。不料到了1974年,擁有集成電路發明權的德州儀器公司(TI),以雄厚的實力大舉“進犯”計算器市場。羅伯茨哪是TI的對手,削價競爭不幾天就敗下陣來,直滑到破產的邊緣,欠下了25萬美元的債務。 
  無可奈何之中,羅伯茨把目光投向了英特爾公司研製的8080微處理器,想用它來裝配一種專供業餘愛好者試驗的計算機,以挽救瀕臨倒閉的公司。他以每塊75美元的價格向英特爾購到8080微處理器和其他元件,一面突擊組裝樣機,一面派員與新聞媒介聯絡。恰好《大衆電子》在過去數月裏一直在尋找獨家新聞,編輯所羅門主動上門觀看了羅伯茨的設計方案,感到這是一個有可能吸引讀者的話題。 
  回到家裏,所羅門還在想着羅伯茨的計劃。從報紙的角度看,這臺尚在襁褓的電腦還缺乏一個響亮的名字。想着想着,他忍不住向他的女兒徵求意見:“一種新的電腦叫什麼名字最能引起你的注意呢?”所羅門的女兒才12歲,正在津津有味地觀看電視,而電視裏恰好在播放科幻片《星球大戰》,她隨口便答:“牛郎星。”因爲電視裏的宇宙飛船正向牛郎星飛去。於是,羅伯茨的電腦就這樣稀裏糊塗地被命了名。 
  然而,好事多磨。羅伯茨好不容易裝配成功的第一臺樣機,在郵寄給所羅門的途中莫名其妙地不知所終。雜誌已經排了版,十萬火急地等着封面的照片,要搶在聖誕節前發行。MITS公司已絕無可能立即重裝第二臺,萬般無奈,羅伯茨只好把一個僅有儀表外殼的機器重新寄出,《大衆電子》上刊登的正是“空殼電腦”的“玉照”,簡直就是“僞劣產品廣告”,把百萬讀者都矇在鼓裏。 
  誰知“牛郎星”的反應出人意外,定貨單立即像雪片般紛飛而來,隨之而至的,當然還有羅伯茨日夜盼望的轉帳支票。MITS公司得救了,救星正是“牛郎星”──世界上第一臺用微處理器裝配的微型計算機。 
  根據雜誌介紹,阿爾泰勉勉強強算是一臺電腦。在金屬製成的小盒內,羅伯茨裝進兩塊集成電路,一塊即英特爾的8080微處理器芯片,另一塊是存儲器芯片,最初僅有256B容量,後來才增加爲4KB。既無可輸入數據的鍵盤,也沒有顯示計算結果的“面孔”。插上電源後,使用者需要用手按下面板上的8個開關,把二進制數“0”或“1”輸進機器。計算完成後,面板上的幾排小燈泡忽明忽滅,就像軍艦用燈光發信號那樣表示輸出的結果。 
  “牛郎星”誕生時的模樣實在不敢恭維,它完全無法與IBM360、PDP-8或者“新星”等大、中、小各種電腦相比,更像是簡單的遊戲機。然而,它也有上述所有機器不可比擬的優點──體積小,小到只能以“微型”相稱;價格低,低到羅伯茨只標價每臺397元。 
  別看《大衆電子》吹得天花亂墜,當時所有的計算機企業誰都不屑一顧,這種簡易的機器,充其量供大學生當玩具。如果你的公司想用電腦處理業務,捧回一臺阿爾泰,便會發現它確實沒有多大用途。奇怪的是,僅在1975年,阿爾泰公司就賣出了它所能生產的全部“牛郎星”,共計2000臺機器,比羅伯茨最樂觀估計的800臺翻了一番還超過。 
  2000臺“牛郎星”大都走進美國一些家庭的汽車庫;它們的購買者,大都是些初出校門的青年學生。就在這些汽車庫裏,“牛郎星”引來成羣的喜鵲搭就彩橋,終於呼喚出“織女”下凡,織就了電腦世紀的萬紫千紅。 
  人們現在普遍認爲,“牛郎星”正是微型電腦的“開山鼻祖”。由於霍夫發明的微處理器必須配上存儲器和其它外圍設備才能組成計算機系統,或許當時正牌的電腦製造公司對它心存疑慮,直到三年後,以微處理器爲心臟的微型電腦才“千呼萬喚始出來”。

29、微軟樹大旗

    1975年,羅伯茨因發明第一臺微電腦“牛郎星”大獲成功。《大衆電子》曾在宣傳中說,“牛郎星”將面向普通用戶,採用最簡便的BASIC語言編程。然而,它的存儲器只有4K,專家們都認爲難以支持BASIC,羅伯茨手中根本沒有這種軟件。 
  那一日,羅伯茨突然接到一個電話,聲稱自己是西雅圖市的交通數據公司,可以爲牛郎星電腦開發出BASIC語言,並詢問他是否有興趣。 
  羅伯茨豈止是有興趣,如果有誰真能做成這件事,那“牛郎星”就不再是件玩具,它將成爲一臺名符其實的個人計算機。一個星期後,羅伯茨又接到一封正式的信函,信中說他們已經做成了軟件。羅伯茨當即按信裏提供的地址打去電話,可對方答覆說那兒是西雅圖市的湖邊中學。羅伯茨搖搖頭,心想這一定是哪個調皮學生的惡作劇,正準備作罷時,子虛烏有的公司又打來長途。這一回,羅伯茨不客氣了,他惱怒地大聲嚷道:“如果你們真有BASIC軟件,那就勞駕送到MITS,我保證在阿爾伯克基機場恭候!”他本想激出對方的真情,哪知電話傳來肯定的答覆:“完全可以,三週後,請您到機場接站。” 
  三週後,羅伯茨接到的竟然是一個乳臭未乾的大孩子。來者說他叫保羅·艾倫(P.Allen),全權代表他的夥伴比爾·蓋茨(B.Gates)。此時此刻,比爾·蓋茨正在遠隔千里的波士頓哈佛大學校園,忐忑不安地等待着消息。 
  這位比爾·蓋茨,戴着大鏡片的眼鏡,一副娃娃臉,只是個不到19歲的大學生。他生於西雅圖一位律師和一位教師組成的家庭,家教良好,但絕無與電腦有關的遺傳因子。1969年,他就讀的湖邊中學引入一套PDP-10小型電腦終端,用電線連接着電傳打字機,並按使用時間付費。比爾在這臺電傳機上做起他的“軟件夢”,同時也結識了比他高兩年級的保羅·艾倫。兩人共同在電腦上寫出一個“井字棋”遊戲,玩得好不開心。小傢伙們終日迷戀電腦的後果,使學校付不起昂貴的費用,不得已對他們的上機次數進行嚴格限制。 
  無電腦可玩,比爾和保羅實在技癢難忍。翻箱倒櫃湊齊360元錢,捧回一塊英特爾生產的微處理器8008芯片,設想做一臺記錄分析交通情況的小裝置。就這樣,西雅圖出現了一家由兩個中學生組成的“交通數據公司”。這種灰色盒子裏纏滿電線的小玩意,不知爲何被好幾個州的交通部門看中,爲此他們真的淨賺了近2萬元。直到後來,比爾·蓋茨考上了哈佛大學法律專業,仍對電腦情有獨鍾。 
  1974年12月一個寒冷的冬天,保羅在路邊報亭上偶爾發現了元月號《大衆電子》配發“牛郎星”照片,興匆匆找到已經考入哈佛大學的比爾·蓋茨。“千載難逢的機會到了,”他對比爾嚷道,“我們可以爲它編寫BASIC語言。”比爾·蓋茨受到感染,靈機一動想出了好主意,他對保羅說:“我們可以用學校的PDP-10機開發一種模擬‘牛郎星’的程序,然後向BASIC衝擊!”接下來,兩人侃出了軟件框架並初步分了工。保羅負責編寫模擬程序,比爾則主攻BASIC解釋程序。兩個不知天高地厚的少年,當他們通過電話向羅伯茨拍胸保證三週交貨的時候,所謂BASIC軟件還只是憑空想象而已。 
  好在無論是模擬還是解釋程序,對兩人都不陌生。保羅的工作必須先行,他不到兩週就幹完了模擬程序。比爾·蓋茨面對的難題更多,他整整寫了8000行的機器語言程序,又千方百計地精練壓縮,設法使它能裝進牛郎星電腦狹小的“身軀”。然而,越是臨近完工,他們就越是緊張,畢竟沒有一臺真正的“牛郎星”,編寫的程序能不能在微型電腦上運行,誰也不敢打包票。直到最後把保羅送上了飛機,比爾·蓋茨的心仍不踏實。 
  顯然,跟隨羅伯茨來到MITS的開發實驗室的保羅更加緊張。當他終於第一次看到了真實的“牛郎星”時,立即就把帶來的程序紙帶送進電腦的讀帶裝置,心已經提到了喉嚨口。時間一分一秒地過去,讀帶機還在“咔咔”地“吃”進紙帶,這幾分鐘就像是過了好幾年。突然,電傳打字機輕輕地動作了一下,打印紙上印出了“READY”,標誌着電腦做好了準備。保羅猛地轉過身,雙手抱住羅伯茨的肩膀:“牛郎星現在有了BASIC!”他馬上寫了一段模擬阿波羅飛船登月的程序,交給羅伯茨打孔輸入,程序果然十分準確地運行出結果。這大概是世界上第一臺微電腦第一次真正的應用。 
  不久,羅伯茨開着他那輛藍色貨車巡迴美國各大城市,爲牛郎星電腦搖旗吶喊。在他的手裏,如今有了一件最能吸引觀衆的法寶──買一部“牛郎星”電腦,可配上一位“織女”──BASIC軟件,引來各界人士紛紛解囊。到1980年爲止,這種軟件竟賣出了100萬套。 
  在BASIC軟件成功的鼓舞下,比爾·蓋茨毅然從哈佛大學退學,於1975年7月在阿爾伯克基豎起了微軟公司的大旗。公司簡稱MS,連同保羅和他自己,一共6員大將,專門從事微型電腦的軟件開發。比爾·蓋茨爲公司制定了奮鬥目標:“每一個家庭每一張桌上都有一部微型電腦運行着微軟的程序!” 

30、微電腦先鋒

    與第一臺電子計算機埃歷阿克的命運相似,1974年面世的“牛郎星”能否作爲世界上第一臺微電腦被載入史冊,人們似乎也存在着分歧。 
  擁有微處理器發明權的英特爾公司,難道自己不會組裝微電腦,非得羅伯茨來越俎代庖嗎?事實上,早在1972年,英特爾公司組建的“開發系統小組”就曾以8080作爲微處理器,設計出最早的一代微電腦,比“牛郎星”的誕生提前了2年。奇怪的是,他們把這種電腦命名爲“藍箱子”,全然沒有認識到自已創造了又一個“吉尼斯紀錄”。 
  “藍箱子”電腦是英特爾配套於微處理器銷售的一種工具。由於“開發系統小組”的工程師們大多設計過小型電腦,所以“藍箱子”電腦使用了小型機上的許多技術,有自己特殊的總線,也有專用的操作系統軟件。英特爾把這種機器定位於“幫助用戶輔助開發微處理器”,價位也定得較高。當時的電腦業界誰也沒有“微型電腦”的概念,因而都把“藍箱子”看作某種新的小型電腦,英特爾也爲自己能躋身於“第七大小型機公司”而沾沾自喜,錯失了獨佔微電腦產業鰲頭的良機。對於這一點,英特爾公司華裔副總裁虞有澄博士曾感嘆地說:“如果當時在經營策略上略作調整,也許後來全球個人電腦產業的發展,會因此而改寫。” 
  與“藍箱子”誕生大體相同的年代,以首創複印機聞名於世的美國施樂公司,在硅谷的帕洛阿託市創辦了一所帕洛阿託研究中心(PARC)。施樂公司提供了非常優厚的研究經費,吸引了100多位科學家前往工作。PARC希望自己的研究人員儘量發揮出想象力和創造力,並不限制他們的研究方向。這些世界一流的電腦專家們斜躺在鋪着麻袋的地板上,四周放滿了黑板,幻想着電腦未來的發展方向。他們中間的佼佼者阿倫·凱博士於1972年首創Smalltalk語言,提出了圖形用戶界面的新概念,爲13年後微軟公司的WINDOWS誕生鋪平了道路。有關資料介紹說,Smalltalk語言的測試是在一臺名叫阿託(Alto)的微電腦上進行的,Alto即代表着帕洛阿託研究中心。阿託電腦的操作系統以位元映射爲基礎,並率先採用鼠標器操作,比“牛郎星”的功能強大得多。 
  遺憾的是,施樂公司沒有及時把科研成果轉化爲商品,僅把它停留在實驗室階段。直到1977年決定推出阿託電腦時,仍把價位定在2~3萬美元,無法面向廣大民衆。PARC的天才人物於是紛紛“跳槽”,他們帶着“視窗”、“圖標”、“鼠標器”等嶄新的概念出走,有的成爲微軟公司視窗軟件的設計主筆,有的爲蘋果公司成就了麥金塔(Mac)電腦;也有的自立門戶,創立諸如3Com、Adobe等公司,成爲網絡系統或桌面排版印刷系統的始作俑者。 
  “藍箱子”和阿託電腦都沿襲了傳統電腦的營銷策略,它們沒能夠引起更大的反響。應該說,真正稱得上拉開新時代帷幕的微型電腦只有“牛郎星”。 
  羅伯茨把“牛郎星”定位在青年“電腦迷”身上,無意之中引發了一場真正的革命。自這種電腦問世後,美國出現了一個電腦業餘愛好者購買散件,在家庭汽車庫裏組裝微電腦的熱潮。這些狂熱的青年人還在斯坦福大學校園裏,自發組織了一個“自家釀造計算機俱樂部”,相互交流在車庫裏組裝電腦的經驗。在第一次聚會後的幾個月內,就有75%的會員設計出自己的微型電腦。不久後,這些電腦迷們又紛紛以汽車庫爲基地開始創業,把“自家釀造”的電腦推向市場。這種狀況,正如1976年哈佛商學院高才生納爾遜所概括的那樣:他們發動了一場解放計算機的運動。 
  “解放計算機!”納爾遜大聲疾呼,“計算機安放在有空調的房間裏,只爲那些高級專業人員佔有的狀況已不復存在。讓我們去掉計算機的神祕色彩,計算機屬於全人類!”當納爾遜在亞特蘭大桃樹廣場飯店作這場著名講演的時候,從“電腦迷”的汽車庫裏走出的企業已經爲市場提供了約200個品牌的微型計算機,較有名氣的有克羅門科公司和柯摩多爾公司的微電腦,以及坦迪公司的微電腦TRS80。 
  克羅門科公司是斯坦福大學兩個畢業生梅倫和加蘭創辦的企業,名稱源於他們居住的學生宿舍。克羅門科電腦採用的是英特爾的8085微處理器;柯摩多爾公司則倚仗爲摩托羅拉公司開發出6800芯片的佩德博士之力,把它的微電腦命名爲“柯摩多爾—佩特”。可笑的是,“柯摩多爾”譯爲“海軍准將”,“佩特”則譯爲“寵物”。TRS80微電腦採用的是Zilog公司的Z-80芯片,據說是由一位推銷員“釀造”而成。這些早期的8位機器,作爲第一代微電腦的開路先鋒,爲推動“計算機解放”立下了汗馬功勞。 

31、遊戲機溯源

    無論是資深的計算機編程高手,還是入門級的電腦“發燒友”,誰能說他從未玩過電腦遊戲?國外的報刊說得更邪乎:從美國白宮的總統,到中國偏僻小鎮的兒童,人人擁有一個共同的玩具,那就是電腦遊戲機。電腦遊戲,似乎構成了本世紀蔚爲壯觀的一道風景線,有人甚至認爲它創造了一種新的文化,它也確實在某種程度上影響了整整一代人的童年。20餘年的發展,電腦遊戲走過了自身的“輪迴”:從運行於電腦的“影像遊戲”發端;繼而被專用遊戲機稱雄一時;直到目前“返樸歸真”,把陣地拱手交還給多媒體電腦,並且在互聯網絡上爭奇鬥妍…… 
  風靡全球的電腦遊戲,卻源於一位25歲青年白手創業的“雅達利”,正是在微處理器誕生後不久,而第一臺微電腦“牛郎星”尚未出世的年月。 
  1971年,地處硅谷的安派克斯公司的工程師諾蘭·布什內爾(N.Bushnell)耳聞目睹惠普、英特爾創業成功,決心自己也闖出一番事業。然而,他已有了一個溫馨的家庭和兩個可愛的女兒,家境並不寬裕,暫時不敢脫離安派克斯。妻子從箱底翻出僅有的500元儲蓄交給丈夫,權當布什內爾“公司”的全部“投資”,地點只好將就設在聖克拉拉自己的家裏。布什內爾把女兒住的臥室騰出一間改成工作室,開始了他的業餘創業生涯。 
  夜深人靜之時,在一張張畫滿線路圖的紙上,布什內爾的構思漸漸清晰起來。他的技術水平有限,不能涉足新的電腦,但豐富的想象力卻爲他獨闢蹊徑。他始終不能忘情於大學讀書時見過的一個電腦程序,程序的名稱叫“太空爭霸”,是麻省理工學院的搗蛋鬼馬丁·格利茲1962年首創,據說是第一個在電腦上運行的影像遊戲。然而,用400萬元的大電腦幹這種“營生”,卻太不合算,他要設法把這種遊戲改造爲供大衆娛樂的電腦遊戲機。 
  布什內爾記得非常清楚,他在1971年一天的清晨4點鐘,試製成功了這種商業性電腦遊戲機,名稱就叫“計算機宇宙”。宇宙遊戲的規則太奇妙也太複雜,複雜得讓那些只會在臺桌上打彈子的傢伙不知所措。結果,儘管布什內爾四處遊說,遊戲機賣出爲數不多就再也無人問津。 
  有人告訴布什內爾:誰能大膽低估美國人的智慧,誰就能賺到鈔票,電腦遊戲必須是一種“不太傷腦筋”的玩藝。此時,他已經囊空如洗,只得找朋友借了一點錢,把“計算機宇宙”改頭換面,變成一臺最簡單的乒乓球遊戲機。乒乓球遊戲機是一種由電腦程序控制的小小玩具,兩道豎槓代表球拍,一個小光點代表球在屏幕上蹦蹦跳跳,由人操縱按紐控制反彈,打不中就失去一分。這一次,布什內爾不想出賣整機,就在機器上開了個投幣口,然後扛到年輕人經常光顧的一家小酒吧裏,臨時拜託掌櫃照看。 
  第二天清晨,布什內爾在被窩裏被電話吵醒,酒吧間的老闆不耐煩地告知乒乓球遊戲出了故障。布什內爾頓時睡意全消,急匆匆套上衣褲,跑步趕到酒吧間。 
  布什內爾從兜裏摸出一枚硬幣,想把它塞進投幣口,可就是塞不進去。擰下螺釘,打開後蓋,布什內爾突然大張着嘴驚呆了:機器中那隻用來裝硬幣的塑料牛奶杯,整個地裝滿二角五分的硬幣。把遊戲機“擠”得不能動彈的東西是錢幣!就這樣,布什內爾無意之中讓他的“乒乓球”大獲成功,稀裏糊塗地拉開了電腦遊戲時代的幕布。 
  1972年,布什內爾索興辭退掉安派克斯的工作,把自己公司的牌子高高懸掛出去。公司的大名“雅達利”(Atari),取自他鐘愛的日本象棋,“雅達利”就是象棋中那句殺棋的吆喝聲──“將軍”,也常常被譯作“阿塔裏”。 
  在不到兩年的時間內,雅達利公司以每臺1200元的售價,批發帶零售賣出乒乓遊戲機10000臺。第二年,公司的銷售額達到350萬元,第三年又猛增至1500萬。於是乎,美國幾乎每間酒吧、每所娛樂場和每所大學俱樂部,終日響着“乒乒乓乓”的聲音。1975年,雅達利公司又下出一着“將軍”的妙棋,他們把投幣式的“街機”改造成家庭遊戲機,顯示屏幕用電視替代,程序錄在盒式磁帶裏,第一次銷售數量就有10萬之巨。不久,又把一種新的節目“大嘴巴”製作成家庭遊戲機磁帶銷售。“大嘴巴”又叫“貪吃的人”,由於不用刀槍火炮,更受小女孩歡迎。這一時期雅達利的電腦遊戲機,有專用的微處理器控制遊戲規則,儲存在集成電路卡里的節目越來越豐富,可隨意拔插更換,並且添加了色彩和簡單的音樂,幾乎成了美國所有家庭在聖誕節送給孩子的最佳禮物,雅達利公司也成了當時世界上最大的電腦遊戲機生產廠商。 
  以今天的目光看,即使是雅達利後來推出的新型遊戲機2600都已成爲古董,但它畢竟使電腦與遊戲結下了不解之緣。

32、車庫譜新曲

   聞名全球的蘋果電腦,是電腦史裏值得大書一筆的傳奇故事。正如比爾·蓋茨所說的那樣:“我不過是喬布斯第二而已,在我之前,蘋果電腦快速成長給人以太深的印象。”就在20年前,“計算機解放”熱風吹雨,正是喬布斯(S.Jobs)和他的夥伴沃茲奈克(S.Wozniak)在汽車庫裏組裝了第一臺真正意義上的個人電腦,用雙手托起了微電腦產業的一輪朝陽。 
  喬布斯是硅谷第一代土生土長的青年人,肖克利回帕洛阿託打天下的那年,他剛好出生。這位自小被人收養的孤兒,性格狂放不羈。他在裏德學院只讀了一年書,就離開學校獨自“闖蕩天涯”。據說,他曾整日浪跡於俄勒崗一帶的蘋果園,給別人打工餬口。後來到雅達利公司謀到一份差事,又迷上了東方的法術,竟千里迢迢飄洋過海,追隨印度大法師“修行練功”。不久,喬布斯返回雅達利,與童年時代的好友沃茲奈克取得了聯繫,在後者的帶動下,他也對微電腦產生了濃厚的興趣。 
  沃茲奈克比喬布斯年長5歲,被喬布斯親暱地稱爲沃茲。由於出生在工程師家庭,沃茲從小泡在晶體管堆裏玩耍,讀初中那年 ,在家裏設計出第一架計算機,由此獲得過舊金山灣科學博覽會一等獎。沃茲是個絕頂聰明的好學生,大學入學考試的數學科目,居然被他考到800分的滿分。可能是對大學的課程不感興趣,連着換了幾所學校後,他也在中途輟學,到惠普公司擔任了工程師。 
  1975年,喬布斯20歲,沃茲奈克25歲,兩人都還是雙手握空拳的窮小子。沃茲奈克是電腦奇才,喬布斯的才華表現爲非凡的洞察力。下班後的業餘時間,沃茲經常逗留在喬布斯的車庫裏鑽研電腦,也常常攜手參加“家釀電腦俱樂部”的活動。看到夥伴們炫耀自己的“牛郎星”電腦,沃茲心中羨慕不已,喬布斯就鼓勵他自己動手做一臺更好的機器。製造微電腦首先需要微處理器,兩人跑到商店詢問價格,每塊8080芯片要賣270元。經過反覆比較,他們驅車來到舊金山威斯康電腦展銷會碰運氣,結果只用20元的價格就買回摩托羅拉公司的6502芯片,與英特爾8080的功能也差不離。 
  沃茲後來回憶說,在他們買回6502的當天晚上,他和喬布斯又來到“家釀”參加聚會。有人帶來一臺能與電視相聯的電腦,向大夥展示一幅彩色圖象。沃茲看呆了,目不轉睛地看電腦在屏幕上畫彩色圓環。後來,他躲在惠普的實驗室偷偷製成有同樣功能的芯片,但拿不定把握是否應該裝進那臺自制電腦裏。喬布斯得知後卻說:“爲什麼不裝呢?我們要把所有的新技術都用上。”他不知道用什麼辦法說服了惠普的主管,允許沃茲把芯片“借”回家使用。喬布斯對好友鼓勁說:“這臺電腦會使‘家釀’的小子們大吃一驚。” 
  喬布斯的預言十分靈驗,當他倆帶着沃茲的自制電腦再次出現在“家釀”聚會時,到會者都坐不住了。“電腦玩家”裏三層外三層把沃茲圍得水泄不通。沃茲的電腦雖說僅是一塊較大的電路板,但它有8K存儲器,也能發聲和顯示高分辨率圖形。“家釀小子”豈止是“大吃一驚”,他們紛紛向沃茲提出要訂購這種機器。 
  一直站在圈外觀看動靜的喬布斯,此情此景啓動了頭腦裏“計算機”飛快運轉,“計 
算機”頓時成了一臺“算計機”。他默默地算計着:“俱樂部500人中間大約會有100人買沃茲的寶貝,第一臺賣出,我們能有50元利潤,然後就賣第二臺,第三臺……” 
  第二天,他說服沃茲賣掉他珍愛的惠普牌計算器,又把自己的大衆牌小汽車送進拍賣 
行,好不容易湊到1300元墊底資金。汽車沒有了,正好騰出車庫充當工廠,兩人沒日沒夜 
趕起活來。沒有人剪綵,沒有舉行任何奠基儀式,20世紀微型電腦的製造工業就這樣悄悄 
在汽車庫裏邁出第一步,因爲這是第一次應“客戶”要求成批生產的微電腦產品。 
  1976年愚人節那天,喬布斯、沃茲奈克和另外幾個小夥伴共同簽訂了一份合同,這些“愚人”們要爲沃茲的電腦成立一家新的“車庫”公司。按照規定,上報美國證券交易委員會的表格必須儘快填寫,喬布斯於是發動大夥爲公司起個名字。他自己首先提出一個奇怪的名稱──蘋果電腦公司,說是能給公衆一種親切的感覺。大夥兒七嘴八舌意見不一,眼看就要過了時限,喬布斯發話道:“5點鐘前還不能統一,它就是Apple(蘋果)。”有人猜測,這是喬布斯不能忘情於在蘋果園打工的經歷。可笑的是,他後來託人爲公司設計的標牌,居然是被人咬了一口的蘋果,據說“咬”(Bite)與“字節”(Byte)同音,但猛一看卻像只爛蘋果。就這樣,蘋果電腦公司也豎起了大旗,與比爾·蓋茨的微軟公司,一“軟”一“硬”,遙相呼應。

33、“蘋果”的滋味

   在汽車庫建立了“生產車間”後,喬布斯又開始爲新公司進行第二步“算計”,他要說服商店直接銷售電腦,雖然他從來沒有經商的經驗。 
  1976年6月,喬布斯夾着一塊電路板,大搖大擺走進剛開業半年的“拜特”電腦商行。好在商行經理威爾遜也是“家釀俱樂部”成員,並不感到十分意外。威爾遜對喬布斯說:“我們早就想經銷電腦,不過,你們這種電路板實在不像一臺計算機,它必須裝在箱子裏纔是商品。”喬布斯立即接受了威爾遜的條件,“拜特”商行一次就訂購50臺,並爽快答應先提供2.5萬元的元件。威爾遜告訴他,這是爲期30天的賣方貸款。什麼是“賣方貸款”,喬布斯弄不太懂,但也不好意思開口問。結果,當他們在29天內把50臺機器交給威爾遜,還清了所有的元件費用並小有盈利時,他才嚐到“賣方貸款”的甜頭。原來,不僅試製電腦的零件可以向惠普公司“借”,批量生產也是可以“借雞生蛋”的。 
  汽車庫越來越擁擠不堪,零件和半成品幾乎堆到天花板。隨着訂貨量日益增多,資金週轉發生了困難。喬布斯與沃茲商量,不能再這樣小打小鬧,必須找到一家大公司合作。很自然,他們首先想到自己打工的雅達利和惠普。 
  沃茲奈克滿懷信心地回到惠普公司,向主管技術的經理建議由惠普接手生產微型電腦。他一連跑去三次,每次都是乘興而去,敗興而歸。惠普公司當時並不打算介入這個市場,從而錯過一次領先微電腦產業的大好時機。 
  喬布斯以爲,這肯定是因爲沃茲笨嘴拙舌的緣故,於是親自出馬跑一趟雅達利,他堅信布什內爾先生一定會因他的鼓動而動心。結果怎樣呢?多年後,布什內爾親口說過這段往事,他當時把喬布斯好一番嘲弄。 
  “那一天, 喬布斯跑對我說,”布什內爾回憶道,“ 他有一種能創造1000萬利潤的 
產品要推薦給我,我當時回答他:‘噢,那我就成了億萬富翁,哪有這種便宜事,你小子 
肯定是鬼迷心竅。’現在想起來,雅達利公司的確放棄了大大超過1000萬的買賣。然而在1976年,誰能料到微電腦會演變成今天這種大氣候呢?” 
  正當喬布斯四處遊說籌措資金的時候,布什內爾念及舊情,介紹風險資本家瓦倫丁前來考察。瓦倫丁先生把他的名牌車停在喬布斯的車庫前,第一眼看到的喬布斯,穿着拖鞋,披頭散髮,牛仔褲半挽到膝蓋。他回去把布什內爾好一頓臭罵:“你從哪裏弄來這麼個傢伙!”不過,礙於情面,他還是把喬布斯推薦給另一風險資本家馬克庫拉。 
  馬克庫拉是英特爾公司的前銷售經理,年方不惑,他纔不管喬布斯的穿着打扮如何怪異,他看中的是沃茲的微電腦,願意拿出10萬元支持蘋果公司,並運用自己的影響從銀行搞到25萬元貸款。一個“大人”加兩個“孩子”組成又一套“三駕馬車”,招兵買馬,擴大規模,終於把工廠搬出了汽車庫。 
  輪到沃茲奈克大顯身手了。1977年初,他精心設計了另一新型微電腦。這臺電腦安裝在淡灰色的塑料機箱裏,前部是鍵盤,角上鑲嵌着一個由6種顏色組成的“爛蘋果”圖案。它重量總共只有5公斤,裝配着高效能的開關電源,主電路板只用了62塊集成電路芯片。爲了提高機器的性能,沃茲幾乎用了一年時間設計出靈巧的磁盤機,儘量縮小其的體積,僅用8塊芯片就達到老式磁盤機50塊集成電路的效果。這種電腦達到當時微型計算機技術的最高水準,喬布斯命名它爲“AppleⅡ”(蘋果Ⅱ型),並“追認”他們在“家釀電腦俱樂部”展示的那臺機器爲蘋果Ⅰ型。 
  1977年4月,喬布斯動員公司所有的員工日夜奮戰,搶在舊金山西海岸計算機交易會開幕前,製造出5臺蘋果Ⅱ型微電腦樣品。蘋果Ⅱ型電腦第一次公開露面,就造成意想不到的轟動。成千上萬的觀衆涌到蘋果公司的展臺,幾乎要把桌子擠翻,訂貨單被一搶而空,公司第一年的贏利即達到250萬。從此,蘋果Ⅱ型微電腦走向了學校、機關、企業、商店,走進了個人的辦公室和家庭,它已不再是簡單的計算工具,它爲本世紀後期領導時代潮流的個人電腦鋪平了道路。 
  隨着蘋果電腦帶來的巨大收益,蘋果電腦公司在短短5年時間內創造了神話般的奇蹟。營業額躍升10億美元,跨進美國最大500家公司的行列。喬布斯頭頂着一隻蘋果的照片,被《時代》雜誌刊登在封面,成了美國人心目中的英雄和楷模。

34、大象踢踏舞

    如果要把電腦50年的歷史劃分爲兩個不同的階段,那麼,1981年無疑是個分界線。就在那一年,IBM公司推出個人電腦PC機,使人類社會大步跨進個人電腦新時代。今天,全世界正在使用的PC機已達到2億臺,一個在自己家裏玩多媒體遊戲的孩子所使用個人電腦的功能,都大大超過了美國爲“阿波羅”飛船登月所用的大型計算機。這一切,都發端於那一年前後令人難忘的日日夜夜。 
  序幕的拉開頗具戲劇性。1978年到1979年間,英特爾公司已經把他們的微處理器發展爲16位的芯片,贏得了前所未有的2500例成功的產品設計。1980年下半年,IBM公司找上門來要求合作,英特爾派去的工程師卻被帶到一塊黑色幕布前。IBM的人說他們正在利用英特爾微處理器開發新產品,希望得到技術支持,但只允許英特爾工程師把手伸過幕布,摸索樣機以確定問題的癥結,一切都是在極端保密的情況下進行。 
  微軟公司也受到了同樣的“待遇”。1980年夏天,比爾·蓋茨接到了IBM公司的一個神祕的電話,表示要對微軟公司進行考察。員工多達34萬的跨國公司要訪問當時僅僅30餘人的“作坊”式企業,使比爾·蓋茨感到十分詫異。第一次會談,身着藍色西裝的IBM的代表提出許多難以理解的問題,並要求微軟當場簽署一份保密協定;第二次會談才把IBM的計劃和盤托出:原來,世界上最大的電腦公司也準備涉足微型電腦,極端保密的項目代號“國際象棋”,他們希望與微軟合作,請比爾·蓋茨負責提供新電腦的軟件。 
  IBM的“國際象棋”計劃始於那年7月在阿芒克總部召開的一次高層祕密會議。由於“藍色巨人”在計算機革命浪潮中步子慢了半拍,以蘋果電腦爲代表的“車庫”公司業已把微型電腦演成了大氣候,而IBM龐大的機構又無法使它迅速作出反應,處境十分尷尬。據一本描述這段歷史內幕的《藍色奇蹟》書中披露,IBM博克雷頓實驗室主任比爾·洛威(B.Lowe)採用激將法,向公司的決策者們提出向雅達利公司購買電腦的建議,令董事長弗蘭克·卡利(F.Cary)大發雷霆。 
  “這是我有生以來聽到過的最荒唐的建議,”卡利大聲嚷道,“我命令你立即着手開發IBM的個人電腦,讓我們自己的‘蘋果’儘快佔領市場。”誰知洛威聽到斥責反而露出笑臉,他要求組織一個精幹的小組,可以不受公司傳統的約束。卡利欣然同意,並強調說:“今後,若有人問到如何讓大象跳踢踏舞,我們的回答就是這個‘國際象棋’。” 
  IBM對微電腦的渴求迫在眉睫,洛威當即挑選了13名思想活躍的精幹員工組成了工程設計小組,其中包括8名工程師和5名市場營銷人員,把開發新型電腦的技術負責人重任壓在了埃斯特奇(D.Estridge)肩上。 
  身材魁梧的埃斯特奇充滿了活力,此人對微電腦十分癡迷,曾自己掏腰包購買一臺蘋果電腦放在家裏研究,這在IBM氛圍裏被人認爲是離經叛道之舉。他曾對人講:“如果你與一個在車庫裏發家的公司競爭,那麼也必須從車庫幹起。” 
  在邁阿密附近的博克雷頓實驗室,埃斯特奇領導的“國際象棋”小組下出的第一着“棋”,是研究“蘋果”成長的奇蹟。研究的結果,他們決定採用英特爾公司8088微處理器作爲新電腦的中樞,即內部爲16位而外部一次只傳送8位數據的芯片,既保持了節約成本、與8位機器兼容的優點,又使其“思考的速度遠遠快於它可以通訊的速度”(微軟董事長比爾·蓋茨語)。同時,IBM的新電腦也需要向“蘋果”那樣,委託獨立的軟件公司爲它配置各種程序,於是就有了前面提到的與微軟簽署的“保密協定”。可笑的是,“國際象棋”小組的工程師們要向“蘋果”學習,居然認爲IBM公司的微電腦也應該取名爲某種水果。經反覆斟酌,也沒能找到一種滿意的東西,最後才決定把它命名爲一個大衆化的名稱──個人電腦(Personal Computer),即IBM PC機。 
  IBM公司內部的人都尊敬地稱埃斯特奇爲“PC機之父”,不幸的是,爲PC電腦誕生作出了卓越貢獻的埃斯特奇4年後因飛機失事英年早逝,人們將永遠緬懷他的豐功偉績。

35、跨進新紀元

    從1980年8月到1981年8月,在整整一年的時間裏,埃斯特奇領導着“國際象棋”工程計劃13人小組奮力攻關。“當時很少有人體會到,這一小組人即將改寫全世界的歷史。”(英特爾華裔副總裁虞有澄語)據說,IBM公司後來圍繞PC機的各項開發,投入的力量逐步達到450人,英特爾公司也組成“特殊客戶部”爲PC機供應高質量的芯片。 
  根據協定,微軟公司應該爲PC機提供包括BASIC在內的系列電腦語言軟件。然而,未來的PC電腦,最需要的軟件是操作系統,於是,比爾·蓋茨把IBM的代表介紹給了另一家以研製CP/M操作系統軟件聞名的DR數字研究公司。 
  接下來發生的事情又出現了戲劇性情節,CP/M操作系統軟件的設計者基多爾恰好不在家,而他的太太又不願在保密協定上簽字畫押,千載難逢的機遇與DR公司失之交臂。 
  IBM的代表只得掉轉頭來,仍請微軟公司幫助解決操作系統的問題。比爾·蓋茨急中生智,想起了西雅圖電腦公司的軟件天才帕特森(T.Paterson),此人早就爲英特爾的16位芯片編寫了一個QDOS軟件,正好可以充當PC機的操作系統。QDOS即“快而粗糙的操作系統”,微軟公司以低價購買到這款軟件的版權,只是當時帕特森這位“DOC之父”並不知曉內情。 
  1980年感恩節剛過,“國際象棋”工程小組把IBM公司的最高機密──兩臺PC電腦的樣機,從邁阿密空運到西雅圖。同樣在高度保密的條件下,比爾·蓋茨率領着微軟公司的軟件小組開始爲PC電腦編寫程序。他們的任務除了需要趕寫BASIC、COBOL、FORTRAN和PASCAL四種電腦語言的4萬個程序代碼,還要把QDOS改造成適合PC機使用的MS-DOS操作系統。從此,微軟和IBM公司兩個小組的技術人員,不斷地乘飛機來來往往,飛越美國距離最遠的兩個城市,相互交換信息。微軟的工程師還必須把自己關在密不透風的房間裏,滿頭大汗地日夜加班。比爾·蓋茨大量招聘編程高手,使參加PC機軟件工程的人員增加到了70人。直到1981年6月,帕特森也加盟微軟公司,並立即參加到MS-DOS的開發之中,經過反覆修改和調試,終於完成了這件影響深遠的著名軟件。 
  一年的時間轉瞬而至。1981年8月12日,IBM公司在紐約市對外宣佈:IBM PC機橫空出世,昭示着人類社會跨進了個人電腦的新時代。應該說,這是由英特爾公司提供微處理器芯片、微軟公司編寫軟件、IBM公司主要設計電腦系統的共同作品。 
  IBM PC機最重要的特點在於它的開放性。埃斯特奇代表設計部門宣佈,他們將把所有的技術文件全部公開,熱誠歡迎同行加入個人電腦的發展行列。於是乎,全世界各地的電子電腦廠商一轟而上,爭相轉產仿造PC機,仿造出來的產品就是IBM PC兼容機。不久,IBM PC機就成爲個人電腦“事實上的標準”。 
  爲了推廣這種供個人使用的電腦,IBM公司巧妙地藉助卓別林式的小流浪漢形象,頭戴園頂高帽,身着燈籠褲,滑稽可愛地在電視上頻頻露臉,手裏舞動着個人電腦,表示人人都能夠使用。《華爾街日報》評論說:IBM大踏步地進入微型電腦市場,藍色巨人可望在兩年內奪得這一新興市場的領導權。果然,就在1982年內,IBM PC機賣出了25萬臺,以每月2萬臺的速度迅速接近了“蘋果”。1983年5月8日,IBM公司推出改進型IBM PC/XT個人電腦,增加了硬盤裝置,當年就使市場佔有率超過76%。1984年8月14日,IBM公司趁勝又把一種“先進技術”的IBM PC/AT機投向用戶的懷抱。AT機採用英特爾公司後來發展的80286微處理器芯片,能管理多達16M的內存,並可以同時執行多個任務。從此,個人電腦開始了所謂286、386、486……的接力賽跑。 
  1982年,美國著名的《時代》週刊在介紹本年度“新聞人物”時曾滿懷激情地寫到:“在一年的新聞裏,這個最吸引人的話題,它代表着一種進程,一種持續發展並被廣泛接受和歡迎的進程。這就是爲什麼《時代》在風雲激盪的當今世界中選擇了這麼一位新聞人物,但這完全不是一個人物,而是一臺機器。” 
  這個史無前例的“新聞人物”,就是個人電腦IBM PC機。
 

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