当贝尔实验室与 IBM 挟著庞大资源开发数位计算机时，在美初中西部一所以农业为主的学院里，一位物理教授竟然单枪匹马，仅凭拮据的经费就要打造出更先进的电子计算机……。
本文为系列文章，上一篇请见：史上第一部全自动的计算机——艾肯与 IBM 的恩怨情仇│《电脑简史》数位时代（八）
只有 650 美元，却想打造第一台电子计算机的原型机？
1939年 5 月，当艾肯与 IBM 启动哈佛马克一号的开发案时，爱荷华州立大学教授阿塔纳索夫也获得学校补助，加入打造数位计算机的行列。
IBM 有雄厚财力与商业计算机的基础，另一边正在开发复数计算机的贝尔实验室也有庞大研究经费，反观阿塔纳索夫手上的资源却少得可怜。学校只给了他 650 美元的补助，其中三分之二还是给研究生贝瑞 (Clifford Berry) 的助理津贴。在如此拮据的情况下，阿塔纳索夫却执意不用 IBM 与贝尔实验室所用的继电器，而是选择速度更快，却也更昂贵的真空管。
阿塔纳索夫。图：WIKI阿塔纳索夫早就预料经费有限，因此他在一年多前规划整体架构时，已经琢磨出克难的方案。他降低成本的策略与楚泽设计 V4 时一样，都是瞄准记忆单元。楚泽用金属条取代继电器，阿塔纳索夫则是用电容器取代真空管。也就是说，只有运算单元使用真空管，记忆单元全部使用便宜许多的电容器。
研究助理贝瑞原本就是电机系学生，在他的协助下，只花了半年时间，就于 1939 年底完成精简版的原型机。虽然只有两组 25 位元的记忆单元，运算单元也只有 13 个真空管，但运作结果证明了阿塔纳索夫的构想可行，学校也同意新的年度再拨给他 700 美元继续打造。
这笔钱当然仍远远不足，因此阿塔纳索夫又向 IBM 等商用计算机公司投递计划书，却都石沉大海。后来终于在 1941 年 3 月，有一个基金会愿意赞助五千美元，这部计算机才得以在 1941 年底打造完成。
使用真空管与电容器，第一部电子计算机问世
阿塔纳索夫一开始就是为了计算线性代数，才设计出这部计算机。它的原理是透过加减运算，逐步消去变数与方程式，最后得出答案，因此运算单元与控制单元相对简单。完工后的机器尺寸并不大，约莫一张书桌大小，重 320 公斤，只用了 280 个真空管。最多可解 29 个变数的线性方程组。
记忆单元的主体构造是两个直径 20 公分的滚筒，各有 1,600 个电容器分布在滚筒表面。横置的滚筒每秒转一圈，表面的电容器经过电刷时，完成读取资料与重新充电。这就是 1937 年底，阿塔纳索夫在酒吧灵光一闪，冒出脑海的解决方案。
输入装置与艾肯和史提毕兹的设计一样，利用 IBM 现有的打孔卡片，输入程式与数据。输出装置就相当特殊，真的可以用很「炫」来形容。它是让特制的卡片经过两个电极之间，用五千伏特的电弧在卡片上灼烧出许多细小的洞，来记录计算结果。
ABC的构造。图：WIKI贝尔实验室与 IBM 在这个时期所开发的计算机仍是用继电器，虽然传递的是电子讯号，但继电器的开关是机械动作，唯独阿塔纳索夫这部计算机全程用电子讯号进行二进位的运算。所以当它于 1942 年初成功解出有 10 个变数的线性方程组，也立下一个重要的里程碑，成为第一部完成运算的电子计算机。
有些人认为它并不纯然是电子式，因为滚筒转动是机械式的。不过这个说法并不公允，因为现代电脑所用的硬碟，里面读取头的动作也是机械式，但我们并不会因此就说现代电脑不是电子式计算机。
二战中断研发，两人各奔前程，留下的 ABC 电脑成历史灰烬
当然，滚筒大幅拖慢了运算速度也是事实，不过要再提高滚筒转速应该没有太大问题，运算速度也就可以提升了。另外输出装置也须要再做改善；在实际运作时，电弧偶而会有偏差，没有打在卡片上的正确位置，而输出错误的答案。这可以设法增进放电的精确度，或放宽孔洞之间的距离，甚至干脆放弃电弧，改用别种方式贮存计算结果，来确保记录正确。
只不过就算阿塔纳索夫与贝瑞有任何想法，也都来不及再加以改善了。1942 年中，他们两人都被征召入伍，不得不离开校园。阿塔纳索夫到海军的武器实验室服役，二次大战结束后，与朋友共同创立一家武器研发公司，直到 1961 年退休，从事青少年的电脑教育工作。
贝瑞则是到一家国防相关的企业研发光谱仪，退役后仍继续留任，不料却在 1963 年 ... 身亡。为了纪念贝瑞，阿塔纳索夫从此将他们研发的计算机称为「阿塔纳索夫–贝瑞电脑」 (Atanasoff – Berry Computer，简称 ABC)。
ABC 的复制品，存放于爱荷华州立大学。图：WIKI其实阿塔纳索夫本来没有机会将 ABC 这名称告诉全世界，因为外界从来不知道他们发明出第一部电子计算机。由于爱荷华州是个农业州，工商业并不发达，与科技界原本就没什么交集。而爱荷华州立大学当时只是农业与工艺学院，在科学研发方面又不受外界关注。以致于整个 40 年代，只有三篇短短的新闻稿报导过他们开发的电脑。
阿塔纳索夫与贝瑞离开后，留在物理馆地下室的机器逐渐蒙尘败坏，后来整个爱荷华州立大学也没人知晓它的用途，就被拆解丢弃了。最后只留下一个插满电容器的滚筒，见证它曾经存在。因此除了少数人，世人根本不知道有这么这一台机器。
阿塔纳索夫自己也只把打造 ABC 当成一个有趣的经验，不值得大肆宣扬。事实上，当年他向基金会申请到补助后，曾经顺便将文件复本寄给学校特约的专利律师，但不知是学校并不积极跟催，或是战争的影响，专利申请一直没有送出去。阿塔纳索夫自己也觉得无所谓，没继续追问，可见他完全没察觉自己的发明所蕴含的重要性与价值。
第一部通用型电子计算机 ENIAC，研发竟涉嫌剽窃自 ABC？
没想到原本已在电脑史上石沉大海的 ABC，竟在 1967 年春出现了转机。阿塔纳索夫也才知道自己错失了什么。
原来汉威联合 (Honeywell) 等大型电脑公司都被索讨专利授权金，而当初取得专利的莫奇利 (John Mauchly) 所凭借的，是他所设计出第一部通用型电子计算机 ENIAC。但莫奇利是在拜访阿塔纳索夫，研究过 ABC 之后，才打造出 ENIAC。因此汉威联合的律师希望阿塔纳索夫能出庭作证，他们就能主张对方的专利无效。
阿塔纳索夫这才惊觉自己不以为意的专利，竟被他一度推心置腹的莫奇利拔得头筹。想当初自己热心地招待莫奇利住在家中，让他检视建造中的计算机，还把整份文件摊给他看，结果他竟然独享利益与光环。忿忿不平的阿塔纳索夫当然乐意出庭作证，至少要让世人知晓他与死去的战友所打造的 ABC，才是第一部通用型电子计算机。
差点成历史灰烬的 ABC，终于因为这件官司而受到瞩目，得以载于史册。至于判决结果如何、ENIAC 究竟与 ABC 有无关系、莫奇利又是怎么踏上这条路的，就待下一章分晓了。
