2000年前的計算機

從本質上講，計算機是一種輸入-輸出處理設備：它接收指令，執行程序，自動進行計算並輸出結果。

根據這個基本定義，中國科學技術協會（CAST）認為，中國古老的提花機——可追溯到兩千多年前的西漢時期——完全可以被認定為世界上最早的計算機。

這臺精密的絲綢織機於2012年從成都一座約公元前150年的古墓中出土，採用了可編程的計算方式。

它的“程序”以物理樣卡的形式存在——這是軟件的古老版本——用於根據預設設計控制每根經線的提升。

一根經線被提升代表數字1，而下降則代表數字0。

在12月27日發佈於社交媒體的一段視頻中，CAST宣稱這是世界上已知最古老的“計算機硬件”，並配有相應的“軟件”——即提花機的操作程序。

CAST是中國最大的官方科學組織。該組織參與全球關於誰發明了第一臺計算機的辯論，並公開確認成都織機是原始的計算機硬件，這顯示出從非西方視角重寫技術歷史的強烈姿態。

歷經多代，普遍觀點仍認為科學和計算機起源於歐洲。然而，隨著中國在第五代移動通信（5G）、人工智能（AI）和機器人等全球技術領域重新佔據領先地位，該國人民正在恢復一個被遺忘的遺產：中國工匠早在2000多年前就已掌握了可編程性、自動化和信息編碼的原理。

古人的精密奇蹟

成都的機器使用10,470根經線，由86塊棕色的“編程”片控制，管理超過960萬個與緯線的交叉點。一旦編程完成，它可以同時操作100多臺設備，產出絕對精確的精美絲綢圖案。

在提花機出現之前，織物上的圖案必須完全手工製作。

所有類型的絲綢織物都是由經線和緯線交織而成。為了產生預設設計的圖案，織工必須在精確位置小心提升特定的經線，允許梭子攜帶不同顏色的緯線穿過。

這個過程顯著增加了工作量。中國很早就通過機械化解決了這一挑戰，這幫助他們成為世界的絲綢生產中心。然而，這一發展的確切時間點在許多世紀以來一直不明確。

2012年12月，在成都地鐵3號線建設過程中，一座西漢古墓在勞官山地區被發現。

成都考古隊迅速進行了一次搶救性發掘，意外的結果解開了這個歷史謎團。在發掘2號墓時，考古學家在北室底部的沉積層中發現了四臺織機模型。

這些模型保存完好，結構複雜，部件上殘留有絲綢纖維和染料的痕跡，被紡織專家認定為不僅是全中國，而且是全世界已知最早的完整提花機。

這一發現被評為2013年中國十大考古發現之一。通過考古研究，中國隨後復原了這臺自動織機，並闡明瞭其工作原理。

二進制原理

這臺自動提花機通過“樣書”運作——一種類似於現代穿孔卡片的編程設計模板。

工匠首先將設計圖案轉換為使用繩索或竹條的物理序列，這個過程類似於為織機“編程”。

在織造過程中，工匠（或自動機制）會按照這個樣書序列運行循環。每個節點充當一個指令，精確控制哪些經線需要被提升，從而通過經線和緯線的交織顯示預設的設計。

除了它產生的精美圖案，隱藏在這臺提花機中的科學思維更令人驚歎。

如果織機的操作用代碼表示——其中提升的經線（位於緯線上方）標記為1，下降的標記為0——那麼織物上的整個圖案將轉換為一串0和1的序列。這反映了二進制原理，這是現代計算機技術的基礎。

值得注意的是，勞官山漢墓中織機模型的編程方法並非唯一；它至少使用了兩種不同的技術——滑架和連桿——每種技術產生不同的圖案類型。

隨後，中國的提花機技術沿著絲綢之路傳播到西方。波斯商人在6世紀將其引入西方。到12世紀，使用中國式織機的絲綢作坊已出現在意大利的盧卡和威尼斯等城市。

1805年，法國工匠約瑟夫·瑪麗·雅卡爾（Joseph Marie Jacquard）創造了一臺由穿孔卡片和針控制的自動圖案織機，從而在西方誕生了“雅卡爾織機”的名稱。

卡爾·馬克思在《資本論》中寫道：“在蒸汽機發明之前，雅卡爾織機是最複雜的機器，”其自動化概念為歐洲工業革命提供了關鍵靈感。

在19世紀，自動提花機的穿孔卡片也啟發了早期計算機的編程方法。

“提花機不僅僅是一種紡織工具，而是古代編程思維和機械智慧的結晶，”中國科學技術博物館前館長王渝生在2025年2月的《中國科學傳播》雜誌上的一篇文章中寫道。

“它使中國絲綢成為全球奢侈品，塑造了‘絲綢之國’的文化身份，同時其技術邏輯深刻影響了現代信息技術的基本原理。”

1946年，計算機領域的一個重要里程碑得以實現，賓夕法尼亞大學的一個研究小組完成了世界上第一臺通用電子計算機ENIAC（電子數字積分計算機）。

該小組的核心成員之一是朱傳渠，他被認為是設計了計算機邏輯結構部分的人。他的工作應用了二進制和編程概念，一些學者將這些概念追溯到中國的古代發明，如提花機和受《易經》啟發的二進制哲學。