雅卡尔提花机

雅卡尔提花机(Jacquard machine)是由法国人Joseph Marie Jacquard于1801年发明、1804年获得专利的织布装置。该机器通过预先打孔的卡片控制梭子运动,当梭子移动至卡片孔位时,机械装置将触发对应编织动作,精准控制纱线颜色与编织方式。孔位对应编织指令的设计使复杂图案的自动化编织成为可能,织布速度相较手工提花机提升25倍。

雅卡尔提花机的打孔卡片技术被公认为早期计算机编程的雏形。现代雅卡尔提花机采用微电脑系统取代传统打孔卡片,并配合CAD/CAM系统进行数字化设计。

设备开发

19世纪早期的法国里昂是世界闻名的丝织之都。里昂的丝织工人们织出的丝绸锦缎图案绚丽,精美绝伦,被人们视为珍品,然而他们使用的工具却是质量低劣、效率低下的老式手工提花机。这种机器需要有人站在上面,费力地一根一根地将丝线提起、放下,才能织出精细复杂的丝绸,就好像演员在操纵牵线木偶。这种繁琐的劳动随着1804年雅卡尔提花机的发明发生了改变。

为此,热衷于科技和工业的法国皇帝拿破仑特别嘉奖了发明者雅卡尔,并且允许他从每一台投入生产的雅卡尔提花机利润中抽取专利税。

雅卡尔的打孔卡片不只为丝织业带来革命,也为人类从此打开了一扇信息控制的大门。

1836年,雅卡尔去世两年之后,计算机科学先驱、著名的英国数学家查尔斯·巴比奇制造了一台木齿铁轮计算机,用来计算很多数学难题,并利用雅卡尔打孔卡片的原理为这台计算机编程。当时巴比奇的女友称这台木齿铁轮计算机就如同提花机织布一样,在编织代数模型。虽然他没有使用语言编程(一个世纪以后才正式出现),但是巴比奇毕竟提出了为计算机编程的思想,这一理念启发了20世纪的计算机科学家们。人们因此将巴比奇称为计算机的鼻祖。

我们再看另一条脉络。19世纪末,美国统计学家赫尔曼·霍尔瑞斯借鉴雅卡尔的打孔卡片发明了一种特殊的机器,供户口调查员处理数据。在19世纪的最后几十年里,美国的人口出现了爆炸性的增长,人口普查变得越来越难以操作,要想对一次人口普查的数据进行加工和处理,至少要花上十年的时间。

这部被霍尔瑞斯称为“制表机” 的机器大大提高了人口数据处理的速度。制表机的原理与雅卡尔提花机很接近,它在卡片上打出一系列的小孔,代表每一个家庭的每一位公民,不同的孔包含不同的信息。只要运用得当,制表机每小时可以处理几万张卡片。大名鼎鼎的IBM公司就是1924年靠销售这种机器起家的。

技术发展

在IBM公司创办的头30年,它靠着“制表机”获得了大量利润。20世纪40年代,IBM开始制造计算机,计算机的时代到来了,不过那时候的计算机没有放弃类似于雅卡尔提花机上的那种打孔卡片,还在利用它编程。这种状况一直延续到20世纪80年代后期,打孔卡片最终被电子媒介——磁带和光盘所取代。

看到这里,也许我们可以说,计算机不过是一台极其高级的织布机而已。这是多么令人惊奇的事情,我们视为尖端科技的计算机,竟与织布机血脉相连。当你使用计算机的时候,本质上你也是在以光速做着编织工作。

结构性重演在技术史上不断发生。2020年代,以AI为代表的新技术革命,其核心结构与雅卡尔提花机带来的变革类似。AI将能力基建化,大幅降低了执行成本。这使得技术演进的核心价值从掌握执行手艺向定义问题和方向判断的能力迁移。