计算机大师风采录

计算机器的鼻祖：帕斯卡
帕斯卡是17世纪法国著名的科学家。我们上中学物理课时，就知道他美现了大气压力，并用“帕”（Pa）作为压强的国际单位。上大学计算机课时，大家又听说一种Pascal编程语言，即帕斯卡语言。这种语言不是他发明的，而是为纪念他才命名的。因为除了帕斯卡为大家熟悉的贡献外，鲜为人知的是他还制造了*早的机械式计算器，无愧为计算机器的鼻祖。
　　少年神童
布菜斯·帕斯卡（Blaise Pascal，1623一l662）于l623年6月19日诞生在法国中部奥维涅省克莱蒙一费朗（Clermont·Ferrand）小城。他的父母都受过良好的教育，所以自幼便有一个优越的教育环境。父亲艾基纳·帕斯卡是当地法庭的庭长，博学多才，也是孩子的数学启蒙老师。不幸的是母亲去世时帕斯卡才3岁。他有姐姐和妹妹，是家里唯一的男孩。
8岁时，全家迁往巴黎。父亲又成为税务官。他非常宠爱自己的小孩，因为他不会唱摇篮曲或讲童话故事，所以他总是改编简单的计算故事给孩子听，因此姐弟们从小的数学水平就比别人高。
帕斯卡小时候非常聪明，父亲见他身体弱，不让他过早学习数学。11岁时，他写了一篇声学论文，探讨振动物体一经触摸就停止发声的道理，这给父亲留下深刻的印象。12岁时他又在好奇心的驱使下自学几何学，并发现三角形内角之和为。
　　计算机器
1639年12月，艾基纳·帕斯卡被任命为上诺曼底地区的税务官，于是全家离开巴黎迁到鲁昂（Rouen）。1642年，19岁的帕斯卡为了帮助父亲计算税款，开始研究机械式的计算装置。经过精心设计，*后制成了手摇转动的齿轮进位式计算器，可完成六位数字的加减法。帕斯卡称它为Pasealine。
1642年到1645年间，帕斯卡制造了50台这种小巧玲珑的器具，希望作为商品来出售。这个紧凑的装置很精美，长36厘米、宽13厘米、高8厘米。大小像一个鞋盒子，便于携带。1649年帕斯卡为Pasealine申请了专利。它虽然只能做加减法。但是通过加减也能进行乘除运算，只不过反复用减法进行除法演算是非常令人恼火的。
这个发明受到职业会计人员的抵制，他们害怕使用这种工具会丢掉自己的饭碗。但它仍在科学家之间传用。帕斯卡故去十多年后，德国数学家莱布尼兹（Gottfried Wil—helm Leibniz。1646一l716）对Pasealine进行了改进。设计了可以进行四则运算的机械“ 计算器。l820年法国数学家考尔玛（Charles de Colmar，1785—1870）又改进了莱布尼兹的设计，制成**台商业的机械计算器，生产了1500台，还获得1862年伦敦国际博览会的奖牌。
为了纪念帕斯卡在计算机制造历史上的伟大贡献，1971年瑞士计算科学家尼可莱斯·沃思（Niklaus wirth）教授在发明了一种重要的结构化编程语言后，把它命名为Pascal语言，这是一种适合科学教育的程序设计语言。
　　大气压力
1646年，帕斯卡开始从事大气压力的研究。空气有重量的事实，早在1630年已为人所知。著名科学家伽利略（Galilei Galile0，1564—1642）的弟子托利拆里（Torricelli，1608—1647）在1643年用水银柱做实验，表明大气是有压力的，并确立了测量大气压力的基本方法。但是托利拆里对大气压力的概念含糊不清，他没有发现气压变化的规律。1646年，帕斯卡重复了托利拆里的实验，仔细研究了在不同地方、不同高度的水银柱变化，对气压及其变化规律有了深刻的认识。
1647年，帕斯卡还研究了真空的问题，证明真空的存在。当时很多人不相信有真空存在，如笛卡儿就对帕斯卡的结论不以为然，他在一封给惠更斯（Christian Huy—gens，1629—1695）的信中以轻率的语气写道，帕斯卡“这个人的脑袋中实在有太多的真空”。可是过了一年之后，帕斯卡发现大气压力随着离地面的高度而降低，由此推断地球大气层以外是真空。笛卡儿于是又突然改变口气，自吹自擂地说两年前他已经开始鼓励帕斯卡从事这项研究，又说他自己虽然没有做过，不过他早就料到这些工作是会成功的。
1648年9月19日，帕斯卡的姐夫比里埃在海拔1400米的多姆山（Puy deDome）上，按照帕斯卡的设计进行了实验，证明了在山脚下和在山顶上水银柱的高度相差3.15英寸。这个实验取得了空前的成功，震动了科学界，对物理学、气象学都有相当重要的意义。他指出，液体所产生的压力与深度有关，并成功地设计及改良了柱式水银气压计。后来，帕斯卡还发现大气压力的大小与气象有关。
1653年5月以后，帕斯卡在多姆山实验的基础上，写成了《流体平衡论》和《大气重力论》两部经典著作，确立了大气压力的理论与流体静力学的基本规律。
走向沉思
1651年，帕斯卡的父亲去世，悲痛使他转向宗教与神学的研究。后来有过一次交通事故，他乘坐的马车因马受惊而狂奔，马车被倒挂在塞纳河的桥上。虽然有惊无险，没有伤及身体，但此事对他的心理产生了很深的刺激。随后，他便沉浸在宗教、神学和哲学的思考之中。由于长期艰辛工作，帕斯卡身体状况每况愈下。自1655年起，他便隐居于修道院中，终生未娶。他将约翰福音第17章抄下来，缝在衣服袖子里，直到死后，才被人们发现。
1656年后，他发表了不少有关人类苦难和对上帝信仰的文章。
　 帕斯卡以一种科学而清楚的思维方式，纤细地描述了他对信仰的感触。他用短诗写出了《沉思录》等经典著作，字句中蕴涵着清晰的理性和炽热的心灵，在文学界是稀有的瑰宝之一。例如，他写道：“获得权力的方式，如果是追随众人的喜好而非公益的原则。那么越有权力的地方，就越找不到正直的人。”“舆论不像权力能够管理世界，但是舆论能够监督权力。”“错误的敬虔是只要平安不要真理，或是只要真理不要爱心。”难怪著名作家伏尔泰说：“这是历史上*好的诗集。”
1662年8月19日，帕斯卡与世长辞，年仅39岁。他死于非常痛苦的胃溃疡，这位伟人临终前的一句话是：“我的神永远没有离开我。”
今天，在帕斯卡的诞生地，一座12世纪修建的罗马教堂依然挺拔。他的故居成为许多游客、学生的瞻仰胜地。人们来到这里，爬上他做实验的山头，纪念这位伟大科学家。今天，人类在宇宙航行中，感受到他在300多年前就计算出的空气重量，以及至少有五百千米的空气厚度。我们怎能忘记这位“固执、坚毅，看似好胜无情，但又时刻追求和谐的完美主义者”呢！
　　莱布尼兹的贡献
莱布尼兹是17世纪德国哲学家和社会活动家，还是数学家、物理学家、诗人。他兴趣广泛、博学多才、著述颇丰，被誉为“百科全书式的天才”。
学过离等数学的人，应该知道他与牛顿分别独立地发明了微积分，而我们使用的微积分符号正是莱布尼兹的写法，而不是牛顿的写法。莱布尼兹还提出符号逻辑思想，引入了行列式，创立了差分计算方法。在物理学上他*先提出动能的概念。在计算技术方面，他改进了帕斯卡的加法器，制造了可以进行四则运算的步进计算器，为后世出现的手摇计算器奠定了基础。
　　以书为伴的童年
莱布尼兹（Gottfried Wilhelm Leibniz，1646—1716）于1646年7月1日诞生于德国的莱比锡。当时的德国是神圣罗马帝国的主要领地，它与捷克、丹麦、瑞典、法国进行的“三十年战争”（1618—1648）将近结束。这场战争使德国几乎变成一片废墟。恩格斯说过，这场战争造成的严重后果是“使德国有200年不见于政治积极的欧洲国家之列”。因此，莱布尼兹生活的大环境是政治上分裂、经济上落后的德国。与今天的情况截然不同。
莱布尼兹生活的小环境还可以，是知识分子家庭。他的父亲弗里德利希·莱布尼兹（Friedrich Leibniz）是莱比锡大学（u—niversity of Leipzig）的一位伦理学教授，虽然不是多么富有创新能力，但仍是兢兢业业的学者，作为虔诚的基督教徒，他把时间都用于办公室和家里。可惜莱布尼兹6岁时，父亲就去世了，留给他的是一批宝贵的书籍。
莱布尼兹的母亲凯瑟琳娜·施姆克（Catharina Schmuck）是一位律师的女儿，是他父亲的第三任妻子。莱布尼兹主要由母亲带大，并对他的人生与哲学有过重要的影响。
莱布尼兹7岁进入莱比锡的尼科莱学校，学习拉丁文。12岁时，他的拉丁文已经相当不错，并且还自学了希腊文。他的动力主要是想阅读父亲遗留下来的书籍，他把大部分时间用于研读父亲的藏书，特别是那些形而上学和神学的经典，既有罗马天主教派的，也有基督教新派作家的著作。这些图书陪伴他度过童年和少年时代。
在学校他学习了德谟克里特（Democritus，前460一前370）的原子说，又学习了亚里士多德（Aristotle，前384-前322）的逻辑学和知识分类的理论。当时莱布尼兹常独自在森林里散步，思考这些哲学家的观点。他并不满足于亚里士多德的体系，并为改善它而发展自己的思想。后来，莱布尼兹在回忆当年的情况时说，他曾尝试找出逻辑原理的顺序，尽管他还不理解其确切的含义，但他的方法却蕴涵了严格的数学证明。
　　莱比锡大学的生活
1661年，菜布尼兹15岁时进入莱比锡大学法律系。在今天听起来好像只有特殊的神童才能在这样小的年龄上大学，但是按当时的标准，这其实并非凤毛麟角。
大学头两年的基础课程有修辞学、拉丁文、希腊文和希伯来文，这对他并不难。他更喜欢学哲学，莱比锡大学的哲学教授很好，但数学教授很差。1663年，莱布尼兹获得学士学位而毕业，他的毕业论文题目是“个性的原理”（De Principio Individui），其中强调了“个人存在的价值，不单是他的物质财富，也不单是他的体型外貌，而要看他全部存在的意义”。
1663年暑假，莱布尼兹去了耶纳大学（Jena），拜会了维吉尔（Erhard Weigel）教授。维吉尔既是数学教授。又是哲学教授。维吉尔相信：数是宇宙的一个基本概念这个思想对莱布尼兹有相当大的影响，他开始理解数学证明方法对逻辑学和哲学等学科的重要性。1663年10月，莱布尼兹返回莱比锡，开始攻读法学学位。他的预士论文把数学和法学结合起来，这是从维吉尔教授那里学来的。在授交论文后不久，他的亲不幸辞世。
莱布尼兹在获得学位后，曾从事哲学研究。从此以后，他不断使用“单体”（Dissertatio de Arte Combinatoria），其中致力于精简全部推理，发现基本元素：数字、字符、声音和色彩，并把这些元素组合起来，这就是符号逻辑的雏形。
然而，莱比锡大学却无视他的学识渊博和声名鹊起，莱布尼兹竟被拒绝授予法学博士学位。我们不大清楚为什么会发生这样的事。一种说法是他比较年轻，而名额有限，可以再等一年；另一种说法是院长的妻子劝说院长不让莱布尼兹通过，理由没有解释。
但是莱布尼兹不接受任何理由的延迟，他立刻到纽伦堡的阿道夫大学（University ofAltdorf），于l667年2月获得法学博士学位，博士论文是《法学复杂性的研究》（DeCasibus Perplexis），其中使用数学的概念讨论了哲学与法律的关系。
两个奋斗目标
获得博士学位后，莱布尼兹婉言谢绝了阿道夫大学校长的许诺，没有留在学校当教授。而是从纽伦堡走向了社会，并进入政治的圈子。
莱布尼兹有两个终生奋斗的目标：一个目标是使全体罗马天主教徒和基督教徒重新统一起来，这是他的政治抱负，因为“三十年战争”正是由宗教纷争引起的；另一个目标是整理人类的全部知识，并联合更多的人进行科学研究，这是他的科学抱负。
他先去了纽伦堡的一个“炼丹术”学会做秘书。对此我们不必少见多怪，在当时的历史条件下，许多科学家对“炼金术”、“炼丹术”发生过浓厚的兴趣，例如牛顿就是如此。菜布尼兹通过学会的工作，希望能把各种学会搞在一起，协调地进行科学研究。
在纽伦堡更重要的机遇是，莱布尼兹认识了政治活动家波因伯格男爵（Baron Johann Christian yon Boinebur9。1622—1672）。1667年11月莱布尼兹到了法兰克福，成为波因伯格的秘书、助手、律师、顾问以及图书馆长，并成为他及其家庭的好友。波因伯格是罗马天主教徒，而莱布尼兹是马丁·路德的信徒，但在波因伯格的鼓励下，他撰写了许多有关宗教的专题文章。其实，这就是使全体教徒重新统一起来的工作。
不久，波因伯格把菜布尼兹介绍给梅因茨（Mainz）选帝侯、大主教Johann Philipp von Schlinborn，做他的法律和政治顾问。这里需要介绍一下选帝侯（Prince Elector）的历史背景，这是德国历史的一个特殊现象。当时分崩离析的神圣罗马帝国，仍然由皇帝作为表面的象征，皇帝是终身职务，一旦驾崩，则从八个领地的选帝侯中选举新皇帝。虽然名日“选举”，事实上很长时期都是由奥地利领地的哈布斯堡选帝侯担任皇帝。1692年后又增加了第九个选帝侯，即汉诺威选帝侯。（Dissertatio de Arte Combinatoria），其中致力于精简全部推理，发现基本元素：数字、字符、声音和色彩，并把这些元素组合起来，这就是符号逻辑的雏形。
然而，莱比锡大学却无视他的学识渊博和声名鹊起，莱布尼兹竟被拒绝授予法学博士学位。我们不大清楚为什么会发生这样的事。一种说法是他比较年轻，而名额有限。可以再等一年；另一种说法是院长的妻子劝说院长不让莱布尼兹通过，理由没有解释。
但是莱布尼兹不接受任何理由的延迟，他立刻到纽伦堡的阿道夫大学（University ofAltdorf），于1667年2月获得法学博士学位，博士论文是《法学复杂性的研究》（DeCasibus Perplexis），其中使用数学的概念讨论了哲学与法律的关系。
两个奋斗目标
获得博士学位后，莱布尼兹婉言谢绝了阿道夫大学校长的许诺，没有留在学校当教授。而是从纽伦堡走向了社会，并进入政治的圈子。
莱布尼兹有两个终生奋斗的目标：一个目标是使全体罗马天主教徒和基督教徒重新统一起来，这是他的政治抱负，因为“三十年战争”正是由宗教纷争引起的；另一个目标是整理人类的全部知识，并联合更多的人进行科学研究，这是他的科学抱负。
他先去了纽伦堡的一个“炼丹术”学会做秘书。对此我们不必少见多怪，在当时的历史条件下，许多科学家对“炼金术”、“炼丹术”发生过浓厚的兴趣，例如牛顿就是如此。莱布尼兹通过学会的工作，希望能把各种学会搞在一起，协调地进行科学研究。
在纽伦堡更重要的机遇是，莱布尼兹认识了政治活动家波因伯格男爵（BaronJohann Christian von Boinebur9，1622—1672）。1667年11月莱布尼兹到了法兰克福，成为波因伯格的秘书、助手、律师、顾问以及图书馆长，并成为他及其家庭的好友。波因伯格是罗马天主教徒，而莱布尼兹是马丁·路德的信徒，但在波因伯格的鼓励下，他撰写了许多有关宗教的专题文章。其实，这就是使全体教徒重新统一起来的工作。
不久。波因伯格把莱布尼兹介绍给梅因茨（Mainz）选帝侯、大主教Johann Philippvon Schijnborn。做他的法律和政治顾问。这里需要介绍一下选帝侯（Prince Elector l的历史背景，这是德国历史的一个特殊现象。当时分崩离析的神圣罗马帝国，仍然由皇帝作为表面的象征，皇帝是终身职务，一旦驾崩，则从八个领地的选帝侯中选举新皇帝。虽然名日“选举”，事实上很长时期都是由奥地利领地的哈布斯堡选帝侯担任皇帝。1692年后又增加了第九个选帝侯，即汉诺威选帝侯。
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