首页 -> 2003年第4期
ＥＮＩＡＣ与计算机发展
作者：方兴东
字体： 【大 中 小】
2月14日，一个特别的日子，空气都散发着浪漫的气息。不用多说，这个日子作为情人节已被世界公认。但鲜为人知的是，这天还发生过一个重大事件：有人认为世界上第一台电子计算机就在这天诞生。
选对总统的庞然大物
谁是第一台电子计算机的真正发明者？围绕这个问题，计算机界纷争了许多年，甚至大有愈演愈烈之势。多年来，人们都认定莫齐利和艾克特发明的ENIAC是世界上第一台电子计算机。但不少人引经据典，认为阿塔纳索夫(JohnVincentAtanasoff)和贝利(CliffordBerry)发明的ABC计算机，才是真正的“鼻祖”。
后来，又有新的史料表明，英国于1943年就曾秘密制造出一台专用电子计算机，并在二战期间建立过殊荣。但这台名为“巨人”(Colossus)的计算机主要用来破译德军的密码，而且很长时间内都属于高级机密。今天人们庆祝情人节，没有谁会去热衷于考究哪一个来由才权威。我们需要的仅仅是一个统一的日子，让大家一起庆祝而已。对于电脑的生日也是一样。
57年前的1946年2月14日，世界上第一台电子数字积分计算机ENIAC(TheElectronicNumericalIntegratorAndComputer)在费城开始运行，宣告人类从此进入了电子计算机时代。
当年，人们看到的ENIAC不是一台机器，而是满满一屋子的庞然大物，密密麻麻的开关按钮，东缠西绕的各类导线，忽明忽暗的指示灯，人们仿佛来到一间正在开工中的纺织车间。ENIAC有8.2英尺高，3英尺宽，100英尺长，总重量有30吨之巨。
那是一个奇异的时代:电子计算机如同十月怀胎一样，进入呱呱坠地的时刻。许多数学家、物理学家、天文学家、统计工作者甚至心理学家，都怀着热情和决心，纷纷改行转到研制高速计算机的行列中来。他们中间就有美国宾夕法尼亚州立大学摩尔工程学院的约翰·莫齐利和他的学生约翰·艾克特。
自第二次世界大战以来，枪炮的弹道计算和火力表的测试日趋重要。每一个弹道参数都需用几个不同的微分方程来计算。美国陆军军械部为此大伤脑筋，他们为此雇用了200多名计算快手，还是不够用。军方迫切需要开发一种新的计算机器，把计算弹道参数的时间提速到以秒计。为此，军械部下属的弹道实验室找到艾克特和莫齐利，由他们负责研制新的计算机器。
1943年4月，摩尔学院和弹道实验室达成协议，由摩尔学院开发研制一种新的电子计算设备。同年5月31日，莫齐利提出了总体设计方案，艾克特则负责电路的研制。经过两年的努力，1945年春天，“ENIAC”已开始试运行。1946年年底，“ENIAC”分装启运，运往阿伯丁军械试验场的弹道实验室，开始了它的计算生涯。除了常规的弹道计算外，它后来还涉及诸多的科研领域，如天气预报、原子核能、宇宙线、热能点火、风洞试验设计等。它还为第一颗原子弹的问世出了一把大力。
50年代，ENIAC第一次为社会公众所知，是被哥伦比亚广播公司租用预测1952年的美国大选结果。选举之夜，当ENIAC仅仅利用5%～7%的选票就预测艾森豪威尔将赢得胜利时，广播公司的所有专家却拒绝报道。苦恼的工程师们只好同意调整机器程序以求与评论家们保持一致。但是，ENIAC依然坚持艾森豪威尔将大获全胜。当计算机的预测被最后证实时，美国传媒界轰动了。专家们不得不公开承认ENIAC确实略胜一筹。机器预测艾森豪威尔将获得438票，实选举得票为442票，预测惊人地只有不到1%的误差率。ENIAC走向辉煌的巅峰。
1955年10月2日，“ENIAC”功德圆满，正式退休。1945年正式建成以来，实际运行了80223个小时。这十年间，它的算术运算量比有史以来人类大脑所有运算量的总和还要多。
斗嘴的巨人
ENIAC退休了，一个全新的电脑时代却开始了。继续驱动这个新时代的轮到了晶体管和集成电路。
二战结束后，贝尔实验室开始研制新一代的电子管，具体由肖克利负责。1947年圣诞节前两天的一个中午，肖克利和两位同事沃尔特·布莱登(WalterBrattain)、约翰·巴丁(JohnBardeen)，用几条金箔片，一片半导体材料和一个弯纸架制成一个小模型，可以传导、放大和开关电流。他们把这一发明称为“点接晶体管放大器”(Point-ContactTransistorAmplifier)。因为发明晶体管，肖克利和另两位同事荣获1956年度的诺贝尔物理学奖。这是一种用以代替真空管的电子信号放大元件，是电子工业的强大引擎，是计算机革命的关键，被媒体和科学界称为“20世纪最重要的发明”。也因此有人说:“没有贝尔实验室，就没有硅谷。”
20世纪重大的发明创造数不胜数，那么哪一件是最重要的?必然有不少答案。但是，如果我们将集成电路摆出来，晶体管也要退让三分。因为通过这项发明，微电子学成了所有现代技术的基础，也成了IT业发展最核心的动力。在竞争激烈的高科技领域，这样的发明无疑意味着金钱和荣誉。因此，如同谁是第一台电子计算机的发明人一样，围绕“谁是集成电路发明人”的问题，也成了一幕富有戏剧性的争斗。
1959年2月，德州仪器公司的杰克·基尔比为他发明的“微型电路”申请了专利。与此同时，仙童公司的罗伯特·诺伊斯却没有为他的集成电路申请专利，直到1959年7月才补了这一手续。显然，基尔比拥有第一个专利，但他的设计不够实用；诺伊斯的平面处理设计成了后来微电子革命的基础，但他在专利申请上却是后来者。这场争执似乎更像是个人的冲突，但是两人背后的公司却在整个60年代里相互控告。最后，法庭也只好一分为二，将集成电路的发明专利授予了基尔比，而将关键的内部连接技术专利授予了诺伊斯。两人也就成为集成电路的共同发明人。
基尔比成了全国闻名的发明家，诺伊斯更是由于创办了英特尔公司成了传奇人物。双方似乎都皆大欢喜，倒是基尔比对“共同发明人”这个词还心有不甘：“我不那么乐意，我认为这是诺伊斯博士的说法。”
斗嘴归斗嘴。诺伊斯因为英特尔的成功，名利双收，成为硅谷最重要的奠基人之一。而基尔比也获得了足够多的荣誉。2000年10月10日，瑞典皇家科学院宣布，基尔比与另外两位科学家共同分享诺贝尔物理学奖，以表彰他们为信息技术所做出的基础性贡献。基尔比分享了近百万美元的一半。这一次他笑得分外开心和自信，因为除了集成电路，他还是袖珍计算器的发明者之一，拥有60多项美国专利。
以小胜大的霍夫
一个想法就可以改变整个世界。有了晶体管，就有了集成电路;有了集成电路，就有了微处理器的发明;有了微处理器，就有了PC之火;有了PC，就有了互联网腾飞的基础。这是一条一环紧扣一环的技术创新之链。可以说，ENIAC所开启的计算机产业主要借助于三项最重要的发明:一项是贝尔实验室肖克利等三人发明的晶体管，一项是诺伊斯和基尔比发明的集成电路，另一项则是特德·霍夫1971年发明的微处理器。
微处理器这种机器是如此富于创造性和革命性。一开始，没人知道拿它来做什么用。然而，在两年之内，人们开始认识到微处理器带来的创新使计算机工业产生了根本的变革。艾克特和莫齐利的巨大工厂开始浓缩进了小小的微型宇宙中。
与前两项产品的发明者不同，霍夫既没有享受到巨大的财富，也没有因此获得什么特别的荣耀。霍夫却很知足:“如果我们没有在1971年发明‘4004’微处理器，那么别人也会在一两年里发明它。”迄今，这位发明人还未得到公众的充分认识。但是，霍夫的发明如此重要，他完全可以跻身20世纪最伟大的科学家之列。
今天，英特尔董事会主席安迪·格罗夫表示：“这款微处理器在当时代表了英特尔产品的未来，但在最初面市的15年，我们根本就没有意识到这一点。最终，这款微处理器却成了英特尔商业领域的标志性产品。”
在过去的30年里，微处理器已经无处不在,仅在2000年一年就发货3.85亿只。Linley分析公司的首席分析师林雷·吉文纳普表示:“微处理器的面市对每个人的生活都产生了根本性的影响，这么说毫不夸张。在微处理器发明之前，计算机全都是庞大的‘怪兽’。”
到今天，第一台计算机诞生已有57年了。半个世纪中，计算机以惊人的速度发展着，微电子技术的发展，使得计算机处理器和元件越来越小，数量越来越多，计算机的运算速度和存储容量迅速增加。
ENIAC诞生在一间巨大的房间里；后来的计算机逐渐走出玻璃房，进入办公室，占据了我们的桌面;然后，又纷纷走入家庭;今后，电脑将无所不在。ENIAC开启的事业远远没有抵达终点。
(张欣摘自2003年2月17日《中国经营报》)