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读书笔记 第一章 埃达·洛夫莱斯伯爵夫人
皮波迪先生
作为诗人拜伦勋爵的唯一合法子嗣,埃达继承了父亲的浪漫精神,但她母亲却试图通过数学教育来抑制她身上的这种特质。埃达将这两者结合的产物称为“诗意科学”(poetical science),她很喜欢通过这种方式将自己天马行空的想象力和对数字的着迷联系在一起。
这些沙龙的内容包括跳舞、读书、赌博和讲座,宾客们还可以在这里享用各色海鲜、肉食、异国饮品和冰镇甜点。贵妇们会进行场景造型(tableaux vivants)表演,这是一种让演员身穿专门的服饰重现名画场景的表演。天文学家会在这里架设望远镜,物理学家会展示他们的电磁学发明,巴贝奇还会让宾客们摆弄自己的机械玩偶。
埃达之后还提出了一个著名的观点——机器永远不可能真正思考。
“这些机器为他们带来了利益,导致他们忽略了雇用大批工人的必要性,于是被抛弃的工人就只能挨饿受冻,”拜伦说道,“由于工厂主的无知,这些失业的工人无法享受到人文思想的进步为人类带来的好处,反而成为机械装置发展的牺牲品。”

保守的思想在其所处的时代同样是显得有理有据和振振有词的。然而,历史可以证明一切是非对错。所以,最可怕的并不是没有才能,而是思想与视野的自我束缚。

“我发现似乎只有对科学课程进行非常深入和高强度的学习才能抑制我狂热的想象力……我认为自己首先要做的是彻底掌握一门数学课程。”这位家教也认同了这种治疗方式:“你的想法是正确的,你目前的主要对策和预防措施就是认真学习一门知识性课程。为了达到这个目的,没有比数学更合适的科目了。”
为了让自己平静下来,埃达又开始了数学的学习。
无论是工业革命还是计算机革命,这两个时代都体现了将想象力运用于科学探究的能力,而埃达正是后一个时代的鼻祖。
“想象力是什么?”她在一篇写于1841年的随笔中问道,“这是一种组合的能力,它可以采用新颖的、独创的、无限的、不断变化的方式将事物、事实、思想和概念组合起来……它可以洞察我们周围看不见的世界,那是科学的世界。”
但是莱布尼茨遇到了一个后来在数字时代反复出现的问题。帕斯卡是一位熟练的工程师,他可以将科学理论结合到自己的机械天赋当中。跟帕斯卡不一样的是,莱布尼茨缺乏工程方面的技术,而且他身边也没有擅长工程技术的人才。所以正如许多缺乏实践合作者的伟大理论家一样,莱布尼茨无法制作出一台运作可靠的计算器。
他借用了法国机械师加斯帕德·德普罗尼(Gaspard de Prony)在18世纪90年代提出的理念。

流水线

埃达·洛夫莱斯能够完全理解通用型计算机器的概念。更重要的是,她为它想出了一个令人振奋的用途:除了数字之外,它还可以处理任意的符号体系,例如乐谱和艺术符号。她从这个概念中看到了诗意,同时也打算鼓励其他人看到这种诗意。
当使用卡片的概念出现时,算法的限制就被打破了。分析机的基础跟所谓的“计算机器”是不一样的,它定义了一个完全属于自己的类型。通过建立一种组合通用符号的机制,加上无限的变化和扩展,它在实物的操作和抽象的思维过程之间建立了一个统一的联系。
埃达提出的第二个重要概念来自她对通用型机器的描述。她意识到它的运算不必限制于数学和数字。在参考了德摩根将代数扩展为一种形式逻辑的思想之后,她表示像分析机这样的机器能够储存、计算和操作任何可以使用符号表示的对象,包括文学、逻辑和音乐。
她谨慎地定义了什么是计算机操作:“也许这是一个恰当的解释,我们所说的‘操作’指的是任何改变两个或两个以上事物之间的相互关系的处理,这种关系可以是任何类型的。”
“假如和声学与乐曲当中的音调之间的基本关系可以进行这种表达和改编,那么这台机器或许可以做出精妙、严谨和复杂的乐曲。”她写道。这正是埃达式“诗意科学”的终极概念:一首由机器做出的精妙而严谨的乐曲!
这种远见将成为数字时代的核心概念:任何内容、数据或者信息(音乐、文本、图像、数量、符号、声音、视频)都可以采用数字形式来表达,并由机器进行处理。
达的第三个贡献出现在最后一条“注解G”当中,她在这部分想出了分析机的详细工作步骤,这相当于我们现在所说的计算机程序或者算法。
为了展示分析机如何生成伯努利数,埃达先描述了一系列的运算,然后制作出一个图表,上面显示了每个运算会如何编码到机器当中。她在这个过程中想出了子程序(用于执行一项特定任务的一系列指令,例如余弦函数或者复利的计算,子程序在必要时还可以成为一个大型程序的一部分)和递归循环(一系列重复执行的指令)的概念。
她在注解中加入了一个主要属于自己的贡献:她在一份图表中明确展示了将算法输入计算机的详细步骤,包括两个递归循环。这是一个带有编号的代码指令列表,其中含有目标寄存器、运算和注释
她在这份“注解”当中还引入了另外一个重要概念,这个概念可以一直追溯到玛丽·雪莱在拜伦勋爵的提议下所创作的《科学怪人》的故事。它提出了一个关于人工智能的问题,而且直到现在,这仍然是计算机领域中最发人深思的一个哲学问题:机器能够思考吗? 埃达认为不能。她断言,虽然巴贝奇的机器可以根据指令执行操作,但是它不能产生自己的想法和意图。
“不知道你会不会让这位‘小仙女’继续为你效劳呢?”
工业革命的基础是两个简单而重要的概念。创新者们想出了一些可以简化工作的方法,他们将工作细分成可以通过流水线完成的更为简单和琐碎的任务。然后,发明家们开始从纺织业中找到使用机器完成工作步骤的方法,其中有很多工作都由蒸汽机提供动力。
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