故事要從十九世紀的英國講起。工業革命帶來了蒸汽機和各種機械裝置，將人們從各種勞動中解放了出來。
這一天，在劍橋大學的辦公室裏，年輕的數學家查爾斯·巴貝奇（Charles Babbage）對著一張錯誤百出的對數表，氣得七竅生煙。旁邊，他的好友，天文學家約翰·赫歇爾（John Herschel）充滿同情地看著他。巴貝奇嘟囔著，“上帝啊，我真希望可以用蒸汽機產生對數表，這樣就不會有這麽多人為的錯誤了”，赫歇爾愣了一下，隨口答道，“嗯，有意思，這個想法是完全有可能實現的。”
於是在1821年，巴貝奇開始著手設計一台可以自動生成對數，指數，三角函數的機器，這就是差分機（Difference Engine）的原型。巴貝奇把這些複雜的數學計算，分解成若幹步驟，而每個步驟都可以通過簡單的加減運算來實現。譬如，要生成指數函數 f(x)=x²，最終的結果是這樣一個數列：1，4，9，16，25，36，49 ...... , 它們之間的差值是：3，5，7，9，11，13，......，而這個新的數列的差值是：2，2，2，2，2 ......，所以如果要產生下一個指數，8的平方，我們可以把最後得到的等差2，加到上個數列的最後一個數值13上，就得到15；然後再把15加到最先的那個數列的最後一個數值49上，這樣就可以得到8的平方（49+15=64）。通過這個原理，巴貝奇甚至可以用差分機算出一到一千萬之間的所有質數（a table of prime numbers up to 10 million），這在當時簡直是個奇跡。
英國政府對差分機表現出異常濃厚的興趣，在後麵的十年裏慷慨解囊，為巴貝奇的神器投下了17000英鎊，這是一筆可以用來製造兩艘戰艦的巨資。可在這十年中，巴貝奇不停地修改他的設計，試圖精益求精，但最終卻因為嚴重超支，隻完成了差分機的1/7，而此時巴貝奇卻又有了新的想法。他要造一台可以編程的計算機！
這台被稱為“分析機”（Analytical Engine）的機器，在巴貝奇的構想中，可以根據外部的指令執行不同的數值運算。那麽如何給機器提供指令呢？巴貝奇最先的想法是使用一種類似齒輪的裝置，但後來他從法國人Jacquard發明的自動織布機中獲得了靈感。
Jacquard 使用的是打孔卡（punch cards）。通過打孔卡小孔的不同位置來控製織布機的主軸，從而織出不同的花樣圖案，巴貝奇見此設計之後，茅塞頓開。打孔卡可以一張接一張無限製地提供指令給分析機，而且一套不同的打孔卡可以對機器重新編程，執行不同的運算，現代計算機最主要的兩個特征: “通用”（general-purpose）和“編程”（programmable）已經呼之欲出了。
可是，也許是因為吃夠了差分機的苦頭，當時的英國政府和科學界對“分析機”反應冷淡。也難怪他們，要是今天中國政府給了你兩艘航母的經費，十年的時間，你交出個1/7的半成品，然後你說你要搞個更偉大的項目，任憑你說得天花亂墜，估計也沒人再願意上當了。於是巴貝奇磨破了嘴皮子，大家還是無動於衷，隻有一個人除外，一個女人。
愛塔（Ada Lovelace）是英國大詩人拜倫的獨生女兒，但父母在她滿月之日就離異了，愛塔的母親痛恨她父親拜倫的失德行為，並將此歸咎於他的詩人氣質，於是從小就讓愛塔遠離文青，專攻數理，為她打下了堅實的數學基礎，這也讓她在英國的科學界有了許多朋友。早年愛塔曾一度試圖說服巴貝奇做她的數學私教，不過被巴貝奇婉言謝絕了。當她了解到巴貝奇“分析機”的構想時，我們年輕的伯爵夫人被深深地迷住了，她甚至夢想成為巴貝奇的合夥人和公關主任，遊說世人出資建造“分析機”。
1843年，愛塔寫下了闡述分析機原理的《注記》（Notes），在愛塔的注記中，她認為分析機不但可以處理數學問題，而且應該可以處理任何能夠轉化成數字符號的東西，包括音樂和藝術，她筆下的“分析機”簡直就成了多媒體電腦的化身。而且更加神奇的是，愛塔在注記裏寫下了世界上第一段軟件程序 -- 計算伯努利數。愛塔設計的整段程序一共需要75張打孔卡，裏麵不但有子程序（subroutine），甚至還有遞歸循環（recursive loop）。
1983年美國國防部將內部使用的計算機編程語言命名為Ada，用來紀念這世界上第一位的程序猿。下麵這段就是來自Ada的問候：
with Ada.Text_IO;
use Ada.Text_IO;
procedure Hello is
begin Put_Line ("Hello, world!");
end Hello;
不過，巴貝奇也好，愛塔也好，他們實在是太超越他們的時代了，超越了整整一百年！
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