发掘古墓发现2000年神秘机器,中国科学界惊呼:“这不可能是真的”

2000年前的计算机

从本质上讲,计算机是一种输入-输出处理设备:它接收指令,执行程序,自动进行计算并输出结果。

根据这个基本定义,中国科学技术协会(CAST)认为,中国古老的提花机——可追溯到两千多年前的西汉时期——完全可以被认定为世界上最早的计算机。

这台精密的丝绸织机于2012年从成都一座约公元前150年的古墓中出土,采用了可编程的计算方式。

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它的“程序”以物理样卡的形式存在——这是软件的古老版本——用于根据预设设计控制每根经线的提升。

一根经线被提升代表数字1,而下降则代表数字0。

在12月27日发布于社交媒体的一段视频中,CAST宣称这是世界上已知最古老的“计算机硬件”,并配有相应的“软件”——即提花机的操作程序。

CAST是中国最大的官方科学组织。该组织参与全球关于谁发明了第一台计算机的辩论,并公开确认成都织机是原始的计算机硬件,这显示出从非西方视角重写技术历史的强烈姿态。

历经多代,普遍观点仍认为科学和计算机起源于欧洲。然而,随着中国在第五代移动通信(5G)、人工智能(AI)和机器人等全球技术领域重新占据领先地位,该国人民正在恢复一个被遗忘的遗产:中国工匠早在2000多年前就已掌握了可编程性、自动化和信息编码的原理。

古人的精密奇迹

成都的机器使用10,470根经线,由86块棕色的“编程”片控制,管理超过960万个与纬线的交叉点。一旦编程完成,它可以同时操作100多台设备,产出绝对精确的精美丝绸图案。

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在提花机出现之前,织物上的图案必须完全手工制作。

所有类型的丝绸织物都是由经线和纬线交织而成。为了产生预设设计的图案,织工必须在精确位置小心提升特定的经线,允许梭子携带不同颜色的纬线穿过。

这个过程显著增加了工作量。中国很早就通过机械化解决了这一挑战,这帮助他们成为世界的丝绸生产中心。然而,这一发展的确切时间点在许多世纪以来一直不明确。

2012年12月,在成都地铁3号线建设过程中,一座西汉古墓在劳官山地区被发现。

成都考古队迅速进行了一次抢救性发掘,意外的结果解开了这个历史谜团。在发掘2号墓时,考古学家在北室底部的沉积层中发现了四台织机模型。

这些模型保存完好,结构复杂,部件上残留有丝绸纤维和染料的痕迹,被纺织专家认定为不仅是全中国,而且是全世界已知最早的完整提花机。

这一发现被评为2013年中国十大考古发现之一。通过考古研究,中国随后复原了这台自动织机,并阐明了其工作原理。

二进制原理

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这台自动提花机通过“样书”运作——一种类似于现代穿孔卡片的编程设计模板。

工匠首先将设计图案转换为使用绳索或竹条的物理序列,这个过程类似于为织机“编程”。

在织造过程中,工匠(或自动机制)会按照这个样书序列运行循环。每个节点充当一个指令,精确控制哪些经线需要被提升,从而通过经线和纬线的交织显示预设的设计。

除了它产生的精美图案,隐藏在这台提花机中的科学思维更令人惊叹。

如果织机的操作用代码表示——其中提升的经线(位于纬线上方)标记为1,下降的标记为0——那么织物上的整个图案将转换为一串0和1的序列。这反映了二进制原理,这是现代计算机技术的基础。

值得注意的是,劳官山汉墓中织机模型的编程方法并非唯一;它至少使用了两种不同的技术——滑架和连杆——每种技术产生不同的图案类型。

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随后,中国的提花机技术沿着丝绸之路传播到西方。波斯商人在6世纪将其引入西方。到12世纪,使用中国式织机的丝绸作坊已出现在意大利的卢卡和威尼斯等城市。

1805年,法国工匠约瑟夫·玛丽·雅卡尔(Joseph Marie Jacquard)创造了一台由穿孔卡片和针控制的自动图案织机,从而在西方诞生了“雅卡尔织机”的名称。

卡尔·马克思在《资本论》中写道:“在蒸汽机发明之前,雅卡尔织机是最复杂的机器,”其自动化概念为欧洲工业革命提供了关键灵感。

在19世纪,自动提花机的穿孔卡片也启发了早期计算机的编程方法。

“提花机不仅仅是一种纺织工具,而是古代编程思维和机械智慧的结晶,”中国科学技术博物馆前馆长王渝生在2025年2月的《中国科学传播》杂志上的一篇文章中写道。

“它使中国丝绸成为全球奢侈品,塑造了‘丝绸之国’的文化身份,同时其技术逻辑深刻影响了现代信息技术的基本原理。”

1946年,计算机领域的一个重要里程碑得以实现,宾夕法尼亚大学的一个研究小组完成了世界上第一台通用电子计算机ENIAC(电子数字积分计算机)。

该小组的核心成员之一是朱传渠,他被认为是设计了计算机逻辑结构部分的人。他的工作应用了二进制和编程概念,一些学者将这些概念追溯到中国的古代发明,如提花机和受《易经》启发的二进制哲学。

(编译:张悦;审校:Woo;来源:越南中文社

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