數(shù)字女巫：阿達(dá)·洛夫萊斯

2018-08-30 09:42陳杜梨唐莉

世界博覽 2018年10期

陳杜梨唐莉

她可能是一個(gè)吸毒者，一個(gè)賭徒還與不止一位男士保持曖昧關(guān)系。但阿達(dá)也是一個(gè)美麗的證明，她證明了無論你是誰，無論你的性格如何，在科學(xué)中都有一席之地。

阿達(dá)·洛夫萊斯被譽(yù)為世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)程序員，2009年倫敦非營利組織的蘇·查曼·安德森為了紀(jì)念這位偉大的女性，將每年10月的第二個(gè)星期二定為“阿達(dá)·洛夫萊斯日”，這是一個(gè)國際性的節(jié)日，以慶祝女性在STEM——Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）和Mathematics（數(shù)學(xué)）領(lǐng)域做出的貢獻(xiàn)。女性在這些方面的貢獻(xiàn)常常被忽視。

在全世界都在談?wù)撃信降鹊慕裉欤茖W(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域，從學(xué)生到教授，職業(yè)金字塔中的女性代表比例呈階段性下降。因此鼓勵(lì)女童和婦女去學(xué)習(xí)STEM學(xué)科、追求科學(xué)事業(yè)，非常重要。蘇·查曼·安德森女士說：科學(xué)領(lǐng)域女性楷模的重要性再怎么強(qiáng)調(diào)都不為過一一女童和年輕女性需要意識(shí)到，她們也有可能同別人一樣取得成功。

阿達(dá)·洛夫萊斯是維多利亞時(shí)代女性的一個(gè)不尋常的例子，因?yàn)樗粌H被允許，還被鼓勵(lì)去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。阿達(dá)的例子證明了如果有機(jī)會(huì)，女性能夠在STEM學(xué)科做出非凡的貢獻(xiàn)。

出生在一個(gè)瘋狂的家族

英國詩人拜倫在第一次看到襁褓中的女兒阿達(dá)時(shí)大叫一聲：我在你身上看到的是一種酷刑。我們不清楚，拜倫如何看待自己，是鞭子還是被鞭打者。事實(shí)是，他兩者兼而有之。這個(gè)反復(fù)無常，愛玩弄女人的詩人與阿達(dá)的母親安娜貝拉·拜倫夫人之間的婚姻短暫而不快。在女兒出生后不到一個(gè)月的時(shí)間里，拜倫勛爵告訴妻子他打算與—位女演員同居，三天后，他寫信讓拜倫夫人找個(gè)方便的日子離開?！昂⒆赢?dāng)然會(huì)跟著你，”他補(bǔ)充說。而在維多利亞時(shí)代，夫妻分居，孩子的監(jiān)護(hù)權(quán)是屬于父親的。

女兒出生六個(gè)月后，詩人離開了英國，再也沒有和他的女兒，他的妻子見過面。在接下來近十年中，拜倫用大把的時(shí)間來寫作或美麗或粗糙的詩歌，并摻和與自己毫無關(guān)系的政治沖突。他在希臘因病去世時(shí)，阿達(dá)只有8歲。

阿達(dá)的母親安娜貝拉與她的父親，浪漫主義詩人拜倫勛爵，站在截然相反的對(duì)立面。拜倫稱妻子為“平行四邊形公主”，部分原因是因?yàn)樗矚g數(shù)學(xué)。離婚后，安娜貝拉·拜倫從不幸的新娘變成了一位慷慨的慈善家，受蘇黎世教育改革家約翰·佩斯塔洛齊的啟發(fā)，她為窮人建立學(xué)校，在學(xué)校中不宣揚(yáng)宗教信仰，不使用體罰。在某種意義上她和拜倫一樣確信自己知道別人最需要什么。

22歲的時(shí)候，安娜貝拉天真無知，看不到拜倫與她結(jié)婚只是為了她的財(cái)富。她總在幻想著簡·奧斯汀筆下的達(dá)西先生，并認(rèn)為拜倫就是現(xiàn)實(shí)版的達(dá)西。但達(dá)西并沒有亂倫，也沒有同性戀傾向，也不會(huì)用“不雨則以，雨則傾盆”來評(píng)論自己的訂婚消息?？偠灾?，拜倫并不是浪漫小說的多彩英雄，而是一位在36歲時(shí)死去，對(duì)身邊的人來說是上帝的仁慈的災(zāi)難。

安娜貝拉與拜倫離婚后，此后一生她都在說拜倫的壞話，試圖讓每個(gè)人都知道她在整個(gè)可怕的事件中表現(xiàn)得有多么的無可挑剔。她泄露消息，讓大家知道拜倫是一個(gè)熱衷各種不自然行為的野獸，比如說與他同父異母的姐妹奧古斯塔·雷利上床。相反，安娜貝拉至少在一開始，對(duì)絕望的奧古斯塔表現(xiàn)得很親切，并且救助了奧古斯塔生下的女兒梅多拉。

與父母相比，1815年12月10日出生的阿達(dá)長大后最感興趣的是自己。她自豪地宣布，自己是一個(gè)天才。奧古斯塔·阿達(dá)是享樂主義詩人拜倫勛爵唯一的合法女兒。拜倫另一個(gè)女兒阿萊格拉的母親是克萊爾·克萊爾蒙德，瑪麗·雪萊的異父妹妹。阿萊格拉輾轉(zhuǎn)流落到意大利的一個(gè)修道院里，在五歲時(shí)死去，拜倫拒絕承認(rèn)她。

奧古斯塔·阿達(dá)·拜倫結(jié)婚后成為洛夫萊斯伯爵夫人，她以阿達(dá)·洛夫萊斯的名字為后人所知。在當(dāng)時(shí)，阿達(dá)·洛夫萊斯這個(gè)名字對(duì)公眾來說毫無意義。然而對(duì)英國女?dāng)?shù)學(xué)家瑪麗·薩默維爾，倫敦?cái)?shù)學(xué)學(xué)會(huì)第一任會(huì)長奧古斯都·德·摩根等一部分科學(xué)家來說，她簡直是天才的代名詞。

安娜貝拉相信遵循邏輯和理性的嚴(yán)謹(jǐn)課程可以讓女兒避免她父親血液中的浪漫理想和喜怒無常的本性。她讓阿達(dá)學(xué)習(xí)算術(shù)，音樂和法語等遵循規(guī)律的學(xué)科，拜倫夫人希望壓制女兒的想象力，她認(rèn)為這是來自拜倫家族的危險(xiǎn)的，可能具有破壞性的基因。

從4歲開始，阿達(dá)就接受數(shù)學(xué)和科學(xué)輔導(dǎo)，對(duì)19世紀(jì)英格蘭的女孩來說，這是非比尋常的課程。安娜貝拉的大部分時(shí)間都是在各個(gè)溫泉療養(yǎng)地中度過的，常常把女兒留給她自己的母親朱迪思照顧。朱迪思·米爾班克夫人非常溺愛她的外孫女。但是從某種意義上說一堆護(hù)士，保姆和導(dǎo)師培養(yǎng)了阿達(dá)。每當(dāng)阿達(dá)喜歡上某個(gè)保姆時(shí)，安娜貝拉就迅速打發(fā)她們離開。雖然母親對(duì)自己不夠親密，但阿達(dá)依然取悅她，在她離家旅行的時(shí)候，每天都給她寫熱情的信。對(duì)安娜貝拉來說，激情聽起來就像瘋狂，這是她試圖摒棄的另一種拜倫家族的品質(zhì)。

從童年開始，阿達(dá)就常常生病。比如說，1829年6月，她患麻疹后癱瘓，連續(xù)臥床休息近一年。盡管經(jīng)常生病，但阿達(dá)還是發(fā)展了她在數(shù)學(xué)和機(jī)械方面的才能。12歲時(shí)，阿達(dá)想飛翔。為此，她有條不紊地進(jìn)行研究，首先她研究鳥類的身體結(jié)構(gòu)，飛翔的原理，并調(diào)查了可用作翅膀的各種材料，比如羽毛，紙張和絲綢。根據(jù)她的傳記作家貝蒂“亞歷山德拉·托勒爾的說法，阿達(dá)在1828年2月打算寫一本名為“飛行學(xué)（Flyology）”的書，并配了插圖，記錄下她的發(fā)現(xiàn)。這位年輕女孩首先畫了一個(gè)帶翅膀的飛行裝置，然后再考慮飛行的動(dòng)力。

為此，她說她需要一個(gè)羅盤，以便能夠跨越山脈，河流和山谷。她的最后一步是將蒸汽與“飛行的藝術(shù)”結(jié)合起來。“我有一個(gè)計(jì)劃，”阿達(dá)在寫給母親的信中說，“制作一個(gè)飛馬的裝置，馬肚子里放一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)讓固定在馬身上的巨大翅膀可以煽動(dòng)，這樣就可以將坐在馬背上的人帶入天空?！卑⑦_(dá)苦苦思索這個(gè)問題，在她的母親譴責(zé)她忽視學(xué)習(xí)之后，才停止探索，阿達(dá)的母親想讓她走上一條理l生之路，而非踏上幻想之途。

在拜倫去世前不久，他寫信詢問阿達(dá)的成長經(jīng)歷，安娜貝拉這樣回復(fù)：“不缺乏想象力，但主要展現(xiàn)在她機(jī)械方面的創(chuàng)造性上”。這是安娜貝拉最大的希望，1832年，阿達(dá)出色的數(shù)學(xué)能力開始嶄露頭角，漸漸地，對(duì)數(shù)學(xué)的興趣成為她生活的重心。她的導(dǎo)師，數(shù)學(xué)家摩根在寫給她母親的信中說，天分也許會(huì)讓她成為“一流的、卓越的數(shù)學(xué)研究者”。

初識(shí)巴貝奇

阿達(dá)在17歲時(shí)被介紹進(jìn)王宮，并成為當(dāng)年最受歡迎的美女，部分原因是她聰穎絕倫。此后阿達(dá)經(jīng)常出入宮廷，并參加各種社交活動(dòng)。她出入舞會(huì)，迷住了很多人。1833年對(duì)阿達(dá)來說是命運(yùn)轉(zhuǎn)折性的一年，這一年的年初，阿達(dá)與自己的一位導(dǎo)師有染，在被發(fā)現(xiàn)后，兩人試圖私奔。這位導(dǎo)師的親屬認(rèn)出了阿達(dá)并聯(lián)系了她母親。安娜貝拉和她的朋友們?cè)O(shè)法掩蓋了這件丑聞。阿達(dá)與她的另一位導(dǎo)師，女?dāng)?shù)學(xué)家瑪麗·薩默維爾成了親密的朋友，阿達(dá)對(duì)瑪麗既尊重又熱愛。1833年瑪麗將阿達(dá)介紹給電腦之父查爾斯·巴貝奇。

遇見著名數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇教授之后，阿達(dá)的機(jī)會(huì)來了。巴貝奇后來成了她的良師益友。1833年6月5日，阿達(dá)在一個(gè)滿是倫敦社交名流的派對(duì)上認(rèn)識(shí)了巴貝奇。當(dāng)時(shí)巴貝奇四十多歲，喪偶，他激動(dòng)地談?wù)撟约阂环N名為“差分機(jī)Difference Machine”的發(fā)明，這是一種有幾個(gè)輪子的塔狀機(jī)器，在轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)可進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。為巴貝奇帶來巨大聲譽(yù)的差分機(jī)制造于1822年，這個(gè)機(jī)器讓巴貝奇在政府的支持下耗費(fèi)了十年光陰。

幾天后，安娜貝拉將阿達(dá)帶到巴貝奇教授位于倫敦多塞特街1號(hào)的家中，看他在客廳里演示這個(gè)裝置。面對(duì)差分機(jī)，阿達(dá)非常興奮，此后她與巴貝奇就差分機(jī)的潛力和她自己的數(shù)學(xué)研究一直通信。

巴貝奇對(duì)阿達(dá)的智力和分析能力印象深刻。他稱她為“數(shù)字女巫”，他在1843年寫信給她：“忘了這世上所有的煩惱和一切庸庸碌碌的江湖騙子，所有事都微不足道，除了充滿魅力的數(shù)字女巫?！?/p>

他們之間的信件從1835年6月10日，一直延續(xù)到1852年8月12日，阿達(dá)去世前三個(gè)月。巴貝奇在信中講述自己的計(jì)劃，阿達(dá)在信中訴說自己的抱負(fù)?！拔艺J(rèn)為你對(duì)數(shù)學(xué)的熱愛非常明確，不應(yīng)該被阻止，”巴貝奇在1839年寫給阿達(dá)的信中說。

1835年19歲的阿達(dá)嫁給了威廉·羅德·金，不久丈夫就繼承爵位，被封為洛夫萊斯伯爵，阿達(dá)也成了伯爵夫人。他們有三個(gè)家：薩里郡的奧克姆公園；羅斯郡的一所蘇格蘭莊園還有倫敦的一所房子。

1834年，在阿達(dá)結(jié)婚前的一年，巴貝奇又提出了一種名為“解析機(jī)Analytical Engine”的新發(fā)明。通過制造差分機(jī)，巴貝奇看到了制造一種在性能上大大超過差分機(jī)的計(jì)算機(jī)的可能性。他設(shè)想解析機(jī)是一種有數(shù)千個(gè)齒輪的大型機(jī)器，可以更加準(zhǔn)確地執(zhí)行更多的運(yùn)算。阿達(dá)成了這種新機(jī)器的熱情解說員。

如果巴貝奇取得了成功，計(jì)算機(jī)革命可能很早就會(huì)誕生在英國。但是要完成解析機(jī)困難重重，而此時(shí)性格暴躁的巴貝奇已經(jīng)失去了政府的支持。

世界上第一次為計(jì)算機(jī)寫程序

研發(fā)分析機(jī)需要大量資金支持，為此巴貝奇前往都靈推廣他的新發(fā)明，在那里，巴貝奇遇到一位名叫路易吉·費(fèi)德里科·梅納比亞的數(shù)學(xué)家，他愿意為推廣解析機(jī)寫一篇論文。梅納比亞的文章于1842年10月在一本瑞士學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表，大約有八千字。原文是法文，阿達(dá)受托將它翻譯成英語，并添加了大量自己的注釋，因此阿達(dá)的版本達(dá)到了兩萬字?！奥宸蛉R斯伯爵夫人的文章擴(kuò)展到原文的三倍，”巴貝奇后來寫道，“作者已經(jīng)完全深入到與這個(gè)領(lǐng)域有關(guān)的所有非常困難，非常抽象的問題?！?/p>

阿達(dá)的翻譯和她的注釋在1843年發(fā)表在英文期刊上，這代表了她對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的最大貢獻(xiàn)。在文章中，阿達(dá)用提花織機(jī)的工作原理，清晰描述了巴貝奇的計(jì)算機(jī)是如何工作的。正如法國發(fā)明家約瑟夫·瑪麗·雅卡爾的提花機(jī)使用一套打孔卡片自動(dòng)生成織物的圖案一樣，阿達(dá)說，巴貝奇的機(jī)器可以看作是利用了代數(shù)模式來編織。她還解釋了分析機(jī)如何執(zhí)行特定的計(jì)算：在著名的注釋G中，陳述了利用打孔卡計(jì)算一長串伯努利數(shù)的具體設(shè)想。這被認(rèn)為是最早的計(jì)算機(jī)編程。因?yàn)檫@條注釋，阿達(dá)成了世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)程序員，成為女性科學(xué)家的—個(gè)鼓舞人心的榜樣。

雖然巴貝齊確有技術(shù)天賦，然而是阿達(dá)將其設(shè)計(jì)的機(jī)器推人了計(jì)算機(jī)的萌芽時(shí)代，她是第一位看到其真實(shí)潛力的人。也因此，巴貝齊稱她為“仙女小姐?！甭宸蛉R斯寫道：“運(yùn)算科學(xué)源自數(shù)學(xué)，但是它本身就是一門科學(xué)，具有自己的抽象真理和價(jià)值”。她的傳記作家就此認(rèn)為，阿達(dá)在這里想做的是發(fā)明計(jì)算的科學(xué)，并將其與數(shù)學(xué)分開。她所說的“運(yùn)算的科學(xué)”實(shí)際上的結(jié)果就是計(jì)算機(jī)。

阿達(dá)還預(yù)見了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的多功能學(xué)。雖然巴貝奇相信他的機(jī)器僅限于數(shù)字計(jì)算，但她認(rèn)為任何內(nèi)容（包括音樂，文字，圖片和聲音）都可以轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式并由機(jī)器操縱。阿達(dá)寫道，解析機(jī)除了數(shù)字，還可以處理其他事物……

除此之外，洛夫萊斯還用巴貝奇都沒有的詩意語言，表達(dá)了解析機(jī)的重要性。她寫道：科學(xué)構(gòu)成了一種語言，據(jù)此我們可以充分表達(dá)自然世界的偉大，我們與自然的關(guān)系在持續(xù)不斷地發(fā)生著改變，不管這些變化能否為我們的身體直接感知，不管可見還是不可見，可以察覺還是不可以察覺，我們的創(chuàng)造正在改變著我們的生活。

阿達(dá)繼續(xù)說：一種新的，廣泛的，強(qiáng)大的語言被開發(fā)出來，未來將會(huì)用于分析，運(yùn)用它的力量，可以更快速，更準(zhǔn)確地服務(wù)于人類，比迄今為止所有的手段都更有效。因此，不僅精神和物質(zhì)，而且數(shù)學(xué)世界中的理論和實(shí)踐都將更加密切，更加有效地聯(lián)系在一起。

也許是巴貝奇提出了計(jì)算機(jī)的觀念，但他的朋友阿達(dá)最能理解計(jì)算機(jī)可能實(shí)現(xiàn)的潛力。她對(duì)巴貝奇思想的闡述甚至比他本人還要準(zhǔn)確。

完美平衡激情與理性

在生完第二個(gè)孩子之后，阿達(dá)又經(jīng)歷了一場大病。她經(jīng)常感覺不適，醫(yī)生給開出的藥方是一種含鴉片的催眠劑，用葡萄酒服下。她擔(dān)心“對(duì)數(shù)學(xué)投入精力太多”讓她生病，她的導(dǎo)師奧古斯都·德·摩根似乎同意她的觀點(diǎn)，稱這項(xiàng)工作“超出了女性體力能承受的強(qiáng)度”。阿達(dá)確實(shí)工作非常非常努力。除了數(shù)學(xué)，她還涉獵電磁學(xué)。

盡管阿達(dá)是一位有前途的數(shù)學(xué)家，但她的特殊才能在于她能夠在數(shù)學(xué)宇宙的某些部分——她很高興地觀察到這些地方，“很少或從未有人進(jìn)入”，之間進(jìn)行富有想象力的飛躍。她與德·摩根的通信，簡直可以用引人入勝來描述，數(shù)字，符號(hào)和等邊三角形仿佛在整張頁面上興奮地跳舞。

阿達(dá)經(jīng)常通過打通詩歌和科學(xué)的界限來質(zhì)疑一些基本假設(shè)。阿大認(rèn)為，直覺和想象力對(duì)數(shù)學(xué)和科學(xué)來說至關(guān)重要。她像重視形而上學(xué)一樣重視數(shù)學(xué)，把它們都看作是探索“我們周圍看不見的世界”的工具。

阿達(dá)讓來自父母雙方的影響和諧相處。1841年1月5日，她寫道：“什么是想象？”她說這意味著兩件事。首先是“綜合的能力”，“從沒有明顯聯(lián)系的物體之間發(fā)現(xiàn)共同點(diǎn)”，然后她又說：“想象是發(fā)現(xiàn)的能力，是進(jìn)入到環(huán)繞我們的未知世界，科學(xué)世界的能力”。對(duì)這位既騎馬又彈豎琴、學(xué)詩歌的女性來說，將看似無關(guān)的事物聯(lián)系在一起，真是再自然不過了。

狄更斯和阿達(dá)可能在19世紀(jì)30年代通過巴貝奇相識(shí)，一些數(shù)學(xué)家偶爾會(huì)出席這位文學(xué)家的家庭晚宴。1852年8月，阿達(dá)的子宮癌惡化，臥床不起，狄更斯到家中拜訪了她，并應(yīng)她的要求，朗讀了他1848年小說《董貝父子》中的一個(gè)著名片段：6歲的男孩保羅·董貝死去。三個(gè)月后，洛夫萊斯于1852年11月27日去世。

盡管洛夫萊斯在生前不曾得到父親的愛，但她終生都仰慕拜倫和他的作品。阿達(dá)去世后，按照她的要求埋葬在英格蘭小鎮(zhèn)圣瑪麗·抹大拉教堂內(nèi)的拜倫家族墓地里。她的棺材與她父親的棺材并排放置，巧合的是，父女兩人都在36歲的年紀(jì)去世。

阿達(dá)非常的聰明，但她也愛操縱別人，性格具有侵略性，她可能還是一個(gè)吸毒者，一個(gè)賭徒還與不止一位男士保持暖昧關(guān)系。但阿達(dá)也是一個(gè)美麗的證明，她證明了無論你是誰，無論你的性格如何，在科學(xué)中都有一席之地。

死后聲譽(yù)日隆

如果安娜貝拉的故事是關(guān)于死后聲譽(yù)如何迅速變得丑陋的警示，她女兒的案例則恰恰相反。在19世紀(jì)40年代，阿達(dá)的名聲并不算好。1841年之后，阿達(dá)開始幫助好友巴貝奇進(jìn)行研究，盡管當(dāng)時(shí)她已是3個(gè)孩子的母親，但關(guān)于她是巴貝奇情婦的傳言卻始終沒有停止。另外，從1844年起阿達(dá)與電學(xué)先驅(qū)安德魯·克羅斯的兒子約翰關(guān)系曖昧。作為法律協(xié)議的一部分，約翰在阿達(dá)去世后毀掉了大部分信件。阿達(dá)把她父親留給她的唯一傳家寶送給了約翰·克勞斯。在阿達(dá)生命的最后階段，她最害怕就是人們不讓約翰來探望她。

19世紀(jì)40年代起，阿達(dá)開始沉溺賭馬，她的數(shù)學(xué)信心讓她相信自己已經(jīng)找到了一個(gè)絕妙的賽馬投注方式。但是事實(shí)證明并沒有，其中一次賽馬比賽她就輸?shù)袅?200英鎊，這讓她的財(cái)富大幅縮水，她不得不將家族珠寶典當(dāng)了兩次。在阿達(dá)和巴貝奇一周一次的信件中提到了設(shè)計(jì)—個(gè)預(yù)測賽馬結(jié)果的機(jī)器的可能性。

阿達(dá)關(guān)于計(jì)算的想法遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越她的時(shí)代，技術(shù)追趕她的思維用了近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。雖然阿達(dá)的設(shè)想在最初受到關(guān)注，但B.V.鮑登在1953年出版的書《快于思維》中重新提到時(shí)，阿達(dá)的想法等到了更廣泛的共鳴，她在數(shù)字時(shí)代獲得了新的追隨者。

20世紀(jì)70年代末，美國國防部開發(fā)了一種高階計(jì)算機(jī)程序語言，以取代當(dāng)時(shí)軍方使用的數(shù)百種不同語言。1979年美國海軍司令杰克·庫珀為了紀(jì)念洛夫萊斯提出命名這種新計(jì)算機(jī)語言為“阿達(dá)”。今天，“阿達(dá)”仍然在航空，醫(yī)療，運(yùn)輸，金融，基礎(chǔ)設(shè)施和航天等實(shí)時(shí)系統(tǒng)中使用。