計算機的絕密歷史——竊取的創意、專利戰爭和醜聞如何改變了世界……

**1943****年是歷史上一個有趣的時期。**第二次世界大戰在全世界範圍內形成了巨大的死亡和破壞；Alan Turing在布萊切利公園（Bletchley Park）結束了德國Enigma法規；美國陸軍正在努力完善第一批原子彈的設計。

咱們都聽過Alan Turing和他那著名的Enigma破解機的故事。然而，大多數人徹底沒有意識到現代計算機的藍圖並不是由圖靈或布萊切利公園的科學家設計。被稱爲計算之父不無理由，但他並無像咱們所知的那樣發明計算機。

事實證實，計算機其實主要是由另外一個絕密的戰時研究項目PX項目研發的。

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故事始於賓夕法尼亞大學，由摩爾工程學院的一羣聰明的科學家組成。該團隊正在嘗試構建之前從未構建過的東西，這是一種革命性的新型電子機器，可以以使人難以置信的速度計算彈道和火炮射擊表。

約翰·普雷斯帕·埃克特(John Presper Eckert)和約翰·威廉·莫奇利(John William Mauchly)正在進行這項絕密研究。這兩位傑出的計算機科學家從美國陸軍軍械局(Army Ordnance Department)得到資金，建造了這臺創新的新機器。

John Mauchly和J Presper Eckert | ©Franklin Institute

**電子數字積分器與計算機(ENIAC)被許多人認爲是第一臺電子通用計算機。**代號爲PX項目的ENIAC是圖靈完備的，旨在爲陸軍編制計算火炮射擊表的程序。

ENIAC重達30多噸，長80英尺，體積十分龐大。它須要大量的人力才能組裝，並且它由超過20,000個真空管和5,000,000個手工焊接接頭組成。當時，ENIAC在當時是史無前例的最複雜的電子系統。在接通電源的日子裏，ENIAC使用了超過170千瓦的電力。事實上，它耗費了太多的資源，甚至有傳言說因爲ENIAC的消耗，費城的市民使用的燈在打開時會變暗。

「當電腦開機時，費城的燈光暗了下來……」

ENIAC的革命性主要體如今它能夠在30秒內計算出一個軌跡，而一我的用手工計算則須要20多個小時。

Eckert和Mauchly的機器取得了巨大成功，軍隊對它的設計和性能都感到很滿意。他們的機密研究項目也沒有被忽視。事實上，它吸引了科學界最優秀、最聰明的人的關注，其中就包括著名的數學家和計算機科學家約翰·馮·諾伊曼(John von Neumann)。

電子數字積分器和計算機（ENIAC）

約翰·馮·諾伊曼於1943年加入普林斯頓大學。他自己就是一位傑出的科學家; 他是一個神童，曾寫過150多篇科學論文，是愛因斯坦的導師和同事。巧合的是，馮·諾依曼當時也在爲美國軍方從事另外一個機密項目，即曼哈頓計劃。在據說這臺新機器的性能後不久，馮·諾依曼就意識到它在戰爭中的潛在用途，並於1944年夏天做爲訪問顧問加入了ENIAC研究團隊。

當埃克特和莫奇利第一次構思出這種機器時，他們並不知道，ENIAC最終將被普遍用於改進氫彈設計所需的計算。

事實上，ENIAC對氫彈的發展很是重要，據ENIAC項目科學家Herman Goldstine在他的著做《計算機：從Pascal到von Neumann》中的說法，ENIAC的首次官方測試是對氫彈進行計算,而不是最初設計的火炮表計算。儘管ENIAC很是出色，但它的發明者很快意識到，利用約翰•馮•諾伊曼(John Von Neumann)的一些想法，它的設計能夠獲得進一步改進，而且在ENIAC甚至運行其第一個項目以前就開始研究它的繼任者。

約翰·馮·諾依曼加入ENIAC項目的時間有點晚，沒法參與第一臺機器的設計，但他確實參與了下一臺機器的討論和設計，這臺機器後來被稱爲電子離散變量自動計算機(EDVAC)。

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第一次技術醜聞

關於新型EDVAC機器的想法層出不窮;EDVAC團隊將按期開會討論如何建造新的絕密機器。根據《計算曆史編年史》的做者Michael R. Williams所說，新的EDVAC機器的設計是一項團隊工做，而不是我的。

做爲團隊成員，約翰·馮·諾依曼（John von Neumann）參加了許多會議，他記筆記的習慣使他詳細記錄了這些設計討論的結果。

約翰·馮·諾依曼(John von Neumann)整理了新EDVAC機器的設計、會議記錄和架構，並決定將它們寫進一份報告中。受到戰爭努力的迫切性的激勵，並但願撰寫一份報告，詳細說明他認爲將來相似的機器如何設計用於幫助戰爭。他親手寫了這份報告，並把這些筆記寄回費城，在那裏，他的同事赫爾曼·戈德斯廷(Herman Goldstine)把它們打印了出來。

1945年6月30日，馮·諾依曼和戈德斯廷決定發表一份101頁的電子離散變量自動計算機(EDVAC)報告初稿。不幸的是，該報告只以草稿形式發表過;馮·諾依曼發現本身太忙了，沒法寫下完整的計算機的設計，由於他一直專一於就原子問題向政府提供建議，並繼續進行曼哈頓項目的工做。

Goldstine將論文副本分發給EDVAC的核心成員和一些通過高級安全許可的政府和教育機構。這篇論文很快就傳到了英國的曼徹斯特，艾倫·圖靈(Alan Turing)和艾倫·威爾克斯(Alan Wilkes)讀了它。

很難描述這篇論文在當時有多轟動。它第一次有效地描述了全部現代計算機的藍圖;創造了第一臺存儲程序數字計算機的藍圖。

對他的同事來講不幸的是，約翰·馮·諾依曼在他的報告草稿中沒有提到或指出他們的大部分重要貢獻。第一份草稿包含了他們的許多想法，但沒有註明出處。

更糟糕的是，Goldstine在輸入馮·諾依曼的研究筆記時，把約翰·馮·諾依曼列爲這篇論文的惟一做者，這就是爲何如今一些教科書廣泛認爲馮·諾依曼是計算機之父的緣由。

這讓他的同事感到很是惱火，由於論文中的許多想法實際上早於馮•諾伊曼對ENIAC和EDVAC項目的諮詢。不只如此，現代計算機的整體設計被稱爲馮·諾依曼式架構，這是研究團隊不得不吞下的苦果。

然而，缺乏對Eckert和Mauchly的團隊努力的歸屬或引用是有緣由的。當時，EDVAC項目是高度機密的。馮·諾依曼和戈德斯廷都意識到這種機器對國防的重要性，並發表聲明說，若是要製造更多的機器，就必須擴大報告的分發範圍。根據《天然和人工系統適應的觀點》(PANAS)的做者，戈德斯廷在處理這個問題時沒有引用任何ENIAC的機密設計，並試圖使用更通用的術語來避免任何專利侵權。他還大量借鑑了麥卡洛克(McCulloch)和皮茨(Pitts)的著做，他們最近發表了一個神經元數學模型的新想法。

「咱們認爲馮·諾依曼採納了咱們的許多想法，並用麥卡洛克和皮茨的‘神經元符號’重寫了它們」——埃克特1976年在洛斯阿拉莫斯會議上說

圍繞這一事件的事實仍然沒有定論。據PANAS的做者說，當時EDVAC項目的負責人裏德沃蘭(Reid Warran)教授參加了1945年4月和5月與馮諾伊曼舉行的許多全天會議，他對這些會議記憶猶新。他對埃克特·莫切利控告馮·諾依曼的回答簡短扼要:

「你沒必要與約翰尼在一塊兒超過五分鐘就能意識到他不是那種會寫出別人想法的人」。

—EDVAC主任Reid Warren教授

在第一份草案出爐後不久，EDVAC小組就解散了，部分緣由是與牛津大學的知識產權糾紛。事故發生後，EDVAC工程團隊被替換。具備諷刺意味的是，儘管對知識產權存在種種爭議，但EDVAC機器最終建成時與馮•諾依曼的提議幾乎沒有類似之處，由於它沒有將程序存儲在與數據相同的內存中。即使如此，爭吵和痛苦仍將持續數十年。

專利計算機

埃克特和莫奇利在1947年申請了專利，但在貝爾實驗室或其餘機構的各類挑戰下，這項專利直到1964年才被授予。他們最初的公司在勉強擺脫破產後被斯佩裏·蘭德(Sperry Rand)收購。

斯佩裏·蘭德(Sperry Rand)一直試圖迫使其餘電腦公司以1.5%的銷售費用爲ENIAC設計受權，不然將面臨專利侵權訴訟。IBM決定以1000萬美圓和解，但當時另外一家大型電腦製造商霍尼韋爾(Honeywell)在1967年決定起訴斯佩裏•蘭德(Sperry Rand)，而不是支付超過2.5億美圓的版稅。

這成爲了美國曆史上最重要和最漫長的法律案件之一，斯佩裏·蘭德真的擁有電腦的獨家有效專利嗎?

這場官司歷時6年，共有77名證人出庭做證，25,686件證物，以及一份長達20,667頁的最終文字記錄。法官厄爾拉爾森(Earl R. Larson)的最終判決於1973年10月19日公佈，結果對霍尼韋爾有利;1964年ENIAC專利無效。

對Eckert和Mauchly的最後一個打擊是，專利失效的一個關鍵緣由是1945年馮諾依曼博士的報告。

不只如此，計算機科學家約翰·文森特·阿塔納索夫(John Vincent Atanasoff)在此案中還被戲劇系地爭議他是否在1937年發明了現代計算機。

Atanasoff架構？

約翰·文森特·阿塔納索夫（John Vincent Atanasoff）的機器後來被稱爲Atanasoff-Berry計算機，簡稱ABC。這臺機器是1937年構思出來的，直到今天人們仍然還在爭論ABC是否應該被認爲是第一臺數字計算機。它的設計目的只是解決線性方程組，但它仍然有紙卡寫入器/讀卡器，它使用真空管，二進制指令和電子開關。可是，與ENIAC或EDVAC不一樣，ABC不能用於通用計算，由於它不可編程或圖靈完整。

毫無疑問，約翰·馮·諾依曼博士是科學史上最傑出的學者之一。在他55年的生命中，他爲數學、物理和計算機科學作出了無數的貢獻。

儘管因爲當時項目的機密性，他並無將其歸功於他的同事，但許多現代編程語言、軟件、硬件和計算機架構都是從Eckert和Mauchly的EDVAC團隊以及馮諾依曼1945年那篇「臭名昭著」的論文的原始思想中派生出來的。

馮·諾依曼和戈德斯坦在1945年作出的選擇最終開闢了計算機研究領域，這意味着現代計算機沒法得到專利。單就這個緣由而言，約翰•馮•諾伊曼(John von Neumann)仍有理由被認爲是現代計算機之父。

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