没有“程序”的年代

今天你说“写程序”，意思是敲键盘。可是在最开始，“程序”不是写出来的，是接出来的、拨出来的、打洞出来的。 那时候连“软件”这个词都还不存在。

1804：织布机上的卡片，藏着最早的“指令”

1804 年，法国人约瑟夫·雅卡尔（Joseph Marie Jacquard）让织布机学会读卡片上的洞： 有洞的地方，针带着线穿过去；没洞的地方，针停下来。 卡片上洞的排列，就是布上的图案。 换一叠新卡片，同一台机器就织出完全不同的花，一根线都不用重接。

这是历史上第一次，一台机器照着“一串随时可以换掉的指令”干活，而不是照着人的手干活。 今天程序员说的“打孔卡”（punched card）就是从这儿来的。

1890：卡片从织布搬到数人

美国 1890 年做人口普查，要数几千万人。手工统计要花好几年，普查结果出来时人早就搬走了。 赫尔曼·霍列瑞斯（Herman Hollerith）把每个人的资料打在卡片上， 再用一排带电的针去碰卡片：碰到洞，针就穿过洞接通电路，机器自动分类、自动计数。 几千万人的数据，几个月就算完了。

他的公司后来并进了 IBM。卡片上洞的位置，从此从“图案”变成了“数据”。

1837 — 1843：会算数的机器，和第一位程序员

查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）设计了一台叫“分析机”（Analytical Engine）的机器： 有做加减乘除的部件，有存数字的地方，还能根据刚才的结果决定下一步做什么。 这台机器当时没能造出来（那个年代做不出足够精密的零件），但它的图纸上写满了一种全新的想法。

1843 年，阿达·洛夫莱斯（Ada Lovelace）为这台还没出生的机器写下一整套计算“伯努利数”的步骤， 还写下了一句惊人的猜测：这样一台机器，将来也许不只能算数，还能处理音乐、图形。 一百多年后，人们把这份工作承认为世界上第一个程序。

1936：图灵埋下的一颗种子

阿兰·图灵（Alan Turing）在 1936 年问了一个很抽象的问题：什么样的机器才算“会计算”？ 他给出的答案简单到像玩具：一条无限长的纸带，一个能读写符号、能左右移动的小脑袋，一张告诉它“看到什么符号就做什么”的规则表。

最厉害的是他接下来那句：这样的机器可以读另一台机器的规则表，然后照着扮演那台机器。 一台机器能变成任何机器——这叫“万能机器”（universal machine）。

1940 年代：真的动手了

• 1941 年，德国的 Z3。 康拉德·楚泽（Konrad Zuse）把指令打在废弃的电影胶片上——在胶片上打孔当纸带用，因为当时买不到别的材料。
• 1944 年，哈佛 Mark I。 用打孔纸带输入程序，纸带一圈圈转，机器一步步算。
• 1945 年，ENIAC。 世界上最早的一批通用电子计算机之一：重约 27 吨，用了大约 18000 个真空管，一间屋子才装得下。

ENIAC 怎么编程？插线板 + 几千个开关。 程序员的活儿是：把每一步计算翻译成“哪根线插进哪个孔、哪个开关拨到哪一边”，然后真的用手去插、去拨。 换一道题目，就要把线拔下来重新插一遍，常常要花好几天。

做这件事的是六位女性：Kay McNulty、Betty Jennings、Betty Snyder、Marlyn Wescoff、Fran Bilas、Ruth Lichterman。 她们发明的调试方法、写下的接线图，是最早的“编程实践”之一。

ENIAC 前接线的两位程序员，和随时要换的真空管。图片：美国陆军（美国国家档案，摄影者不详） · 公有领域 · Wikimedia Commons 图片：M. Weik / 美国陆军 · 公有领域 · Wikimedia Commons

想亲手接一次线？去第 6 站 · 动手：插线游戏—— 把线从拨轮插到运算器、再插到输出灯，通电看结果。那就是这一站讲的事。

小结

没有程序的时代，人是用自己的手直接改变机器的形状来“编程”的。程序长在这些地方：

• 一段接线图 = 程序
• 一排开关的位置 = 数据
• 一张卡片上洞的排列 = 一条指令
• “修 bug” = 真的把线拔下来重新插

于是下一个问题就非常自然了：能不能让程序自己待在一个地方，随时能换、不用动电线？ 第 2 站，人们找到了答案——把程序也变成数据。