同样也是在1937年,一位叫作霍华德·艾肯(Howard Aiken)的哈佛博士研究生正在准备自己的物理学论文。他发现论文中复杂冗长的计算很难使用加法机来完成,于是他游说学校建造一台更加先进的计算机。他的系主任告诉他,哈佛科学中心的阁楼中存放了一些铜制齿轮,它们来自一台拥有百年历史的设备,也许这就是他想要的东西。艾肯在这个阁楼中发现了差分机的其中一个演示模型,查尔斯·巴贝奇的儿子亨利曾经建造和分发了6个这样的模型。艾肯开始迷上了巴贝奇的机器,还将这组铜制齿轮搬回了自己的办公室。“毫无疑问,我们拿到了来自巴贝奇的两个齿轮,”他回忆道,“它们正是我后来装进计算机里面的齿轮。”17
同年秋天,正当斯蒂比兹在厨房桌子上捣弄复数计算器的演示模型的时候,艾肯写出了一份长达22页的备忘录,随后把它交给了就职于IBM的哈佛前辈和高管人员,希望说服他们资助建造一台现代版本的巴贝奇数字机器。“人们总是想节约算术计算所需的时间和脑力劳动,同时消除出现人为计算错误的可能性,这个愿望的存在时间也许跟算术本身一样长。”他在备忘录的开头这样写道。18
来自印第安纳州的艾肯在一个艰苦的家庭环境下长大。在12岁的时候,他曾经用一根壁炉拨火棍阻止了酗酒的父亲对自己母亲的虐待。后来他父亲离家出走,留下一贫如洗的两母子相依为命。为了贴补家用,年轻的霍华德在九年级时就辍学去打工了。他先做了一段时间的电话安装员,然后在本地的电力公司找到了一份夜班工作,这样他就可以利用白天的时间学习技术学校的课程。他不断地迫使自己追求成功,但是他在这个过程当中逐渐成为一个脾气火暴的指挥者,有人说他就像是一座移动的火山。19
哈佛大学内部对于艾肯提出的计算机器制造项目反响不一,也不确定这个学术性不足的“实用”项目会不会影响他获得终身教职的机会(在哈佛的部分教员眼中,被称为“实用”其实是一种冒犯,他们更愿意保持自己的“学术性”)。哈佛大学的校长詹姆斯·布赖恩特·科南特(James Bryant Conant)对艾肯表示支持。身为国防研究委员会主席的科南特希望将哈佛大学定位成连接学术界、工业和军方三个领域的纽带。然而,艾肯所在的物理系则表现得更为“纯粹”。物理系主任在1939年12月给科南特写了一封信,他表示这台机器“如果可以筹资建造固然是一件好事,但它不一定比其他研究更有价值”。而教师委员会对艾肯的评价是:“他应该清楚地知道,这样的活动不会让他更有可能被提升为教授。”科南特最终力排众议,批准艾肯建造他的机器。20
1941年4月,艾肯离开了哈佛大学,应征加入美国海军,这时IBM正在位于纽约恩迪科特的实验室中按照艾肯的设计建造马克一号(Mark I)。艾肯以海军少校的身份在弗吉尼亚州的海军水雷战学校(Naval Mine Warfare School)任教了两年的时间。学校的一位同事对他的描述是:“全身上下都是冗长的数学公式和来自哈佛的学究理论……却混进了一群连微积分和玉米饼都分不清的南方粗汉当中。”21 他在海军服役的大部分时间里都在牵挂马克一号,他有时还会身穿全套军装前往恩迪科特视察它的建造进度。22
此次参军为艾肯带来了一项重大的回报:1944年年初,正当IBM准备将制作完成的马克一号交给哈佛大学时,艾肯成功地说服海军接管这台机器,并把他任命为马克一号的主管军官。这点可以帮助他绕过哈佛大学的学术官僚体制——哈佛大学到此时仍然在犹豫是否应该授予艾肯终身教职。哈佛计算实验室暂时成了一个隶属于海军的设施,在这里工作的所有职员都是身穿军服的海军官兵。艾肯把自己的手下叫作“船员”,他们则称他为“中校”,而且大家在提起马克一号的时候都会用“她”来称呼,就像是把“她”看成是一艘军舰一样。23
哈佛的马克一号借鉴了巴贝奇的很多想法。这是一台数字化的机器,不过它没有采用二进制,它的齿轮表示的是十进制数字。它有一根50英尺长的转轴,上面装有72个计数器,每个计数器可以储存长达23位的数字。完整的机器重量为5吨,长80英尺,宽50英尺。机器的转轴和其他活动部件是通过电力驱动的,但它的计算速度并不快。这是因为它没有采用电磁继电器,而是使用了机械继电器,这种继电器的每次开关都是由电动马达完成的。它计算一次乘法大概要花六秒钟的时间,相比之下,斯蒂比兹的机器只需一秒钟。不过它确实具备了现代计算机的一个基本功能:它是完全自动化的。程序和数据的输入都通过纸带完成,而且它还可以在没有人为干预的情况下连续运作多日。因此艾肯对马克一号的评价是“巴贝奇的梦想实现了”。24