其实，灯之所以会暗，并不是因为线路问题，而是在离他们不远的宾夕法尼亚大学，诞生了一个“庞然大物”。

　　这个“庞然大物”占地170平方米，重达30吨。它以电为生，功率高达150千瓦。它的启动，直接拉低了附近居民用电的电压，所以导致电灯变暗。

　　ENIAC采用了17468根真空管（这也是它体积大、耗电高的主要原因之一），每秒能够完成5000次加法或400次乘法，约为手工计算的20万倍。

　　在整个过程中，人类是主体，信息是输入和输出物。经验和技术，则是方法。而完成整个计算过程的能力，就是算力（Computing Power）。

　　动物也有大脑，也有算力，但是远远不如我们强劲。在漫长的进化过程中，我们的大脑越来越发达，最终帮助我们从万物生灵中脱颖而出，成为了地球的主宰。

　　在人类早期阶段，之所以需要算力，是为了生存。主要的计算内容，是如何狩猎，如何防范袭击，如何繁衍后代。

　　后来，有了基本的生存保障，人类就开始将更多的算力用于改善生存质量，例如搭建房屋、交易物品、制造工具等。

　　在原始社会，为了更好地描述自己观察到的信息（所见、所闻、所想），也为了更方便地进行信息沟通，就开始绘画。

　　它是物理世界和精神世界的一种映射和表达。有了文字，信息的记录和传递效率大幅提升，人类社会有了更强的联结力，历史和文明也更易于传承。

　　所有的人类早期先进文明，都有自己的文字，也有自己的数字系统。例如巴比伦文明的六十进制，玛雅文明的二十进制或十八进制，中国和古埃及的十进制。

　　数字出现后，人们将计数和算数的过程，称为计算。（我们姑且将前面宏观的计算称为“广义的计算”，这里称为“狭义的计算”。）

　　人类社会不断进步，计算需求也变得越来越复杂。仅仅依靠大脑这个“原生”算力工具，不太够用。即便是用上手指、脚趾，也不行。所以，我们开始借助外部算力工具。

　　中国关于结绳记事的记载出自《易经》中的《系辞下》:“上古结绳而治,后世圣人易之以书契。” 我们现在常见的中国结，也源于“结绳记事”。

　　在中国，算筹诞生于春秋战国时期。我们经常用到的成语，例如运筹帷幄、一筹莫展、技高一筹等，都是和算筹有关。

　　公元480年，祖冲之把圆周率精确计算到小数点后第七位（3.1415926），采用的工具就是算筹。他的这一记录，保持了900多年。

　　算盘的具体诞生时间已经无从考证。有人说是秦朝，也有人说是东汉。东汉时期徐岳的着作《数术记遗》中，最早出现了“珠算”这个字眼。

　　公元3世纪，笈多王朝的古印度人发明了阿拉伯数字，意义重大。后来，阿拉伯帝国崛起，将阿拉伯数字带到了欧洲。

　　前面我提到，图画和文字是人类表达信息的方式。这些信息，肯定是需要载体的。早期的载体，是龟甲、兽骨、兽皮、竹简、木牍、缣帛。这些载体要么稀少，要么昂贵，要么无法长期保存。

　　西汉时期，造纸术在中国出现，但工艺简陋，质量不佳。后来，东汉元兴元年（105年），宦官蔡伦总结前人经验，对造纸工艺进行改进，显着提升了纸的质量，也为纸的普及奠定了基础。

　　阿拉伯数字和造纸术传入欧洲，前者取代了冗长的罗马数字，后者取代了昂贵的羊皮和小牛皮。再加上后来，中国的印刷术又传了过去，大大促进了欧洲文化的发展。

　　公元14世纪，正如大家所知道的那样，欧洲开启了文艺复兴，人文主义的思潮占据主流，人们开始倡导通过观察和实验来认识世界。

　　数学作为所有科学学科的基础，取得的研究进展是最大的。解析几何学、微积分等，都诞生了。一大堆天才数学家，输出了海量的研究成果，不仅为其它学科的腾飞奠定了基础，还直接促成了后来的工业革命。

　　当时，为了更好地服务于数学计算，人们发明了新型的算力工具。例如1625年，英国数学家威廉·奥特雷德（WilliamOughtred）发明了计算尺。1642 年，法国数学家布莱兹·帕斯卡（Blaise Pascal）发明了人类最早的机械计算机。

　　后来，17世纪末到18世纪中，德国数学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨（Gottfried Leibniz）等人，先后设计和制造了能够计算乘法的设备，将算力工具提升到更高的层级。

　　算力工具想要机械化，首先要解决信息表达方式的问题。因为机器是不识字的，先要发明让机器看得懂的“语言”，才能让机器按命令工作。

　　1725年，法国人巴斯勒·布乔（Basile Bouchon）发明了打孔卡（穿孔卡），用于织布机。

　　织布机在编织过程中，编织针会往复滑动。根据打孔卡上的小孔，编织针可以勾起经线（没有孔，就不勾），从而绘制图案。换言之，打孔卡是存储了“图案程序”的存储器，对织布机进行控制。

　　1801年，法国织机工匠约瑟夫·马里尔·雅卡尔（Joseph Marie Jdakacquard）对打孔卡进行了升级。

　　他将打孔卡按一定顺序捆绑，变成了带状，创造了穿孔纸带（Punched Tape）的雏形。这种纸带，被应用于提花织机。

　　大家应该能看出来，打孔其实就是一种信息编码方式。它比文字和数字更加简单，让人与机器可以进行“沟通”。

　　1811年，20岁的英国发明家查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）从提花织机中获得灵感，开始设计制造一台名叫“差分机”的设备。

　　在这个成就的鼓舞下，巴贝奇又启动了第二台“差分机”的研究，精度将达到20位。英国政府也资助了他的研究。

　　可惜的是，因为这个机器的设计太过超前（有25000多个零件，主要零件的误差不得超过每英寸千分之一），当时的机械制造水平，很难达到精度要求。所以，在历经二十年，耗费了巨额资金之后，这个“差分机”还是未能制造出来。

　　在这个过程中，1834年，巴贝奇还提出了一个更大胆的想法——设计一个以蒸汽为动力的通用数学计算机，能够自动解算有100个变量的复杂算题，每个数可达25位，速度可达每秒钟运算一次。

　　“分析机”和第二台差分机一样，最终未能制造成功。但“分析机”中包含的很多设计，例如送入和取出数据的机构、以及“存储库”和“运算室”，和一百多年后的计算机如出一辙。

　　值得一提的是，与巴贝奇进行技术合作的，有一个小姐姐，名字叫阿达·奥古斯塔（Ada Augusta）。她是诗人拜伦的独生女。当时，她负责为“分析机”编程。她也因此被称为世界上第一个“程序员”。

　　1878年，瑞典发明家奥涅尔在俄国发明了一种齿数可变的齿轮计算机，也算是机械计算机的代表之一。

　　1890年，一个牛人的出现，让打卡孔技术进一步发扬光大。这个人，就是德裔美国人——赫尔曼·何乐礼（Herman Hollerith）。

　　根据史料记载，在1890年的美国人口普查中，通过打孔制片和打孔机，仅6周就完成了统计工作，得出了准确的数据（62622250人）。而此前1880年的美国人口普查，数据全靠手工处理，历时7年才得出最终结果。

　　后来，1896年，赫尔曼·何乐礼创办了制表机器公司（Tabulating Machine Company）。这家公司，就是IBM公司的前身。

　　机械时代的计算机，可以通过齿轮或者带刻度的圆柱，进行数字的标记。到了电子时代，这样做就不太合适了。电的特点是有（通电）和无（不通电），它比较适合的，显然是二进制。

　　19世纪中叶，英国数理逻辑学家乔治·布尔（George Boole）提出了逻辑代数（后来被人们称为“布尔代数”）。

　　他通过二进制，将算数和简单的逻辑统一起来，通过使用与、或、非等逻辑运算符，以及基于真和假的二值逻辑，为我们提供了一种理解和操纵逻辑关系的工具。

　　布尔代数为计算机的二进制、开关逻辑电路的设计铺平了道路，并最终为现代计算机的发明奠定了数学基础。

　　1904年，英国人约翰·安布罗斯·弗莱明（John Ambrose Fleming）发明了真空电子二极管，可以实现单向导电，检波、整流。1906年，美国人德·福雷斯特（Lee De Forest）在二极管的基础上加以改进，发明了真空三级电子管，可以实现信号放大。

　　1898年，丹麦工程师瓦蒂玛·保尔森（Valdemar Poulsen）在自己的电报机中首次采用了磁线技术，使之成为人类第一个实用的磁声记录和再现设备。

　　1928年，德国工程师弗里茨·普弗勒默（Fritz Pfleumer）发明 了录音磁带。 1932年，奥地利工程师古斯塔夫·陶谢克（Gustav Tauschek）发明了磁鼓存储器。磁性存储时代正式开启。

　　1937年，英国剑桥大学的阿兰·图灵（Alan M. Turing）提出了被后人称之为图灵机的数学模型。这为现代计算机的逻辑工作方式指引了方向。

　　同样是1937年，贝尔试验室的乔治·斯蒂比兹（George Stibitz）展示了用继电器表示二进制的装置。尽管仅仅是个展示品，但却是第一台二进制电子计算机。

　　二战爆发后，军事需求大大刺激了算力的发展。军方需要更加强劲的算力，完成密码加密解密、火炮弹道计算甚至火箭发射等重要任务。

　　1941年12月，德国人康拉德·楚泽（Konrad Zuse）制作完成了世界上第一台可编程电子计算机——Z3。这台计算机用于空气动力学计算，使用了大量的继电器和线次加法运算，一次乘法需要3到5秒。后来，Z3毁于柏林轰炸。

　　1942年，美国爱荷华州立大学物理系副教授阿塔纳索夫（John V.Atanasoff）和他的学生克利福德·贝瑞（Clifford Berry）设计制造了世界上第一台电子计算机，名为ABC（Atanasoff-Berry Computer），也被称为“珍妮机”。

　　ABC使用了IBM的80列穿孔卡作为输入和输出，使用真空管处理二进制格式的数据。数据的存储，则是使用的再生电容磁鼓存储器（Regenerative Capacitor Memory）。

　　虽然ABC无法进行编程（仅用于求解线性方程组），但使用二进制数字来表示数据、使用电子元件进行计算（而非机械开关）、计算和内存分离等特点，都足以证明它是一台现代意义上的数字电子计算机。

　　它可以在一秒钟内进行3次加法或减法。乘法需要6秒，除法需要15.3秒，对数或三角函数需要超过1分钟。当时，它被用来为美国海军计算弹道火力表。

　　值得一提的是，第一个在Mark I上运行的程序是由冯·诺依曼（John von Neumann）于1944年3月29日发起的。当时，冯·诺依曼正在研究曼哈顿计划，需要确定内爆是否是原子弹的可行选择。

　　还需要提一句，Mark I的研究团队中，有一位名叫格蕾丝·霍珀（Grace Hopper）的海军预备役女军官。“bug”这个词，就是她引入的。

　　1945年，Mark II在运行过程中，飞进了一只飞蛾，导致出现故障。霍珀消灭了飞蛾，解决了问题，成为第一个“调试（debug）”计算机的人。

　　这里需要澄清一下，虽然人们一贯将ENIAC称为世界上第一台数字式电子计算机，但这个说法其实是有争议的。前面提到的ABC，就是这个称谓的有力争夺者。

　　ENIAC甚至称不上第二。那一时期问世的数字电子计算机很多，严格来说，ENIAC只能排第11。国外主流观点认为，ENIAC的设计者盗窃了ABC的设计。1973年，美国法院也裁定，取消了ENIAC的专利，认定ENIAC专利是ABC的衍生品。

　　关于谁是第一，我们就不讨论了。反正，1945年左右，电子计算机诞生的浪潮，标志着人类算力正式进入了数字电子计算机时代。