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差分機的誕生

在人手一臺掌上計算機的今天，我們很難想象一臺不用電而靠機械能驅(qū)動的計算機是什么樣的。實際上，這種魔幻的機器早在19世紀就已經(jīng)誕生，它的名字就是差分機。
差分機作為世界上第一臺機械計算機，由英國數(shù)學家查爾斯·巴貝奇設(shè)計。
1822年，巴貝奇向英國皇家天文學會遞交了一篇名為《機械在天文與計算表中的應用》的論文，詳細闡述了一種新型的機械裝置差分機的構(gòu)造。
在巴貝奇的設(shè)計中，該機器采用十進制數(shù)字系統(tǒng)，通過轉(zhuǎn)動手柄來驅(qū)動，手柄每轉(zhuǎn)動4圈，差分機會進行一次完整的加法進位運算。這種機器是為編制航海和天文方面的數(shù)學用表而設(shè)計的，用機械計算代替人工計算，從而消除可能存在的人工錯誤。按照巴貝奇的設(shè)計，最初的差分機可以處理3個不同的5位數(shù)，計算精度達到6位小數(shù)。
巴貝奇的設(shè)計成功獲得了英國政府的青睞及資金支持。然而，受限于當時的機械制造水平和其他客觀因素，差分機的制造一度停滯不前，英國政府最終不得不停止撥款。
失去了資金支持的巴貝奇并沒有放棄，轉(zhuǎn)而投入一項更大膽的計劃研制一臺通用計算機，這種新機器被命名為分析機。巴貝奇設(shè)計的分析機具有齒輪式存儲倉庫、作坊（即運算室）、控制器裝置，以及在存儲倉庫和作坊之間運輸數(shù)據(jù)的輸入輸出部件，其邏輯結(jié)構(gòu)類似于現(xiàn)代電腦的五大部件運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。
在分析機之后，巴貝奇總結(jié)經(jīng)驗，改進差分機的原有設(shè)計方案，簡化了某些機械結(jié)構(gòu)，于1847年推出了可執(zhí)行更多運算的、由蒸汽機驅(qū)動的差分機二號。它可以計算到31位數(shù)及第七階差，而且零件數(shù)只有差分機一號的三分之一。然而，巴貝奇生前并沒有制造出差分機二號的成品。
1991年，為了紀念巴貝奇誕辰200周年，倫敦科學博物館根據(jù)他的原始手稿制作出了差分機二號。這臺機器由8000多個部件構(gòu)成，重5噸，長約3.35米。2000年，巴貝奇設(shè)計的與差分機二號相配套的打印機也被成功制作出來，并順利運轉(zhuǎn)。至此，公眾的質(zhì)疑被消除，巴貝奇成為名副其實的差分機之父。

《差分機》這部小說中出現(xiàn)的蒸汽差分機是巴貝奇設(shè)計的通用計算機的進化加強版，其用途覆蓋影像設(shè)計、戶籍管理、情報分析等眾多領(lǐng)域，類似于今天的電腦（與事實不符，建議刪去）。

差分運算與大數(shù)據(jù)

想要搞懂差分機的工作原理，我們先得了解什么是差分。（順序不對）差分作為數(shù)學領(lǐng)域的重要名詞，是微積分中的一個重要概念。
在自然界和社會活動中，我們獲得的數(shù)據(jù)往往是散亂且海量的，我們可以通過微積分的方法找到一個近似的函數(shù)關(guān)系式去描述這些數(shù)據(jù)的規(guī)律。這就是我們今天常說的大數(shù)據(jù)運算中的重要一環(huán)，在圖像檢索、人臉識別等領(lǐng)域有廣泛的應用。
差分運算就是求解兩個相鄰樣本數(shù)據(jù)之間差值的運算，這個差值就是差分結(jié)果。單一的差分結(jié)果并不具有普遍意義，但是如果擁有海量的差分結(jié)果，我們就可以近似得到一個差分方程，來描述隱藏在雜亂數(shù)據(jù)背后的規(guī)律，并可以根據(jù)這個規(guī)律預測未來的趨勢。
如果你是數(shù)學和計算機技術(shù)的門外漢，上述文字讓你感到一頭霧水，你不妨將這臺名為差分機的機器理解為具有一定大數(shù)據(jù)計算能力的超大號算盤。而在本書中，這個算盤的終極形態(tài)就是超級人工智能。

維多利亞時代的另類版本

19世紀中葉，英國正值維多利亞女王（18761901）統(tǒng)治時期，工業(yè)革命迎來巔峰，英國工商業(yè)發(fā)展迅速，殖民地遍布世界，幾乎享有對世界貿(mào)易和工業(yè)的壟斷地位，號稱日不落帝國。這一時期被稱為英國歷史上的黃金時代。
同時，這也是個充滿矛盾和沖突的獨特時代。
社會階層分化明顯：貴族階級生活奢靡，崇尚繁復的禮節(jié)和精致的生活，下午茶和各種舞會是生活常態(tài)；中產(chǎn)階級往往從事非體力勞動，對貴族們的上層生活有著極大的向往，在生活上極力模仿貴族，攀比之風盛行；底層民眾備受剝削，生活困苦，掙扎謀生。
城市環(huán)境污染嚴重：工業(yè)廢氣、廢水和生活垃圾隨意排放，泰晤士河被惡臭籠罩，加之倫敦夏季炎熱，惡臭縈繞在城市上空久久不散，疾病肆虐。
女性地位兩級分化：一方面，貴族階層講究紳士風度，女性可謂備受尊重；另一方面，底層女性為生活所迫淪落風塵，倫敦街頭妓院隨處可見。
這是真實的維多利亞時代，英國尚在經(jīng)歷第一次工業(yè)革命，巴貝奇的蒸汽計算機仍停留在圖紙上。

然而，在小說《差分機》中，到1855年，查爾斯·巴貝奇的夢想早已成為現(xiàn)實，蒸汽計算機被成功研制并被大量投入市場，促使信息革命提前到來，人類文明跨過電氣時代，直接從蒸汽時代進入信息時代，歷史被改寫：

大英帝國作為工業(yè)革命和信息革命的最大受益者，利用裝備了新式設(shè)備的強大海軍和炮兵部隊，大肆進行殖民擴張和世界貿(mào)易，成為世界強國，推行分而治之的外交政策。同時，利用差分機構(gòu)建的強大情報網(wǎng)和陰暗的軍火交易網(wǎng)，英國成功阻撓了美國的統(tǒng)一（使其分裂為北方聯(lián)邦、南方邦聯(lián)、得克薩斯共和國和加利福尼亞共和國），并取代美國率先打破日本閉關(guān)鎖國的狀態(tài)，成為日本維新人士崇拜和效仿的對象。
在英國國內(nèi)，威靈頓公爵于1831年被工業(yè)激進黨人暗殺身亡，代表老派勢力的托利黨逐漸退出歷史舞臺；偉大的演說家拜倫（歷史上，1824年詩人拜倫病死于希臘）領(lǐng)導工業(yè)激進黨（虛構(gòu)黨派）奪取政權(quán)，成為英國首相；拜倫的女兒艾達成為最受尊崇的差分機程序員，被譽為差分機女王（歷史上，因差分機沒能成功制造出來，艾達的研究在當時并未產(chǎn)生如此大的影響），卻因一套神秘的點金模程序淪為暴力分子的追逐對象；以巴貝奇為代表的科學家和資本家受到青睞，晉升為貴族，拉幫結(jié)派，學術(shù)界名利之爭遂起；以英國工人為主體的盧德派反工業(yè)運動被殘酷鎮(zhèn)壓，殘留的盧德派暴力分子隱藏在社會的角落里伺機卷土重來……
與此同時，為維護既得利益，統(tǒng)治階級暗中發(fā)展特工組織，利用差分機技術(shù)調(diào)取私人檔案，讓人失蹤、讓文件丟失、為了特定的目的篡改歷史……

蒸汽朋克人類文明的另一條道路

蒸汽朋克這一概念的誕生與賽博朋克有著直接關(guān)系，二者最初都誕生于文學創(chuàng)作中。20世紀60年代，大量新型科幻題材文學作品涌現(xiàn)，賽博朋克與蒸汽朋克的早期重要作品便誕生于這一時期。
1984年，威廉·吉布森的《神經(jīng)漫游者》問市，賽博朋克成為一種公認的新興科幻流派。1987年，科幻小說作家杰特爾也想為自己創(chuàng)作的小說以及同類風格的作品尋找一個通用術(shù)語，于是他寫信給科幻雜志《軌跡》（Locus Magazine），其中提到我認為維多利亞式奇幻將大有所為……一些建立在與那個時代相適應的技術(shù)基礎(chǔ)上的事物，或許可以把它稱作蒸汽朋克(Steampunks) 。
這是蒸汽朋克一詞在歷史上的首次出現(xiàn)，當時主要用來描述提姆·鮑爾斯（Powers）、詹姆斯·布雷洛克（Blaylock）和K.W·杰特爾（Jeter）等人所創(chuàng)作的異化歷史（gonzo-historical）奇幻小說以維多利亞時代的倫敦為背景，加入大量奇異的發(fā)明和角色。
在此之前，科幻小說雖然早已出現(xiàn)，但從未真正著眼于過去。同樣，歷史奇幻小說或或然歷史小說也一直存在，但對過去的技術(shù)（如蒸汽動力）和社會（如維多利亞時代的倫敦）的關(guān)注從未真正進入科幻與奇幻作家的思維模式。
直到1991年威廉·吉布森和布魯斯·斯特林合著的科幻小說《差分機》問世，蒸汽朋克才開始受到廣泛關(guān)注，并逐漸成為公認的科幻流派，特指一種以維多利亞時代（即蒸汽時代）為背景設(shè)定的架空歷史科幻小說�！恫罘謾C》也因此被稱為蒸汽朋克的圣經(jīng)。

從誕生到現(xiàn)在，蒸汽朋克的含義和內(nèi)容一直在不斷擴展，但我們不妨通過拆分法來看看其最初指涉。
蒸汽指以蒸汽機為動力的各種機械，也可泛指其所代表的工業(yè)革命和蒸汽時代。在小說中，其主要涉及故事的背景設(shè)定（維多利亞時代），突出表現(xiàn)為具有維多利亞風格的著裝（如高頂禮帽、裙撐、護目鏡、手杖等）和代表理性與科技之光的各種大型蒸汽機械，以及裸露在外的機械元素（如發(fā)條、齒輪、軸承、滑輪、螺絲、鉚釘?shù)龋��?br />朋克原指一種代表叛逆與先鋒的搖滾樂流派，在文學創(chuàng)作中其含義被不斷延伸、擴展，泛指那些非主流的亞文化。它反對思想僵化，強調(diào)與眾不同，重視探索和冒險精神，也代表一種對大眾文化、社會現(xiàn)實和歷史的反思。在小說中，其主要涉及人物設(shè)定（如瘋狂的發(fā)明家）和情節(jié)設(shè)定（如各種發(fā)明傳奇、冒險故事）。
由此可見，蒸汽朋克同時體現(xiàn)著懷舊復古和前瞻進步兩種面貌，它將某些過時且已然消失的技術(shù)視作一種探討未來的方式，通過對歷史的重構(gòu)審視當下、思考未來。

當然，拆分解讀只是幫助我們窺探蒸汽朋克的一種方式，不等同于真正的蒸汽朋克。而且，隨著時代的發(fā)展和新作品的不斷出現(xiàn)，蒸汽朋克的世界已變得越來越豐富，已經(jīng)從文學運動演變成一種生活方式，蒸汽朋克美學更是滲透到電影、漫畫、時尚、藝術(shù)和音樂等眾多領(lǐng)域，你可以從各種角度、方方面面感受到它狂野的魅力。

有人說，蒸汽朋克小說之所以迷人，是因為人們想重新?lián)碛泄�業(yè)時代那種因進步而生的熱情。
有人說，蒸汽朋克小說之所以討喜，是因為它為人們提供了一種思辨地逃避現(xiàn)實的方式！
有人說，蒸汽朋克小說之所以讓令人興奮，是因為它讓人們回過頭發(fā)掘歷史發(fā)展的其他可能性。
一位讀者在讀過《差分機》后興奮地評論道：

蒸汽朋克的魅力在于重構(gòu)歷史……一半是歷史的循規(guī)蹈矩，一半是想象的天馬行空，足夠讓喜歡歷史和喜歡幻想的人一齊興奮起來。
蒸汽朋克同樣帶有一種濃濃的懷舊情結(jié)。數(shù)字時代流行的是流暢、優(yōu)美的工業(yè)設(shè)計，小型化、精細化。蒸汽朋克世界里的東西則是龐大而粗糙的，而一切龐大的事物都足以激發(fā)人類深深的崇敬之情，所以蒸汽朋克創(chuàng)造的大型飛艇、大型蒸汽機車簡直讓人欲罷不能……

《差分機》的作者布魯斯·斯特林說：蒸汽朋克的關(guān)鍵所在并不是過去，而是屬于我們的當下的種種不確定性與不合時宜……為過去賦予意義的是我們在當下的作為。

最后，請讀者諸君翻開本書，讓智識和想象在人類文明的另一種可能中狂奔吧！