三百零二节 修电脑的人
三百零二节 修电脑的人 (第2/3页)
至于计算能力，实际上，元老院当年也采购了一批同型号以耐用著称的某品牌笔记本电脑，目前全部干燥密封保存在高山岭，打算作为元老院目前计算能力彻底关停之后的代用品。同样封存的还有一批便携式科学计算器。目标是保证100年内元老院都掌握着超过全世界其他地区的计算能力和数据处理、分析能力。不过实际能否达到目的却不好说，毕竟电子元件放着不用也会老化失效。只能是期望一大堆同型号的电脑里，几十年后还能攒出一整套能用的零件来。起码到元老院有大规模计算需求的时候，不用从ENIAC一步步搞起。
冯诺觉得自己得想个办法，十年后元老们正是意气风发向全球进军的时候，他可不想沦落到整天小心翼翼地伺候着一台笔记本电脑无所事事。
自然而然地，冯诺打起了计算机的前身——机械式计算机的主意。事实上机械式计算机的开发计划由来已久，早在一五期间，工业口就开始了仿制手摇计算机的工作。
不错，就是仿制。所谓上有好者，下必甚焉，手摇计算机制造前两年就已经立项，不过并没有人来问过冯诺是否要参与，冯诺也就始终是个局外人。——这本来就不是搞计算机的人的事，单纯是个机械设计制造的问题。
“手摇计算机也能叫计算机？充其量只能说是个计算器！”，冯诺不无酸意地想着，并一抓到旧同事就猛吐槽。连冯珊的耳朵也听出了茧子。
但这手摇计算机，啊不，手摇计算器的仿制事业并不顺利，直到现在也没有完全成功。最开始，项目组当然瞄准了手摇计算机的巅峰之作——Curta。穿越前，筹备组就特地从ebay上高价淘了两件原品回来，I型和II型各一件。
拆解，仿制，失败。
这也难怪，Curta个头只有调料瓶那么大，却实实在在由600多个零件组成，设计极尽精巧，加工极尽精密。其中不乏弹簧、齿轮、滚轴等临高当前加工技术不过关或不成熟的工件，——而且极小、要求精度也高。甚至还有橡胶和塑料的辅助部件——这在临高只能用木头和皮革代替。
原样复制，当然做不到，只好退而求其次，放大复制。
结果复制成功的样品有水桶那么大。不仅摇杆的位置不再合理，而且人力也已经几乎摇不动了。此外，自重很成问题，别说便携了，移动都困难。因为公差达不到要求、材料机械强度也弱，在测试的时候就磨损严重。
Curta的放大复制品最终仅做了几台送到人力计算中心去了，起码计算十几位的四则运算乃至倒数、开方还是比算盘给力的。
接下来就是复制更早的桌面式手摇计算机，对象是一台“文化牌”手摇计算机。
原时空国内当年生产的手摇计算机种类很有限，最常见的就只有天津红星厂的“文化牌”和上海计算机打字机厂的“飞鱼牌”，前者是“杠杆式”的，而后者是“键盘式”的，也都是仿制国外Brunsviga、Felix、Tiger、Marchant、Monroe等品牌的手摇计算机，控制方式有区别，机械原理则大同小异。后期也有电动计算机，不过是变手摇为电动，省了人力摇动摇杆而已。
之所以选了“文化”而不是“飞鱼”，是因为项目组已经在Curta上花了不少的时间，积累了一些经验，相比键盘式的“飞鱼”，仿制“文化”似乎更容易一些。杠杆式手摇计算机的主要组件包括左右数字盘，主动器，进位器，步进鼓，报数器，移位器，检数器等，制造难点依旧在进位器、报数器、移位器等机构的材料强度上，时而是拨棍、齿牙、齿片磨损过度，时而是扭簧、压簧片弹性不足，时而是十一齿轮公差太大，导致串数、带数、半数等问题。个别元件寿命大概只有万次左右。解决方法只能是勤上油、换件。
好在体积和重量反倒比Curta放大版缩小了一些，寿命也更持久，毕竟机械结构更简单了一些，虽然没有那么精巧，但也占个朴素耐用。眼下造出了几个样品，不过仍然在反复测试和改进中。
大部分元老其实都带足了计算器，而人力计算中心的一般计算任务也很少动用手摇计算机，所以进度并不十分紧迫。相关设计、制造、测试人员，包括元老，被其他项目频繁借调，项目整体的效率不高。不过还是那句话，上有好者，在以督工为精神领袖的蒸汽朋克团或明或暗的支持和运作下，手摇计算机仍然被列为二五计划的重点扶持对象，是机械工业口出了名的钓鱼项目。
冯诺去参观过一次手摇计算机的仿制工程，他不得不承认自己确实很难对这个项目有什么贡献。冯珊倒是偶尔会带学生去人力计算中心参观仅有的那几台“元老院智慧的奇迹”，还要定期给职业技术学校计算培训班的学生上手摇计算机的实践课。
看来还得从别的方面下功夫，冯诺仔细地琢磨自己的专业优势到底在哪。他打开笔记本，开始浏览旧帖。过了一会，“穿孔卡”三个字出现在文章角落里，冯诺眼中一亮，隐隐觉得抓住了突破口。
接下来，他又查阅了不少资料，翻看了以往的《自然与科学》，心中逐渐有了个初步的计划。
兵马未动，粮草先行。在元老院里混了这么久，要做事先进行舆论准备这点起码的道理冯诺还是门儿清。他花了几个晚上，剪刀浆糊加原创，炮制了两篇文章。一篇《从美国1890年人口普查到IBM公司的崛起——浅谈机械式计算机的历史贡献》，一篇《“分析计算机”的三种基本设备与通用计算机体系结构的源流》。
前一篇自然是大谈机械式计算机的光辉历史，但重点却是抬高穿孔卡计算机系统的地位，同时踩一踩手摇计算机。
“……毫无疑问，比起手工处理信息，卡片+机械处理器的组合要先进的多，在数字运算上的优势非常明显。至于档案分类处理这种复杂工作，机械计算机能够秒杀最勤勉的管理员。1890年，计算机第一次发威，当年美国的人口普查信息最终由一台源于巴贝奇的穿孔卡片式程控计算机汇总处理，六星期就完成了全部任务。可以做对比的是，此前的1880年人口普查则花了七年时间才处理完全部数据，导致得到的最终数据完全过时。这次胜利标志着计算机时代的来临。随着内燃机、电动机的发明和机械工业的进步，机械计算机还将覆盖更多的领域。”
“到20世纪中期，1911年建立的IBM已经在以每年数千台的规模生产机械计算机，用来处理数十亿的卡片信息。在继电器的加强下，利用精密液压件构成计算单元的新一代计算机也即将上市，可以每秒进行数百次基础运算……”
首先要引用督工的语录为自己站台，当然，后面机械计算机迅速被ENIAC比下去的话就省了。
接下来，冯诺又举了若干个商务制表机在美国政府和企业运行中的例子，最后提到：
“在我们的时代，计算机的应用大致可以分为8个领域，科学计算与数据处理，工业控制与实时控制，办公自动化与管理信息系统，计算机辅助设计/制造（CAD/CAM），互联网与通讯，多媒体，虚拟现实，人工智能。其中，计算机的前三个应用领域在机械时代就已在政府、企业和学术机构中获得广泛认同。”
“计算机的发端固然是为了快速有效的进行计算，然而科学计算哪怕在机械计算机时代，也仅仅是计算机的一部分应用。真正使计算机蓬勃发展和广为人知的，则是其在数据处理、工业控制和办公自动化中的重要应用。这是元老院在计算机行业规划中必须仔细考量的。”
“之所以如此，是因为相比较数据处理等业务性应用，科学计算与其说是在所做处理的方法上，不如说是在所要处理的数据资料的数量、与所要在数据资料上进行的运算数量之间的区别。”
“计算机用于航天、力学、气象、核物理等研究领域中时，只运用相对少量的数据资料，但是为了得出答案，需要在这些数据资料上进行成千上万的运算。相对少的数据和大量的运算，是典型的科学计算。”
“相对地，在商业、工业和社会应用中，我们往往有大量的数据资料，可是只需进行比较少数的几项运算，比如人口普查与统计，比如工资计算与发放，这是典型业务性质的数据处理。”
“至于简单的对数或者三角函数运算，计算尺还是比较好的选择。”
“科学计算或许能解决更难的问题，但业务数据处理却能解决更多的问题，b有那么几套就够用，我们现有的设备还能用几十年；而Excel的需求是无止境的，我们却不能把个人笔记本电脑的数据处理能力分成成千上万份。哪一个更迫切是不言而喻的。”
这个比喻不错，估计大部分元老都能看懂，冯诺比较满意。他接着不客气地写到：
“显然，机械式计算机在1970年代以前不仅为科学和工程学完成了大量计算任务，更重要的是其在业务处理、办公自动化等方面有效支撑了社会和工商业的进步，是大型、超大型企业繁荣发展的必要前提。在数据统计与分析、工业控制等应用中出现的‘存储程序’，‘指令控制器’，‘输入输出’，‘数据表示’，‘数据载体’，‘逻辑运算’等需求，才是最终形成通用计算机体系结构的关键概念，是现代计算机的正源。手摇或电动的机械计算器，只不过是这一套庞大体系结构中的运算部件雏形罢了。”
“最终，是IBM公司、而非哪个精巧的手摇计算器制造商作为计算机制造业的巨头崛起，无疑是这一结论最好的注脚。”
这篇自然是准备投到《每周动态》上的。
第二篇则是打算投往《自然与科学》，重点阐述穿孔卡计算机系统的各部分组件，第一要和《每周动态》的文章相呼应，第二要展现自己的技术能力和专业背景，第三还要暗示穿孔卡计算机的机械设计制造难度其实要小于手摇计算器。
“用来计算大量数据资料的成套机器设备，旧称‘分析计算机’，在有数据统计和重复业务处理需求的政府部门以及大型企事业单位中应用广泛，其最明显的标志即为使用穿孔卡（Punched Card）作为数据的载体。每套‘穿孔卡计算机’都包括若干种用途不同的机器，从其作用来看，可分为三个大类：第1类是真正用来分组、归纳和计算的机器，一般称为基本机器或主要机器，如分类机和制表机（会计机）；第2类是为一切分组、归纳、计算和印表工作做好准备的机器，一般称为辅助机器或附属机器，包括轧孔机（打孔机），检孔机等；第3类也是辅助性机器，但它们是为了某些专门性质的业务而设计的，并且只用来完成机器汇总过程中特定的附加操作，称为特殊性能设备，包括复制机、选卡机，译码机等等。”
“穿孔卡计算机靠机械设计、传动来作为程序，靠机械机构和打孔卡来暂时寄存或永久储存信息。依据穿孔卡的制式不同，也分为不同的型号。尽管后期的穿孔卡计算机大多采用电磁式动力和控制机构，但本质上仍然是不折不扣的机械式计算机，或称“机电式计算机”，不仅能设计为全机械结构的方案，也可以采用人力、畜力乃至蒸汽机来运行。”
“穿孔卡计算机系统包括三种最基本的组件，或者说，有这三种设备就能构成一个最简单的穿孔卡计算机系统，它们分别是打孔机、分类机和制表机。根据问题的复杂程度，也可多台同类型设备组合使用，以灵活应对各类业务需求。”
“值得注意的是，打孔机实际相当于通用计算机的输入结构，穿孔卡本身是主存，分类机和制表机的运算部分相当于通用计算机的算逻部件，配线结构相当于指令寄存器和控制器，而制表机的打印部分则相当于输出结构，日后通用计算机的体系结构，在穿孔卡计算机系统的基本组成中已经出现了雏形。”
“相比较手摇计算器而言，穿孔卡计算机的每种基本设备功能相对单一，设计也相对简单。在我们电力设备制造技术不断进步的情况下，笔者认为直接上马机电式计算机系统的开发与研制是可行的，毕竟这类的计算机系统发展到顶峰时，最多不过涉及一千个左右的接线孔。对于早期应用来说，配线/编程过程更加容易，在当前技术下能够以简单电路板的形式实现控制机构。甚至从不可编程的专用系统，如人口普查系统做起，也是可行的。至于读卡系统，也只是最简单的电刷-滚筒结构。这种结构在穿孔卡计算机问世后不久就迅速代替了开始时的水银-探针结构。”
“当然，穿孔卡计算机系统也包括加减等统计运算部件，甚至后期的设计中，乘除也被包含到运算部件中。这些机电式穿孔卡计算机的运算部件往往采用继电器等方式来寄存数值和进行计算，内部结构与手摇计算器有较大不同。发展这类运算部件，对机械设计与材料强度要求不高，但对元老院的弱电技术发展水平则提出了一定挑战。”
冯诺爽快地在钟博士拿来的《一级管控物资使用申请表》上签上名字递了回去。接着随口聊起了穿孔卡计算机的事。
“最近你的动作不小啊。几篇文章我都看了，资料翔实论述合理。只是你这是要从手摇计算机项目抢食，那帮人可不会高兴。”钟利时接过冯诺从数据中心里淘出来的《穿孔卡计算机》，皱着眉说道。
“我哪儿有单干这个项目的本事，就算项目上马也得拉着机械口和电气口的人一起弄。我也就起个参谋的作用。”冯诺谦虚地说，他知道二五计划的重点支持对象里，文化科学省对精密仪器设备这一块的项目有比较大的发言权，作为科技部负责人的钟博士还是很有影响力的。甚至有些项目根本就是钟博士自己承担。
眼下这些项目还没正式立项，在元老院第三次全会的精神指导下，各种事务的正规化程度，或者说官僚化程度与日俱增。
全会通过的那些只不过是个“纲要”，接着，企划院会召集工业口、科技口、医疗口等部委的元老们根据“纲要”撰写“指南”。“指南”发布以后，各个项目组就要开始写“申请”了，“申请”没什么条件搞匿名评审——毕竟人实在太少了，在绝大多数领域，“纲要”也好，“指南”也好，“申请”也好，大概都是同一个元老写的。而且目前科技树攀登都是照攻略打游戏照剧本演电影，不存在评价创新性和可行性的问题。因此这评审过程就免了，“申请”则更像是一种研发及制造计划的文档，但项目组成员以及相似学科组的元老们总要坐在一起互相讨论一番，虽然效率比较低，但好歹也算是集思广益。
最后一步就是财务省的预算分配了。现阶段，各部门一般都会分好了蛋糕按照总数报上去，财务省那边不过走个形式。预算也不分项，元老们根本不需要出差开会，所有预算都是实打实的材料、能源、设备和测试费用。人工可以直接用依托单位的归化民，甚至土著，基本算是免费。
不过这次比较特殊的是，企划院专门拿出一小块预算，试验性地鼓励各工厂、实验室、医院和学校的归化民技术工人、研究助手、学生、学徒进行技术改进和技术创新使用。以个人申请和单位推荐相结合的方式上报主管部委，集中评审后决定是否资助。
冯诺的计划就是说服钟利时，争取挤到精密仪器设备制造的“指南”编写与讨论中去，直接和手摇计算机项目组的元老沟通，把项目拓展为包括穿孔卡计算机系统的“机械式计算机项目”，他还打算拉着电气口和邮电口的人也进来。毕竟涉及到机电系统设计制造和信息载体标准制定。
“我已经和绍宗、法拉第打过电话大概沟通过，他们对参与这个项目很感兴趣。前两天民生省的杨云来这……修电脑，我们聊了半天。他对《每周动态》那篇文章里人口普查的例子很感兴趣，说民生省打算今年或者明年启动第一次人口普查，如果我们能造出相关设备，可以考虑使用。他还对迅速上马穿孔卡信息储存和处理系统、还有穿孔卡式居民身份证件也十分支持。他的个人电脑里各类统计数据最多，这次出问题他也是后怕得不轻。”虽然说起修电脑还是有点不情愿，不过这确实让冯诺的人头比较熟，人缘也不错。
钟利时有点惊讶于冯诺兴风作浪的能量，这么快就把大客户都搞定了。他稍微想了想，就说：“那下周考虑开一次精密仪器设备制造的相关项目协调会，你们几个也都来参加一下讨论。现在百废待兴，只有项目没人干，不愁人找不到项目干。”
“那太好了，这个我知道，好歹我也算是企划院的，工业口那边用超算的不少，也都熟悉。”冯诺松了一口气，这算基本谈妥了。
这时冯珊端了两杯茶递给两人，钟利时打量了一眼冯珊，笑眯眯地说道：“哦……这就是……我听小英提到过你，我看元老以外就数你数学最好了，毕业以后有没有兴趣来我们太白天文台工作啊。”
冯珊倒是很大方地回应到：“谢谢钟首长夸奖，小英姐的博学是我们这批同期生里谁都比不了的，我还得多向她学习呢。”
“小英过几天就转到学习院去了，你没打算让她也转过去？按她的条件肯定没问题。”
“还没这个打算，冯珊和小英毕竟还有点不一样。另外国民学校那边现在也蛮重视她，说是中学生，其实数学课她已经不用上了，反而还给别人上课。其他课程也都随意，自由度已经很高了。不过，”他话锋一转，“女孩子中学以前的数学学得好、学得快，也不能说就是数学天才什么的。当年确实惊到我了，3年多学完初中数学。但实际上现在又过了4年，她也不过就是基本掌握微积分的程度。”
“还‘不过基本掌握’，你上高中的时候就掌握微积分了？”
“是啊，确实比我强。不说高中时候，就算现在我也只能稍微给她泛泛介绍一点现代数学。真按这个速度下去，过几年就没有元老能给她讲课了。”冯诺拉过冯珊的手，让她站得近一点。“我倒觉得让她一辈子陷在数学里好么？她就算比我强，但是和旧……和以前那些数学天才或者数学家比起来，其实也不算什么。现在她上升这么快，都是因为在‘学习’我们带来的高等数学知识，早期是讲课，现在主要靠自学，也有少数几个元老可以略微指导她一二。但是真正面对未知的空白，自己发掘、总结、提出问题，并证明定理这样的能力，才是做一名数学家必需的素质。”
“你的意思是说我们带来的理论和技术资料太多会导致培养出来的归化民学生偏重于依赖已有的路线，缺少创新能力？”
冯诺点点头，“几十年内我们都不需要担心带来的技术资料落后，但是十年树木百年树人，我们这500多人其实谈不上有前沿研究的能力，这样的我们、惯于复原‘黑科技’的技术发展策略、几十年依赖现成技术资料培养出来的归化民科技工作者队伍，会不会使他们缺失真正的研究能力？”
“……好像也没必要这么悲观，过去别说国内，欧美的科研机构，又有多少group是真的在做有影响力的研究？可以说百中无一。但无数小的改进和重复别人的工作，互相讨论、开会、评审、撕逼，终究还是缓慢推动技术逐渐进步。20世纪以前搞科技确实靠天才，不过现在我们提前形成‘庸人科研’的体制也未必坏到哪里去。总有一些好苗子会留下来。”
“这次归化民申报项目，我打算让冯珊也报一个。”
钟利时有点警惕，本来他有点被冯诺之前的思考触动，这时忽然觉得这小子不是给自己拉完项目接着又给女仆拉项目吧。
“当然，她现在还没什么想法。除了数学，其他方面她也就是中学生水平，能鼓捣出点过去中学生科技大赛水平的题目就不错了。我让她自己发现或者思考一个问题，不许上数据中心查资料，再琢磨解决方案。”冯诺理所当然地用家长的语气说道。
“你这‘光源氏计划’的风格可真够奇怪的，这是想培养个什么女孩出来啊……”钟利时发现冯珊看向冯诺是一种‘崇拜’、‘尊敬’和‘爱情’掺杂在一起的眼神，忽然觉得有点怪诞。
冯诺哈哈一笑，“光源氏”的帽子他已经在元老院里戴了好几年，现在也不在乎了。“我最多算泡妞泡成老公，不像你，泡妞泡成老爸。如果你家小英感兴趣的话，她提一个课题出来更合适，让她们组队解决。其实我还是希望冯珊用好自己的数学底子，最终转到解决实际应用问题的领域里面来，而不是钻到数学理论里去。我看数学人才在归化民里是第一类会井喷的科技人才，毕竟数学不用任何实验设施就能玩，国内在民国时、甚至解放后很长时间，理科真正能在世界上有一席之地的也就是数学。所以少她一个也不少……”
侯闻永推开门，看见马千瞩正在参详一份报表。他把一份文件放在桌上，迟疑了一下说：“首长，这是民生劳动省刘牧州首长和杨云首长转来的报告。”
马千瞩点了点头，拿起文件扫了一眼
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