史上第一位程序員，為何是這位女性？

技術(shù)與社會(huì)發(fā)展到現(xiàn)在，我們不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代人的生活已經(jīng)與計(jì)算機(jī)及其衍生的科學(xué)緊緊聯(lián)系在一起。算法、數(shù)據(jù)、代碼……90后與00后似乎天生懂得這些語匯，甚至成為了互聯(lián)網(wǎng)的“原住民”。

那么，在科學(xué)技術(shù)史的洪流中，是誰敲下第一行代碼？誰是史上第一位程序員？用程序來運(yùn)行計(jì)算機(jī)的奇思妙想又是怎樣形成的？對(duì)于這些問題，商務(wù)印書館的新書《埃達(dá)·洛夫萊斯：史上第一位程序員》，應(yīng)該可以給出充分的回答。

《埃達(dá)·洛夫萊斯：史上第一位程序員》，[英]克里斯托弗·霍林斯、[英]厄休拉·馬丁、[美]阿德里安·賴斯 著，柯遵科、單雯 譯，商務(wù)印書館2021年8月版。

幼時(shí)的埃達(dá)已經(jīng)對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生很大興趣

本書共分為九章，第一章概述了埃達(dá)·洛夫萊斯所在時(shí)代的科學(xué)進(jìn)步，尤其是濃厚的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)氛圍，為她的數(shù)學(xué)天賦做出注腳；二至九章回顧了埃達(dá)的成長(zhǎng)歷程，從她的數(shù)學(xué)童年講起，到她與導(dǎo)師和同行業(yè)者的學(xué)術(shù)交流，以及最終寫出第一套程序的過程和對(duì)后世的影響。作者展示了大量的檔案、重要通信材料、數(shù)學(xué)模型和繪圖等，為我們勾勒了史上第一位程序員埃達(dá)·洛夫萊斯短暫而又絢爛的一生。書中也有大量數(shù)學(xué)原理和公式，但譯者通過準(zhǔn)確而詩意的語言，將之融入具體的情節(jié)中，讓看似高難的數(shù)學(xué)也變得平易近人起來。因此，在閱讀時(shí)，讀者可以將之當(dāng)成一本人物傳記，也可以當(dāng)成一本數(shù)學(xué)科普讀物，享受數(shù)學(xué)的神秘與奇妙。

埃達(dá)·洛夫萊斯，1815年生于倫敦，浪漫主義詩人拜倫之女，自幼對(duì)數(shù)學(xué)興趣濃厚。后雖成為尊貴的伯爵夫人，但她并不滿足于夫人社交，而是與科學(xué)家交往甚密。哪怕生活在19世紀(jì)上半葉，當(dāng)時(shí)的女性地位無法與今日相提并論，埃達(dá)還是用自身的努力在科學(xué)史上寫下屬于自己的一筆。她編寫的首套“程序”于1843年發(fā)表。她也因此常被稱為“第一位程序員”。

作者在為埃達(dá)作傳時(shí)的最大特點(diǎn)，不是簡(jiǎn)單按照時(shí)間線敘述埃達(dá)的個(gè)人經(jīng)歷，而是將她時(shí)時(shí)刻刻放在所處的時(shí)代之中，用歷史的眼光考量女性科學(xué)家在當(dāng)時(shí)出現(xiàn)的原因和意義。

本書的第二章的題目是“數(shù)學(xué)童年”。而在這之前，作者描繪了一個(gè)科學(xué)的時(shí)代，甚至可以稱之為“數(shù)學(xué)時(shí)代”。那時(shí)，不僅是科學(xué)精英，而且有越來越多的普通人，不論男女都熱衷于了解新思想。特別是數(shù)學(xué)的地位日益提高，人們逐漸意識(shí)到數(shù)學(xué)的重要性和它在研究自然現(xiàn)象及社會(huì)現(xiàn)象中所起的作用。有機(jī)會(huì)接受教育的年輕人，都學(xué)過代數(shù)，會(huì)解簡(jiǎn)易的方程，或是在天文觀測(cè)過程中接觸過幾何學(xué)。

埃達(dá)就是成長(zhǎng)于這樣一個(gè)數(shù)學(xué)時(shí)代。幼時(shí)“聰慧開朗”的埃達(dá)已經(jīng)對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生很大興趣。五六歲時(shí)，在家庭教師的指導(dǎo)下“她已經(jīng)可以做五六行數(shù)字的求和，計(jì)算過程有條不紊，準(zhǔn)確無誤。”十歲時(shí)，她在與母親的通信中就開始請(qǐng)教“三數(shù)法則”（即等比關(guān)系）。十二歲時(shí)，埃達(dá)開始接觸歐幾里得幾何，“覺得有趣極了”。雖然她承認(rèn)“有點(diǎn)害怕定理”，但她也下定決心“盡我所能，大膽地戰(zhàn)勝它們”。作者用很多細(xì)節(jié)證明：埃達(dá)是一個(gè)聰慧、好奇又頑強(qiáng)的孩子，她注定會(huì)繼續(xù)學(xué)習(xí)更高級(jí)的數(shù)學(xué)，并樂在其中。

長(zhǎng)大后，在給母親的朋友威廉·金博士的求助信中，埃達(dá)表達(dá)了她學(xué)習(xí)純數(shù)學(xué)課程的渴望，其中要包括算術(shù)、代數(shù)和幾何。因?yàn)樗⒉粷M足于當(dāng)時(shí)慣用的學(xué)習(xí)方法——通過死記硬背歐幾里得幾何學(xué)的部分內(nèi)容來應(yīng)付考試。埃達(dá)還結(jié)識(shí)了瑪麗·薩默維爾，后者大概是當(dāng)時(shí)英國僅有的能靠數(shù)學(xué)賺錢的女性，也是首批入選英國皇家天文學(xué)會(huì)的女會(huì)員。哪怕在結(jié)婚之后，埃達(dá)與薩默維爾也維持了很長(zhǎng)時(shí)間的通信。作者提及這些人，固然是要表現(xiàn)埃達(dá)的杰出，但在那個(gè)時(shí)代，即使埃達(dá)擁有財(cái)富、地位和獨(dú)立的思想，還有一位支持她的丈夫相伴，甚至與同時(shí)代的男性和女性科學(xué)精英交往甚密，她還是受制于當(dāng)時(shí)的社會(huì)和家庭對(duì)她的期望，不得不仰仗朋友才能獲得科學(xué)教育。

埃達(dá)身上最值得書寫和記錄的地方是什么？

與埃達(dá)同時(shí)代的男性科學(xué)家，特別是她的兩位老師——以“德·摩根定律”而聞名至今的奧古斯都·德·摩根和發(fā)明“分析機(jī)”的查爾斯·巴貝奇，名氣都比埃達(dá)大得多。那么，在這樣的背景下，埃達(dá)身上最值得書寫和記錄的地方是什么？作者的觀點(diǎn)是：埃達(dá)·洛夫萊斯的數(shù)學(xué)成就彰顯她精益求精的科研態(tài)度，致力于從基本原理出發(fā)解決問題和攻克重大問題的決心。

埃達(dá)與老師德·摩根的通信，清楚地記錄了埃達(dá)在最初基礎(chǔ)數(shù)學(xué)時(shí)遇到的困難，以及她如何在克服困難的過程中學(xué)習(xí)。埃達(dá)有時(shí)感覺“我耗費(fèi)的時(shí)間都是徒勞的”，也抱怨過某些方程式“完全是胡扯”。但是她最終還是掌握了如何學(xué)習(xí)：學(xué)習(xí)得慢慢來，從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)，并對(duì)自身能力有一個(gè)現(xiàn)實(shí)判斷。作者分析，從一開始，埃達(dá)就有一種求知若渴、積極向上的勁頭，甚至有些操之過急，“真希望我能學(xué)得再快一點(diǎn)”。但是經(jīng)過德·摩根的指導(dǎo)，埃達(dá)終于明白應(yīng)該慢慢來。

在數(shù)學(xué)知識(shí)與日俱增之后，埃達(dá)甚至能夠指出老師德·摩根的錯(cuò)誤，認(rèn)為他對(duì)于“等價(jià)形式的永恒性原理”的假設(shè)有很大漏洞。讓作者認(rèn)為最神乎其神的，是埃達(dá)對(duì)“永恒性原理”的質(zhì)疑，這成功預(yù)測(cè)了“四元數(shù)”的提出，進(jìn)而推動(dòng)了“矢量”的發(fā)展。由此可見，她已經(jīng)能夠發(fā)現(xiàn)連專家們都忽略的數(shù)學(xué)難題。當(dāng)然，有些研究成果并不能歸功于埃達(dá)，但是她最初的驚人預(yù)測(cè)無不顯示出超乎常人的洞察力。

埃達(dá)還和德·摩根討論過“級(jí)數(shù)”“運(yùn)算”“無差別”“伯努利數(shù)”的幾篇文章，字里行間，無不展現(xiàn)她日益積累的數(shù)學(xué)知識(shí)和非凡的理解力。信中討論的問題日后將成為埃達(dá)唯一出版過的著作的主題。

可能是遺傳了父親的詩意，埃達(dá)的數(shù)學(xué)研究充滿了想象力。在探討彩虹背后的理論時(shí)，她已經(jīng)能夠想到“是不是因?yàn)橛^看者的眼睛剛好在彩虹弧線所在圓的中心？”埃達(dá)甚至考慮過寫數(shù)學(xué)詩：“這是一種獨(dú)特的詩歌形式，可能要比世界上任何事物更哲學(xué)、更高級(jí)”。她在給母親的信中說道：“想必您不會(huì)同意我寫什么哲學(xué)詩歌，一定會(huì)說這簡(jiǎn)直違背常理！哪有什么詩意的哲學(xué)、詩意的科學(xué)？”這段話非常有名，充分體現(xiàn)了埃達(dá)數(shù)學(xué)思維的廣度。

埃達(dá)最為人知的成就：為分析機(jī)編程

在本書的第七章，作者詳細(xì)介紹了埃達(dá)為分析機(jī)編程的過程。這也是埃達(dá)最為人知的成就。

埃達(dá)的另一位導(dǎo)師查爾斯·巴貝奇，在當(dāng)時(shí)想創(chuàng)造一種新型計(jì)算機(jī)器——分析機(jī)。它的原理與現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)操作及運(yùn)算一致。也就是說，分析機(jī)應(yīng)該是一臺(tái)艾倫·圖靈所謂的機(jī)械式通用計(jì)算機(jī)，其編程通過打孔卡實(shí)現(xiàn)。

巴貝奇在一次演講中將分析機(jī)的原理介紹到歐洲大陸。意大利科學(xué)家路易吉·梅納布雷亞據(jù)此撰寫了一份法語科學(xué)報(bào)告《分析機(jī)概論》。埃達(dá)與巴貝奇共同翻譯了這篇文章。文章共計(jì)66頁，其中41頁注釋都是埃達(dá)完成的。注釋以字母A到G標(biāo)記，其中最著名的是“注釋G”，介紹分析機(jī)如何通過計(jì)算伯努利數(shù)完成編程。這一過程用一張巨大的數(shù)表來表示。

這張數(shù)表被視為“第一個(gè)計(jì)算機(jī)程序”，埃達(dá)則給出了更精確的描述：“這張表實(shí)現(xiàn)了運(yùn)算過程中，機(jī)器各部分的所有連續(xù)變化”。換句話說，這個(gè)數(shù)表就是當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)家口中的“執(zhí)行跟蹤”。如果當(dāng)時(shí)有“程序”，那么分析機(jī)的“程序”應(yīng)該由一張穿孔卡片組成，從而保證機(jī)器連續(xù)運(yùn)行?！斗治鰴C(jī)概論》的譯文不僅彰顯了埃達(dá)對(duì)數(shù)學(xué)細(xì)節(jié)的執(zhí)著，也體現(xiàn)出她在思考更宏大圖景上的想象力。

作者也承認(rèn)，埃達(dá)這篇文章在那個(gè)時(shí)代難免曲高和寡。但在近兩個(gè)世紀(jì)之后，文章讀起來卻通俗易懂。它涵蓋代數(shù)、數(shù)學(xué)、邏輯甚至哲學(xué)知識(shí)，有對(duì)通用計(jì)算機(jī)不變?cè)淼慕榻B，還有對(duì)所謂“第一個(gè)計(jì)算機(jī)程序”的詳細(xì)描述，和對(duì)數(shù)據(jù)、卡片、內(nèi)存、編程實(shí)踐的概述。

埃達(dá)·洛夫萊斯“注釋G”中的數(shù)表“圖解分析機(jī)計(jì)算伯努利數(shù)”，即“最早的計(jì)算機(jī)程序”。

令人遺憾的是，在寫完“注釋G”后不到十年，埃達(dá)·洛夫萊斯就因?yàn)榧膊±p身英年早逝，年僅36歲。誠然，她的一生并沒有取得什么有深遠(yuǎn)意義的數(shù)學(xué)成就——從未做出任何重大的數(shù)學(xué)或科學(xué)發(fā)現(xiàn)。但是正如本書中的書信和手稿所示，埃達(dá)對(duì)數(shù)學(xué)的洞察力和理解力，對(duì)那個(gè)時(shí)代的女性而言幾乎是獨(dú)一無二的。這樣看來，埃達(dá)的詩作《彩虹》，可能是她一生最好的寫照：“一束隱秘的光永不熄滅，以最純粹的色彩，穿透云層！”

因此，在本書最后，作者在為埃達(dá)沒有做出更大成就而遺憾的同時(shí)，更多的是在贊頌她所取得的成就，并為讀者提出了一個(gè)值得反思的問題：為何在那個(gè)時(shí)代不乏才華橫溢的女性，有機(jī)會(huì)取得成就的卻屈指可數(shù)？相信對(duì)于這個(gè)問題，每一個(gè)讀到《埃達(dá)·洛夫萊斯：史上第一位程序員》的讀者，都會(huì)有自己的答案。

作者丨孫思清