106年前的今天，1912年6月23日，“計算機科學之父”艾倫?圖靈誕生。今天，我們就來聊一聊，是誰發明了世界上第一臺計算機！
如果讓計算機自己來回答“第一臺計算機”是什么時候誕生的，只要打開搜索引擎輸入這個問題，就會看到各種各樣的答案，其中大多是：世界上第一臺計算機是1946年在美國誕生的電子數值積分計算機，簡稱ENIAC。
其實這個題目并沒有標準答案，ENIAC只是其中一個答案而已。在歷史上人們很早就開始嘗試制造可以自動計算的機器了，經過多年的發展，才有了計算機今天的模樣。很多種類的計算機都可以算作是“第一臺計算機”，這要看你如何定義“計算機”。
如果能幫我們做算術的東西就能稱得上是計算機的話，古代的算盤應該也稱得上是一種計算機，不過它完全是手動的。在17世紀到20世紀的幾百年間，曾經出現過一批不帶電的計算機，這些計算機里面沒有電路板，只有一堆機械齒輪。
17世紀法國有一位“全能超人”帕斯卡，他是數學家、物理學家，也是哲學家、流體動力學家，還是概率論的創始人之一。帕斯卡造出了一個內部裝著一堆齒輪的盒子，只要旋緊發條，它就可以轉起來。不過，這個“第一臺機械式計算機”只能進行簡單的加減運算，其水平大概只相當于幼兒園小朋友。后來，德國數學家萊布尼茨制造出了一臺可以進行加減乘除運算的機械式計算機，它的計算能力達到了小學生的水平。英國數學家巴貝奇在19世紀20年代制造出的差分機，則會計算一些數學函數了。雖然巴貝奇夢想著制造出一臺功能更齊全的第二代差分機，但他最后并沒有成功。
后來人們意識到，如果只使用機械齒輪進行計算，計算能力是極其有限的，要想讓計算機擁有更強的計算能力，只有另辟蹊徑。于是，電子計算機被制造出來了。依靠電力來工作比依靠齒輪工作速度更快，因此電子計算機有更強的計算能力。在第二次世界大戰期間，戰場上飛機、炮彈的飛行軌跡需要大量復雜的計算來獲取，這讓電子計算機有了一展身手的機會。以世界上第一臺大型自動數字計算機“馬克1號”為例，它可以儲存72組數據，每組數據有23位小數。進行加法運算一次需300毫秒, 乘法運算一次需6秒，除法運算一次需15.3秒，盡管現在看起來這個速度比較慢，但是它實現了計算技術歷史性的突破，幫助人們完成了大量計算任務。
那么，電子計算機的發明者是誰呢？也有好幾種答案。1936年英國數學家圖靈首先提出了一種以程序和輸入數據相互作用產生輸出的計算機構想，后人將這種機器命名為通用圖靈機。1938年出現了首臺采用繼電器進行工作的計算機“Z-1”，但繼電器有機械結構，不完全是電子器材。1942年阿坦那索夫和貝利發明了首臺采用真空管的計算機，以他們倆名字的首字母命名為ABC。不過ABC只能求解線性方程組，不能干其他的工作。在圖靈指導下，第一臺可以編寫程序執行不同任務的計算機COLOSSUS則到了1943年才在英國誕生，用于密碼破譯。
公認的人類歷史上第一臺現代電子計算機是1946年在美國賓夕法尼亞大學誕生的ENIAC。盡管它比前面提到的那些機器晚誕生了一段時間，但它擁有了今天計算機的主要結構和功能，是通用計算機，并且是第一臺與通用圖靈機等效的計算機。雖然在今天看來，ENIAC的計算能力恐怕連小小的計算器、智能手機都比不上，但當時稱得上是功能強大。ENIAC體積非常龐大，占滿好幾個房間，全身上下擁有一大堆纏繞的電線和真空管。它的耗電量也非常驚人，工作的時候，全城的人都知道，因為家家戶戶的電燈都變暗了。最初ENIAC的程序設置需靠人工移動開關、連接電線來完成，改動一次程序要花一星期時間。為了提高效率，工程師們設想將程序與數據都放在存儲器中。數學家馮·諾依曼將這個思想以數學語言系統闡述，提出了存儲程序計算機模型，后人稱之為馮·諾依曼機。
現在，人們普遍認同現代計算機理論最重要的奠基人是圖靈與馮·諾依曼。前者建立了圖靈機的理論模型，發展了可計算理論；而后者確定了現代計算機的基本結構。不過，計算機的發展很難簡單地歸功于某一個人或某一臺機器，歷史上每一臺迸發出創新火花的計算機都有資格稱得上計算機歷史上的第一，它是人類智慧的共同結晶。
誰發明了世界上第一臺計算機？”
對于這個問題，相信十有八九之人都會認為美國。1946年，美國人摩徹利和埃卡特基制造的“世界第一臺計算機”，這臺計算機叫“埃尼亞克”——一個占地170平米、重30噸、174千瓦的龐然大物，還不如今天的一些高級袖珍計算器，但它的計算速度卻是手工的20萬倍。
然而鮮為人知的是，美國人發明的這臺計算機，其實并非世界第一，只能算世界第三，在此之前，還有兩個國家率先發明了計算機。
當美國人宣傳發明世界第一臺計算機時，英國人卻不樂意了。
1940年，為破譯德國密碼，英國研制出了大型電子運算裝置“巨人”機。盡管“巨人”只是計算機的雛形，但的確是一臺計算機，在二戰中立下了汗馬功勞。
1940年，英國通過“巨人”機算，破析德軍密碼，獲悉德國空軍將空襲重要工業城市考文垂。為保守“巨人”機的秘密，丘吉爾斷然決定不疏散考文垂居民，結果付出了沉重的代價。
然而，讓英國耿耿于懷的不僅只是名聲，還有更重要的應用計算機。與第一次工業革命時期不同，英國沒能抓住由計算機引發的技術和產業革命的機遇，而美國抓住了。
英國人耿耿于懷時，其實還有更郁悶的人，這就是德國人康拉德·楚澤。
康拉德·楚澤是一位德國工程師，在柏林工業大學專業是土木工程建筑，但就是這位與計算機不搭邊的“外行”，卻制造出了世界第一臺計算機。
1935年，康拉德·楚澤獲得了土木工程學士學位，進入了柏林一家飛機制造廠，主要任務恰好是他最撓頭的飛機強度分析，繁瑣枯燥的計算成了他的工作，而輔助工具只有計算尺可用。于是，康拉德·楚澤產生了制造計算機的念頭，為此工作數月之后辭職回家研究。
在父母朋友的贊助之下，經過2年時間的摸索，1938年康拉德·楚澤竟然真的完成了一臺可編程數字計算機Z—1，采用了二進制數，可以完成3×3矩陣運算過程。
但康拉德·楚澤花光了僅有的幾千馬克，還是無法買到更合適的零件，所以Z—1實際上只是一臺實驗模型，一直沒能投入使用。
1939年，在朋友的資助下，康拉德·楚澤組裝了第二臺電磁式計算機Z—2，這是一臺可以正常工作的計算機。這臺計算機引起了德國飛機實驗研究所的注意，隨后贊助一筆讓他繼續改進。
1941年，康拉德·楚澤組裝了第二臺電磁式計算機Z—3，計算能力有了飛躍進步，能達到每秒3～4次加法的運算速度。1942年，康拉德·楚澤編寫了世界上第一個下國際象棋的計算機程序。
1944年，盟軍空襲柏林，炸毀了工作三年的Z—3，但在1945年康拉德·楚澤又組裝了更先進的Z—4，存儲器單元也從64位擴展到1024位。甚至，為了讓計算機效率更高，他還設計了一種編程語言Plankalkuel。
因為擔心盟軍空襲，康拉德·楚澤把Z—4帶到德國南部，阿爾卑斯山區欣特斯泰因小鎮，在此繼續自己的發明研究。
1945年，盟軍攻入欣特斯泰因小鎮，聲稱在一個糧倉地窖里發現了德國研制的先進計算機。兩名英國情報官員匆匆而來，仔細研究之后認為，充其量是某個印刷廠遺棄的排字機：“德軍再傻，也不會把這么重要的設備放在交通極為不便的山區。”
明珠蒙塵，世界第一臺計算機榮譽暫時告別康拉德·楚澤。
1949年，楚澤把他的Z－4計算機安裝在瑞士蘇黎士技術學院，并且一直穩定地運行到1958年。直到上世紀60年代，又隨著德國精密的機床技術在世界聞名以后，美、英計算機界才慢慢的有人相信，那臺貌不驚人的機器，的確是當時最先進的計算機，而且還是更先進的程序控制的數字計算機，比美國、英國的同類發明要早10余年。
上世紀60年代之后，康拉德·楚澤創辦了“楚澤計算機公司”，發展為數千員工的企業，銷售了近300臺各類計算機。1966年，他的公司被西門子公司收購，楚澤擔任了西門子公司的顧問，1995年康拉德·楚澤去世，享年87歲。
在我們印象之中，為何總是美國人發明了世界第一臺計算機？原因很簡單，二戰之后，德國并不是很受美國人的待見，所以即便計算機業內基本認可康拉德·楚澤，但美國媒體界一直都是將摩徹利和埃卡特基認定為計算機的發明者。
甚至在上世紀60年代，當時媒體和大眾憤憤不平，堅持認為計算機之父必須是美國人，絕對不是什么德國人。直到1975年六月，美國權威的《科學》周刊封面上，刊登了康拉德·楚澤的照片，才算蓋棺定論。但即便有權威機構證實，至今不少美國人還是堅定認為美國人發明了第一臺計算機。
參考資料：《康拉德·楚澤：最先采用程序控制的數字計算機》
一提到“計算機之父”，大部分人想起的一定是阿蘭·圖靈，如果再拓展一些，馮·諾依曼、查爾斯·巴貝奇可能也會入圍。
然而如果你在谷歌或者必應，用英文搜索"father of computer" ，排在第一位的，始終是他，Charles Babbage KH。
這位看起來很有范的英國紳士——查爾斯·巴貝奇，大眾并不太熟悉的名字。
他耗盡了可以制造兩架軍艦、22臺蒸汽火車頭的經費，外加銀行家父親留下的全部身家，窮極一生，也沒能制造出任何一臺他所描述的機器。
然而，那些超前了至少一個世紀的設想，被譽為現代計算機的先驅，代表了機械智能的最高水平，他也被稱為計算機之父。
跟大部分好奇的小男孩一樣，巴貝奇從小有任何事情都要尋根究底的習慣，拿到玩具也會拆開來看看里面的構造。由于從8歲起身體就一直不好，上一陣學就得回家休養，他爹便給他請了不少私人老師。
1810年10月，19歲的巴貝奇來到劍橋大學三一學院。這兒是劍橋規模最大、財力最雄厚、名聲最響亮的學院之一。
在整個20世紀，三一學院獲得了34個諾貝爾獎以及4個菲爾茲獎，數量上碾壓了牛津和劍橋大學其他各個學院。知名校友有物理學家牛頓、波爾，哲學家伯特蘭·羅素，還有查爾斯王子等等。
原本巴貝奇對這座頂級學府充滿了期待，來了才發現，老師掌握的數學知識還不如他自己多，教的知識他早就自學過了，無敵是多么寂寞。
1820年，英國皇家天文學會成立，巴貝奇為創始人之一。在這里，他們要做大量的計算，耗費的人力物力巨大，又不能保證百分比的準確率。在當時，甚至找不到一張完全準確的表格。
所以，巴貝奇意識到：只要是人為的，就沒有完美的。于是他思忖著，那些繁瑣的程序，能不能用機器來代替呢？
那時候的機械計算機器，已經發展了三百多年，匯聚了眾多天才智慧，卻停留在和加、減、乘、除，這些簡單到不能再簡單的基本運算打交道。
像托馬斯·德科爾馬在1820年發明的這款計算器，是商業上成功應用的最早的計算器，然而它和巴貝奇的要求相去甚遠。
1822年6月14日，巴貝奇向皇家天文學會遞交了一篇名為《論機械在天文及數學用表計算中的應用》的論文，差分機的概念正式問世，獲得了皇家天文學會的最高獎項——金質獎章。
與論文一起亮相的，是一臺簡單的原型機——差分機0號。所謂差分，就是把函數表的復雜算式轉化為差分運算，用簡單的加法代替平方運算。
英國政府看到原型機后非常感興趣，次年撥款1700英鎊，希望巴貝奇能做出實用產品，徹底解決編寫數值表的大難題。
誰知實行起來要比想象中要困難得多。差分機對制作的精度要求，遠遠超越了所處時代的真實水平。巴貝奇跑遍整個歐洲也沒找到多少能用的零件，于是在制造機器之前，還要先考慮怎么制造各類零件。
原本以為兩三年就能搞定，沒想到10年過去了，巴貝奇卻只完成了設計稿的七分之一。
再過了十年，也就是1842年，政府正式宣布不再出資，為期20年的差分機項目，最終以失敗告終。至此項目花銷的經費已經高達17000英鎊，這筆數字是最初預算的整整10倍，差不多可以建造22臺蒸汽機車或者2艘戰艦了。
巴貝奇卻并沒有因此受到打擊，此時他的精力已經轉向了一項更偉大，更具開創性的研究。
差分機固然強大，但終究只能計算多項式而已，如果能利用“機器”將計算到印刷的過程全部自動化，那么計算錯誤、抄寫錯誤、校對錯誤、印制錯誤等人為疏失將會被全面消除，這不是更好嗎？
借鑒了法國一位織布工用穿孔卡片來控制織布機的創意，1833年，巴貝奇著手開始了一種可編程序機器的設計。
他設定了4種輸出裝置，其一為打印裝置，其二為曲線繪圖儀，其三為響鈴，其四為打孔機，用于制造穿孔卡片。這臺被稱作“分析機”的機器，直接將機械計算的理念從地表推上云天。
后人驚訝地發現，他設計的分析機的組成結構，竟和現代計算機如出一轍，要知道，現代計算機的五大組成部件是由馮·諾依曼在1945年才明確提出的。
仿佛是老天爺一個玩笑式的魔咒，分析機的研制不幸步了差分機的后塵，巴貝奇付出了幾十年的努力，耗掉銀行家父親留下的全部身家，直至離世前仍只建成了它的一小部分。
藏于倫敦科學博物館的分析機半成品
巴貝奇抱憾而終，留給后世的僅僅只有這臺小小的模型和兩千多張圖紙。他在遺言中寫道：
如果一個人不因我一生的挫折而卻步，仍然一往直前制成一臺具有全部數學分析能力的機器……那么我愿將我的聲譽毫不吝嗇地讓給他，因為只有他能夠完全理解我的種種努力，以及這些努力所得成果的真正價值。
巴貝奇通過自己的努力，開啟了人類社會的計算機化進程。從那以后，計算機開始慢慢地征服世界。雖然沒有造出完整的“分析機”，他仍被多數人稱為“現代計算機之父”。
數學是基礎學科，驅動了很多學科的發展，比如計算機、天體物理、量子力學等等。華為總裁任正非也曾說，芯片砸錢不行，得砸數學家。
數學是家長最為重視的學科，也是孩子最頭大的學科，都說數學煩、數學難，怎么才能培養孩子的數學興趣？學習數學有沒有捷徑呢？
正如歌德所說：“一門科學的歷史，就是這門科學本身。”
想學好一門學科，一定要去讀一讀這門學科的歷史，數學亦是如此。特別是對于孩子，相較于生澀的數學知識，數學的歷史長河中，一個個生動的故事更能讓他們對數學產生興趣，這就是讓孩子愛上數學的捷徑。
給大家推薦一套由俄羅斯大師級文學家與數學家的強強聯合，創作的這套給6-12歲孩子的《數學簡史》，書中“計算機中的數學”一章，就提到了巴貝奇的計算機。
這本《數學簡史》，不是一套數學提分寶典，而是一本關于數學和數學史的趣味故事書，是一張通往數學世界奧妙的船票。
很多孩子數學學不好，就是因為數學概念理解不透徹。而書中對于每個知識點，都是用講故事、舉事例、畫圖等方式來說的，把數學基本知識解釋得清清楚楚。
它帶領孩子們跳出時間的桎梏，從數學的起源開始去認識這門古老而又重要的學科。
讓孩子去和原始人來一次以物易物的交易，去跟古巴比倫人學一學占星術，去跟芝諾的烏龜來一場賽跑。歸來之時，數學不再是一些無意義的公式和符號，早已成為他最親密的老朋友。
作為孩子的第一大學科，一定要格外重視數學興趣的提升。
了解數學史后，孩子再去看那些本來枯燥的公式和定理，馬上能聯想到背后的數學家和一段或奇妙或艱辛的故事，立馬就親切了起來，還能跟同學們侃侃而談。
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