公元14世紀,,歐洲文藝復興正式開啟。人文主義的思潮逐漸占據(jù)主流,人們開始倡導通過觀察和實驗來認識世界,。
到了16世紀,,歐洲的科技就開始爆發(fā)了。那一時期,,整個歐洲群星璀璨,,藝術和科學領域碩果累累,生產(chǎn)力水平直線上升,。
數(shù)學作為所有科學學科的基礎,,這一階段取得的研究進展是最大的。
解析幾何學,、微積分等,,都誕生了。一大堆的天才數(shù)學家,,輸出了海量的數(shù)學研究成果,,不僅為其它學科的騰飛奠定了基礎,還直接促成了后來的工業(yè)革命,。
當時,,為了更好地服務于數(shù)學計算,就有學者發(fā)明了新型的算力工具,。
例如1625年,,英國數(shù)學家威廉·奧特雷德(William Oughtred)發(fā)明了計算尺。1642年,,法國數(shù)學家布萊茲·帕斯卡(Blaise Pascal)發(fā)明了人類最早的機械計算機,。
這些發(fā)明,可以輔助完成對數(shù)計算,、三角函數(shù)計算,、開根計算等復雜任務,提升計算效率,。
17世紀末到18世紀中,,德國數(shù)學家戈特弗里德·威廉·萊布尼茨(Gottfried Leibniz)等人,先后設計和制造了能夠計算乘法的設備,,將算力工具提升到更高的層級,。
18世紀60年代,第一次工業(yè)革命爆發(fā),,將人類帶入蒸汽時代,。動力機械崛起,開始取代手工勞動,,成為主要生產(chǎn)力,。
機械技術的演進,,同樣帶動了機械化算力工具的演進。
當時,,困擾算力工具發(fā)展的主要問題,,是如何進行機器能“看懂”的信息記錄和表達。機器是不識字的,,想要讓機器按命令工作,,必須先發(fā)明能讓機器看得懂的“語言”。
1725年,,這種語言出現(xiàn)了,。
這一年,法國人巴斯勒·布喬(Basile Bouchon)發(fā)明了一種和機器進行“對話”的表達形式——打孔卡(穿孔卡),。
打孔卡用于織布機??棽紮C在編織過程中,,編織針會往復滑動。根據(jù)打孔卡上的小孔,,編織針可以勾起經(jīng)線(沒有孔,,就不勾),從而繪制圖案,。
換言之,,打孔卡是存儲了“圖案程序”的存儲器,對織布機進行控制,。
打孔卡的發(fā)明,,標志著人類機械化信息存儲形式的開端。
1801年,,法國織機工匠約瑟夫·馬里爾·雅卡爾(Joseph Marie Jdakacquard)對打孔卡進行了升級,。他將打孔卡按一定順序捆綁,變成了帶狀,,創(chuàng)造了穿孔紙帶(Punched Tape)的雛形,。這種紙帶,被應用于提花織機,。
大家應該能看出來,,打孔其實就是一種信息編碼方式。它比文字和數(shù)字更加簡單,,讓人與機器可以進行“溝通”,。
1811年,20歲的英國發(fā)明家查爾斯·巴貝奇(Charles Babbage)從提花織機中獲得靈感,,開始設計制造一臺名叫“差分機”的設備,。
這臺“差分機”在1821年制造完成,,歷時十年,可以進行多種函數(shù)運算,,運算精度達到了6位小數(shù),。
在這個成就的鼓舞下,巴貝奇又啟動了第二臺“差分機”的研究,,精度將達到20位,。可惜的是,,因為這個機器的設計太過超前(有25000多個零件,,主要零件的誤差不得超過每英寸千分之一),以當時的機械制造水平,,很難達到精度要求,。
所以,在歷經(jīng)二十年,,耗費了巨額資金之后,,這個“差分機二號”的制造工作宣告失敗。
在制造“差分機二號”過程中,,1834年,,巴貝奇還提出了一個更大膽的想法——設計一個以蒸汽為動力的通用數(shù)學計算機,能夠自動解算有100個變量的復雜算題,,每個數(shù)可達25位,,速度可達每秒鐘運算一次。
這種新的設計,,巴貝奇稱之為“分析機”,。
“分析機”和第二臺差分機一樣,最終未能制造成功,。但“分析機”中包含的很多設計,,例如輸入和輸出數(shù)據(jù)的機構、以及“存儲庫”和“運算室”,,和一百多年后的計算機如出一轍,。
因此,“分析機”被后人稱為世界上第一臺計算機,。而巴貝奇,,則被譽為計算機鼻祖。
值得一提的是,,與巴貝奇進行技術合作的,,有一位小姐姐,名字叫阿達·奧古斯塔(Ada Augusta),。
她是詩人拜倫的獨生女,。當時,,她負責為“分析機”編程。她也因此被稱為世界上第一個“程序員”,。
1878年,,瑞典發(fā)明家奧涅爾在俄國發(fā)明了一種齒數(shù)可變的齒輪計算機,也算是機械計算機的代表之一,。
到了1885年,,已經(jīng)有越來越多的機械計算機誕生,掀起了一種技術風潮,。
1890年,,一個牛人的出現(xiàn),讓打卡孔技術進一步發(fā)揚光大,。這個人,,就是德裔美國人——赫爾曼·何樂禮(Herman Hollerith)。
他在打孔卡的基礎上,,發(fā)明了打孔卡制表機,,專門用于收集并統(tǒng)計人口普查數(shù)據(jù)。
根據(jù)史料記載,,在1890年的美國人口普查中,,通過打孔制片和打孔機,,僅6周就完成了統(tǒng)計工作,,得出了準確的數(shù)據(jù)(62622250人)。而此前1880年的美國人口普查,,數(shù)據(jù)全靠手工處理,,歷時7年才得出最終結果。
如此巨大的效率提升,,使得制表機在各個行業(yè)迅速普及,。半自動化數(shù)據(jù)處理時代,正式開始了,。
后來,,1896年,赫爾曼·何樂禮創(chuàng)辦了制表機器公司(Tabulating Machine Company),。這家公司,,就是IBM公司的前身。
18-19世紀,,機械計算的發(fā)展速度很快,。一方面,是因為工業(yè)革命推動下的技術升級,,為機械算力的精細化打下基礎,。另一方面,,人類科技飛速進步,又需要先進算力工具進行輔助,。
那一時期,,算力高速發(fā)展,還有一個重要的背景,。那就是人們對信息價值的認知,,開始發(fā)生變化。
在古代,,人們并沒有什么“信息(information)”的概念,。更多用到的詞,是“消息(message)”,,或者說“訊息”,。
消息是一個具體的傳達內(nèi)容,比較簡短,、明確,。飛鴿傳書、烽火驛站,,傳遞的都是消息,。
而信息,則是一個更宏觀和抽象的概念,,范圍更大,,體量也更大。它是對物理世界的一種描述,。
在古代,,信息的傳遞手段落后,加上我們生活生存也用不到那么多信息,,所以,,沒有對信息的認知,也沒有意識到它的價值,。
文藝復興和工業(yè)革命開始之后,,時代迅速發(fā)生變化。
生產(chǎn)要素變了,,新的商業(yè)模式出現(xiàn)了,,歐美國家率先開始發(fā)現(xiàn):信息是有價值的。
銀行,、股市和現(xiàn)代市場的出現(xiàn),,加速了信息價值的提升。人們發(fā)現(xiàn):誰先獲得信息,,誰就能賺大錢,。
于是,,人們對“信息”這個詞的理解,開始變得深刻,。
從某種程度上來說,,信息價值提升,刺激了人們對信息產(chǎn)生和傳輸手段的需求,,加速了相關科技的發(fā)展,。這為后面信息時代的到來奠定了基礎。