什么是第一台电子计算机?

什么是第一台电子计算机?
随着科学技术的发展，各个科技领域所需的计算工作越来越多，计算量也越来越大。科学家和技术人员面对繁杂的运算都深深地感到力不从心，渴望着有高速的计算机来解决计算问题。这一需求随着时间的推移显得越来越迫切。不少数学家、物理学家、天文学家以及统计工作者，怀着解决各自领域中令人头痛的计算问题的决心，纷纷改行转到研制高速计算机行列中来。他们孜孜不倦地思索着，苦苦地探求各种各样的计算机制造方案，为人类的智力解放而费尽苦心。
具有独创精神的阿塔纳索夫方案，尽管由于经费缺乏、战争等客观原因未能最终变为现实，但是这个方案的新颖设计、巧妙构想，却很能打动人心，给后继者以极大的启发。真正把第一台电子计算机制造出来的。是莫克利及其合作者。
J·W·莫克利在 1907 年 8 月 30 日生于美国俄亥俄州的辛辛那提，1925年考入著名的霍普金斯大学，1932 年获得物理学博士学位。
物理学是一门艰深的、应用数学知识最多的学科，和阿塔纳索夫一样，莫克利常为物理学研究中屡屡出现的大量枯燥、繁琐的计算问题而头痛。1941年 1 月的一个晚上，和往日一样，他坐在柔软的沙发上，手里捧一杯浓浓的咖啡，边饮边看着报纸。紧张了一天的大脑该让它松弛松弛了。
“什么？”突然，他在德孟内斯论坛报上看到了一张照片。这张醒目照片使他的大脑立刻兴奋起来，那是衣阿华州立学院的阿塔纳索夫教授正在试制电子计算机。他被照片吸引住了，几年来对电子计算机他真是梦寐以求啊！阿塔纳索夫与他真是不谋而合。
一幕幕的往事又在他的面前浮现名词解释：30 年代他曾制成一台模拟计算工具— —谐波分析机和一台不大的专用计算机；近年来他认定将电子管用于计算装置内部是提高计算机计算速度的必由之路，要制成一台电子计算机，其中有些关键问题尚无法解决。如今有人领先一步，准备将其付诸实践了，莫克利对此深感鼓舞。他立即启程前往衣阿华州登门拜访阿塔纳索夫。
阿塔纳索夫看到别人对他的研究感兴趣，心中十分高兴，热情地接待了这位文质彬彬的志同道合者，毫无保留地向这位不速之客作了情况介绍，详细叙述了如何把最新电子技术应用到计算机中，大幅度提高计算机运算速度
的具体设想。莫克利是个内行，对此听得津津有味，神情专注，唯恐漏了一个字。阿塔纳索夫把一本有关电子计算机设计的珍贵笔记本，郑重地递给了这位年轻人。
笔记本上凝结着阿塔纳索夫几年的心血，这是多么无私的举动呵！莫克利“受宠若惊”地接过笔记本，就像接过阿塔纳索夫手中的接力棒一样。他感激万分，觉得这次来，收获很大，确实不虚此行。
从 1933 年到 1941 年，莫克利在厄西纳斯大学任教。在 1941 年炎热的夏天，他到宾夕法尼亚大学的莫尔电气工程学院电子国防训练班参加学习，结业后留在莫尔学院任教。回到莫尔学院，莫克利沉浸在对阿塔纳索夫方案的研究和思考之中，一而再，再而三地仔细推敲，夜以继日地不懈工作。他终于将阿塔纳索夫的方案琢磨透了，懂得这是一个可行的研制电子计算机的方案，自己原来有几个搞不清楚的关键问题，阿塔纳索夫实际上都解决了。他凭着特有的聪明才智，加上数学、物理学雄厚的基础，以及电子学和计算机丰富的实践经验，1942 年 8 月，他写了一份题为《高速电子管装置的使用》的报告。
这个报告是在阿塔纳索夫方案基础上写成的，比那个方案更具体、更详细。该报告很快就在莫尔学院里传阅开了，教授、青年教师、研究生、高年级的大学生们都对它产生了浓厚的兴趣。
莫克利的报告在莫尔学院引起了一个年轻人的特别浓厚的兴趣。这个人就是 23 岁的研究生埃克特。
J·P·埃克特，1919 年 4 月 9 日生于美国宾夕法尼亚州的费城。他从小学习就非常认真，1941 年以优异的成绩毕业于莫尔学院，获电气工程学士学位。大学毕业以后，他又留在该校读研究生，继续深造。就是在这期间，他从一位老师手里看到莫克利的报告。
正如法国著名微生物学家巴斯德说过的那样，“机遇只偏爱那些有准备的头脑。”莫克利辛苦写就的报告，在许多人手里传来传去，并未传出什么名堂来，可是传到研究生埃克特手里的时候，情形就完全不一样了。
埃克特深知这份报告的价值，为此他将自己全部身心投入其中。一天，埃克特拜访了莫克利先生，埃克特看问题深刻而尖锐。莫克利认为，埃克特正是自己的知音和得力的帮手。他们共同又研究了一种更加完善的方案。
莫克利和埃克特的方案提出以后，前后也被搁置了近一年的时间。他们从阿塔纳索夫那里接过“接力棒”，问题在于，他们能否拿着接力棒第一个到达终点呢？关键取决于谁需要这种发明了。当年给阿塔纳索夫提供资金的是农业实验站，如果莫克利他们得到的也是那类部门的资助，那就很可能会落得和阿塔纳索夫同样的命运。
这次不同了，他们得到了军方的资助。1941 年 12 月 7 日美国宣布参战，在战争中，战争的需要就是第一需要。莫克利、埃克特等人终于获得最后成功。
第二次世界大战的纷飞战火，在世界各地蔓延着，以重视高科技武器著称的美国正在调动着一切可以调动的力量，精心地进行着各种新式武器的试制和改进。
宾夕法尼亚大学莫尔学院的电工系，即莫克利所在的部门，正在同马里兰州阿伯丁试炮场联合进行着一个军事研究项目名词解释：为陆军计算炮击表。这是一项非常艰巨而紧迫的任务，按照对方要求，他们应该每天向陆军提供 6 张
炮击表，每张表的计算量都非常大，要计算几百条d道。实际上，每计算一条在空中飞行 60 秒的炮d的d道，用台式计算机就得化上 20 个小时，即使用上大型的模拟计算工具——微分分析仪，也要化上 15 分钟。
在这个项目的课题组中，有一位军方派来的代表，负责该课题组与陆军军械部的联系，他就是年轻英俊的戈德斯坦中尉。入伍前他是密歇根大学的副教授、数学家。真是无巧不成书，他与莫克利是多年的好朋友。当莫克利谈到自己的电子计算机设计方案时，戈德斯坦中尉激动万分，连声说“太好了，太有用了！这对炮击表的计算简直是雪中送炭。”
他立即向他的顶头上司吉伦上校作了详细的汇报。上校认为这是克服计算炮击表困难的希望所在，因此给予热情的支持。在上校的积极参与和大力支持下，负责与阿伯丁联系的莫尔学院的勃雷纳德教授，按照军械部的要求，在 1943 年 4 月 2 日，起草了一个为阿伯丁试炮场制造一台数字式电子计算机的计划方案。
战时的一切都为了战争，古今中外莫不如此，所以事情进行得异常神速，办事效率特别高，仅仅过了一个星期，关系到第一台电子计算机命运的决定性的讨论会，就正式开始了。穿戴整齐的勃雷纳德教授，在莫克利和埃克特俩人的陪同下，神情严肃地前往阿伯丁，出席这次不寻常的会议，他深知这次会议关系重大。阿伯丁军方出席会议的有阿伯丁试炮场d道学研究所所长西蒙上校，普林斯顿高等研究院的著名数学家维伯伦教授等。维伯伦是西蒙的主要科技顾问，是他的智囊团里的第一号人物，说话具有很高的权威性。会上认真讨论了这一方案的种种潜在可能性，由于申请经费的数额巨大，当然大家都得慎重行事。后来人们回忆说，会前维伯伦教授对方案审阅过多次，在他听取了有关方案的详细说明后，对戈德斯坦中尉端详了一会，又沉思片刻，果断地说名词解释：“西蒙，把试制经费拨给他们吧！”教授的这句话是历史性的，整个会议厅里静极了，只有教授的话音在大厅里回荡。当时是 1943 年 4 月 9 日，人类历史上第一台电子计算机试制工作的序幕，就这样被拉开了。
6 月 5 日，军械部和莫尔学院正式签定了试制合同。在最后一次会议上，大家想到了为这台未来的机器起个名字，最后尊重吉伦上校的意见，命名为 “ 电子数值积分和计算机 ” ，英文缩写为 ENIAC，我们译为中文是“埃尼阿克”。
埃尼阿克试制计划开始实施了。总设计师一职，毫无疑问应该是这一方案的提出者莫克利教授，当时他才 30 多岁。担任总工程师的是 24 岁的埃克特。在制造过程中遇到的一系列复杂的工程技术问题，都由他负责解决。年轻的逻辑学家勃克斯参与逻辑软件的设计工作。风华正茂的戈德斯坦中尉作为杰出的组织者和数学家，在数学上提供十分有益的建议。整个工程吸收了大约 200 多人，经过两年多艰苦的创造性劳动，埃尼阿克的试制工作终于瓜熟蒂落。1945 年底，这台标志着人类智力解放的巨大机器，庄严地宣告竣工。 1946 年 2 月 15 日，在正式的揭幕仪式上，埃尼阿克作了第一次公开表演。
此时第二次世界大战的烽火，早已烟消云散，埃尼阿克的诞生虽然没能直接为反对法西斯的战争立下功勋，但它给世界带来的影响之大远远超过了在一次战争中所能起的作用。第一台电子计算机是个十足的庞然大物。它占地 170 平方米，总重量达 30 吨，里面约有 18000 个电子管，1500 个继电器，以及无数的电阻、电容等。耗电达 150 千瓦，是个名副其实的“电老虎”。这些功耗在机器运行过程中，最终当然都要转化成热量。热量之大，如果用
于烧水，每小时能把近两吨的水烧开。为此，还必须附加冷却设备，以防过热。
埃尼阿克的计算速度，当时无与伦比，每秒钟可作 5000 次运算，比当时已有的最快的继电器式计算机要快上 1000 倍！它可以胜任相当广泛的科学计算，当时计算中的最复杂的问题，要数描写旋转体周围气流的五个双曲型偏微分方程组了。这个问题如果让机电式计算机来计算的话，需要化一个多月的时间；让人工手算，要化上几年时间，而埃尼阿克，仅用了一个小时，就把结果全部告诉人们了。
埃尼阿克实现了多年来人类将电子技术应用于计算机的梦想，为进一步提高运算速度开辟了极为广阔的前景。