評《埃達(dá)·洛夫萊斯》：史上第一位程序員的傳奇人生

《埃達(dá)·洛夫萊斯：史上第一位程序員》，[英]克里斯托弗·霍林斯、[英]厄休拉·馬丁、[美]阿德里安·賴斯著，柯遵科、單雯譯，商務(wù)印書館2021年8月出版，147頁，49.00元

提起程序員，你會想到什么？格子衫、框架眼鏡和略顯禿頭的技術(shù)宅男，還是精致靚麗或是不修邊幅的女性？大部分人腦海中的程序員是前者，這樣的刻板印象早已深入人心。2022年3月，每日互動發(fā)布的《2022年女程序員人群洞察報告》顯示，程序員中的女性占比僅為兩成左右。這表明軟件開發(fā)目前還是“男人的天下”。這樣的現(xiàn)實(shí)，或許也會加固一些刻板印象：女生不適合學(xué)計算機(jī)、女生不適合當(dāng)程序員、女程序員的技術(shù)實(shí)力比不上男性……

事實(shí)當(dāng)然不是這樣。要說女性不適合當(dāng)程序員，有位大佬第一個不服：寫下世界上第一個計算機(jī)程序的是她，第一個認(rèn)識到計算機(jī)具有超越純計算應(yīng)用的人還是她。這就是軟件行業(yè)的“祖師奶奶”，史上第一位程序員——埃達(dá)·拜倫。

家世與童年

埃達(dá)·洛夫萊斯（Ada Lovelace）婚前被稱為拜倫小姐，她是著名詩人拜倫的女兒?；蛟S你會好奇，這位大詩人的女兒，為什么會將理性的數(shù)學(xué)而非浪漫的文學(xué)作為畢生所愛？這還要從她的母親說起，她的母親安妮·伊莎貝拉·密爾班克出身于英國極其顯赫的家庭，性格沉靜，癡迷數(shù)學(xué)，拜倫還曾稱妻子為“平行四邊形公主”。遺憾的是，志趣迥異的兩人沒能維持長久的婚姻，安妮發(fā)現(xiàn)拜倫和他同父異母的妹妹奧格斯塔的不倫戀情后，再也無法忍受丈夫四處留情的惡習(xí)和喜怒無常的行為，她帶著一個月大的女兒離家出走，回到娘家，不久之后便提出離婚。消息傳開后，流言蜚語讓拜倫一夜之間身敗名裂，這位驕傲的詩人也因此離開了英國。此后，拜倫小姐一生都再未與這位大名鼎鼎的詩人父親見上一面，甚至連他的畫像都被藏了起來，等埃達(dá)成年后才看到。

獨(dú)自撫養(yǎng)幼女的安妮認(rèn)為，數(shù)學(xué)可以為女兒提供穩(wěn)定的社會地位——她相信，遵循邏輯和理性的數(shù)學(xué)是拜倫喜怒無常的個性的最好解藥，可以避免埃達(dá)遺傳父親身上那些“危險的詩人特質(zhì)”。這件事上，拜倫與安妮的觀點(diǎn)罕見的一致，他在給拜倫夫人的信中說：“我希望上帝讓埃達(dá)變成什么樣子都行，只要不是像詩人一樣——一家子里有我一個傻瓜就夠了?！?/p>

雖然這起離婚案件在英國鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，但埃達(dá)卻沒有受到影響，她的童年幾乎與世隔絕，和護(hù)士、保姆以及家庭教師一起生活在母親的莊園里。母親很少陪伴小埃達(dá)，因?yàn)樗拇蟛糠謺r間都在療養(yǎng)院度過。雖然媽媽不在身邊，但埃達(dá)也沒閑著，安妮這位“虎媽”給埃達(dá)制定了嚴(yán)密的學(xué)習(xí)計劃。五歲的埃達(dá)每天不僅要學(xué)習(xí)算術(shù)、語法、拼寫、閱讀、音樂、法語等，還要身體筆直地躺在木板上練習(xí)專注力。埃達(dá)六歲時，家庭教師開始啟蒙教育。

雖然小埃達(dá)與母親不夠親密，但她仍然毫不吝嗇地在信中表達(dá)自己對母親的愛：“我非常想讓媽媽高興，這樣她跟我在一起就會很快樂?！?/p>

名師出高徒

年紀(jì)稍長，埃達(dá)開始師從著名的數(shù)學(xué)家和邏輯學(xué)家奧古斯都·德·摩根，研習(xí)數(shù)學(xué)成為這位少女生活的重心。德·摩根在寫給埃達(dá)母親的信中說，天分也許會讓埃達(dá)成為“一流的、卓越的數(shù)學(xué)研究者”。

德·摩根不認(rèn)同劍橋那套死記硬背、應(yīng)付考試的老式數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法，他希望學(xué)生能夠理解數(shù)學(xué)原理，這與埃達(dá)想要深入鉆研數(shù)學(xué)的志趣不謀而合。埃達(dá)在學(xué)習(xí)之初有些急躁，常常懊惱于知識的匱乏，為徒勞的努力而生氣。老師以牛頓為例，耐心勸告她：“知識的匱乏感終究是無法擺脫的，當(dāng)然也沒有必要達(dá)到所謂的極限。”埃達(dá)后來也聽從勸告，表示自己“常常能從錯誤中學(xué)到更多”。

德·摩根是埃達(dá)最滿意的數(shù)學(xué)教師，自然，他也將埃達(dá)視作得意門生。才華橫溢且富有愛心的老師與天資過人又積極向上的學(xué)生間的鴻雁往來，讀來引人入勝。埃達(dá)與老師討論關(guān)于“級數(shù)”“運(yùn)算”“無差別”和“努伯利數(shù)”的幾封信中，字里行間無不展示著她日益積累的數(shù)學(xué)知識和非同凡響的理解能力。大多數(shù)時間里，這樣的數(shù)學(xué)課都是通過書信開展的——這位勤勉的學(xué)生經(jīng)常給老師寄去好幾包數(shù)學(xué)作業(yè)請他批閱。雖然一次也沒有進(jìn)過課堂，但當(dāng)時埃達(dá)的學(xué)習(xí)水平已經(jīng)大致與德·摩根帶的大二學(xué)生相當(dāng)，稱之為天才少女亦不為過。

“假如不能給我詩，給我詩一樣的科學(xué)”

作為詩人拜倫唯一的合法子嗣，埃達(dá)在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程之中，體現(xiàn)出了父親那般的天才靈氣。她欣賞數(shù)學(xué)之美的能力是一種讓很多人都無法理解的天賦：她發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)是一種美妙的語言，可以描述宇宙的和諧，數(shù)學(xué)也可以是詩意的。她在給母親的書信中提到這種“被糟蹋的天賦”時說：“如果他將這種天賦遺傳給我的話，我會將其用于發(fā)現(xiàn)偉大的真理和原則。我覺得這是他留給我的使命。我可以非常強(qiáng)烈地感受到這點(diǎn)，而且能夠投身其中是我的榮幸。”

埃達(dá)喜歡將自己天馬行空的想象力和對數(shù)字的著迷聯(lián)系在一起。是這份獨(dú)具詩意的感知能力，讓她將數(shù)學(xué)方程式視作描繪壯麗大自然的畫筆。在她看來，數(shù)學(xué)“是一種能夠充分表達(dá)自然世界偉大真理的語言”，而且人們可以用它描繪出體現(xiàn)在創(chuàng)造當(dāng)中的“相對關(guān)系的變化”。數(shù)學(xué)，是“讓人類弱小的思想能夠最有效地理解世界的工具”。

埃達(dá)是驕傲的，她曾去信和巴貝奇談到：“我認(rèn)為父親作為詩人已經(jīng)達(dá)到（或者可能達(dá)到）的成就不會高于我將來在科學(xué)分析方面的成就，因?yàn)閷ξ襾碚f這兩者可以緊密地融合在一起?！边@種態(tài)度是可以理解的，因?yàn)楫?dāng)時對包括她父親在內(nèi)的許多人來說，浪漫主義時期的細(xì)膩感性與工業(yè)革命帶來的技術(shù)狂熱是互不相容的，而埃達(dá)卻能在這兩個時代之間游刃有余、穿梭自如。

天賦與機(jī)緣

埃達(dá)聰穎靈慧，且天賦極高，五歲半時，她的啟蒙老師拉蒙特小姐向拜倫夫人匯報道，埃達(dá)對演算充滿興趣，“她可以準(zhǔn)確算出5到6行數(shù)字相加的結(jié)果”。除此以外，埃達(dá)還對各個學(xué)科都充滿好奇：她喜歡用木磚隨性地蓋房子，解剖過蜻蜓，對火山噴發(fā)興趣極高……埃達(dá)八歲時，拜倫夫人在給拜倫的信中寫到“她志在投身于船舶制造”。十一歲時的一次歐洲旅行，激發(fā)了埃達(dá)的想象力，讓埃達(dá)愛上了飛行，她時?；孟胱约耗芟裥▲B一樣飛翔。為此，她專門研究了鳥類解剖圖，以及各種可充當(dāng)翅膀的材料——羽毛、紙張、絲綢等，她甚至想到了利用蒸汽機(jī)來實(shí)現(xiàn)飛行。這位豆蔻少女還認(rèn)真把自己的成果寫成《飛翔學(xué)》（Flyology），以供后人參考。

盡管母親一直嚴(yán)加管教，埃達(dá)身上還是展現(xiàn)出一些父親的特征。她在十幾歲時，與家庭教師墜入愛河，戀情暴露后，埃達(dá)還曾試圖和戀人私奔。私奔以失敗收場，此后埃達(dá)大病一場，病榻上的她接受了母親的信念，認(rèn)為沉浸于數(shù)學(xué)就可以幫助自己擺脫拜倫式的性格傾向。經(jīng)歷了這段不被允許的師生戀之后，十八歲的埃達(dá)決定開始深入學(xué)習(xí)科學(xué)。她曾給新任家庭教師寫信說：“我必須斷絕生活在愉悅和自我滿足中的念頭。我發(fā)現(xiàn)，似乎只有對科學(xué)課程進(jìn)行非常深入和高強(qiáng)度的學(xué)習(xí)，才能抑制我狂熱的想象力……我認(rèn)為自己首先要做的是徹底掌握一門數(shù)學(xué)課程?！?/p>

埃達(dá)和新任教師以及母親都認(rèn)為，這張寫滿三角函數(shù)、代數(shù)學(xué)和歐幾里得幾何學(xué)的藥方，能夠治療任何擁有過多浪漫情懷和藝術(shù)幻想的病人。

于是，從歐幾里得到高階數(shù)學(xué)，埃達(dá)沉醉于數(shù)學(xué)的世界里，孜孜不倦。對機(jī)械與數(shù)學(xué)的興趣，以及對新發(fā)明的癡迷，把埃達(dá)領(lǐng)向了一個新世界——巴貝奇的分析機(jī)。這臺于1834年開始設(shè)想并設(shè)計的分析機(jī)，被稱為世界上第一臺計算機(jī)，它的分析機(jī)由輸入、儲存、處理、輸出四個部分組成，人們可以為分析機(jī)“編程”，讓它從“存貯倉庫”中截取數(shù)字，不斷地循環(huán)或處理信息。

分析機(jī)是具有劃時代意義的計算產(chǎn)品，傾注了巴貝奇的大量心血，意大利科學(xué)家路易吉·梅納布雷亞據(jù)巴貝奇的演講撰寫了一份關(guān)于分析機(jī)的法語報告《分析機(jī)概述》。埃達(dá)將此文翻譯成了英文并加以注釋，稿件在《科學(xué)備忘錄》發(fā)表時，共計六十六頁，其中四十一頁都是埃達(dá)寫的注釋。

埃達(dá)的圖表

埃達(dá)詳細(xì)解釋了分析機(jī)計算努伯利數(shù)的方法：分析機(jī)從“倉庫”提取數(shù)據(jù)，在“磨坊”內(nèi)完成運(yùn)算，最終返回“倉庫”。這一過程展示在一張巨大的圖表上，表中列出分析機(jī)運(yùn)行的每個階段和變量及中間結(jié)果。這張圖表也因此被稱為“第一個計算機(jī)程序”，用現(xiàn)在的計算機(jī)術(shù)語來說，這個數(shù)表就是“執(zhí)行跟蹤”。

最厲害的是，埃達(dá)意識到它的運(yùn)算不必限制于數(shù)學(xué)和數(shù)字。一臺能操作數(shù)字的機(jī)器，可以處理任何能用數(shù)字代表的信息數(shù)據(jù)。在參考了德·摩根將代數(shù)擴(kuò)展為一種形式邏輯的思想之后，她表示像分析機(jī)這樣的機(jī)器能夠儲存、計算和操作任何可以使用符號表示的對象，包括文學(xué)、邏輯和音樂。

以音樂為例，她說：“舉例來說，如果在和聲和作曲中，各種音調(diào)的聲音的基本關(guān)系能采取這種呈現(xiàn)和編寫方式，那么分析機(jī)就可以創(chuàng)作出達(dá)到任何復(fù)雜程度或長度的樂曲，既精妙又符合樂理?！?/p>

在注釋中，埃達(dá)還運(yùn)用雅卡爾的提花機(jī)編織圖案的原理，形象地解釋了分析機(jī)利用打孔卡不斷循環(huán)的特性來完成編程任務(wù)的特征：雅卡爾提花機(jī)編織的是花與葉的圖案，分析機(jī)編織的則是“代數(shù)的花紋”。

和如今的程序員一樣，埃達(dá)深知編程的復(fù)雜性以及正確地設(shè)置程序有多么困難——“幾種效應(yīng)同時發(fā)生，相互獨(dú)立，又或多或少的相互作用”。她也清楚，計算機(jī)最重要的是“縮短完成計算所需的時間”。

埃達(dá)是一個“工作狂”，她在一份圖表中明確展示了將算法輸入計算機(jī)的詳細(xì)步驟，包括兩個遞歸循環(huán)。這份工作使她“連續(xù)不斷地工作了一整天”?！斑@是我工作成果最大的一天，”她在給巴貝奇的信中寫道，“您將會非常欣賞這份圖表。它是我嘔心瀝血的作品”。他們來往的信件證明了這份圖表確實(shí)是埃達(dá)獨(dú)立完成的；她在這個過程中唯一得到的幫助來自她的丈夫洛夫萊斯伯爵。他很支持妻子的愛好與工作，雖然他不懂這些算法，但還是愿意一筆一畫地為妻子的鉛筆筆跡描上墨水?！奥宸蛉R斯伯爵這時體貼地為我所寫的全部內(nèi)容上墨，”她在信中寫道。

埃達(dá)與巴貝奇漫畫

斯人已逝，精神永存

沒有計算機(jī)就沒有程序員，巴貝奇創(chuàng)造了分析機(jī)，被譽(yù)為“計算機(jī)之父”。而埃達(dá)則明確了從計算器到計算機(jī)的轉(zhuǎn)變，稱之為“史上第一位程序員”，乃是實(shí)至名歸。這份特殊的機(jī)緣，造就了計算機(jī)史上的美談。雖然巴貝奇分析機(jī)并沒有在埃達(dá)有生之年成為現(xiàn)實(shí)，她的第一部算法卻播下了數(shù)字時代的種子。埃達(dá)在一百年前的遠(yuǎn)見卓識，超越了同時代的任何人，她早已預(yù)見，在未來，機(jī)器會成為人類想象力的伙伴，二者的合作可以編織出如雅卡爾提花一樣精美的圖案。

世界沒有忘記埃達(dá)，如今，埃達(dá)已經(jīng)成為鼓勵女性進(jìn)入科學(xué)領(lǐng)域的一個開拓性符號。2009年，倫敦非營利組織為了紀(jì)念這位偉大的女性，并鼓勵更多女性投入科研事業(yè)，將每年10月的第二個星期二定為“埃達(dá)·洛夫萊斯日”（Ada Lovelace Day）。美國國防部標(biāo)準(zhǔn)局為了紀(jì)念埃達(dá)，將歷時二十年才研制成功的通用程序設(shè)計語言命名為ADA，并以埃達(dá)的生日設(shè)立了一個編號MIL-STD-1815——程序員配得上用機(jī)器和程序來言說的愛意與紀(jì)念。

當(dāng)被記者問到“為什么女性需要參與科學(xué)”的時候，知名分子生物學(xué)家、普林斯頓大學(xué)教授顏寧這樣回答：“不是說女性為什么需要去參與科學(xué)，而是科學(xué)本來就不應(yīng)該有性別。”埃達(dá)的故事，正說明了在追求科學(xué)的道路上，女性自身也有獨(dú)特的閃光點(diǎn)，世俗往往覺得她們太感性，與科學(xué)的理性格格不入，而她們卻也細(xì)膩、敏銳，擁有和男性一樣的前瞻性和執(zhí)行力。女性代表了一半的人類智慧，唯有科學(xué)無性別，才能發(fā)展無邊界。