——一个面对着大量冗繁量子力学计算的理论物理学家，J. V. 阿坦纳索夫（Atanasoff），在1939年建造了一台具有二进制逻辑，再生记忆和矢量处理性能的电子装置。

迄今许多对计算感兴趣的欧洲人都认为第一台电子计算机是Colossus，它是由数学家A. 图林（A. Turing）和他的同事们在英国Bletchley设计和建造，于1943年12月运行，用于破译德国“谜”码，对第二次世界大战的进程有着决定性的作用，另一方面，许多美国人则将此殊荣归之于ENIACC电子数字积分运算器），它是由宾州大学电力工程学院的摩彻（J. W. Mauchly）和埃卡特（J. P. Eckart）所建造，于1945年底运行。

很少有人知道事实上早在许多年以前在Ames的依阿华大学已建成了一台运转的电子计昇机。本文中我将讲述有关这个工作的故事，以及它与现代电子计算机的关系。我还将讨论，何以这一对计算机的革命性贡献这么长期以来一直鲜为人知，我将试图指出这段历史如何显示和阐明了创造过程的本质以及研究和发明之间的关系。

阿坦纳索夫的贡献在计算机的文献中正越来越多地得到承认——被承认为计算机的发明人——但是，物理学家们仍然令人奇怪地忽视了如下一个事实：这样一个极其重要的机器既不是被工程师，也不是被实验物理学家，而是被一个理论物理学家所发明，而且，他的原始动机并不是建造一个装置，而是要解决基础研究中的问题，并且他采取的办法不是去发展现有的技术，为达到他的目标，他提出了一系列崭新的原理。当世界上许多地方对物理的基础研究的价值表示怀疑的时候，促进理解为什么许多现代的极端重要的发明，包括计算机，是被物理学家所作出的原因，是特别恰当的。

阿坦纳索夫1903年生于纽约，在佛罗里达长大，1925年在佛罗里达大学获电气工程学士，1926年在依阿华大学获数学硕士学位，1930年在威斯康星大学获物理博士学位。他的专业导师是J. H. Van Vleck，论文题目是《氦的介电常数》，这个工作包含着需要许多个星期台式计算器进行的冗繁计算（找薛定谔方程的数字解）。当阿坦纳索夫回到依阿华大学执教时，他继续对计算物理有兴趣，并开始考虑如何使计算进行得更为有效的办法。

他为用高斯消去法求解线性方程组的问题而奋斗了好多年，专心致志于计算理论和当时的电动机械技术，考虑了各种不同的处理方法，包括电子学的方法，但是没有取得明显的进展。在1937年的一个夜晚，他取得了决定性的突破。用他自己的话来描述，情况是这样的：

“我记得1937年的冬天对我来说是沮丧的，因为我有这个问题，且对我的目标有了梗概，但是什么结果都没有。进入严冬时，我的失望在增长。有一天当我从办公室出来想花一个晚上来解决某些问题。但当时我处于这样一种精神状态以致不可能想出什么解决办法。我感到极端的不悦。那时在这种情况下我做的事是，坐上我的小汽车，在依阿华良好的高速公路上飞快地行驶。我必须集中注意于驾驶，其结果我的神经放松了。在路上开了几个小时，当我注意我到了什么地方时，我已到了密西西比河。从Ames出发，横跨密西西比河进入了伊里诺斯州。

我离开高速公路到了一条小路上，进了一所灯火明亮的路旁酒店。天气很冷，我要了一些饮料，在上饮料时我已感到不再那么神经紧张，我的思想又开始转向了计算机器。

现在，我不知道为什么那时我的头脑工作，而在那以前却开不动。周围一切显得很好，寒冷而宁静，酒店里人不多，招待员也没有特别来问还要不要饮料而打扰我。我想大概是喝了两杯饮料后，感到思维变得很好使，得到了一些积极的结果。

在这酒店的夜晚，在我头脑里产生了再生记忆的可能性，当时我把它叫做“jogging”（唤起记忆）。我考虑的是把电容器作为记忆元件和它能再现其自身的状态的事实，它们的状态不随时间而改变。

在那个晚上，我得到了最原始的现今称之为“逻辑电路”的概念。那是对两个记忆单元之间相互作用的一种无齿轮处理。那时我称之为“算盘”，我设想了一个有如下作用的黑匣子：假定算盘1的状态和算盘2的状态进入匣子，那么黑匣子在终端将会输出正确的结果。当晚晚些时候我便以较慢的速度驱车回家了”。

阿坦纳索夫在伊利诺斯的路边酒店想出的对计算的处理的独创性和真正的大胆可通过与当时已有的其他装置之比较而认识到。当时多数的计算是在电动计算器上完成的，能进行两个数的加减乘除，大的运算是在采用打孔卡的IBM表格机上进行。但是这些都是简单的“加法机”。当时最先进的科学计算器是Bush的微分分析器——基于十进制系统的机械模拟计算器。阿坦纳索夫的办法与它们截然不同，而是包含：（a）—种计算方法，它是十进制的（为了精度）和基于二进制数的逻辑运算，（b）—种计算手段，它通过电子学（为了速度）来进行控制、逻辑的和算术的运算，（c）具有把计算功能和再生二进制的记忆分离开的结构的计算机之最早概念，现代电子计算机所基于的基本原理中就有这三条。

样 机

虽然阿坦纳索夫相信他已经找到了电子计算的正确原理，但是把它们变成实际显然需要作大量的努力。在这个努力中他得到了已故贝里（C. E. Berry）的不可缺少的帮助。贝里在1939—1942作为研究生和他一道工作。显然当时他们都被电子计算所紧紧吸引。

第一步是建造一台小的样机来检验阿坦纳索夫概念的一些本质的元素，电子逻辑电路——它必须从画草图开始设计，因为此前没有任何类似的东西——和再生二进制记忆。他们以可观的速度造了一台样机，于1939年W月第一次成功地运转。它包含有二个记忆，每一个由安装在胶木盘两边的25个电容器组成，每一个能保有25位二进制数，等价于一个8位的十进制数。类似于台式计算器的键盘和计数器，阿坦纳索夫和贝里把它们称之为“键盘算盘”和“计数算盘”。二进制数开始是在算盘中把改变了的那些电容器对应于二进制的1，而未改变的电容器对应着0，按一下开关使盘作一简单转动，这时通过扫刷与电容器外端相联结的逻辑系统把键盘算盘上的数加到计数算盘上去，同时，在键盘算盘中的数被再生线路所恢复，从而保证了电荷流失不引起记忆的丧失——这就是阿坦纳索夫的“记忆jogging”。

—开始就工作得可靠而精确的这个样机当然还不是一个给人印象深刻的计算机，它只能加减8位数，为了计算，用纸和笔无疑会比它快、但是，它和电子计算机的关系，例如说，就像怀特兄弟的飞机之于航空一样。通过显示原理的生命力，这台样机开辟了直接导致现代计算机的道路。

得到承认的漫长道路

1947年摩彻利和埃卡特基于他们ENXAC的工作提出了专利申请，专利在1964年公布，执有该项专利的斯佩雷（Sperry Rard）开始收专利税，好莱坞拒绝支付，斯佩雷因而提出诉讼，阿坦纳索夫注意到ENIAC专利的某些部分是来自他的ABC，在1971—72他被法庭传呼作证。法官拉森（Larson）在决定中宣布ENIAC专利无效，因为除了其他原因外，其要点是来自阿坦纳索夫，虽然这涉及到相当大的经济利益，斯佩雷对决定没有提出上诉。

法官拉森在判决中总结了阿坦纳索夫的成就：“在1939年12月阿坦纳索夫以运转的实验性的模型的形式完成并付诸实践了他的基本概念”。

拉森在1973年10月19日签署了他的决定，次日发生了水门事件的“星期六之夜的大屠杀”——尼克松把特别检查官和助理首席检查官解职，首席检查官辞职，阿佩克的石油禁运也在那个周末给人以强烈印象，因而审判的结果没有受到广泛的注意，仅只是由于专家、学术上和广泛的研究以及伯克斯（Burks）夫妇的文章，在80年代才真正给予了阿坦纳索夫以承认。

是些什么原因使得对阿坦纳索夫成就的意义的承认会那么特殊地延迟达40年之久呢？

?首先，我们看到是战争中断了阿坦纳索夫对ABC的努力，当时ABC正处于取得凯旋式成功的边缘。战争早期年代的混乱使依阿华大学未能申请专利，这本可以确定他的首创权的。

?其次，没有什么组织或个人对澄清这一首创权有兴趣，奇怪的是，在Ames受到那么友好和无保留态度接待的摩彻利起初曾对ABC有那么大的热情，在其晚年却未能承认他曾从阿坦纳索夫那里学到东西。

?第三，阿坦纳索夫本人在探讨他贡献的意义或是宣传他的贡献方面没有作什么特殊的努力，他具有一个完全热衷于正在从事的问题的真正发明家的性格，他在其他领域的努力和兴趣，包括战争时期的杰出服务，公司的开创和经营以及许多不同的发明，使得他多年都没有时间来思考他早先在计算机方面的成就。

?最后，虽然依阿华大学是一所很好的大学，但他与有学术影响的主要中心没有特别紧密的联系，我相信假如阿坦纳索夫是在伯克莱或是哈佛，在剑桥或是哥本哈根，他会在许久之前就被承认是电子计算机的发明人。

幸运的是他的成就现在在文献中被广为承认，他得到了一些荣誉学位与奖，包括最近美国机械工程师学会授予的最高荣誉Holley奖章。

创造和发明

有关阿坦纳索夫成就的迷人故事激起了一系列关于研究和发明的反思，那些本应促进这些活动的有关人员的贤明常有问题，阿坦纳索夫发现他工作的重要性很难得到承认，或是从资助单位得到支持，依阿华大学在起始阶段对支持他的计划是无疑的，但是有关的官员显然对它的重要性毫无概念，当他们没有去申请专利时，他们的愚钝使大学吃了大亏。他也曾试图让IBM对他的想法发生兴趣，但是未能使他们信服电子计算机的潜能。战后他在海军军工实验室有一个短暂时期又搞计算工作，但是工作计划被取消了，他转向了他的上司认为更重要的工作。

阿坦纳索夫提出他计算机基本原理的道路是创造性过程的一个经典例子。这种过程对大多数从事研究的科学家都是熟悉的，他开始于把自己专注于问题的所有方面，这是一个漫长而经受挫折的过程，常常得不到任何明显的进展，但是，当他吸取了所有的信息之后，并且他的头脑有充分的时间考虑它，那么，当他去从事一种完全不同的活动时，很大程度上是无意识地，一个完全的解会清楚地浮现在他眼前。对外行来说，他驱车200公里去喝一点饮料看来是特别不划算的，但是阿坦纳索夫完全知道他当时在干什么。他知道头脑需要多样化和松弛以完成它的创造奇迹。

阿坦纳索夫发明了电子数字计算机的设计，它是那么完美以致难于看到用当时已知的手段如何能改进它，他和贝里 - 道亲手把设计变成了一台实际运转的机器。某些人可能把这看成对于理论物理学家来说是一种异常行为，但是，当问及他的发明技能的来源时，他回答说：“理论物理是一个唯一有效的科目，我不可能有更好的训练了”。的确，基础研究中的任何问题要求尽力发挥学生个人的想象力和发明才干，最终都是对作为一个发明者的有效的职业准备，那么多技术上_的重大进展都是由研究科学家完成并非偶然。发明的根本动力总是在于科学的进取心，科学和技术的前沿总是不可分地交织在一起的。

[Phys. Today，1987年第5期]