计算机简史（3）巴西莱 · 布雄的妙招

历史上很多行业在变革过程中出现的各种奇思妙想的发明创造都在计算机发展史上留下了痕迹，其中纺织机的革新是必须被提及的重要一环。

众所周知中国的丝绸在历史的长河中一直风靡世界，在欧洲的达官贵族们那里中国的丝织品成了名副其实的奢侈品，是权利、身份与财富的象征，当时的丝绸就是现在的路易斯威登、寇驰、宝马、劳力士。在一些地方丝绸因为具有保值、便于携带和长期储藏的特点竟然充当了货币的角色，不难想象那些穿着丝绸的人们是在披着一身的钞票招摇过市啊。

丝绸之路以西安为起点，一直延伸到欧洲腹地。唐代张骞两次出使西域开辟了中外交流的新纪元，并成功将东西方之间最后的珠帘掀开。丝路上最重要的商品无疑是华美的丝绸锦缎，这些物华天宝之作随着一队队沙漠之舟的行进，在驼铃摇曳的旅途中散播到古老的中亚、欧洲甚至更远的地方。

中国人很早就学会了如何纺织，历史可以追溯到上古时期。纺织的过程就是把若干根丝线横竖交错地编织在一起。

如果只是简单地重复这样的编织过程，最后产出的就是纹理一致的布匹。那么如何才能把花纹编制进去呢？答案就隐藏在下图这个简易织机示意图里。如果把纵向的经线按照特别的顺序提起来再配以横向的纬线穿插，就能形成一定规则的纹理图案。

人们肯定不满足于一次只能生产一条窄窄的布匹，为了适应大规模布匹生产的需要，智慧的先民发明了大型织机，两人分别处于织机的不同位置，协调统一操作步骤，就能让万千丝线变成美丽的锦缎。这种生产规模可不是男耕女织的小农经济能相比的。

从图中可见当时纺织作坊的规模还是相当可观的。不难想象当时如果没有这种规模的生产设备单单靠个人操作的织机是无法支撑起丝绸之路上的辉煌的。

下图是《天工开物》中描绘的提花纺织机复原图，其复杂程度可见一斑。

人们为了能够织出美丽的花纹发明了提花机，这个“提”字指的就是把经线提起来的过程。提花机的发明使布匹在纹理样式上更加丰富，而且相较于染色技术，提花编织得到的布匹附加值更高。

提花织机的发明在中国，但让其发扬光大的是法国人。

1725年，法国工匠布雄根据中国古代挑花结本手工提花机的原理创制纸孔提花机，用纸带凿孔控制顶针穿入，代替“花本”上的经线组织点。这个描述看似有些复杂，涉及到好几个纺织术语，不易于理解，我们把这个过程用图片的方式描述出来，就会让人豁然开朗。

经线提起的顺序决定了编织出来的花纹样式，那么哪根经线在何时被提起就是至关重要的环节。

从图可以看出，在顶部的横梁做上下运动时就会把吊针拉起或放下，同时控制着经线做上下运动。因为横梁的在水平方向上是没有移动的，那么让吊针的位置在水平方向上发生前后变化，就可以让横梁在一次往复运动中把一些经线提起，一些置之不理。

下图是控制吊针水平运动的装置示意图，利用一个板子顶住一些横针，横针中间的圆环让吊针通过，那么横针移动位置，吊针跟着移动，在板子中间凿开一些孔洞，使一些横针穿过而不发生移动，横梁就会选择性地把不动的吊针提起。

这个绝妙的主意正是巴西莱·布雄提出的，可以说这是一个天才的想法，因为这实现了由板卡孔洞排列方式控制机器编织花纹的过程，这就是一套程序编制到结果输出的模型。直到电子计算机出现的早期人们还在采用这种纸带打孔的方式编制程序。

布雄的提花机后经法尔孔于1728年、沃康松于1745年的改进,能织制600针的大花纹织物。1799年，贾卡综合前人的革新成果，制成了整套的纹板传动机构,配置更为合理的脚踏机器提花机,只需要一人操作就能织出 600针以上的大型花纹来。这种提花机在1801年巴黎展览会上获青铜奖章。它的机构特点是用提花纹板，即穿孔卡片代替纸带，通过传动机件带动一定顺序的顶针拉钩，根据花纹组织协调动作提升经线织出花纹。1860年以后改用蒸汽动力代替脚踏传动遂成为自动提花机。自动提花机后来广泛传播于全世界并改用电动机发动。为了纪念贾卡的贡献，这种机器遂被称为贾卡（提花）机。

如何制作出这种打孔纸板是另外一套工序。

首先要在细密的四方格纸上逐格填色画出想要的图案，绘制后的图案很像低分辨率下的带有锯齿的位图图片。

然后这些绘制的纹理图案需要被一丝不苟地转译到纸板上，这些图案会以孔洞的排列方式表达。

这个转译的过程和现代程序员们编写程序的工作何其相似。

我们回过头来审视布雄的发明，不得不说这是一个非常了不起的划时代的进步。虽然他的发明创造只是针对纺织行业，但这个美妙的想法深远地影响了后世现代计算机的工作方式，本质上每个现代程序员所从事的工作和那时一个制作打孔纸板的工人没有什么不同，都是在为机器书写运行的命令。

1725年正值雍正三年，彼得大帝死去。