女生不擅长理科吗？来看看超越时代的数字魔女

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女生不擅长理科吗？来看看超越时代的数字魔女

原创 蔡驰南 蔡爸谈数学 2024 年 09 月 09 日 19:33 浙江

她的远见超前时代一百年，她的人生际遇与她的智慧一样令人称奇，她就是“数字魔女”——埃达·洛夫莱斯，史上第一位程序员。



埃达生于英国贵族之家，父亲是著名的浪漫诗人拜伦勋爵，也就是吸血鬼故事的原型，以癫狂著称，据说他读大学时，曾在寝室里养了一头温顺的熊。


埃达的父亲是大诗人拜伦

拜伦一生放荡不羁，埃达仅出生五周，他就离开了她们母女。

埃达的母亲安娜贝拉（安娜·伊莎贝拉·米尔班克（拜伦夫人）Anna Isabella Milbanke（later Lady Byron）），是一位擅长数学与天文学，举止得体、情绪稳定的贵族女性，被称为“平行四边形公主”。她也是拜伦代表作《唐璜》中唐娜·伊内兹（Donna Inez）的原型。


埃达的母亲是数学、科学、哲学、古典文学都很擅长的“平行四边形公主”安娜贝拉

埃达受母亲的影响，从小学习数学与科学，并表现出非凡的天赋。她曾一度对“飞行学”很感兴趣，并想象用机械模仿鸟类飞行。

但孱弱的身体，限制了埃达的飞行梦。她在 14 岁时因麻疹发作全身瘫痪，休养一年，才能勉强拄着拐杖走路。

但病痛无法阻止埃达对科学的热爱，18 岁时（1833年），通过家庭教师兼密友萨默维尔的引荐，她认识了41岁的科学狂人巴贝奇。



埃达看到了他的新奇作品：机械玩偶“铁娘子”以及正在建造的“思考机器”——差分机。



他们十分投缘，很快成为忘年交，并开始了近二十年的科学合作。

在此期间，埃达结识了法拉第、惠斯通、达尔文、狄更斯、南丁格尔等文化名人，成为他们口中的“数字魔女”（Enchantress of Number）。

之后的 6 年里，埃达与威廉·金结婚并生下三个孩子，她也成为了洛夫莱斯伯爵夫人。

1839 年，埃达重回科学领域，巴贝奇为她推荐了一位“数学导师”——摩根，而摩根曾给过好友乔治·布尔很多启发，并最终促成了布尔运算的诞生。


布尔运算的创立者乔治·布尔

埃达对巴贝奇更宏大的设想“分析机”很感兴趣，这台机器可以根据人们的意图，生成各种复杂的函数，而不是只能做一种计算。



但巴贝奇没有将自己的设想形成论文，仅仅只在意大利都灵做了一次演讲，而正巧被台下一位青年工程师（他就是 27 年后成为意大利首相的路易吉·梅纳布雷亚）记录了下来，并将笔记整理成论文发表。


当时台下记录笔记的梅纳布雷亚，27 年后成为了意大利首相

埃达看到了这篇论文后，决心将其翻译成英文，而更关键的是，她要加上大量注释。

这份笔记展现了埃达非凡的洞察力，她意识到这台机器不仅能用来计算，还可以被用来作曲、制图和做科学研究。要做到这些，只需要对它进行“编程”。



埃达介绍了如何为分析机创建代码，以处理字母、符号和数字，并提出了循环和子程序的概念。笔记中还留下了一张后来被视为“第一个计算机程序”的图表。



埃达已经意识到了通用计算的概念，要知道这是在维多利亚时期，比人类第一台可编程电子计算机的诞生（1946 年）早了整整一百年。

遗憾的是，因健康原因，此后他们的合作减少了。9 年后，“数字魔女”埃达因病去世，年仅 36 岁，分析机项目也就此夭折。



如果，埃达没有英年早逝，也许他们能意识到二进制和布尔运算的意义，将十进制的运算进行改进，以此大大简化分析机的构造。

毕竟布尔是她“数学导师”摩根的好友，而巴贝奇又是引进莱布尼茨微积分符号的倡导者。

如果，他们与至交好友惠斯通有更多的交流合作，想到分析机可以是机电式的，而非纯机械式的，那就能摆脱笨重的设备，第一台通用式计算机能提前几十年诞生。



只是历史没有那么多“如果”。

埃达的一生虽然短暂，但却无比精彩。她是第一位超越时代，清晰窥见决定现代文明基石的人，而这块基石就是通用计算。

她的诗作《彩虹》，也许就是她一生最好的写照：“一束隐秘的光永不熄灭，以最纯粹的色彩，穿透云层！”


埃达·洛夫莱斯

上世纪七十年代，美国国防部开发了一种新的通用编程语言，命名为 Ada ，以纪念埃达·洛夫莱斯。

2022 年 9 月 20 日英伟达发布了 NVIDIA GeForce 40 系列显卡，为纪念埃达，将其图形处理器架构取名为“埃达·洛夫莱斯”。

补充资料：

查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage , 1791 年 12 月 26 日 — 1871 年 10 月 18 日）：英国数学家、发明家兼机械工程师。由于提出了差分机与分析机的设计概念，被视为计算机先驱。

洛夫莱斯伯爵夫人奥古斯塔·埃达·金（Augusta Ada King , Countess of Lovelace ，1815 年 12 月 10 日 — 1852 年 11 月 27 日）：原姓拜伦（Byron），是一位英国数学家兼作家，代表作是她为查尔斯·巴贝奇的分析机——机械式通用电脑——所写的作品。她是第一位主张计算机不只可以用来算数的人，也发表了第一段分析机用的算法。因此，埃达常被公认为史上第一位程序员。

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