電腦之書(CKB0078)
The Computer Book: From the Abacus to Artificial Intelligence, 250 Milestones in the History of Computer Science

類別： 自然‧科普‧數理>科學
叢書系列：科學人文系列
作者：西姆森‧加芬克爾、瑞秋‧格隆斯潘
       Simson L. Garfinkel、Rachel H. Grunspan
譯者：戴榕儀.江威毅.孟修然.盧思
出版社：時報出版
出版日期：2021年03月19日
定價：680 元
售價：537 元(約79折)
開本：16開／平裝／264頁
ISBN：9789571386324

【內文摘錄】

▼  內文摘錄

西元前約2050年　蘇美算盤

就以運算為目的製作的實體裝置而言，「算盤」是目前已知的始祖。算盤讓人類能進行超出固有認知能力範圍的計算與測量，透過加減法及乘除運算來處理數量（quantity）的相關資料，可說是歷史上的第一個製表工具。

一般相信，美索不達米亞平原（Mesopotamia）的蘇美人（Sumerian）是最早發明算盤的族群，而且在孕育運算技術及多數現代演算法的數學領域也有重要貢獻。蘇美算盤和其他早期版本和現在最常見的算盤外型不同，是在石板等平面刻上平行線條，並搭配小石頭一類的東西來計數；至於珠型算盤則是後來才問世，許多人認為源於中國。現代的中式算盤是由框、樑及滑動式的算珠所構成，亞洲許多地區現今仍有教授相關課程。

蘇美人建有經濟與貿易穩固的高度發展城市，因此需要計數與測量工具來進行商業交易，並發配穀物和牲畜等商品。另外，蘇美人也利用符號來象徵成批的物品，藉此傳達較大的數字以利溝通，而且是這種做法公認的始祖。他們使用60進位系統（sexagesimal system），以60為單位，現在的一小時之所以有60分鐘，且一分鐘有60秒，正是受到蘇美人的影響。

算盤的英文單字abacus源於希臘文的「?βαξ」（對照至英文為abax，意思是「厚板」或「書寫板」），至於這個希臘單字本身則可能源自早期的閃族語，且與希伯來文中的「???」（對照至英文為abaq，意為「灰塵」）有關。事實上，算盤的其中一個前身正是覆有沙子或灰塵的平滑書寫板，使用時是以尖頭狀的物品或手指在沙塵上劃出代表數量的欄位。

西元1758年　人腦預測哈雷彗星週期
愛德蒙?哈雷（Edmond Halley，西元1656－1742年）

亞歷克西斯－克勞德?克萊羅（Alexis-Claude Clairaut，西元1713－1765年）
傑羅姆?拉朗德（Joseph Jerome Lalande，西元1732－1807年）
妮可－雷訥?勒波特（Nicole-Reine Lepaute，西元1723－1788年）

克卜勒的行星運動定律，以及適用範圍更廣的牛頓運動定律和萬有引力定律建立後，科學家受到鼓勵，開始以簡諧的數學模型描述身旁的自然現象。哈雷擔任牛頓著作《自然哲學的數學原理》（The Principia，出版於西元1687年）的編輯後，透過牛頓的微積分與定律證實，出現在1531年和1682年夜空中的彗星是同一顆。哈雷的研究基礎在於彗星軌道不僅受太陽影響，也會因太陽系中的行星而變化，其中又以木星和土星的影響力特別大；不過，他無法提出精確的方程式，來計算這顆彗星的軌道。

對於這個問題，法國數學家克萊羅想出了聰明的解決方式，但從數學觀點來看，他的方法並不是十分優雅，因為他捨棄了方程式解法，反而是從數值角度切入，以一系列的運算來得出解答。他與朋友拉朗德及勒波特於1758年的夏天合作，透過系統化的軌跡計算，預言彗星將在三十一天內重返夜空。

這種透過數值計算來解決複雜科學問題的手法很快地開始流行，在1759年，拉朗德和勒波特受法國科學院之聘，開始負責法國官方《天文年曆》（Connaissance des Temps）的計算；五年後，英國政府也聘請了六名計算專員來進行相同計畫。印於這類年曆中的表格記錄恆星與行星的理論位置，可用於天體導航，是歐洲列強建立殖民地的利器。
在1791年，賈斯柏?戴普羅尼（Gaspard Clair Francois Marie Riche de Prony，西元1755－1839年）啟動了迄今最大型的人類運算計畫，替法國政府編製共十九冊的三角函數及對數表。這個計畫耗時六年，且集結了96位計算專員才得以完成。

西元1874年　半導體二極管
麥可?法拉第（Michael Faraday，西元1791－1867年）
卡爾?費迪南德?布勞恩（Karl Ferdinand Braun，西元1850－1918年）

半導體是種奇妙的物質，和紅銅與金銀等導體不完全一樣，卻也不像塑膠和橡膠般絕緣。在1833年，法拉第發現硫化銀加熱後導電性會增強，與金屬一旦加熱就會失去導電能力的情況相反；另一方面，24歲的德國物理學家布勞恩則發現金屬硫化物晶體碰觸到金屬探測針時，只會朝「單一方向」傳導電流，這樣的屬性，正是二極管（diode）和整流器（rectifier，二者為最簡單的電子元件）的定義性特徵。

收音機發明前，眾人一直對布勞恩的發現感到懷疑，但後來事實證明，如果沒有二極管，無線電報也就無法進化為可用於傳送、接收人聲的收音機。早期收音機的理想二極管材質為方鉛礦晶體，是鉛硫化物的一種，因為會與外型如貓鬚的金屬彈簧碰觸，所以常稱為貓鬚二極管（cat’s whisker diode）。收發員得小心控制金屬和晶體間的壓力和相對位置，以調整半導體的電子屬性，藉此將無線收訊提升至最佳狀態。這種礦石收音機（crystal radio）的電力完全來自無線電波本身，強度只夠在耳機內製造微弱的聲音。

礦石收音機先是用於船上，接著也進入家庭，但後來新型收音機取而代之，以真空管放大原先微弱的無線電波，讓波動變強到能傳出喇叭，以聲音或音樂填滿整個空間。不過真空管的出現並不代表礦石收音機完全消失，對於二戰前線士兵和電子學學生等無法取得真空管的族群，此裝置還是廣受歡迎。到了1940年代，貝爾實驗室的科學家為了提升微波通訊品質，而再次關注起半導體收音機，並在過程中發現了電晶體。

布勞恩後來仍持續有所貢獻，打下了物理學和電子學的數項基礎。他在1897年發明陰極射線管（cathode-ray tube），為電視的發明奠基，並於1909年和古列爾莫?馬可尼（Guglielmo Marconi）共同獲得諾貝爾獎，獲獎原因是「兩人對無線電報發展的貢獻」。

西元1951年　圖靈測試

艾倫?圖靈（Alan Turing，西元1912—1954年）

「機器能思考嗎？」圖靈在他1951年的論文〈運算機器與智能〉（Computing Machinery and Intelligence）中提出了這個問題。在他看來，電腦的儲存容量與複雜度總有一天會趕上人腦，等到電腦能夠儲存那麼多資料時，人類應該就能將範圍極廣的事實資訊與回應寫入程式，使機器彷彿具有智能。圖靈想知道的是，等到這一天真的到來時，人類會有辦法分辨機器是真的具有智慧，又或者只是由程式營造出具有智能的表象嗎？

為了回答這個問題，圖靈設計了機器智能測試。他認為機器有沒有智慧，不該從能否進行大數乘法或會不會下棋來判定，而是應著重機器是否能與其他智能生物自然地對話。

圖靈測試（Turing Test）是由真人擔任問話角色，與電腦及另一個真人說話（如同在現代的聊天室對話）。問話者的工作是分辨真人與電腦，而電腦的目標，則是讓問話者錯以為真人才是智能模擬電腦。圖靈在論文中寫道，如果電腦能通過測試，我們應當就能認定電腦與人類具備同等知覺。在他看來，如果要打造能通過測試的電腦，最簡單的方法就是做出具有學習功能的一台，並像帶小孩一樣，從電腦「出生」的那一刻就開始教。

圖靈的文章出版幾年後，就有人研究出了可用於對話的聊天機器人（chatbots）程式，讓無防備心的問話者以為回話方真的具有智能，因而通過測試。第一個這樣的程式是由MIT教授約瑟夫?維森鮑姆（Joseph Weizenbaum，西元1923～2008年）於1966年所發明，名叫ELIZA。在某次的案例中，ELIZA藉著操控電傳打字機，讓研究室的訪客以為自己是和在家辦公的維森鮑姆透過文字聊天，殊不知回應的其實是人工智慧程式。不過專家表示，由於訪客事先並不知道電傳打字機的另一頭可能會是電腦，所以ELIZA並不算通過測試。

西元1983年　第一台筆記型電腦

30多年前，美國電子產品零售商睿俠（RadioShack）推出TRS-80 Model 100筆記型電腦。雖是世界上最早的筆電之一，但各項性能在今天看來依舊相當出色，如重量僅3磅，電池續航力達20小時，能即時啟動等。

硬體方面，這款筆電使用8位元的Intel 80C85微處理器。存儲介質為100%固態硬碟（非機械硬碟），支持擴充，由靜態隨機存取記憶體晶片構成。晶片裝有電池，能防止斷電後數據消失。32KB唯讀記憶體由比爾?蓋茲親自編程開發。隨機存取記憶體需另行購置，基本款為8KB，最大能擴展到24KB。這款筆電甚至還配備序列埠和電話數據機，無論是隔壁房間或世界另一端的電腦都能與其交換資訊。用戶還能透過卡式介面（cassette interface）將數據存儲於磁帶。

至於軟體方面，TRS-80 Model 100內建具備基本功能的文書處理器和試算表。文書處理器能支援編輯檔案，以及透過電話線傾印當前檔案，但總體而言功能不多。此外也附帶微軟BASIC直譯器、通訊錄、待辦事項管理器，以及用於連接遠程系統的電信管制架構（telecommunications package）。所有程式都燒錄在唯讀記憶體中，所以筆電才能擁有即時啟動的特性。螢幕為8 × 40液晶顯示器，也就是8行×40列字符，不過只能顯示黑白文字。圖形顯示極為受限。
TRS-80 Model 100以方便攜帶為設計初衷，客群是需要邊旅行邊寫作、又想要輕裝出行的人士，例如記者。這款筆電一經問世就大受歡迎，全球銷量超過600萬套，基本款售價1,099美元。

這款筆電也催生出一系列完善的後市場，帶動周邊設備、軟體和書籍銷售。1986年，更輕巧的Tandy 102筆記型電腦問世，從此取代TRS-80 Model 100的市場地位。

西元1998年　Google
賴利?佩吉（Sergey Brin，出生於西元1973年），謝爾蓋?布林（Sergey Brin，出生於西元1973年）

史丹佛大學研究生佩吉對全球資訊網的頁面編排方式相當好奇。這份好奇心進而催化了當代科技龍頭Google的誕生。通常網頁連結能帶使用者前往另個頁面，而佩吉則想反向操作。

佩吉開發出一款名為BackRub的網頁爬蟲掃描並整理網路上的所有連結，並製作出反向連結（backlink）的清單。他認為劃分連結的重要程度能大大減輕工作量。佩吉的同學布林隨後也加入計畫。他們很快便寫出一套演算法，不只能辨識並清點網頁的連結，還可以根據該連結原始頁面的品質為其排定重要次序。不久後，他們為這款演算法加上搜尋介面與一款頁面排名演算法——PageRank。1998年，兩人成立Google公司賺進大把鈔票。Google的主要收入是廣告商，各個業者無不爭相把自家廣告放入Google的搜尋結果頁面。

後續數年間，Google收購了各式各樣的公司，包括線上串流服務平台Youtube、網路廣告龍頭DoubleClick，以及手機製造商摩托羅拉。此外，Google不僅提供電子郵件、導航工具、社交平台、視訊通話、照片管理等服務，還有智慧型手機專屬的硬體部門，幾乎包辦所有服務，自成一套完整的生態系統。2014年，Google收購英國的人工智慧公司深度思考（DeepMind），積極鑽研深度學習與人工智慧領域，期望開闢科技業下個戰場。揮別過去以速度定勝負的時代，接下來將看誰家的人工智慧更勝一籌。

2006年，《美國韋氏字典》（Merriam-Webster’s Collegiate Dictionary）與《牛津英語詞典》雙雙將「Google」作為動詞加入字典，意為利用Google搜尋引擎在網路上查找資訊。Google還特地要求釐清該詞釋義，必須特指利用Google搜尋引擎，而非描述利用任何網路搜尋引擎的動作。

2015年10月2日，Google創建了Alphabet Inc母公司作為旗下各子公司的保護傘。現在，這家美國跨國企業集團的總部就位在加州的山景城（Mountain View），全球員工超過七萬人。

西元2008年　比特幣
中本聰（Satoshi Nakamoto，此為化名，生卒年不詳）

比特幣是首款躍升主流應用的數位貨幣，以紅遍全球的區塊鏈概念作為基礎技術發揮實際應用。2008年，中本聰發明比特幣後立刻引起密碼龐克（cypherpunk）與譯電員的興趣，不過直到後來比特幣才獲得廣泛應用。

世界經濟體系中多數交易都並非實際交換現金，而是經由銀行電腦的訊息位元進行交易。比特幣的運作與當前的交易方式大同小異，只不過是利用電腦鑄造金錢，而非國家鑄幣廠。系統採用普遍公開的帳本（ledger），能夠記錄每筆比特幣的交易資訊。每位客戶的餘額都公開顯示。所有交易的集合稱為區塊（blocks），而帳本中的區塊串連則為區塊鏈（block chain）。

假設小珍要給小派五枚比特幣。小珍需要先發送訊息到比特幣網路。該網路由多個稱為礦工（miner）的電腦所架構，礦工利用雙方的數位簽章（digital signature）讀取整個區塊鏈，檢驗該筆交易的正當性，並確認小珍的帳本至少有五枚比特幣能進行該交易；接著所有礦工必須搶先破解一系列複雜的數學謎題，裡頭包括小珍的這筆交易和礦池裡所有其他交易的節點；第一個解開謎底的礦工向其他礦工寄送解答，同時確認該筆待核准的交易。這位拔得頭籌的礦工也將獲得新產生的50枚比特幣。待該礦工將完成的謎題加入比特幣區塊鏈後，便為所有礦工啟動下一個謎題。
2010年5月22日首次有人以比特幣購買實體物品：當時程式設計師拉斯洛?豪涅茨（Laszlo Hanyecz）用時值40元美金的10,000枚比特幣購買兩片披薩，到了2017年10,000枚比特幣等值逾兩千萬美元。後來5月22日則成為比特幣披薩日（Bitcoin Pizza Day）。

比特幣屬於開源專案。歷年來也有許多其他數位貨幣改良原先的概念後推出。近年來各界致力於將區塊鏈概念從金融系統中分離出來，並將區塊鏈技術用作公開紀錄以記載合約、健保紀錄與其他資訊。