虚拟博物馆 “古代史”部分
第1~3展厅
1、走进电脑时代 1983年1月,美国《时代》周刊(TIME)为上年度当选的“风云人物”撰文说:“在这一年里,这是最具影响力的新闻,它代表了一种进程,一种被全社会广泛接受并带来巨大变革的进程……这就是为什么《时代》在风云激荡的当今世界中选择这么一位
‘人物’,但它不是一个人,而是一台机器——计算机。” 从20世纪中期直到下一世纪,都是电脑和电脑网络的时代。关注电脑, 关注电脑网络,不啻于关注21世纪人类文明的生命线。历史是未来的一面镜子,关注电脑的人都希望了解电脑发生和发展的历程。确切地讲,《时代》周刊评选机器作为年度“风云人物”的起因,源于1981年IBMPC, 即个人电脑(Personal Computer)的诞生和勃兴。 这是一个值得大书特书的历史瞬间, 由此,我们可以向前追溯到50多年前第一台电子计算机ENIAC诞生的岁月,甚至可以上溯至人类发明计算工具的远古年代;由此,我们也可以向后回顾和感受电脑网络“爆炸”般的冲击波。在这既漫长而又短暂的期间里, 曾发生过多少激动人心的奇迹,涌现了多少勇于创新可歌可泣的英雄人物, 其中,不乏精彩的镜头和里程碑式的文物,它们甚至比枯燥的文字更能引起人们心灵的回应。 让我们倒转时空,追随历史的倩影,从农业社会、工业社会,一步步走向知识经济社会的未来之路。 |
|
|
2、运筹于帷幄之中 电脑的史前史应该从计算工具发端,至少可以追溯到我们祖先用石头或手指帮助计数的远古时代。英语里的“Calculus”(计算)一词来源于拉丁语,既有“算法”的含义,也有肾脏或胆囊里的“结石”的意思。古人用石头计算捕获的猎物,石头就是他们的计算工具。 美国著名科普大师阿西莫夫说过, 人类最早的 “计算机” 是手指, 英语单词“Digit” 既表示“手指”又表示“整数数字”。而中国数学史专家考证,大约在新石器时代早期,即远古传说里伏羲、黄帝之前,先民使用的“计算机”是结绳,即用绳子打结的多少来表示数的概念。 当我们的祖先告别了结绳记数,数学的萌芽让人类开始了“数字化生存”的初次尝试。从公元前四五千年起,美索不达米亚两河流域苏美尔人在发明楔形文字的同时,也在泥板上刻下了人类最早的一批数字符号。 公元500年前, 中国南北朝时期的数学家祖冲之(公元429~500年),借助算筹作为计算工具,
成功地将圆周率π值计算到小数点后的第7位,即在3.1415926至3.1415927之间,成为当时世界上最精确的π值,比法国数学家韦达的相同成就早了1100多年。 明代的珠算盘已经与现代算盘完全相同,通常具有13档,每档上部有2颗珠而下部有5颗珠,中间由横梁隔开,通过“口诀”即“算法”进行快速运算。由于珠算具有“随手拨珠便成答数”的优点,一时间风靡海内,并且逐渐传入日本、朝鲜、越南、泰国等地,以后,又经一些商人和旅行家带到欧洲,逐渐向西方传播,对世界数学的发展产生了重要的影响。 |
|
|
3、对数计算尺 17世纪初,计算工具在西方呈现了较快的发展。首先创立对数概念 闻名于世的英国数学家纳皮尔(J.Napier),在他所著的一本书里,介绍了一种新工具, 即后来被称为“纳皮尔算筹”的器具。 纳皮尔出身在苏格兰一个贵族家庭,13岁就进入圣安德鲁斯大学学习。作为一个天文爱好者,
他曾醉心于钻研占星术,自然而然进入到数学计算的领域。纳皮尔想过许多办法来简化天文数值计算, 终于在1614年提出了对数的概念,
成为与17世纪出现的解析几何、微积分一样重要的数学方法,纳皮尔也因此一举成名。 按现在的说法,奥却德的目光主要聚焦于基础数学领域,不大重视纯数值计算。但是,他对当时流行的计算工具却很熟悉,纳皮尔算筹和对数计算也是他精通的技能。1622年,奥却德突然萌发了一个念头:如果在两个圆盘的边缘标注对数刻度,然后让它们相对转动,就可以制成一种基于对数运算法则的仪器,用加减法来替代乘除。当奥却德完成了这个小小的发明时,他实际上创造了原始的对数计算尺。奥却德发明的圆盘逐渐演变成圆柱,在18~19世纪成为工程师们最喜爱的“计算机”。
左图是1880年圆柱型对数计算尺实物照片,其有效长度为200英寸,能精确到4位有效数字。 在工程计算领域,奥却德发明的对数计算尺不仅能做加、减、乘、除、乘方、开方运算,甚至可以计算三角函数、指数函数和对数函数,它一直使用到袖珍电子计算器面世为止。即使在20世纪60年代,对数计算尺依然是理工科大学生必需掌握的基本功,是工程师身份的一种象征。然而,由于它属于“模拟式计算机”范畴,其精度不够很难用于财务、统计等方面,终于未能逃脱被电脑取代的厄运。 |
|