埃达·洛夫莱斯:史上第一位程序员

1815 年 12 月 10 日，奥古斯塔·埃达·拜伦出生于其父拜伦勋爵（全名为乔治·戈登·拜伦）位于伦敦市中心的家中。当时，拜伦勋爵已是英国声名*显赫的诗人。埃达刚满月，父母就离异了，父亲随后移居法国。拜伦在名作《恰尔德·哈洛尔德游记》中哀叹这段离别： 可爱的孩子，你的脸可像你妈妈？ 上次相见，你天真的蓝眼珠含着笑， 我的家庭和心灵的独养女儿，埃达！ 然后分手了，——可不像这一遭， 那时还有希望。 （杨熙龄译，1959） 自此一别，父女二人未能再见。1824 年，拜伦勋爵在希腊独立战争中死于热病。 埃达由母亲安妮·伊莎贝拉（又名安娜贝拉）抚养成人。伊莎贝拉的父亲拉尔夫·米尔班克爵士是一名下院议员，在达勒姆郡拥有大量地产和矿产，同时也是英格兰北部一个颇有影响力的知识分子社会改革团体的成员。拜伦夫人像许多和她有相同出身的女性一样，跟随私人家庭教师学习，接受了良好的教育。她师从威廉·弗伦德，学习数学和天文学。弗伦德是一位激进的思想家，以其不信奉国教的宗教信仰和古怪的数学思想而闻名。和夫人相比，拜伦所受的数学教育就有些相形见绌，他甚至连私人账目都记得一塌糊涂。起初， 拜伦盛赞夫人为“ 平行四边形公主”，又在《唐璜》中以夫人为原型，塑造了唐娜·伊内兹（Donna Inez）一角。他笔下的唐娜简直与拜伦夫人本人如出一辙，“推算之术是她*心爱的科学”，而“她的思想是定律”4 （《唐璜》， 查良铮译）。拜伦夫人晚年热衷办学，是当时颇有威望的教育改革家。她遵循瑞士教育改革家裴斯泰洛齐（Pestalozzi）的实用主义教育原则，将书本知识与体力劳动和实践技能相结合。伦敦的肯萨尔绿野公墓立有一座改革者纪念碑，上面刻着 63 位改革先驱的名字，包括约翰·斯图亚特·密尔、约瑟夫·普利斯特利和伊丽莎白·弗莱，拜伦夫人也名列其中。 从 1815 年拿破仑战争结束到 1851 年成功举办“万国工业博览会”（Great Exhibition），埃达·洛夫莱斯一生中见证了英国的发展繁荣。1851 年的“万国工业博览会”接待游客 600 余万人次，参展国家多达 25 个，其中*引以为傲的展品皆为英国本土的工程和技术成果，而这些技术创新都归功于蒸汽动力的发明和应用。 1801 年，英国工程师理查德·特里维西克（Richard Trevithick）发明了**辆蒸汽驱动的火车“喷气魔鬼”（Puffing Devil）；**条商业铁路于 1825 年开通运行；新的蒸汽机和相关工程技术创新使整个英国制造业焕然一新。与此同时，英国多年政局稳定，国泰民安，政府得以大力投资铁路、工厂和航运建设，并加速大英帝国本土和殖民地的资源开发，促使英国经济实现史无前例的增长。 那时，不仅科学精英，而且越来越多的普通人，不论男女，都热衷于了解新思想。公众演讲和展示活动盛行一时， 新成立的英国科学促进会（British Association for the Advancement of Science）年会吸引了数百人。在这些发展中，数学的地位日益提高，人们逐渐意识到数学的重要性和它在研究自然现象及社会现象（如观察星星、记录潮汐或分析收成）中所起的作用。这些研究成果逐步应用于导航、工程或农业领域，对相关数据可靠性的要求也随之提高——这些数据以往都是通过手工计算并以图表的形式呈现的。 同时，弗洛伦斯· 南丁格尔（Florence Nightingale）对克里米亚战争的数据分析有力地支持了医院需要抗击感染的观点（图 6），统计学应运而生。尽管新兴的数学研究仍是绅士们的业余消遣，或者只是从事其他行业的人，比如大学老师、陆军和海军军官或精算师需要用到的。同时，数学及相关研究的兴起也为受教育的男性及少数女性创造了更多涉猎数学领域的机会。 19 世纪，像拜伦夫人一样资助办学的人越来越多，英国社会慈善事业的发展，逐渐使几乎每个人都能接受免费的基础教育。应用数学发展迅速，算术和几何被用于会计、测量和导航等领域。有机会接受教育的年轻人，无论是接受正规教育的男生，还是像拜伦夫人这样接受家庭教育的女生，都学过代数，会解简易的方程，或是在天文观测过程中接触过几何学。在那个年代，众人追捧欧几里得几何学，坚信它有利于培养严谨的思维且极具实用价值。欧氏几何是基于点线的假设，并根据固定规则证明几何形状的定理。20 世纪初，欧几里得几何已入选很多大学的必修课，但学生们也只是通过死记硬背复杂的证明来应付考试。拜伦勋爵当时就读于剑桥大学，而作为上议院议员，他得以免修本门课程。 数学在大众文化中以惊人的速度广泛传播。解几何题成为年轻女性的消遣活动；像《女士日记》这样的期刊也会刊登数学问题及读者的解答；天文学也开始博得大众喜爱；诗人们甚至在创作中引入复杂的数学意象。诗人柯勒律治（Coleridge）就如此描述过一群欧椋鸟：“一会儿倾斜成圆形；一会儿成正方形；一会儿又聚集成球状；一会儿从完整的球体变成椭圆形……一会儿又凹成半圆形。”在大学或军事院校里，人们对数学的研究更深入，其中包括计算利息及潮汐或枪炮射击所涉及的微积分和几何学。埃达·洛夫莱斯早期的老师威廉·弗伦德和威廉·金博士（Dr William King）都深受这种教育影响。而她后期的导师查尔斯·巴贝奇和奥古斯都·德·摩根则是致力于改变这一现状的核心人物。二人都试图推进数学教育现代化，传播德法两国出现的新思想。微积分和欧几里得几何一样，必须按照规则严格地推导。