而人類要進入電腦時代除了算術問題,還需要更切實的技術支持。
這個技術源流也有頗長的淵源。機械式計算機早在17世紀就已經出現,後來又出現了機電式計算機,而電子計算機的出現則要更多地依賴於電子技術的發展。比如,早在1834年,英國人巴貝奇便設計了一種程序控製方式計算機的雛形,但限於當時的技術條件而未能實現。巴貝奇提出這個設想後的一百多年間,電磁學、電子學不斷取得新的進展。電子計算機的開發過程,也經曆了一個從部件到整機,從專用機到通用機,從外加式程序到存儲程序的演變。
1938年,前麵已經提到的亞塔納索夫首先製成了電子計算機的運算部件。1943年,英國製成了巨人電子計算機,這是一種專門的密碼分析機,在第二次世界大戰中發揮了重要作用。
1946年2月,美國賓夕法尼亞大學莫爾學院製成大型電子數字積分計算機(ENIAC)。這台計算機最初也是派作軍事用途,專門用於火炮彈道計算工作。後來經過幾次改進,最終成為能夠進行各種科學計算的通用計算機。這台完全采用電子線路執行算術運算、邏輯運算和信息存儲的計算機,運算速度比繼電器提高了1000倍。這就是人們常常提到的第一台電子計算機。當時就有人記述說:“它真是一個龐然大物,一個由真空管和電線組成的恐龍。它長30米,高3米,寬1米,由10萬個部件組成。其中包括18000個真空管,1500個繼電器,70000個電阻,10000個電容器和6000個肘節開關。據說每次開機,全城的燈都要暗一下。”這台巨無霸的發明者之一曾頗為幽默地回憶說:為了使這台機器正常運轉,“每天都像第二次大戰時德軍發起最後攻擊那樣緊張”。
這些狀況,要等到電子領域出現革命性的變化才能出現。具體而言,就是晶體管的發明。
1948年,肖克利等人在美國電話實驗室首次進行了晶體管演示,它能完成電子管勝任的一切工作,卻更可靠、更堅固、更小巧,需電很少,又無須預熱時間。晶體管利用了矽和鍺這類材料的奇特電子學性能,這類材料既非導體,又非電阻,因而被稱為半導體。隻是最早的晶體管沒有電子管一般的放大功能,肖克利與合作者們通過組合幾種用不同方法摻雜的半導體材料,製成了放大器件。
但是,晶體管在計算機中的大規模運用還要等上一段時間。20世紀50年代成了巨型計算機的時代。更有意思的是,大家都對計算機在未來的發展做出了錯誤的預測。比如,最大的計算機製造商國際商用機器公司的創始人就曾預言,對一個像美國這樣富有、發達的國家來說,這樣的大型計算機隻要有三四台就足夠應付所有複雜的計算了。
科幻大師阿莫夫則在另一個方向上做出了與後來的事實大相徑庭的預測。他認為,發展到最後,一台電腦最終要有幾十億個電子管,會有一個國家那麼大。當然,他沒有告訴我們,當一個電腦會占用一個國家的麵積時,這個國家的人民是否可以在電子管線之間耕作繁衍。
1977年,斯蒂芬·喬布斯與斯蒂芬·沃茲尼亞克製造出了第一台微型計算機蘋果1號。開始時,由於集成電路塊價格昂貴以及記憶容量小(當時最先進的微型機的記憶容量僅1000字,相當於一篇新聞稿的字數),相對於同時代為支持阿波羅登月計劃實行而重達數百萬磅的計算機,最初的微型機不過是個玩具而已。隨著新技術日趨成熟,微型機的記憶功能大大增強。從20世紀中期以來,計算機的發展速度超過了所有人的預計,其性能價格比每十年增加兩個數量級。如今,我們已經無法構想一種沒有電腦存在的社會生活,就像無法想象一個大都市沒有公共交通網絡一樣。
美國媒體實驗室負責人尼葛洛龐帝在《數字化生存》一書中指出:“龐大的中央計算機,幾乎在全球各地,都向個人電腦俯首稱臣。我們看到計算機離開了裝有空調的大房子,挪進了書房,搬到了辦公桌上,現在又跑到了我們的膝蓋上。而在下一個千年初期,你的左右袖扣或耳環將能通過低軌衛星相互通信,並比你現在的個人電腦擁有更強的計算能力。”