硅谷计算机历史博物馆:记录计算工具的演进与革命
  • 来源:科普时报
  • 作者:于舰
  • 2022-01-17 15:55

提起电子计算机和信息产业,很多人都会想到美国,想到硅谷。这里是第三次工业革命的发源地,也是电子计算机产业的摇篮,时至今日仍然代表着电子计算机技术发展的前沿。很多人并不知道,这里还有一座计算机历史博物馆(图1),记录着计算机领域的革命之路。

硅谷计算机历史博物馆外观。

(图片由作者提供) 

该博物馆是一座不太起眼的建筑,紧邻搜索领域的翘楚谷歌公司,距离斯坦福大学也只有几个街区。如果不是特意到访,很可能在苹果、谷歌、思科等公司的掩映下与之错过。它创建于1996年,作为一家非赢利机构,得到了诸多科技巨头的支持。目前已经收藏3500件电子计算机领域的“史前文物”,3000卷胶卷和录像带,5000幅照片和3500册归类目录。该馆的目标是像硅谷一样,成为全球IT界的“圣地”。

博物馆的展览主题是“革命——计算机的第一个两千年”,分为20个部分。从计算机雏形到电子计算机的诞生,再到各类电子计算机的发展,详细介绍了计算机发展的前世今生及未来方向,可以说这里展示的就是计算机发展的编年史,呈现了其每一次跨越和迭代。

该馆馆藏帕斯卡加法器。

(图片由作者提供) 

博物馆中一件重要的展品是人类历史上第一台真正的计算机——帕斯卡加法器,它的发明人布莱士·帕斯卡是法国数学家、物理学家、哲学家和散文家。1642年他开始设计并制作了一些手摇的、能自动进位的加减法计算装置,全名为滚轮式加法器,由一系列齿轮组成,6个轮子分别代表着个、十、百、千、万及十万。其工作原理和手表类似,用钥匙旋紧发条后能转动,只需顺时针拨动齿轮,就可以实现加法运算,而逆时针则是减法运算。为了解决“逢十进一”的进位问题,帕斯卡还采用了一种形似小爪的棘轮装置,当定位齿轮朝9转动时,棘轮就逐渐升高;一旦齿轮转到0,棘轮便跌落下来,推动前一位数的齿轮前进一档。

手摇计算机极大缩短了计算时间,但也存在过程不连续的问题。1725年,法国机械师布乔将“穿孔纸带”的主意用于提花编织机上,堪称最早实现编程和存储功能的机器。他首先设法用一排编织针控制所有经线,然后根据要编织的图案,在纸带上打出一排排小孔,并用其压住编织针。提花编织机启动后,正对小孔的编织针可以勾起经线,其余则被纸带挡住,这样编织针就能自动织出预先设计的图案了。

布乔的设计思路被移植到机械计算器后,人类精密计算的水平和效率大大提升。接下来IBM等科技公司开发了一系列模拟计算设备。

IBM公司早期生产的机械计算器。

(图片由作者提供) 

第二次世界大战期间,由于参战各国对计算的需求与日俱增,模拟计算器已无法满足要求,因此电子计算机技术快速发展。该馆第四展区入口摆放着一台ENIAC计算机,它可谓是电子计算机的鼻祖,重27吨,占据了10米乘15米的空间,使用了近20000个真空电子管,运算速度大幅提高。现在看来,虽然其计算能力只有智能手机的千万分之一,但具有划时代意义。由此开始,研发人员在存储、计算、分析、网络、小型化等方面不断发力,最终让计算机成为我们生活不可或缺的一部分。

计算机历史博物馆于细微处讲解大历史,用大量馆藏向观众展现了一幅计算机发展的画卷,它不仅仅是机器形态的改变,还涵盖了数学、机械、电子等领域的不断发展和巨大突破。观众通过参观,能对人类发明的各种计算方法及机器形成全面而深入的了解。

(作者系苏州科技馆苏州公共科学文化发展有限公司副总经理)


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