人類科技發(fā)展的另一種未來會(huì)是什么樣？如今的高速信息化時(shí)代，很大程度上依賴的是當(dāng)今的電子計(jì)算機(jī)，越做越小的芯片和越做越精密的構(gòu)件，讓計(jì)算機(jī)走進(jìn)千家萬戶，讓世界萬物互聯(lián)。然而，有這樣一種計(jì)算機(jī)，在19世紀(jì)出現(xiàn)，某種意義上來說是另一條科技路線，它叫作差分機(jī)。那么差分機(jī)是什么呢？又是怎樣一種科技樹？感興趣的圈個(gè)有用，這次我們來聊一下機(jī)械的巔峰之作。

19世紀(jì)初，歐洲早已大跨步進(jìn)入金融時(shí)代，資本家們精打細(xì)算的計(jì)算著每一分錢。然而那個(gè)時(shí)代沒有現(xiàn)在這樣高速的計(jì)算機(jī)和先進(jìn)的制表工具。每一份精確的報(bào)表制作，都需要人手動(dòng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并計(jì)算，然后制表印刷，消耗極大的人力物力。如何能夠自動(dòng)化精確運(yùn)算，減少制表的消耗支出，就是當(dāng)時(shí)社會(huì)亟待解決的問題之一。

數(shù)學(xué)上有一種計(jì)算方法叫作有限差分法，這是一種求解微分方程的數(shù)值方法，是將微分方程進(jìn)行差分近似，然后就可以將微分方程變成代數(shù)方程進(jìn)行求解。這個(gè)原理的具體計(jì)算方案也很好理解，一次函數(shù)的結(jié)果是個(gè)等差數(shù)列，這個(gè)差值就是一階差；二次函數(shù)的結(jié)果數(shù)列，其一階差的值是個(gè)等差數(shù)列，而這個(gè)等差數(shù)列的差值就是二階差。

也就是說，幾次函數(shù)就有幾階差，而計(jì)算函數(shù)的值就只需要將階差加上去往回推就可以了，整個(gè)過程大中只需要用到加減法。這種通過一組多項(xiàng)式系數(shù)對(duì)函數(shù)進(jìn)行插值制表的方法，對(duì)計(jì)算能力要求很高，但同樣這種方法使得對(duì)函數(shù)通過機(jī)械來求解有了可能性，也就是差分機(jī)的原理。

差分機(jī)的雛形是加法機(jī)，加法機(jī)是世界上第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)，在17世紀(jì)被帕斯卡發(fā)明出來，并在1786年的一本出版物中提出了差分機(jī)的基本原理。到了19世界，巴貝奇成功地完成了差分機(jī)的設(shè)計(jì)，并制造出了原型機(jī)。隨后他將這份發(fā)明展示給了英國(guó)看，英國(guó)大喜過望，當(dāng)即撥款資助巴貝奇啟動(dòng)差分機(jī)項(xiàng)目。

差分機(jī)利用有限差分法來進(jìn)行計(jì)算和制表，可以說這是計(jì)算機(jī)的雛形，它具有計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存單元、運(yùn)算單元和控制單元，以及在各單元之間運(yùn)輸數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)單元，其功能就是如今計(jì)算機(jī)的中央處理器。差分機(jī)采用十進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)，當(dāng)然和如今電子計(jì)算機(jī)最大區(qū)別在于差分機(jī)是純粹的機(jī)械計(jì)算，通過齒輪間的嚙合、旋轉(zhuǎn)和平移進(jìn)行運(yùn)算。

在使用時(shí)，需要對(duì)差分機(jī)輸入前幾個(gè)值，然后差分機(jī)就可以進(jìn)行后面值的運(yùn)算。1832年，巴貝奇制造出了一個(gè)小型工作模型，是設(shè)計(jì)整體的七分之一，可以對(duì)6階差進(jìn)行計(jì)算。但很明顯這種方案需要大量的機(jī)械進(jìn)行運(yùn)算，實(shí)際上它要用到25000個(gè)零件，總重量4噸。更尷尬的是，當(dāng)時(shí)的工業(yè)條件無法批量生產(chǎn)差分機(jī)零件所需的精度。這個(gè)項(xiàng)目投資是1823你那，10年才造了七分之一，可見的時(shí)間內(nèi)那是不可能造出來了，于是英國(guó)停止了投資。

一個(gè)世紀(jì)之后，世界走上了另一條科技路線，電子計(jì)算機(jī)，并伴隨著二極管和硅芯片等新材料和新技術(shù)快速發(fā)展，塑造了如今的社會(huì)。不過也有人暢想了差分機(jī)如果被制造出來并大規(guī)模使用的世界，這個(gè)暢想就是大名鼎鼎的蒸汽朋克，之所以這么叫是因?yàn)椴罘謾C(jī)原型機(jī)雖然是手搖驅(qū)動(dòng)，但也可以利用蒸汽驅(qū)動(dòng)，算是蒸汽時(shí)代計(jì)算機(jī)的解法吧。

蒸汽朋克自打出現(xiàn)之后就受到了很多人的喜愛，不少人甚至把辦公場(chǎng)所或住宅設(shè)計(jì)成蒸汽朋克的樣子。而說到裝修，就是武漢市美頌雅庭裝修設(shè)計(jì)工程有限公司擅長(zhǎng)的領(lǐng)域了，作為創(chuàng)建了30年之久的裝修公司，高品質(zhì)、優(yōu)服務(wù)一直使他們的企業(yè)使命，以工程質(zhì)量作為發(fā)展之本，打造“一站式、完整家居”的五星級(jí)服務(wù)品牌，為客戶打造高品質(zhì)的家。

如今蒸汽朋克大多只體現(xiàn)在文藝作品當(dāng)中，大量小說、電影、游戲以蒸汽朋克為背景。差分機(jī)這種機(jī)械領(lǐng)域的計(jì)算解決方案終究被時(shí)代所淘汰，是被放棄的科技樹，畢竟機(jī)械的能量消耗遠(yuǎn)高于電子計(jì)算機(jī)，但效率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于。不過在計(jì)算機(jī)方面，你覺得是否有這樣一種可能，我們還是點(diǎn)歪了科技樹，正確的科技樹應(yīng)該是量子計(jì)算機(jī)？