愛達·勒芙蕾絲

英国数学家

勒芙蕾絲伯爵夫人奧古斯塔·愛達·金·諾爾(Augusta Ada King-Noel, Countess of Lovelace,1815年12月10日-1852年11月27日),原姓拜倫(Byron),是一位英國數學家兼作家,代表作是她為查爾斯·巴貝奇分析機——機械式通用計算機——所寫的作品。她是第一位主張計算機不只可以用來算數的人,也發表了第一段分析機用的演算法。因此,愛達被公認為史上第一位認識電腦完全潛能的人,也是史上最早的程式設計師之一。[2][3][4]

非常尊敬的
勒芙蕾絲伯爵夫人愛達
Ada, Countess of Lovelace
Ada Byron daguerreotype by Antoine Claudet 1843 or 1850 - cropped.png
愛達·勒芙蕾絲的銀版相片,由安托萬·克勞德特英语Antoine Claudet拍攝。可能拍攝於1843或1850年。[1]
出生奥古斯塔·埃达·拜伦
Augusta Ada Byron

(1815-12-10)1815年12月10日
英格兰伦敦
逝世1852年11月27日(1852歲-11-27)(36歲)
英格兰伦敦马里波恩
墓地英格兰诺丁汉郡哈克诺圣抹大拉的马利亚教堂
知名于数学
运算
配偶第一代勒芙蕾絲伯爵威廉·金-諾爾英语William King-Noel, 1st Earl of Lovelace
父母

愛達·勒芙蕾絲是詩人拜倫的唯一婚生子女,母親為溫特沃斯女爵安妮·伊莎貝拉·米爾班奇(安娜貝拉)英语Anne Isabella Milbanke[5]拜倫其他子女都是私生子。[6]愛達滿月時父母離異,四個月後拜倫離開英國,一去不歸。拜倫在詩中寫著:「我的嬌女,妳的容顏是否如母?愛達,我屋簷下、我心中唯一的女兒。」[7]愛達八歲時,拜倫在希臘獨立戰爭中病死。愛達母親始終痛恨拜倫,致力栽培愛達的數學邏輯興趣,以免愛達陷入她眼中拜倫的瘋狂下場。但愛達終究很惦記父親,過世時要求葬在父親墓旁。愛達童年多病,但仍勤敏向學。1835年愛達與威廉·金英语William King-Noel, 1st Earl of Lovelace結婚,威廉·金於1838年受封勒芙蕾絲伯爵,她成為勒芙蕾絲伯爵夫人。

藉著她的家庭與教育環境,她認識許多科學家,如安德魯·克羅斯英语Andrew Crosse查爾斯·巴貝奇大衛·布儒斯特爵士查爾斯·惠斯通麥可·法拉第和作家狄更斯,跟著他們進修。愛達自稱是「分析家(兼形上學家)」[8],並自稱在從事「詩意科學」[9]

十幾歲時,因著她的數學天分,愛達認識了後世譽為「電腦之父」的英國數學家查爾斯·巴貝奇,展開了一段長期亦師亦友的工作關係,更迷上了巴貝奇的分析機計畫。愛達在1833年透過家教瑪麗·薩默維爾,認識了巴貝奇。

在1842到1843年間,她翻譯了一篇義大利軍事工程師費德里科·路易吉闡述分析機的文章,並加上詳盡的筆記(篇名就叫筆記)。愛達的筆記裡,包含了許多人公認的史上第一段電腦程式—一段分析機用的演算法。不過也有歷史學家不同意,指出巴貝奇1836/1837年的私人筆記中,已經有了更早的分析機程式。[10]愛達的筆記對早期電腦發展史非常重要。此外,當巴貝奇等同時代學者,只著眼於電腦的數學運算力時,愛達已經預見了電腦廣泛應用的未來。[11]她在筆記中以她的「詩意科學」來研究分析機,探索個人和社會,如何透過科技協同工作。[6]

愛達在1852年因子宫癌逝世,享年36歲。

生平编辑

童年编辑

 
四歲的愛達

拜倫想要一個光宗耀祖的好小子,所以當妻子英语Anne Isabella Milbanke生下女兒時,非常失望。[12]她的名字「奧古斯塔」取自拜倫同父異母的姐姐奧古斯塔·李英语Augusta Leigh (Augusta Leigh),「愛達」則是拜倫自己命名。1816年1月16日,安娜貝拉帶著一個月大的愛達,被拜倫趕出門,回到柯比馬洛里英语Kirkby Mallory的娘家。[12]依當年的英國法律,離婚後子女監護權屬於父方。但拜倫不想要監護權,[13]只委託姐姐在愛達有需要時通知他。[14]

 
七歲的愛達,作者Alfred d'Orsay,1822年,收藏於牛津大學薩默維爾學院

4月21日拜倫不情願地簽下分居協議,幾天後就離開英國。[15]在撕破臉分居後,安娜貝拉一輩子都在指控拜倫的敗德行為。[16]因為這件事,愛達在維多利亞時代很有名。愛達和父親拜倫從此再無關聯。拜倫逝世於1824年,愛達時年8歲。愛達的至親只有母親。[17]直到愛達20歲生日前,都不給她看拜倫的畫像。[18]

愛達小時候和母親不親,母親常常把她丟給溺愛孫女的外婆,米爾班奇夫人茱蒂·洪照顧。然而,當時社會對分居的男方有利,其次才考慮孩子的利益。為顧及社會觀感,安娜貝拉必須扮演慈母。安娜貝拉寫信給母親擔心愛達近況,在信封上加註信件要收好,以備不時之需。[19]在其中一封信裡,她稱女兒為「它」:「雖然百般不願,我聽妳的話跟它說話。若妳願照顧它,我會非常高興。」[20]在愛達的少女時期,安娜貝拉拜託幾個好友當眼線,就近監視避免愛達變壞。愛達背地裏叫她們「妖婆」,抱怨她們亂說她壞話。[21]

 
十七歲的愛達,1832年

愛達身體不好,從小就常常生病。八歲時,她就因為頭痛影響視力。[22]1829年6月,愛達因麻疹發作全身癱瘓,在床上休養了將近一年,之後仍然行動不便。直到1831年,她才能柱著拐杖走路。雖然一直生病,愛達的數理能力仍持續進步。

12歲的時候,這位未來巴貝奇口中的「妖精小姐」,開始想飛。她深思熟慮,按部就班,一步步實現她的夢想計畫。1828年2月,她跨出第一步:製作翅膀。她計算、分析不同的材質、大小,嘗試各種材料:紙、油布、纜線、羽毛等。她研究鳥類生理解剖學,計算雙翼和身體的正確比例。她計畫把她的研究發現和圖表,整理成書《飛行學》。她也規劃所需的器材,例如羅盤,以便能越過高山河谷「直線穿越大地」。愛達的最後一步則是要結合蒸汽和「飛行藝術學」。[6]

1833年初,愛達和一個家教墜入情網,戀情曝光後,他們就私奔了。對方的親戚認出愛達後,通報了愛達的母親。為免被社會閒話,安娜貝拉和朋友聯手封鎖了所有消息。[23]愛達從未見過拜倫和克萊爾·克萊爾蒙特的女兒,她同父異母的妹妹奧格拉·拜倫。1822年,奧格拉五歲時過世。愛達和拜倫同父異母姐姐奧古斯塔·李的女兒伊莉莎白·梅朵拉·李英语Elizabeth Medora Leigh有往來,雖然對方後來在法院上刻意避開愛達。

成年以後编辑

 
勒芙蕾絲伯爵夫人的水彩肖像, 約1840年。繪者不明,可能是Alfred Edward Chalon英语Alfred Edward Chalon

愛達後來和她的家教瑪麗·費爾法克斯·薩默維爾成為好朋友。薩默維爾在1833年把愛達引薦給查爾斯·巴貝奇。愛達非常敬愛薩默維爾,和她長年保持聯絡。愛達也和安德魯·克魯斯大衛·布儒斯特查爾斯·惠斯通麥可·法拉第及小說家查爾斯·狄更斯熟識。愛達17歲進宮覲見,冰雪聰明的愛達,旋即成為目光焦點。1834年時,愛達已經是王宮的常客,參加各式各樣的社交聚會。人們迷上這位愛跳舞的愛達,一致認為愛達秀麗可人,除了拜倫的朋友約翰·霍布豪斯。霍布豪斯認為愛達是個「個子高大、皮膚粗糙的年輕女人,長得像我朋友,尤其是那個嘴巴。」這是1834年2月24日霍布豪斯初見愛達後的印象。當天兩人初見時,愛達當面表示她不喜歡他。不知道是不是因為愛達母親的教育,使愛達看到拜倫的朋友就厭惡。不過雙方惡劣的第一印象沒有維持多久,兩個人就交上朋友了。

1835年7月8日,愛達和第八代金男爵英语William King-Noel, 1st Earl of Lovelace結婚,成為金女爵。他們有三處家產:薩里郡的奧坎園英语Ockham Park;羅斯郡托里登的一棟蘇格蘭式房產;及一棟倫敦的房子。他們蜜月在薩默塞特郡波洛克灣英语Porlock Weir附近,艾希利·康比的渥西大宅。這原是建於1799年的狩獵小屋,金為了蜜月擴建。大屋後來持續擴建,成為他們家的夏日別墅。他們家的主屋自1845年起就在霍斯利塔英语Horsley Towers,一棟由西敏宮建築的建築師查爾斯·巴里建造的都鐸英语Tudor Revival architecture風建築[24][25],之後大幅依勒芙蕾絲自己的設計擴建。

他們有三個小孩:拜倫英语Byron King-Noel, Viscount Ockham(1836年生);安妮·伊莎貝拉英语Anne Blunt, 15th Baroness Wentworth(通稱安娜貝拉,1837年生);拉爾夫·戈登英语Ralph King-Milbanke, 2nd Earl of Lovelace(1839年生)。安娜貝拉出生後,愛達罹患了「無聊又痛苦的病痛,花好幾個月才痊癒。」[26]愛達是勒芙蕾絲男爵英语Baron Lovelace的唯一後裔,1838年,她先生受封勒芙蕾絲伯爵英语Earl of Lovelace與奧坎子爵[27],她順理成章成為勒芙蕾絲伯爵夫人。[28]1843到44年間,愛達母親聘請威廉·班傑明·卡本特英语William Benjamin Carpenter擔任愛達子女的家教,並作為愛達言行的榜樣。卡本特對愛達一見鍾情,要她儘量向他訴苦,保證因為自己已婚,絕對不會對她有非份之想。但當卡本特企圖越來越明顯時,愛達就把他辭退了。[29]

1841年,愛達的母親告訴愛達和梅朵拉·李英语Elizabeth Medora Leigh(拜倫和同父異母姊姊奧古斯塔·李的女兒),她們是同父異母姊妹。[30]1841年2月27日,愛達在信上跟母親說:「我一點都不『驚訝』。其實妳只是『證實』了我『長年』懷疑,卻太難堪,不敢向妳提起的事。」[31]她不怪拜倫亂倫,而怪姑姑奧古斯塔·李:「我覺得她比他卑鄙無恥。」[32]1840年代愛達和無賴廝混:一方面是調情、婚外情,流言四起;[33]另一方面則是沉迷賭博。她1840年代末,在賭馬應該輸了三千英磅以上。[34]她和男性一起聚賭,並在1951年為贏大注而試著建立數學模型。結果一敗塗地,輸給賭友上千英磅,只好向她丈夫自首。[35]1844年起,她和安德魯·克羅斯的兒子約翰開始發展地下情。她過世後,依照法律協議,約翰·克羅斯刪掉了大多數的往來通信。她把父親遺留給她少數遺物,給了小克羅斯。[36]她最後病重時,一想到小克羅斯不能來找她,就會抓狂。[37]

教育编辑

1832年她17歲時,開始展現數學天份。[38]她對數學的興趣,從此主宰了她的人生。[39]一個原因是她母親痛恨拜倫的瘋狂,從小教她數學,以斬斷她對人文的興趣。她的數理家教是威廉·福萊德英语William Frend (social reformer)威廉·金英语William King-Noel, 1st Earl of Lovelace[a]與有名的19世紀研究家與科學作者瑪麗·索麥維。1840年代,數學家奧古斯都·德·摩根教她更多進階的數學研究,包括高等微積分的伯努利数(後來成為她著名的巴貝奇分析機演算法的基礎)。[40]德·摩根在給愛達的信件中,他說愛達的數學能力,未來會成為「原創的數學研究家,甚至是一流的傑出人物。」[41]

愛達常常結合詩歌和科學,來質疑基本假設。學習微分學時,她寫給德·摩根說:

我想說,數學入門時最主要的困難之一,是公式轉換時,用奇怪的、完全無法想像、初學者認不出來的的方式轉換。我常常想到精靈仙女,一下子在人手中以一個樣子顯現,一下子又變成完全不一樣的樣子。

愛達認為直覺和想像力對數理觀念非常重要。她把形上學看得和數學一樣重要,認為兩者都探索「身邊未知世界」的工具。[42]

逝世编辑

 
勒芙蕾絲肖像,畫家亨利·溫德姆·菲利普斯英语Henry Wyndham Phillips (1852)。雖然她當時身體非常痛苦,她還是坐著當模特兒,如她父親拜倫讓菲利普斯父親托馬斯·菲利普斯英语Thomas Phillips畫肖像。

1852年11月27日勒芙蕾絲逝世,享年36歲,[43]死因為子宮頸癌[44]她的癌症拖了好幾個月,母親安娜貝拉在這段期間對她限制探視,禁止她至交好友探病。在母親的威誘下,愛達改信宗教,持續懺悔,並讓母親當她的監護人。[45]8月30日,在她向丈夫懺悔某事後,她丈夫就拋下她的病褟出走了。沒有人知道她說了什麼。[46]。她依遺願葬在諾丁罕郡哈克納聖瑪麗抹大拉教堂英语Church of St. Mary Magdalene, Hucknall的父親身旁。霍斯利塔的教堂有一塊拉丁文紀念碑,紀念她和她父親。[來源請求]

成就编辑

勒芙蕾絲終其一生,對科學發展和當代新知非常有興趣,包括顱相學[47]動物磁性說英语mesmerism[48]在巴貝奇的工作結束後,勒芙蕾絲仍持續參與其他計劃。1844年她對沃倫佐夫·格瑞格說,她想建立一個數學模型,來解釋大腦如何產生思想、神經和感覺(「神經系統的微積分」)。[49]不過她沒有完成。她對腦科學的興趣,一部份導因她母親長年認為她像父親拜倫一樣有「潛在的」黑暗面。為了這個研究,1844年她拜訪了安德魯·克羅斯,學習如何做電學實驗。[50]同年她撰寫了卡爾·賴興巴赫男爵《Researches on Magnetism》的書評,但只寫了初稿,也沒有發表。[51]1851年癌症發作前,她對母親寫道,她研究數學和音樂的關聯,有相當的進展。[52]

 
愛達·勒芙蕾絲肖像,英國畫家Margaret Sarah Carpenter英语Margaret Sarah Carpenter (1836)

勒芙蕾絲1833年6月,透過共同朋友瑪麗·薩默維爾認識了查爾斯·巴貝奇。同月,巴貝奇邀請她參觀他的差分機原型。[53]她迷上差分機,透過薩默維爾的關係,一有空就去找巴貝奇。巴貝奇驚豔於勒芙蕾絲的聰慧和分析能力,叫她「數字的魔女 (Enchantress of Number)」。[54][b]1843年,巴貝奇寫給她:

忘了這個世界的眾多紛擾,忘了那些的虛偽騙子—忘了一切,只要有「數字的魔女」便足矣。[54]

1842-43年間,勒芙蕾絲花九個月翻譯義大利數學家路易吉·梅納布雷亞講述巴貝奇新構想分析機的文章。[55]她隨正文附上了長篇譯註。[56]分析機的功能很難解釋,巴貝奇不擅言辭,其他科學家也多難解其意。[57]勒芙蕾絲的譯註還要解釋分析機和原版差分機有何不同。[58]她的譯註獲得廣泛認可,連科學家麥可·法拉第都自稱是她的書迷。[59]

全部譯註比原文長三倍,且在譯註G[60]詳述分析機若能完工,可以如何計算白努利數[61](巴貝奇只完成了差分機,分析機直至2002年才在倫敦完工。)[62]因著這份譯註,許多人認為勒芙蕾絲是史上第一位電腦程式設計師[2],她的方法是史上第一個電腦程式。[63]也有人認為這不算,因為巴貝奇某些早年寫作也可以認定是電腦程式。

勒芙蕾絲也在譯註G中駁斥人工智慧。她寫道,「分析機不是用來創作只要我們知道怎麼下指令,它就知道怎麼做。它能依規則分析,但無法預測分析關聯或真理。」這一點在後世引發許多爭議,例如艾倫·圖靈就在論文計算機與智慧英语Computing Machinery and Intelligence"中駁斥。[64]現代電腦科學家認為,這種看法已經過時了,程式設計師不一定能預測軟體的發展。[65]

完稿時,勒芙蕾絲和巴貝奇有一點爭執。巴貝奇想加上不署名前言聲明(抨擊政府不支持分析機),可能會誤解為是兩人的共同聲明。當理查·泰勒英语Richard Taylor (editor)科學回憶錄英语Scientific Memoirs要求聲明要署名時,巴貝奇寫信要勒芙蕾絲撤稿。勒芙蕾絲這才知道巴貝奇的聲明沒有署名,回信拒絕撤稿。史學家班哲明·伍列英语Benjamin Woolley推測「這些行為,顯示巴貝奇渴望愛達參與,放任她……是為了借用她的『名聲』。」[66]他們很快和好了,持續保持聯絡。1851年8月12日她癌症病危時,勒芙蕾絲寫信給他,請他當她的遺屬執行人。這封信法律效力不足。渥西大宅有一段露台,因為勒芙蕾絲和巴貝奇常在此散步討論數學原理,被稱為哲學家之道[59]

史上第一個電腦程式编辑

 
勒芙蕾絲「譯註G」的圖表,第一個發表的電腦演算法

1840年,巴貝奇受邀在都靈大學舉辦分析機的研討會。年輕義大利工程師與未來的義大利總理路易吉·梅納布雷亞,以法文把巴貝奇的課寫成逐字稿,之後在1842年10月發表在Bibliothèque universelle de Genève英语Bibliothèque universelle de Genève上。巴貝奇好友查爾斯·惠斯登委託愛達·勒芙蕾絲把梅納布雷亞的論文譯成英文。她把對論文的批評寫成譯註,一起加進翻譯中。愛達·勒芙蕾絲在巴貝奇指導下,花了大半年翻譯。這些譯註內容比梅納布雷亞的論文更廣,發表在泰勒的科學回憶錄英语Scientific Memoirs,縮寫為AAL[67]

成就编辑

在1842年與1843年期间,愛達花了9個月的時間翻譯義大利數學家路易吉·米那比亞讲述查爾斯·巴貝奇计算机分析機的论文。在譯文后面,她增加了許多註記,詳細說明用该机器计算伯努利數的方法,被認為是世界上第一個计算机程序;因此,愛達也被認為是世界上第一位程序员。不過,有傳記作者也因為部份的程式是由巴貝奇本人所撰,而質疑愛達在電腦程式上的原創性。巴貝奇在他所著的《經過哲學家人生》(Passages from the Life of a Philosopher, 1846)[68]裡留有下面的述敘:

我認為她為米那比亞的備忘錄增加許多註記,並加入了一些想法。雖然這些想法是由我們一起討論出來的,但是最後被寫進註記裡的想法確確實實是她自己的構想。我將許多代數運算的問題交給她處理,這些工作也與伯努利數的運算相關。在她所送回給我的文件,更修正了我先前在程序裡的重大錯誤。

愛達在翻譯筆記中也特別通過一整個篇幅(註記A)來說明分析機並非只有計算上的可能性。

影響编辑

她死後一百年,於1953年,愛達之前對查爾斯·巴貝奇的《分析機概論》所留下的筆記被重新公佈,被認為對現代計算機與軟體工程造成了重大影響。

相關影響编辑

計算機科學编辑

大眾文化编辑

出版编辑

  • Woolley, Benjamin. The Bride of Science: Romance, Reason, and Byron's Daughter. February 2002. 
  • Toole, Betty Alexandra Toole Ed.D, Ada, the Enchantress of Numbers, A Selection from the Letters of Ada Lovelace, and her Description of the First Computer (1992)
  • Toole, Betty Alexandra Toole Ed.D., Ada, The Enchantress of Numbers, Prophet of the Computer Age, 1998
  • Kim, Eugene and Toole, Betty Alexandra T, Ada and the First Computer, Scientific American, May, 1999

注释编辑

  1. ^ 她的家教威廉·金,和之後的丈夫威廉·金無關。
  2. ^ 有些人會引述為「Enchantress of Numbers」。

参考文献编辑

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参考资料编辑

外部連結编辑