克利福特·貝瑞

克利福特·貝瑞

克利夫·貝瑞(Clifford E. Berry,1818-1963)。他是電腦的發明者約翰·阿塔納索夫的助手,世界上第一台電子計算機是由美國愛荷華州立大學的約翰· 文森特·阿塔納索夫教授和他的研究生克利福特·貝瑞(Clifford Berry)先生在1937年至1941年間開發的“阿塔納索夫-貝瑞計算機(Atanasoff-Berry Computer,簡稱ABC)”。克利夫·貝瑞一生獲得32項發明專利,於1995年6月15日逝世,終年91歲。

人物簡介

克利夫·貝瑞(Clifford E. Berry,1818-1963)。他是電腦發明過程中電腦的發明者約翰·阿塔納索夫的助手。
1942年貝瑞與阿塔納索夫(John V. Atanasoff)組裝了世界上第一台電子計算機即ABC計算機(簡稱ABC機),這是世界上第一台具有現代計算機雛形的計算機。但是由於美國政府正式參加第二次世界大戰,致使該計算機並沒有真正投入運行。

克利福特·貝瑞克利福特·貝瑞
參與計算機發明

儘管電腦史書上有各種不同的說法,但是,首先採用電子管研製數字計算機的榮譽,卻無可爭議地歸功於約翰·文森特·阿坦那索夫(John V. Atanasoff ,1903-1995)。
阿坦那索夫的發明過程頗具傳奇色彩。在回憶那次難忘的“頓悟”經歷時,他寫到:
“我還記得,1937年冬天我有點垂頭喪氣。當時自己的構想雖然有些眉目,但疑難問題一直沒有解決,研究工作停滯不前。隨著嚴冬來臨,我的失望情緒與日俱增。在這種精神狀態下能想出什麼解決辦法來呢?
那天我決定什麼事情也不乾,獨自開著汽車到高速公路上去兜風。我在公路上驅車好幾個小時,一直跑到鄰近的伊利諾斯州邊境。由於這段時間全神貫注於開車,我的神經逐漸鬆弛了。
我把汽車從高速公路開到一條小路上,進了路旁一個年久失修的小店。在店員為我上飲料時,我覺得已不像以前那樣心灰意懶。我的精神振作起來,注意力不知不覺地又被吸引到計算機上去。
現在連我自己也不知道,為什麼那時思想一下子開了竅,而以前卻是那么遲鈍。或許是喝了兩杯飲料後,思維變得活躍的原因,長期困惑不解的問題迎刃而解……”
阿坦那索夫沒有寫出他驅車200多里出來散心的真正原因。那一年,他34歲,在美國愛荷華州立大學物理系擔任副教授。在給研究生講量子力學課時,因為缺乏有效的計算工具,剛好學校里有一台IBM的小型制表機,但使用起來很不順手。他決定作些改進,就把機器拆開仔細研究。不久,他收到IBM推銷員的一封措辭強硬的信,說此機不屬於愛荷華大學,而是IBM的財產,不得隨意亂動。阿坦納索夫十分生氣,決心自己做一台計算機來實現自己的構想,但一系列難題的困擾又使他舉步維艱。那一天,他再次受到IBM的警告,這事甚至引來同事的譏笑,一氣之下,他驅車跑上公路,卻陰錯陽差地迎來了好運氣。
“夢裡尋他千百度,驀然回首”,靈感從天而至,阿坦那索夫一把抓過一疊餐巾紙,頭也不抬地奮筆疾書。他首先想到的就是採用電子管取代機械裝置或者繼電器等元件。其次,他頭腦中閃現出“邏輯電路”的思想火花,決定用二進制而不是十進制作為機器的運算基礎,因為他已經隱約感到,邏輯運算規則完全由電子器件直接實現。關鍵的問題是如何解決二進制數的存儲,他以前曾經考慮過用電容器,但電容器里保存的電荷很快就會因泄漏而消失殆盡……阿坦那索夫皺著眉,把杯中剩下的飲料一飲而盡。
ABC 店員走過來,往他的杯中添上一些水。阿坦那索夫看著杯中再次充滿了水,心中豁然開朗:水喝完了可以補充,電容器里的電荷只要不斷地刷新,存儲的數據就不會消失——“再生存儲”的概念終於被阿坦那索夫給悟了出來。他弓著身開始描畫設計草圖:由腳踏車鏈條帶動的滾筒旋轉,滾筒上安裝著許多電容器,這些電容器在旋轉中掃過已經充電的刷子。只要這個過程不中斷,電容器便周而復始存儲某一種狀態——充電(1)或未充電(0)。
電子管、二進制、邏輯電路、再生存儲……,阿坦那索夫繼續奮筆疾書,餐巾紙一張張堆滿了破舊的餐桌。就是在這個小店,就是用這些餐巾紙,阿坦那索夫創造了計算機史上的奇蹟,他為計算機設計提出的一系列基本概念,對現代電腦產生了極其深遠的影響。
阿坦那索夫的靈感出自於驅車200公里後的“瞬間”,背後卻有一個長達數十年之久的積累過程。
1903年10月4日,阿坦那索夫生於美國馬里蘭州的哈密爾敦,在南部佛羅里達州渡過了童年。父親是保加利亞僑民,在保加利亞得過最高級別的科學獎,到美國後擔任礦山電氣工程師。由於他母親是數學教師,所以阿坦那索夫從小與電氣和數學結下不解之緣。
阿坦那索夫兒時興趣愛好特別廣泛,但是打棒球卻用去了他大部分的精力,直到有一天父親買回一把計算尺,他對棒球的狂熱便消失得無影無蹤。他懇求父親教他使用方法,當看到父親把尺子拉來拉去,很快算出一道有乘有除的數學題,阿坦那索夫驚異得瞪大了雙眼。從此,他對計算尺的酷愛簡直到了痴迷的程度,結果促使自己更努力去鑽研數學。在母親幫助下,阿坦那索夫中學時期就自學了大學數學課程,如數學原理和微積分等。
1921年,阿坦那索夫進入佛羅里達大學,選擇的專業與父親相同,也是電氣工程。在同學中間,他的數學成績最好,而且是唯一學習過二進制數運算的人。1925年大學本科畢業,他進入愛荷華大學學習數學,拿到碩士學位再考進威斯康星大學,攻讀物理學博士學位。1930年,當阿坦那索夫如願以償地戴上博士帽時,他所學的專業已經橫跨了電氣、數學和物理,廣闊的知識面,不僅為他今後的發明創造打下堅實的基礎,而且也為他點燃思想火花提供源源不斷的“燃油”。
返回愛荷華大學,阿坦那索夫又用了一年多時間,把那些餐巾紙上記錄的構想,變成詳細的設計和說明,然後給學校研究理事會書寫了一份申請報告,希望得到一筆研究資金。愛荷華大學也真“慷慨”,經過反覆研討之後,終於批給他“一大筆”經費——650美元。阿坦那索夫算了算,這些錢只夠製造出一個部件。
所幸的是,他找到了一個合作者,一個可以幫助他建造機器的工程師。阿坦那索夫學的大都是理科,偏重於理論設計,對製造機器的工藝並不在行。於是,他四處尋找合適的人選,終於在自己的學生里,發現了一位訓練有素的小伙子克利福特·貝瑞·貝瑞(Clifford E. Berry ,1818-1963)。
貝瑞是一位文靜靦腆的青年,個頭不高,與阿坦那索夫一樣,戴一副寬邊眼鏡。貝瑞出生在紐約,讀國小就被同學稱為“天才”,以各科全優的成績高中畢業。他愛好無線電,是當地小有名氣的業餘發報員。他最大的特點是極強的動手能力,任何東西都做得細緻而精巧。在愛荷華大學,他學的專業也是電氣工程,聽過阿坦那索夫副教授講的幾堂物理課。他一邊讀書,一邊到當地一家電氣公司兼任技術員。1939年,他以全班第一的成績畢業,準備繼續攻讀碩士學位。當阿坦那索夫找來時,貝瑞高興地同意擔當副教授的研究助手。兩個人在物理樓地下室里建立了一個簡陋的製造車間。
Clifford Berry工作中
事實證明,貝瑞確實給阿坦那索夫餐巾紙上構思的藍圖注入了生命。他用最簡陋的設備和元件,如腳踏車齒輪和鏈條製造了傳動裝置,由一台小電機驅動存儲鼓旋轉,儲存鼓上則精細地裝配了許許多多的電容器。為了解決數據輸入,貝利找到了一台舊的IBM穿孔機,但他發現這種機器不好使,靈機一動想出了一個“電弧燒孔”的辦法:用高壓電產生電弧,給穿孔紙帶燒出一個個小孔。
1939年10月,第一台小型試驗樣機終於開始運轉,幫助愛荷華的教授和研究生們解算了若干複雜的方程,儘管它只能對8位數進行運算,速度甚至比人工手算更慢。阿坦那索夫把這台機器命名為ABC(Atanasoff- Berry-Computer) ,其中,A、B分別取倆人名字的第一字母,C即“計算機”的首字母。這台機器一旦工作起來,整個物理大樓的人都可以聽到腳踏車鏈條叮噹作響和電弧絲絲聲,也會聞到空中飄來燒紙的焦糊味。
阿坦那索夫和貝瑞並不認為這台樣機已研製成功。1940年秋,他們寫了一份更詳細的建議書,用300多個電子管組裝一台正式的ABC電子計算機,將可以解出有30個未知數的聯立方程。當時電子管是十分昂貴的物品,僅購買一隻就需50美元。他們初步預算的結果,研製這台機器需要5000美元。保守的愛荷華大學認為這是浪費金錢,斷然拒絕了他們的請求。阿坦那索夫和貝瑞只得自己想辦法,因陋就簡,繼續改進他們的ABC計算機。
阿坦那索夫的工作得不到學校的重視,卻引起賓夕法尼亞大學一位叫莫契利的講師極大的興趣,他甚至親自驅車來到愛荷華,實地參觀並向阿坦那索夫詳細請教ABC計算機的原理和結構。耳聞目睹,莫契利迷戀上了這台破破爛爛的機器。阿坦那索夫天才的思想,最終導致這位“世界第一台電子計算機發明人”於1946年成功研製出ENIAC電腦。
可是,阿坦那索夫和貝瑞卻沒有獲得成功的花環。1942年,日本襲擊珍珠港,每一個愛國的科學家都準備上前線報效祖國。阿坦那索夫和貝瑞主動放下手中的研製計畫,轉向更緊迫的國防科研項目。1942年底,貝瑞前往洛杉磯參加一項國防承包工程,而阿坦那索夫則去華盛頓一個海軍軍械實驗室工作,研究炸彈引信。從此,兩人失去了聯繫。
在阿坦那索夫和貝瑞離開之前,已有兩台改進後的ABC計算機能夠運行,它的主要部件基本定型,但畢竟未能最終完成。這兩台ABC計算機被存放在愛荷華大學物理樓的儲存室里,逐漸被人遺忘。1946年,由於物質短缺,兩台機器都被人拆散,零件移作它用,唯一只留下的只有一個電容存儲器部件。愛荷華大學沒有為ABC計算機申請專利,也給電子計算機的發明權問題帶來了曠日持久的法律糾紛。
戰爭結束後,阿坦那索夫沒有返回大學講壇,陸續創辦過幾個軍事和民用企業,並擔任總裁和技術主管。他一生獲得32項發明專利,於1995年6月15日逝世,終年91歲

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