中國科學技術館之機械計算機（下）

張彩霞

盡管帕斯卡與萊布尼茨的發明還不是現代意義上的計算機，但它們畢竟昭示著人類計算機史上的第一抹曙光。在這之后，體積龐大的機械計算機和現代電子計算機等更加先進的計算機陸續登場，隨著時間的推移，徹底改變了人類的生活方式。

龐大的機械計算機

1823年，英國數學家查爾斯·巴貝奇設計了第一臺可編程的機械計算機，在這臺計算機上工作的還有詩人拜倫的女兒愛達，她被稱為世界上第一個程序員。

后來微軟公司的前首席技術官內森·麥沃爾德在巴貝奇的基礎上，基于差分運算的思想，制造出了大型機械計算機。

不過，這個時期的機械計算機不僅擁有極為龐大的體積，而且受現代材料科學的制約，其計算過程無法實現規模化存儲和精密控制。

現代電子計算機

現代意義上的計算機，實際上是指電子計算機，最初是美國基于軍事需要，于1946年由數學家馮·諾伊曼研制成功的。

后來隨著電子管、晶體管、集成電路以及大規模集成電路的變革，計算機在短短60多年的時間里經歷了翻天覆地的成長和發展。它的體積越來越小巧，功能越來越強大，而且徹底融入了人類的生活、工作和娛樂等方方面面。而機械計算機由于運算速度慢、體積龐大等缺點暫時退出了光輝燦爛的歷史舞臺。

納米機械計算機

近幾年來，隨著納米技術的發展和環保呼聲的高漲，機械計算機的設計思路重新回到人們的視野，在計算機領域刮起一股復古風潮，在這方面，日本和美國的研究相對超前。

2008年明初，日本NTT公司向公眾展示了一種微型機械振蕩元。它能夠代替傳統的電子振蕩信號發生器，從而使更高效環保的機械計算機代替電子計算機成為可能。

同時，美國威斯康星大學麥迪遜分校的羅伯特教授也設計了一種新型的納米機械計算機。他利用納米機械晶體管，成功解決了傳統CMOS技術在電力消耗和使用溫度方面存在的問題。目前，這種新型機械計算機已引起美國軍方的關注，因為它對敵方電磁脈沖彈的不敏感性，可以有效避免整個計算機系統被摧毀的危險。

現在，你已經了解了不少關于機械計算機的知識，那你是不是更想看一看機械計算機的實物構造呢？中國科技館三層“科技與生活”D廳的“機械計算機”展項展示了曾經在歷史上發揮過重要作用的機械計算機實物和內部構造。在這里你不僅可以直接觀察計算機的外形和結構，還可通過動手操作，深入了解機械運轉情況和計算原理，感受機械結構在計算領域的巧妙應用，體驗計算歷史上科學家的智慧與創造！endprint