MANIAC的诞生
计算机大楼的核心构建一般是由美国陆军军械部(Army’s Ordnance Depart-ment)和美国原子能委员会(Atomic Energy Commission)共同承担的。而关于一个特定的临时建筑,为了调和政府合同的条款与周边社区的意见,高等研究院又承担了9000美元(相当于现在的10万美元)的费用来铺饰面砖以完成这一大楼的搭建。
普林斯顿高等研究院和美国原子能委员会之间有着密切的联系。罗伯特·奥本海默是普林斯顿高等研究院的院长,同时也是美国原子能委员会总顾问委员会的主席。刘易斯·斯特劳斯(Lewis Strauss)是美国原子能委员会的主席,同时也是普林斯顿高等研究院董事会的主席。第二次世界大战期间,在洛斯阿拉莫斯蓬勃兴起的科学和军火生产在美国原子能委员会的赞助和支持下,转移到了普林斯顿。“陆军合同规定,由陆军弹道研究实验室(Ballistic Research Laboratory of the Army)进行全面监督,”这在1949年11月1日被提出,“然而,美国原子能委员会规定由冯·诺依曼进行监督。”只要进行武器计算的时候有计算机可用,其余时间冯·诺依曼可以自由支配这些计算机。
1947年,刘易斯·斯特劳斯推荐奥本海默成为研究院院长。不过,1954年,他与奥本海默反目。而在1953年的时候,两人还保持着良好的关系。1953年4月10日,斯特劳斯对奥本海默说:“我为你准备了一箱力士金庄园2作为礼物,地址是位于麦迪逊大道679号(靠近61号街)的雪莉酒业有限公司(Sherry Wine&Spirits Co.),我希望你和姬蒂会喜欢。”
4月22日,奥本海默回复:“我们是前两天拿到酒的,而且当天晚上就开了一瓶。味道好极了!我和姬蒂不仅要谢谢你的好意,还要谢谢你给我们带来了如此多的快乐。”奥本海默和姬蒂喝醉了。一年后,斯特劳斯付出了非常多的努力来将原子能技术转移到美国政府手中,而之后他又与自己的雇主反目来反对氢弹的研制。进而,在原子能委员会人事保障局举办了一次戏剧性的听证会之后,斯特劳斯被剥夺了安全许可证。
不过,计算机的发展仍在继续。此时,由尼古拉斯·梅特罗波利斯和斯坦利·弗兰克尔(Stanley Frankel)带领的一个来自洛斯阿拉莫斯的小团队悄然出现在了普林斯顿高等研究院。通常,研究院有两种类型的成员:一种是永久成员,即由全体成员共同决定聘用终身的成员;另一种是访问成员,即受独立学院邀请进行访问的成员,通常访问时间是一年或不到一年。梅特罗波利斯和弗兰克尔不属于其中任何一种,但是他们就是出现了,神秘地悄然而至。“我唯一知道的消息就是,梅特罗波利斯的到来是为了计算氢弹的可行性。”工程师杰克·罗森伯格(Jack Rosenberg)回忆道。1949年,杰克·罗森伯格在爱因斯坦70寿辰的时候,为他的房子设计、建造并安装了高保真音频系统,这个音频系统是使用计算机项目多出来的一些真空管和其他部件制成的。“我知道的就只有这些。我当时觉得那些部件有点脏,但是爱因斯坦说:‘这正是它们的用途所在。’他超越了他所在的时代。”
这台新机器被命名为数学分析数值积分计算机(Mathematical and Numerical Integrator and Computer,简称MANIAC),并且在1951年夏天进行了第一次测试——连续60天不间断的热核计算。计算结果是通过在南太平洋实施的两次大型核爆炸来证实的:第一次是1952年11月1日,“常春藤麦克”(Ivy Mike)在埃尼威托克环礁(Enewetak)被引爆,产生了1040万吨的梯恩梯当量(TNT);第二次是1954年2月28日,“喝彩城堡”(Castle Bravo)在比基尼环礁被引爆,产生了1500万吨的梯恩梯当量。
1953年属于热核武器、存储程序计算机和DNA 1953年是介于两者之间疯狂进行准备的一年。这一年,在内华达测试基地(Nevada Test Site)进行的11次核试验,共产生了25.2万吨的梯恩梯当量。当时,大部分人关心的不是如何去实现大型的、壮观的爆炸,而是想了解更为温和的核爆炸如何能改变以触发热核反应并实现可交付成果的氢弹。
“常春藤麦克”由82吨液态氘所推动,在一个车厢大小的油舱里冷却到-250℃,展示了氢弹引爆的原理;而“喝彩城堡”由固体氘化锂所推动,代表一个可部署的武器,由B-52轰炸机按小时交付。正如冯·诺依曼在1953年初向空军方面指出的,火箭越来越大,而氢弹却越来越小了。那么,在几分钟之内完成发射则是接下来要做的事情。
美国拥有了更小的炸弹,但是俄罗斯却配备了更大的火箭。就在1953年,美国首次投入了超过100万美元来研发导向导弹(guided missile)。这里的“导向”,并不代表我们今天所理解的导弹的精确度。“一旦发射出去,我们只能知道它打到了哪个城市。”1955年,冯·诺依曼回复当时的副总统时这样说道。
数值模拟是武器设计中必不可少的环节,正如奥本海默所说的那样,是“反对任何形式的实验方法少见的证据”。1953年,也就是尼尔斯·巴里塞利来到普林斯顿的时候,一个大的热核计算刚刚完成,而另一个则正在进行中。计算机通常在晚上要移交给由福斯特(Foster)和塞尔达·埃文斯(Cerda Evans)领导的洛斯阿拉莫斯小组。3月20日,会议决定“在埃文斯的问题运行期间,计算机要能够在星期六和星期日的白天运行一段时间,而不是从午夜一直运行到早上8:00”。巴里塞利必须抓紧一切半夜和大清早的间隙,即计算机没有在进行导弹计算的时间进行数值计算,以实现他的数值世界。
1953年3月3日的晚上,当巴里塞利的数值有机组织第一次漫步于计算荒原的时候,约瑟夫·斯大林(Joseph Stalin)在莫斯科因中风陷入了昏迷。两天之后,斯大林去世,而此时离苏联在塞米巴拉金斯克(Semipalatinsk)引爆第一颗氢弹只有5个月的时间了,斯大林错过了这一历史性的时刻。斯大林辞世后,谁会上任或者接下来会发生什么,没有人知道。但很明显,苏联内务人民委员会(NKVD)秘密警察和苏联核武器计划的主管拉夫连季·贝里亚(Lavrentiy Beria)会是斯大林的继承人。美国原子能委员会把这视为最大的威胁。一整夜,巴里塞利的“共生问题”(Symbiosis Problem)都运行得很顺畅。第二天早上,计算机日志显示“爆炸迫近”。当天晚些时候,日志上“迫近”两个字之后是一张蘑菇云的素描图。
1953年,三项重大技术革新横空出世:热核武器、存储程序计算机和对生命密码DNA的阐释。同年4月2日,詹姆斯·沃森(James Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)在《自然》杂志上发表了《脱氧核糖核酸的结构》(A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid)一文,指出双螺旋结构“显示了遗传物质的一种可能的复制机制”。他们暗示了碱基对编码结构,即我们识别的A、T、G、C核苷酸序列,正是通过这种结构,活细胞得以读、写、存储和复制遗传信息。“如果碱基对的一端是一个腺嘌呤,无论它处于哪条链上,基于这些假设可以认定,另一端就是一个胸腺嘧啶;鸟嘌呤和胞嘧啶也遵循相似的原理,”他们这样解释道,“如果形成了特定的碱基对,则遵循的原则是:如果给定一条链上的碱基序列,那么另一条链上的碱基序列也自动得到确定。”
序列和生物结构之间的转换机制,与序列和技术结构之间的转换机制碰撞到了一起。生存在嘈杂的模拟环境中的生物有机体,学会了一旦产生即不断重复,借助数字相位校正技术传达;同样的技术也被运用到了中继站海底电缆传输可识别信号方面,因为噪声正是在海底被引入的。从1953年开始,这项技术一直运用至今。
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