电脑群英谱
本世纪三、四十年代,是计算机发展史里最重大的收获季节。群英荟萃,逐鹿中原,鹿究竟死于谁手,并不是没有争议的。除了马克1 号与埃历阿克,还有一大批科学家为计算机的诞生作出过巨大的贡献,他们的英名也决不会被埋没。
据说,最早用继电器制造计算机的人,并不是哈佛大学的艾肯。其一说的是1936 年,20 多岁的德国工程师楚泽(K.Zuse),曾在柏林他父母公寓的起居室里,搞出了一架名叫Z1 的机械计算机。
楚泽当时还是一名学土木工程的大学生,毕业后在柏林一家飞机公司从事统计工作。出于“想偷懒”才自己制作计算机。他既无经费资助,又无资料借鉴。处于笼罩着战争阴云下的德国,楚泽根本无缘得知英美科学家正在进行的工作。
由于Z1 速度慢,楚泽决定用继电器改造他的机器,终于在1941 年,在他的好友协助下,制作成功了一台通用计算机Z3,但并没有引起德国当局的重视。然而,Z3 命运好不凄惨,1944 年,盟军的一次空袭把它炸得粉身碎骨,仅残存下另一台类似的机器Z4,扔在巴伐利亚乡村农舍的地窖里无人问津。
人们只是在战后才得知,楚泽的继电器计算机要比马克1 号提前3 年来到人世,而且也是一种二进制方式的运算机器。楚泽不幸生在战争时期的德国,他的发明始终得不承认。希特勒战败后,楚泽辗转流落到瑞士的乡下,继而转向研究“计算机演算”理论。直到1962 年,他才与美国科学家艾肯并列被肯定为计算机发明人,得到了8 个荣誉博士头衔以及德国大十字勋章,并且活到85 岁高龄,1995 年12 月才辞世。
其二所讲的年代更早。那还是在1925 年,美国麻省理工学院的布什(V.Bush)博士和他领导的小组,制造出一种模拟式的计算机。所谓“模拟”,指的是布什的计算机是用齿轮转动的角度来模拟计算结果。比如,最后那只轮子转动了30 度角,那就意味着计算的值等于30,似乎与莱布尼茨的原始机器有些相似。如果不是这台机器上装有电动机,恐怕只能算是机械
计算机。
布什博士当然不满足。继电器出现了,他立即想到用这些嗡嗡作响的东西改造他的机器;电子管面世了,他又想到必须给这台机器装上更先进的电子元件。就这样,到了1942 年,麻省理工学院的第二台模拟计算机设计制造完毕并很快投入运行。布什研制计算机的本意是帮助求解微分方程式,机器果然很听话,半个小时就解出了人工需一个星期才能算得的微分方程。这台机器也是个“大家伙”,自重达100 吨,内部既有2000 来个电子管,又安装了数千只继电器,密密麻麻的电线,若一根一根首尾相连起来,将要超过200 英里。
与埃历阿克的遭遇类似,模拟计算机当即被军方征用计算炮击表,列为战时的机密。军方发言人为了迷惑敌人,多次散布言论,在各种公开场合宣称“麻省的工程师根本不可能真正制造出这种机器”。以上这些资料,同样是战后才公开披露。更有人说道,最早使用电子管制造计算机者还大有人在。
说的是1973 年10 月19 日,美国一家地方法院经过135 次开庭审理,当众宣布一项判决书:“莫契利和埃克特没有发明第一台计算机,只是利用了阿坦那索夫发明中的构思。”理由是阿坦那索夫早在1941 年,就把他对电子计算机的初步设想告诉过莫契利博士。
阿坦那索夫(J.V.Atanasoft)在二战期间是衣阿华州立大学的数学物理教授,保加利亚裔的美国博士。1939 年冬天的一个晚上,阿坦那索夫教授心情沮丧,设想中的计算机出现了难题,始终无法找到解决办法,他只好驱车驶上高速公路,以便散心解个闷。他开着汽车一连跑了几百英里,把车停靠伊里诺伊州路旁小店前,独酌独饮起来。
两杯酒下肚,灵感自天而降,他的脑海里突然闪现出一星火花,引燃了一连串智慧的思绪。“梦里寻他千百度,蓦然回首”,逻辑电路、二进制码、记忆元件……,计算机的
结构在饭桌旁一一构思成熟。他象阿基米德洗澡时发现浮力定律那般冲出饭馆, 大声喊
着:“我发现了!”便匆匆发动汽车,掉头返程。阿坦那索夫“发现”的电子计算机,可以解出有30 个未知数的方程,可他只申请到600 美元的经费,仅能够造一个部件。直到1942 年,他才在其研究生贝瑞(C.Berry)的协助下,装配了著名的ABC 计算机,ABC 是“阿坦那索夫—贝瑞—计算机”三单词的英文字头,这台机器用了300 多个电子管,元件满满装了几大柜子。
衣阿华大学没有为ABC 计算机申请专利,所以到了70 年代,制造商仍在为争夺发明权而打官司。美国地方法院判决的这一公案也不无道理,因为埃历阿克的发明者莫契利确实到衣阿华大学参观过ABC 电子计算机,从阿坦那索夫天才的思想里受益匪浅。
最有趣最精彩的故事发生在英国。很多人传说英国于1943 年曾秘密制造出一台专用电子计算机,这台机器在曾经在第二次世界大战里建立过殊荣,有的史学家甚至认为,它至少使二次大战缩短了三年!这个传闻涉及到英国最高级别的军事机密。
“巨人”的秘密
在描写二次世界大战欧洲战事的文章里,往往可以看到“超级机密”的词语,有关它的话题常常是躲躲闪闪,隐约其词,甚至自相矛盾。
例如,有人讲,英国当时拥有一种名叫“巨象”的秘密武器,专门用来对付德军的一种“谜”。还有人说,这头“巨象”的真名叫“巨人”,德军的“谜”名曰“爱尼格玛”,是一种军用密码机。连严肃的史学家们也得不到多少真实的资料,英国学者温德博瑟写了本《超级机密》,法国专家贝特兰德出版的专著名曰《爱尼格玛──1939 年到1945 年这场战争里最大的谜》,当美国军事史学家多伊奇觉得这些书尚不足以披露真情时,曾于1970 年只身闯进英国外交部,也只拿到了一纸空文,明明白白地写着:“文件到了2015 年才能解密”。
人们猜测,“巨人”或许就是一台最早的电子计算机。然而,它是英国的超级机密,英国情报部门甚至规定,在机密使命结束后30 年内,任何人不得走露丝毫消息,否则将以危害国家安全罪论处。于是,史学家们只得写下许多可能涉及到“巨人”的战争故事,这里不妨选取其中的一例。
1940 年,当德军铁流突破法国马奇诺防线,英国远征军敦刻尔克大撤退后,希特勒下令着手实施入侵英伦三岛的“海狮”行动,要求德国空军首先全歼英国皇家空军。在德国空军司令戈林看来,英军的飞机只剩下不到700 架,而他仅轰炸机就有1200 架,加上攻击机强击机,德军飞机数量至少三倍于英军,而且飞行员大多是训练有素的“秃鹰军团”成员,英国佬肯定不是他们的对手。“鹰日”战斗打响了。德国轰炸机乱轰轰升空,气势汹汹扑向英吉利海峡,攻击机偷偷跟进,准备袭击英军飞机。然而,狡猾的英国佬似乎总是事先就知道德军的行动,躲在半道上出其不意地发起攻击,德军损失惨重。9 月15 日,总攻打响,戈林让前线的飞机倾巢而出袭击伦敦,1100 架“蝗虫”遮天蔽日,还未飞出海峡,又遇英军截击,残酷的空战进行了整整一天,戈林的“秃鹰”遭到毁灭性的打击。两天后,希特勒只得决定无限期推迟“海狮行动”,处于劣势的英国军队一举扭转了败局。在这次“海狮行动”中,对战局了如指掌的,不是戈林而是英国空军司令道丁。道丁上将手里真的拽着一张“王牌”,那就是布雷契莱庄园的“超级机密”。
距伦敦西北约70 公里,有处幽静的庄园名号“布雷契莱”,一幢维多利亚式的建筑古色古香,深藏在茂密的树丛中,鸟语花香,人迹罕至。战争打破了庄园的沉寂,不知从哪天开始,这里悄悄聚集起越来越多的人,最多时竟达到万人的规模,庄园里渐渐布满了仓促修建的窝棚,又被人精心伪装成一所简易的战地医院。
布雷契莱庄园的秘密名称叫“政府密码学校”,它的真实身份则是战时英国的情报破译中心。1 万2 千名志愿者,在这里夜以继日地工作,截获、整理、破译德国的军事情报,当然主要是从空中监听到的无线电通讯密码,并把破译的情报直接报送给英国最高指挥当局,甚至直接到达丘吉尔首相本人手里。
这一大批志愿人员来自英伦三岛,三教九流,各色人等。其中不乏著名的科学家,例如英国数学家纽曼(M.Newman)教授等人;此外,还有语言学家、电器工程师、无线电行家等等,可谓人才济济。但是,更多的人则显得稀奇古怪──有博物馆长,有餐馆跑堂,有银行职员,甚至还有国际象棋冠军和猜字谜的江湖艺人。在这儿,随时都能碰到身着各色军服的军人,也经常能撞到着装不伦不类的“老百姓”。幸运的是,在布雷契莱的名册里,阿兰·图林(A.Turing)的大名也列在其中,人们都称他“教授”,并不一定知道他的真名。
纽曼、图林和布雷契莱的破译高手们,最感到头痛的东西,首推德军的那个爱尼格玛。“爱尼格玛”原文“Enigma”,是希腊文名词,译成中文就是“谜”,它是德军各军兵种正在使用的通信密码机。爱尼格玛原型是荷兰人科赫发明的“秘密写作机”,柏林的一位工程师买到专利后,把它改造成专用密码机。
爱尼格玛的结构坚固,便于携带,外表就像一台老式打字机。但是,操纵者按下某个字母,比如A,它打出的可能是另外一个字母X。它的内部装有若干只转轮,只须调节一下转轮的起点,瞬刻间输出就发生改变,比如按下A 可能打出是B,或者是C,或者是D。破密的关键是找出转轮组合的规律,用术语说叫破译“密钥”。然而,据德军情报官讲,26 个字母在爱尼格玛中能被替代成8万亿个密文字母,如果改动接线,它的变化将超过2.5 千万亿亿!由于它的全身上下都充满着“谜”,德军不惜血本,为部队配备了10 万多部爱尼格玛机,并宣称“谁也不可能把它破解”。