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1946年2月14日 世界上第一台计算机诞生
来源：科普中国
1946年2月14日，世界上第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生。
这部机器使用了18800个真空管，长50英尺，宽30英尺，占地1500平方英尺，重达30吨（大约是一间半的教室大，六只大象重）。它的计算速度快，每秒可从事5000次的加法运算，运作了九年之久。吃电很凶，据传每次一开机，整个费城西区的电灯都为之黯然失色。另外，真空管的损耗率相当高，几乎每15分钟就可能烧掉一支真空管，操作人员须花15分钟以上的时间才能找出坏掉的管子，使用上极不方便。曾有人调侃道：“只要那部机器可以连续运转五天，而没有一只真空管烧掉，发明人就要拍手庆祝了”。
从第一台计算机诞生至今已过去70年了，在这期间，计算机以惊人的速度发展着，首先是晶体管取代了电子管，继而是微电子技术的发展，使得计算机处理器和存贮器上的元件越做越小，数量越来越多，计算机的运算速度和存贮容量迅速增加。美国Intel公司宣布研制成功世界上最快的超级计算机，它每秒可进行3280亿次加法运算（是第一台电子计算机的6600万倍）。如果让人完成它一秒钟进行的运算量的话，需要一个人昼夜不停地计算一万多年。
当年的“埃尼阿克”和现在的计算机相比，还不如一些高级袖珍计算器，但它的诞生为人类开辟了一个崭新的信息时代，使得人类社会发生了巨大的变化。1996年2月14日，在世界上第一台电子计算机问世50周年之际，美国副总统戈尔再次启动了这台计算机，以纪念信息时代的到来。
【浙江工业大学计算机学院院长 王万良】?这是广为流传的错误：ENIAC只能算第一台具有很大实用价值的电子计算机。第一台电子计算机的发明人是美国的阿塔那索夫，这是美国著名的公案，法院裁定莫克利剽窃了阿塔纳索夫的成果。中国计算机界的绝大多数人不知道这个事实，应该予以澄清。我的人工智能教材的第一版第一次印刷的也是这么写的，第二次印刷时就纠正了。
美国法院取消了莫克利的专利权。
世界第一台电子数字计算机的诞生及其争论 来源:新浪博客
作者：归来开放
电子数字计算机自从20世纪三、四十年代诞生，至今不过七、八十年，但其发展史错综复杂，更由于一直未形成有规模的计算机史研究队伍，从史学角度进行的研究很少，因此至今没有十分详尽和权威的计算机专史学术著作。本文仅从浩如烟海的计算机发展史中，截取其中一个金光闪闪的片段，对电子数字计算机的发明做简要的陈述和分析。
随便翻开一本现行大学计算机导论的教科书，其中绝大多数在介绍计算机发展史时，都会众口一声地提到：1946年由美国宾夕法尼亚大学设计和制造的ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator，电子数字积分器和计算器）是世界第一台电子计算机。在各种科普读物和主流媒体中，也基本对这一说法持相同的观点[1]。可见，ENIAC作为“世界第一”早已深入人心。图1所示为ENIAC的官方网站[2]公布的ENIAC的模型照片，该模型的体积只相当于原始机器体积的1/10左右。
图1 ENIAC
就像所有其他学科的诞生一样，计算机在那样一个独一无二的历史时刻出现。在那个伟大的年代里，无数的数学家、物理学家、天文学家甚至心理学家都对高速计算机器的研制投入了前所未有的热情和努力。这些人类的精英中绝对不能不提到的四个人物，我们可以称呼他们为“四约翰”（如图2），他们就是美国艾奥瓦州立大学（Iowa State University）的副教授约翰·文森特·阿塔那索夫（John Vincent Atanasoff）、宾夕法尼亚大学莫尔电子工程学院（University of Pennsylvania's Moore School of Electrical Engineering）的物理学教授约翰·威廉·莫克利（John William Mauchly）、约翰·普雷斯珀·埃克特（John Presper Eckert）以及普林斯顿大学（Princeton University）著名数学家约翰·冯·诺依曼（John von Neumann）。阿塔那索夫教授是ABC机的设计和发明者，冯·诺依曼是ENIAC的电子计算机的奠基人，而莫克利和埃克特正是被并称作“ENIAC之父”的ENIAC的发明者。
图2-1 阿塔那索夫
图2-2 莫克利（右）和埃克特（左）
图2-3 冯·诺依曼
图2 “四约翰”
时间回溯到上世纪30年代末，第20届世界博览会在美国纽约举行，这是第二次世界大战前的最后一届博览会，64个国家参加。尽管战争的浓雾在世博会的上空集聚，但仍有60万人出席了由时任美国总统罗斯福致辞的规模空前的盛大开幕式。在世博会的穿孔卡片制表机的展台前，一位年轻的教授正凝神于推销员慷慨激昂的解说和他眼前的当时最先进的计算机器的表演，不过最后他还是摇了摇头，离开了博览会现场。这位教授是来自费城郊区厄西纳斯学院（Ursinus College）的物理系主任莫克利。他由于气象问题中庞大的计算量而头疼不已，因此他寄希望于穿孔卡片制表机。这次他来世博会参观的目的正在于此，不过显然他有点失望，这样的机器远远满足不了他的需要。但这也不一定是什么坏事，起码对莫克利来说，这使他放弃了购买现成计算设备的念头。事实上，一种用电子电路开发计算机器的电子计算机的原始构思正在莫克利的脑中闪现。
为了电子计算机的实现，莫克利于1941年夏天到宾夕法尼亚大学莫尔学院参加工程科学管理及国防培训班（Engineering’s Emergency Science and Management Defense Training Course），学习电子学课程。就在那里，他认识了莫尔学院的研究生埃克特。此时的莫尔学院正承担着美国军方的火炮射表弹道轨迹计算任务，而这其中的计算量也是任何现有计算设备所不能胜任的。历史将这两位热衷于研制高速电子计算机的“天才科学家”和“天才工程师”的手连在了一起。那一刻，20世纪最伟大的发明开始了它宏伟而艰辛的历程。
1942年8月，莫克利撰写了一篇题为《关于高速电子管用于计算》（《The Use of High Speed Vacuum Tube for Calculating》）的报告，提出设计研制电子计算机的想法。这份报告获得军械部和莫尔学院之间的联络官戈德斯坦（Herman Heine Goldstine）的支持和协助，于1943年提交陆军军械部。4月9日，军械部采纳了这个方案，决定投资40万美元建造一台叫做“电子数字积分器和计算机”（Electronic Numerical Integrator and Computer）的高速电子计算机器。这个项目被称为PX计划（Project PX.）,6月5日正式签约。8月初，世界著名的大数学家冯·诺依曼（John Von Neumann）的加入，对ENIAC项目组来说如虎添翼。他为ENIAC的研制过程中出现的各种问题，给出了非常独特的解决方案，使得研制进度得以顺利进行。
1945年春天，经过两年多日日夜夜的艰苦奋战，ENIAC设计制造基本完成，开始了试运行。ENIAC的总成本为48.68万美元，根据功能分为8个基本单元：累加器、触发器、主存储器、乘法器、除法/开方器、门电路、缓冲器以及功能表。累加器是ENIAC的基本计算单元，每个累加器由20个寄存器组成，每个10位十进制，能实现加法、减法和暂存的功能。这种累加器与现代电子计算机的CPU（Central Processing Unit，中央处理器）类似。
原来使用微分机计算60秒射程弹道轨迹需要20分钟，现在利用ENIAC仅仅需要30秒！同时，由于冯·诺依曼参与“曼哈顿计划”的缘故，ENIAC还为第一颗原子弹的关键方程的求解计算做出贡献。更鲜为人知的事情是，根据新近发现的埃克特的采访记录得知，ENIAC真正第一次被使用，是被“氢弹之父”爱德华·泰勒（Edward Teller）用于氢弹研制过程中的计算工作[3]。
1946年2月10日，美国陆军军械部和莫尔学院共同举行了ENIAC的新闻发布会，宣布世界上第一台电子计算机已由莫尔电子工程学院研制成功。它的高速运算能力以及精确度让所有参观人员惊叹不已，莫克利自豪地认为：全世界只要拥有6台ENIAC就足够应付所有的计算任务了！
在深邃而浩瀚的茫茫宇宙中，有一颗叫做“阿塔那索夫星”的小行星。这颗编号为3546的小行星之所以这样命名，只为了纪念一位电子计算机的先驱——约翰·文森特·阿塔那索夫，他设计和制造的ABC（如图3）比ENIAC更早问世。
图3 ABC模型
约翰·文森特·阿塔那索夫（John Vincent Atanasoff）于1903年10月4日出生在纽约州的汉密尔顿（Hamilton，New York），是一位保加利亚裔的美国人。1925年获得福罗里达大学（University of Florida）电气工程学士学位，1926年获得艾奥瓦州立大学（Iowa State University）数学硕士学位，1930年获得威斯康辛大学（University of Wisconsin）物理学博士学位。他的博士论文题目为：“氦的介电常数”（The Dielectric Constant of Helium），这篇论文给予了阿塔那索夫第一次体验到庞杂计算的经历。在那段整日疲于计算的时间里，他的头脑中出现一个念头，他要研究一台更快更好的计算机器。完成学业后阿塔那索夫回到艾奥瓦州立大学，同时在数学系和物理系任教。
阿塔那索夫在考察了许多当时的数学工具后指出，计算机可以分为两类：模拟的和数字的（analog and digital），“数字”这个术语在很久以后才流行起来。1936年阿塔那索夫与原子物理学家葛兰·墨菲（Glen Murphy）合作，研制出一台名为“Laplaciometer”的小型模拟计算机，用于几何体表面的研究。但是阿塔那索夫认为这台机器与其它的模拟计算机有着共同的缺陷：他们的精确度依赖于机器其他各部分的表现。
阿塔那索夫因为想要找到解决这个问题的方法而备受困扰与折磨，这期间他做过许多的努力和尝试，几乎把当时所有可用的计算工具都做了研究，包括研究和改造“门罗计算机”（Monroe calculator）以及IBM的小型制表机，但都未能如愿。1937年的一个冬夜，在伊利诺斯州（the state of Illinois）的一个小酒馆里，阿塔那索夫终于灵感突发，做出对数字计算机意义重大的4项决定：
1. 用电子元件替代机械部件；
2. 用二进制替代十进制作为新计算机的运算基础；
3. 用逻辑动作替代计数实现运算；
4. 用能充放电的电容器作为“存储器”（memory）。
在得到艾奥瓦州立大学数学系的650美元研究资助后，阿塔那索夫开始了新计算机的研制。由于缺乏机械和电子技能，他找到了志趣相投且精通机电技能的电子工程系学生贝利（Clifford Edward Berry，如图4）做助手。1934年到1941年，他们研制出了一台后来被命名为“ABC”（Atanasoff Berry Computer）的样机。这台计算机是为了求解大型联立线性代数方程组而设计的，但由于卡片机输出的问题，ABC未能真正在计算上发挥作用。尽管如此，它仍然证明了阿塔那索夫提出的4点计算机原理的可行性。
1941年12月7日，珍珠港事件爆发，阿塔那索夫离开艾奥瓦州立大学，为战争效力。ABC在那个物资紧缺的时期遭到拆卸，零件用于其他机械项目。之前学院为ABC申请专利的事情也因阿塔那索夫和贝利的离去而无人催促，逐渐被人淡忘，艾奥瓦州立大学与电子计算机的发明专利权遗憾地失之交臂！
图4 贝利与ABC
关于ENIAC和ABC之间何者是世界第一台电子数字计算机的争论，已经持续了30多年。这并不是上述两台计算机的发明者之间的争论，而是上世纪60年代两个公司之间关于ENIAC专利权的诉讼官司而引发的。1967年初，拥有ENIAC专利权的斯佩里兰德公司（Sperry Rand Corporation）向霍尼韦尔公司（Honeywell Company）收取计算机制造的专利使用费，但是遭到了后者的拒绝，于是斯佩里兰德公司将霍尼韦尔公司告上法庭。霍尼韦尔公司之所以拒绝支付专利使用费，是由于他们认为ENIAC的专利有问题，于是他们在明尼阿波利斯（Minneapolis）地方法院反告斯佩里兰德公司违反了“反托拉斯法”（Antitrust legislation）而执行了一条无效的专利。他们请阿塔那索夫出庭作证，证明ENIAC的设计原理是源自ABC的。在法庭上，阿塔那索夫陈述了1937年冬天他在小酒馆产生灵感，如何依据那些新思路设计电路，以及后来与贝利共同研制ABC的过程。他还用许多当年的相关资料证明，1941年6月莫克利曾经拜访过他，参观了当时已接近完成的ABC，并且参看了设计图纸和许多资料。他向莫克利解释了二进制系统原理、线性联立方程的解决过程、ABC的定时和同步机制、电容存储器和读数据装置、自动处理电路和装置以及逻辑电路原理等等，ENIAC的设计原理是与ABC基本相同的。
当莫克利作为斯佩里兰德公司的证人出庭时，他的证词含糊不清，虽然承认其参观过ABC，但只是在微弱昏暗的灯光下看到了被遮盖着的ABC。同时对于阿塔那索夫所说的参看过设计图纸和资料细节，莫克利则矢口否认。但是当他不小心认出一张拍摄于1941年的ABC的照片时，他不得不推翻之前的说法，承认见过ABC的全貌和细节。不过莫克利仍然坚持称自己在参观完这台机器后没有从中学到丝毫新的电子数字计算方面的东西。而且，他认为ABC不同于ENIAC的地方是：ABC是用途特殊的，只是为解决线性联立方程而设计的；而ENIAC是则通用的，基于多功能的设计思想。
1973年10月19日，法官拉森当庭宣布这场“世纪审判”的终审结果：“埃克特和莫克利不是第一台电子数字计算机的发明人，他们的设计来源于阿塔那索夫的发明。”（Eckert and Mauchly did not themselves first invent the automatic electronic digital computer, but instead derived that subject matter from one Dr. John Vincent Atanasoff.[4]）
至此，这场持续了6年，开庭135次，传讯了77个证人，采集了80份书面证词的美国历史上最旷日持久的案件终于落下帷幕。斯佩里兰德公司败诉，ENIAC的专利权被判无效。阿塔那索夫因此被人们称作“真正的电子计算机之父”。尽管如此，由于判决公布时所有媒体的注意力都被称作“水门事件”（Watergate scandal）的政治风暴所吸引，这个科学界极其重大的消息只刊登于各大报纸杂志的很不起眼的版面和位置，竟被人们忽视。
关于这个历史争论的庭审早已尘埃落定，但新的资料和证据却仍被挖掘和发现（据报道，莫克利的遗孀在1984年发现了莫克利20世纪30年代的一些信件、图纸和电路，进一步证明了莫克利在接触阿塔那索夫以前，就已开始了有关研究，提出了他自己的设想和方案，从而导致ENIAC的问世[5]），争论的声音一直在历史的走廊中回响。改革开放以来，随着我国与国外尤其与美国之间的学术交流活动日渐频繁，特别是2007年10月15日小阿塔那索夫（已故ABC的发明人阿塔那索夫之子）受中关村创新研修学院邀请来到中国，召开“世纪之争——谁是真正的计算机之父”媒体报告会，这个争论在我国计算机工作者和爱好者中重新燃起新的火苗。
(一) ABC和ENIAC两台计算机是现代计算机的鼻祖。在何者是第一台电子计算机的问题上，笔者认为法庭的判决是可信的。从两台计算机的发明时间上看，ABC也是当之无愧的世界第一台电子数字计算机，阿塔那索夫也是名副其实的第一台电子数字计算机的发明人。
(二) ENIAC在计算机史上的地位也同样不容否定。它具有完整而精妙的系统，融入无数科技精英的共同智慧，在科技史上有过具体而重大的贡献。ENIAC在法庭上被判失去专利权，这只是斯佩里兰德公司商业角逐的失败，但绝不是ENIAC的失败！ENIAC失去的仅仅是世界第一台计算机的称号，它其中包含的计算机思想（即使是来源于ABC的）、机械设计技巧等人类智慧没有失去！可以肯定地说，ENIAC是世界上第一台通用电子数字计算机，也是第一台运行并解决实际问题的电子计算机。
(三) 一些国内外的研究人员认为由于ABC没有解决实际问题并且没有通用的系统而不能称作完整的计算机的说法，本人不能认同。ABC中孕育的计算机的设计思想（如：二进制、数字电路等）是现代电子计算机的基础，虽然没有具体应用于实践项目，但是它历史性地实现了电子装置进行计算的科技梦想，证实了电子计算机设计制作的可能性。
(四) 另外一些研究人员对ENIAC进行诋毁和蔑视，这样的认识和做法也是不可取的。许多学者抓住了1973年的审判不放，将审判结果中“ENIAC的设计思路‘源于’（derive）ABC”任意地理解或翻译为“‘剽窃’（pirate）了ABC的设计原理”；在讲述审判的过程时蓄意使用一些个人感情色彩浓重的词汇和用语（如：莫克利被对方律师“修理”了整整3天；莫克利是个“已经被逼到墙角里还能跳舞的家伙”；莫克利的谎言被一个个揭穿，着着实实地被钉在了耻辱柱上！……[6]），试图通过对ENIAC设计者莫克利的羞辱而彻底否定ENIAC，将其所有功绩完全泯灭、一笔勾销。这样的学者或研究人员中，有的是由于试图要纠正长期以来大多数人中间“以讹传讹”地认为ENIAC是第一台电子计算机的错误而用词过激；而有的则是身处“利益场”中而故意为之。不论如何，极端的理解和言论对于揭示和评价历史只能渐行渐远。
(五) ABC和ENIAC的争论起源于商业利益的冲突，而这种争论不应该是学术争论的起点。不论两台计算机的发明人之间有何恩怨，这两台机器都应当受到同样的尊重，搁置于平等的学术交流平台之上。当年牛顿（Isaac Newton）和莱布尼茨（Gottfriend Wilhelm von Leibniz）关于微积分争论之时，牛顿凭借自己在英国皇家学会的特殊地位指定朋友做评审委员，对莱布尼茨进行不公正的打击和裁决[7]。虽然赢得暂时的胜利，但其伟大的人格在历史上终究还是留下了一点瑕疵和遗憾。对待ABC和ENIAC的问题，有史为鉴。
(六) 思想家王小波说：“在器物的背后是人的方法与技能，在方法与技能的背后是人对自然的了解，在人对自然的了解背后，是人类了解现在、过去和未来的万丈雄心。”[8]这句话很好解释说明了乔治·萨顿《四条指导思想》中的“统一性思想”[9]原理。ABC和ENIAC不仅仅是计算机史上的一座里程碑，更是统一的科技史上极其重大的发明和创造。正如埃克特所说：“硬体已逝，但思想永存。”（What did survive were the concepts, not the hardware.）这句话可以用于包括ABC和ENIAC在内的所有人类伟大的发明之上。ABC和ENIAC各自包含的科学和技术的思想，以及在它们的诞生过程中体现出的努力、合作和创新的精神，影响和激励着无数后来的科技工作者。
参考文献
[1] Mollenhoff，Clark R.Atanasoff:forgotten father of the computer.Iowa State University Press，1988.
[2] Scott McCartney.ENIAC,the triumphs and tragedies of the world’s first computer.Walker Publishing Company,Inc，1999.
[3] 崔林，吴鹤龄.IEEE计算机先驱奖：1980-2006：计算机科学与技术中的发明史.第2版.北京：高等教育出版社，2008.
[4] 李彦.IT通史：计算机技术发展与计算机企业商战风云.北京：清华大学出版社，2005.
[5] 胡守仁.计算机技术发展史（一），早期的计算机器及电子管计算机.长沙：国防科技大学出版社，2004.
[6] 方兴东，王俊秀.IT史记（4）.北京：中信出版社，2003.
[7] 钮卫星，江晓原.科技史读本.上海：上海交通大学出版社，2008.
[8] 袁传宽.到底是谁发明了世界上第一台电子计算机——一段鲜为人知的历史公案[J].程序员，2006，（8）：164-165.
[9] 袁传宽.再谈谁是“真正的电子计算机之父”[J].程序员，2007，（10）：134-135.
[10] Alexander Randall 5th. Q&A: A lost interview with ENIAC co-inventor J. Presper Eckert[EB/OL]. http://www./printthis/2006/0,4814,108568,00.html,2006-02-14
[11] Department of Computer Science,Iowa State University.Excerpts from the Court Paper[EB/OL].http://www.cs./jav/court-papers/,2009-02-10
[1] 例如：《大国崛起》原创精编本C卷第1107页：“1946年，世界上第一台计算机在美国问世。”等
[2] The ENIAC Museum Online(http://www.seas./~museum/)
[3] 译自：Q&A:A lost interview with ENIAC co-inventor J. Presper Eckert
[4] 参见“法官道森的判决”第47页（Page 47 of Judge Larson’s Decision）
[5] 《IEEE计算机先驱奖》，第137页。
[6] 来源于“百度知道”网络资源：http://zhidao.baidu.com/question/51349323.html
[7] （英）霍金等著；吴忠超译：《时间简史：普及版》，第134页。
[8] 王小波：《人为什么活着》，第77页。
[9] 《科技史读本》，第9页。
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