织布机的后代——电脑
如今电脑可以说是无处不在,很多行业和机构都已经到了离开它就无法工作的地步。电脑这个词用得多了,人们似乎已经忘记了它的正式名称叫作“电子计算机”。更加让人意想不到的是,无论是科学研究用的巨型计算机,还是家用的台式机和笔记本电脑,其实都是织布机的后代。从织布机到计算机,其间经历了怎样的发展和演变呢?
腰机——提花机
我国最早的纺织机械出现在新石器时代,那是一种原始的腰机,用它只能织出没有花纹的平纹织物。为使织物更加绚丽多彩,我们的祖先不断对纺织机械进行改进。在4000多年前,他们终于织出了具有简单几何图案的斜纹织品。而到了周代,他们已经能够织出带有彩色花纹的丝织品了,这表明我国当时已经发明了提花机。
东汉时期,我国出现了花本式提花机,经过1000多年的不断改进,到了明代,它已经非常完善,成为我国古代织造技术的最高成就。
花本是提花机上用来贮存花纹信息的一套记忆装置,它由许多具有不同用途的线,根据设计好的花纹图案,纵横交错编织而成。进行织造时,需要两个人互相配合,挽花工坐在三尺高的花楼上,按照花本里所记录的顺序,一根一根地将丝线提起、放下,下面的织花工就可在锦缎上织出瑰丽的花纹来。
提花机——雅卡尔提花机
12世纪前后,中国的提花机和踏板织机经过丝绸之路传入欧洲。经过几百年的发展,到了17世纪,法国的里昂成为全欧洲最重要的丝绸产地。当时里昂的丝织工人,依然在使用传统的手工提花织机,劳动强度大,可工作效率却很低。
1725年,法国工匠布雄,根据中国古代提花机的原理,创造出了纸孔提花机,用打孔的卡片取代了花本。1799年,法国人雅卡尔在此基础上研制出了更为完善的新型提花机。这种提花机也是用打孔的卡片控制织花图样,不同的是,它在变更一长串的卡片时,不需要调整机械。
1801年,在巴黎展览会上,这种提花机获得青铜奖章。后来,它由脚踏式升级为用蒸汽或电力驱动,成为自动提花机,并在全世界广泛传播。人们为了表彰雅卡尔的贡献,将这种机器称为“雅卡尔提花机”。
打孔卡片的出现不仅为纺织业带来了革命,也为人类打开了一扇信息控制的大门。
雅卡尔提花机——制表机
1836年,雅卡尔去世两年之后,著名的英国数学家查尔斯·巴比奇制造了一台齿轮计算机。他利用雅卡尔提花机上的打孔卡片的原理,为这台计算机编了程序。这一理念启发了20世纪研制电子计算机的科学家,因此,人们将巴比奇称为“计算机的鼻祖”。
19世纪末,美国数学家赫尔曼·霍尔瑞斯,也借鉴雅卡尔提花机的打孔卡片发明了一种特殊的机器,供户口调查员处理数据。当时美国的人口出现了爆炸性增长,要想对一次人口普查的数据进行处理,需要花上将近10年的时间,常常是上一次人口普查的数据还没处理完,下一次人口普查又要开始了。这种被霍尔瑞斯称为“制表机”的机器,大大提高了人口数据的处理速度。
制表机的原理与雅卡尔提花机很接近,它在卡片上打出一系列的小孔,代表每一个家庭的每一位公民,不同的孔包含不同的信息。制表机每小时可以处理几万张卡片,它可以说是现代计算机的雏形。
制表机——计算机
1924年,一个靠销售制表机起家的“计算制表记录公司”,改名为“国际商用机器公司”。它就是今天信息技术行业的霸主,大名鼎鼎的IBM公司。
20世纪40年代,IBM开始制造计算机,计算机的时代到来了。有趣的是,那时候计算机输入数据所用的打孔纸带,与雅卡尔提花机的打孔卡片非常相似。一直到20世纪80年代后期,打孔纸带才最终被电子设备所取代。
现在我们视为科技尖端的计算机,竟与古代的织布机血脉相连,这是一件多么有趣的事情。如今,虽说计算机已经一路走过电子管、晶体管和集成电路的时代,迈进了大规模集成电路的新纪元,不过,我们仍然可以把它看作一台极其高级的织布机。当你使用计算机的时候,其实是在以极高的速度做着编织数据的工作。