她是浪漫主义诗人拜伦之女,

却在数学方面天赋异禀,对自然科学兴趣浓厚;

她是维多利亚时期尊贵的伯爵夫人,

却不流连于下午茶的社交,而是与科学家交往甚密;

她从未接受过正规教育,

却以惊人的预见性,成为现代计算机科学的先驱。

她,就是19世纪的英国奇女子、富于洞见的天才数学家,埃达·洛夫莱斯伯爵夫人,常被称为世界上“第一位程序员”。

拜伦的故事有哪些(拜伦的女儿19世纪的奇女子)(1)

这张写满数学算法的巨幅图表,被视为“第一个计算机程序”,由埃达·洛夫莱斯编写, 发表于 1843 年的一篇关于“分析机” 的文章中。埃达对此给出精准描述如下:“这张表显示了运算过程中,机器各部分的所有连续变化。”

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“分析机”,西德尼·帕多瓦(Sydney Padua)绘制,出自《洛夫莱斯和巴贝奇的惊险冒险》

电影中常见的天才人设,往往仅在某个领域有超乎常人的天赋,其他方面则平平无奇,甚至还有点怪癖。

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《美丽心灵》剧照

但埃达绝非如此。在埃达的成长历程中,我们可以发现她的爱好相当广泛,书信内容涉及博物学、农业、天文学、化学、电学、磁学、数学,等等,甚至还有当时流行的催眠术和颅相学。而博物学的启蒙和兴趣之延伸,对埃达的成长也起到了相当重要的推动作用。

// 母亲的启蒙 //

埃达刚满月时,父母就离异了。她由母亲安妮·伊莎贝拉(又名安娜贝拉) 抚养成人。拜伦夫人出身贵族家庭,像许多这个阶层的女性一样,从小跟随私人家庭教师学习,接受了良好的教育。

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拜伦夫人安妮·伊莎贝拉

她师从著名思想家威廉·弗伦德,学习数学和天文学。拜伦曾盛赞夫人为“平行四边形公主”,其代表作《唐璜》中的唐娜·伊内兹(Donna Inez)一角便是以夫人为原型所塑造:“推算之术是她最心爱的科学”, “她的思想是定律”。拜伦夫人晚年热衷办学,是当时颇有威望的教育改革家

在这样出色的母亲亲自引导下,小埃达自幼便有家庭教师,在紧密的日程中安排学习。小埃达的课程表丰富多样,她在学习过程中对自然界的许多现象表现出浓厚的兴趣。

有一次,埃达在信中向外出的母亲描述了解剖蜻蜓的过程:

我们先打开蜻蜓的脑袋和眼睛,然后打开嘴,能看到一个极小的粉红色舌头。我们刚抓住它放到镜片下的时候,蜻蜓是活着的,可当我们打开它的眼睛看到里面的东西时,它就死了。

埃达也沉迷于地理, 她写道:

地理简直太迷人了!您知道吗?挪威有很多原始森林,那里的海岸线非常险峻,海浪有时候比房子还要高。冰岛随处可见奇山怪石,发出诡异的声响,有的会喷出火焰,有的还流出液体来。

拜伦的故事有哪些(拜伦的女儿19世纪的奇女子)(5)

和当时的很多人一样,年轻的埃达·拜伦痴迷于关于火山的报道。她的日记提到了1768年冰岛爆发的海克拉火山。

但拜伦夫人觉得让女儿研究“博物学的原理”是非常必要的,因为小埃达“新学的知识仅限于少数孤立的事实。对自然现象的成因及其分类有极大的兴趣。培养这种兴趣,能让人有针对性地投入精力,避免因沉溺于情感或抽象的思维习惯导致任何不良影响。”

拜伦夫人对女儿的教育规划显然行之有效。小埃达对自然界的关注由现象深入到原理层面。小埃达12岁时,对飞行的向往让她恳请母亲找来一本关于鸟类解剖的书。她觉得“观察一只死乌鸦的翅膀是充满乐趣的”。埃达迫不及待地向母亲展示她用纸、丝绸和羽毛制成的翅膀:

我做的翅膀好得很,不过,您可不要指望看到一对完美对称的翅膀,可它们足以表达清楚我关于飞行的所有想法。

// 科学家的点拨 //

拜伦夫人的导师威廉·弗伦德尽管年事已高,但也鼓励小埃达在科学知识的钻研中独立思考,不要依赖书本。而这种独立思考的精神,也为埃达在日后深入钻研数学奠定了坚实的基础。弗伦德在给拜伦夫人的信中这样写道:

拜伦小姐的天文学学得如何?下个月末,将迎来一个观测木星的良机。希望你有一架不错的天文望远镜,可以趁机描绘这颗行星和其卫星的草图,并在接下来的几晚观察它们的位置变化,想必会很有趣。

运气好的话,她还可以目睹几次日食和掩星现象,这绝不是书本上可以学来的。她甚至可以大胆预测即将出现的天文现象,并通过自己的观察加以证实。

弗伦德的鼓励让埃达对观察天空产生了兴趣,1834年,在给威廉·弗伦德的信中,埃达谈到了“彩虹”:

最近,我对这个话题很有兴趣,却有点摸不着门道。您说,为什么我们看到的彩虹是圆弧状的?为什么是曲线,又为什么是圆而不是其他曲线?我能搞清楚颜色是如何分离的,也明白不同颜色是最初的入射光线沿不同角度折射形成的。可是我对霓(副虹)恐怕就不太清楚。

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埃达在写给弗伦德的信中,讨论关于“彩虹”的数学问题

// 科研思维的光芒 //

埃达的丈夫威廉·洛夫莱斯和妻子志趣相投,同样对科学颇有兴趣,尤其爱钻研农业科学。

1848 年,洛夫莱斯伯爵发表的文章《论气候与农业的关系》(On Climate in Connection with Husbandry)评述了法国作家阿格诺·德·加斯帕林(Agénor de Gasparin)关于用不同的数学理论将气候与农作物产量联系起来的著作。埃达在文中所加的脚注,充分体现了她的科研思维,其中一句是这样写的:

要找到反映气候与植物生长之间关系的普遍规律,必须广泛收集并积累大量的事实。

她还提议用比利时统计学家阿道夫·奎特莱(Adolphe Quetelet)的数学理论代替加斯帕林的植物生长理论。在这一点上,她与现代科学家观点一致。

埃达理解摄影对科学的重要性,在这方面她也走在了时代前列。她曾写道:我们相信且从未怀疑过摄影在人类知识进程中起到何等重要的作用。

在脚注中,她建议借助约翰·赫歇尔的曝光计来研究阳光和植物生长之间的关系。这是一个发条装置,将相纸置于镜头下,当太阳光照射时就能在纸上产生影像。正如埃达所言,该设备避免了在图表上记录常规观测结果的麻烦。

想象力极为丰富的埃达还曾考虑过写数学诗。她曾告诉丈夫,这个想法定会让母亲大吃一惊。因为这将是“一种独特的诗歌形式,可能要比世界上任何事物更哲学,更高级”,它会超越“数学天文学的宇宙观”。

因此,如果她在月球上吟诗,那“主题将会是地球上的生物,或是从月球上所见地球的模样。这首诗将是一首无比崇高的诗歌,但只字不提数学和运动原理”。

在给母亲的信中,她说道:

想必您不会同意我写什么哲学诗歌,一定会说这简直违背常理!哪里有什么诗意的哲学、诗意的科学?

这段话非常有名,它充分体现了埃达数学思维的广度

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埃达写给母亲的信

埃达·洛夫莱斯一生饱受疾病折磨, 晚年又被诊断出患有子宫癌。她于1852年11月27日 去世,年仅36岁。在生命的最后几周,尽管病痛缠身,但她还是请人为她画肖像画, 要求在她死后将画像复制赠予朋友们。

拜伦的故事有哪些(拜伦的女儿19世纪的奇女子)(8)

依照其生前遗愿,埃达被安葬在诺丁汉郡的赫克诺尔,长眠于父亲拜伦身旁。母亲拜伦夫人为她立了一座纪念碑,碑上刻着她写的一首诗,题为《彩虹》——二十多年前她曾给弗伦德写信讨论彩虹这一大气现象。

诗的结尾写道:“一束隐秘的光永不熄灭,以最纯粹的色彩,穿透云层!”

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本期推送的主要内容,摘编自商务印书馆的传记类新书——《埃达·洛夫莱斯:史上第一位程序员》

◎英国浪漫主义诗人拜伦之女埃达·洛夫莱斯成长史;

◎19世纪女性如何以惊人的预见性,成为现代计算机科学先驱;

◎基于未发表的档案、重要通信材料、数学模型和绘图。

本书讲述的是一个维多利亚时代女性克服社会壁垒努力求知的故事、史上最早的程序员的成长史,书中提供的原始资料档案,不仅有助于了解计算机科学的发展史,也可作为机械发烧友的脑力游戏。

拜伦的故事有哪些(拜伦的女儿19世纪的奇女子)(9)

[英]克里斯托弗·霍林斯、[英]厄休拉·马丁、[美]阿德里安·赖斯 著

柯遵科、单雯 译

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