木子李

1842年，當(dāng)英國(guó)劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)教授發(fā)明了電腦的前身——分析機(jī)的時(shí)候，他的助手、詩(shī)人拜倫的女兒拉夫拉斯伯爵夫人就曾興奮地預(yù)言：“這臺(tái)機(jī)器總有一天會(huì)演奏出音樂(lè)來(lái)的。”果然像她所預(yù)言的，100多年后的1951年，澳大利亞一個(gè)默默無(wú)聞的編程員用電腦CSIRAC播放了第一首音樂(lè)。

最初，用電腦播放音樂(lè)并不像今天這么容易，它是一個(gè)極難的編程挑戰(zhàn)，只能由專業(yè)人員操作，而且程序員最好懂點(diǎn)音律知識(shí)，否則發(fā)音會(huì)成為無(wú)意義的噪音，制作過(guò)程可以說(shuō)是十分曲折。那么，它又有哪些故事呢？

笨拙的CSIRAC

早期的電腦材質(zhì)和運(yùn)行程序遠(yuǎn)沒(méi)有這么先進(jìn)，可以想象，最古老的電腦無(wú)一例外都是“大胖子”，比如世界上第一臺(tái)電腦“埃尼阿克”，占地面積170多平方米，重量約30噸，樣子準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)更像一組舊金屬健身房的儲(chǔ)物柜。用這種耗資幾十萬(wàn)美元的昂貴電腦，提供娛樂(lè)功能是不可能的，幾乎每一臺(tái)電腦的誕生都為了處理大量軍用數(shù)據(jù)的難題或者是解決科學(xué)難題，直到CSIRAC開了這個(gè)新河。

CSIRAC是澳大利亞在1949年11月制造出來(lái)的第一臺(tái)數(shù)字電腦，也是幸存的還能運(yùn)行的最古老的第一代電子計(jì)算機(jī)，目前儲(chǔ)存在澳大利亞墨爾本博物館。

用今天的標(biāo)準(zhǔn)看，CSIRAC還是非常原始。CSIRAC速度非常慢，它1秒鐘只能執(zhí)行1000次循環(huán)次數(shù)，現(xiàn)在家用電腦一般為1秒幾億次；它沒(méi)有很大的內(nèi)存，只有約2KB的內(nèi)存容量和3KB的磁盤存儲(chǔ)器容量，這個(gè)存儲(chǔ)容量連一首歌曲都存儲(chǔ)不了；它也沒(méi)有像現(xiàn)代計(jì)算機(jī)一樣的顯示器，從CSIRAC出產(chǎn)的大多數(shù)結(jié)果需要通過(guò)在紙帶上打上一系列有規(guī)律的孔，然后在另一臺(tái)機(jī)器上轉(zhuǎn)換成文字，這是早期電腦常用的穿孔紙帶輸入輸出方法。

雖然非常原始，CSIRAC還是做了許多開創(chuàng)性工作，比如于1953年找到了銀河系中心，并為澳大利亞的第一個(gè)摩天大樓設(shè)計(jì)了建筑結(jié)構(gòu)。CSIRAC在做這些計(jì)算工作時(shí)還算比較順利，但在處理實(shí)時(shí)輸出時(shí)會(huì)遇到難題。CSIRAC的存儲(chǔ)器是汞聲延遲線，這是最早的計(jì)算機(jī)內(nèi)存，延遲線是一根長(zhǎng)長(zhǎng)的重達(dá)1噸的管子，內(nèi)部裝滿了溫度在40℃左右的水銀。代表數(shù)據(jù)的脈沖信號(hào)會(huì)從管子的這一端進(jìn)入，轉(zhuǎn)換成超聲波，在管子另一端轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，又被重新反饋到發(fā)送端。以這種方式，多個(gè)脈沖信號(hào)可以同時(shí)存儲(chǔ)在一根水銀管中。

這種處理數(shù)據(jù)的內(nèi)存方法已經(jīng)是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的了，但使用汞的聲波延遲線的一個(gè)問(wèn)題是，訪問(wèn)每個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)花費(fèi)不同的時(shí)間，要想編程一些對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的實(shí)時(shí)應(yīng)用是個(gè)難題，如實(shí)時(shí)播放音樂(lè)。

音樂(lè)制造者

數(shù)學(xué)家杰夫·希爾應(yīng)該是最早的程序員之一，巧合的是，希爾正好來(lái)自一個(gè)音樂(lè)世家。他的母親是一位音樂(lè)教師，他漂亮的姐姐是演員。希爾自身?yè)碛型昝赖囊粽{(diào)，這是至關(guān)重要的，因?yàn)镃SIRAC創(chuàng)建聲音的方式是通過(guò)從計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線發(fā)送原始脈沖到揚(yáng)聲器。如果隨便編程，這些脈沖將會(huì)在一個(gè)隨機(jī)時(shí)間內(nèi)到達(dá)揚(yáng)聲器，造成像程序員那樣結(jié)束程序時(shí)用到的“嘟嘟嘟嘟”的噪音。

也許是因?yàn)樘焐哂兴囆g(shù)細(xì)胞，希爾很快意識(shí)到，電腦或許可以做些不那么嚴(yán)肅的事情，比如播放一首歌曲。他猜想如果他能讓脈沖以規(guī)律的頻率到達(dá)，那么他將獲得一個(gè)穩(wěn)定的音高。然后，也許他可以編寫一個(gè)音階的音符，串連這些音符可能就可以制作一首歌曲了。這在當(dāng)時(shí)是一個(gè)非常困難的任務(wù)，因?yàn)槊總€(gè)存儲(chǔ)器存取采取了不同的時(shí)間，工作頻率僅為一秒鐘循環(huán)1000次。

但是希爾還是成功地處理了這一點(diǎn)，編寫出了一個(gè)讓電腦播放音樂(lè)的程序。隨后，音樂(lè)成了CSIRAC招待客人的方式。在1951年澳大利亞的第一屆計(jì)算機(jī)大會(huì)上，CSIRAC公開演奏了《波基上校進(jìn)行曲》（電影《桂河大橋》主題曲）。CSIRAC演奏得非常好聽(tīng)，它的公開演出在澳大利亞引起了不小的轟動(dòng)，當(dāng)初聽(tīng)完它演奏的人們，紛紛想找出在這臺(tái)大而笨拙的機(jī)器里藏著的會(huì)唱歌的小精靈。CSIRAC因而是世界上第一臺(tái)播放音樂(lè)的電腦。

不過(guò)，CSIRAC的制造者們還是希望CSIRA必須專注于科學(xué)研究和計(jì)算，而不是用于人們的消遣和娛樂(lè)。因此，CSIRAC后來(lái)很少播放音樂(lè)了，它的幾次播放也沒(méi)有被錄音，目前人類歷史上能找到最早的電腦音樂(lè)，是由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的Ferranti Mark 1同樣在1951年秋天演奏的《天佑吾王》、《一閃一閃亮晶晶》，這是第一代計(jì)算機(jī)的一個(gè)商業(yè)化版本，只比CSIRAC慢了幾周。

1957年，美國(guó)作曲家首次制作了真正的“計(jì)算機(jī)音樂(lè)”，這個(gè)時(shí)候一臺(tái)IBM704電腦已經(jīng)可以播放出17秒的音樂(lè)作品。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，最初從沒(méi)有把娛樂(lè)功能考慮進(jìn)來(lái)的計(jì)算機(jī)，到今天已經(jīng)創(chuàng)造了一個(gè)龐大的數(shù)字音樂(lè)產(chǎn)業(yè)帝國(guó)，2015全球數(shù)字音樂(lè)產(chǎn)業(yè)收入達(dá)到150億美元。而這些音樂(lè)作品可以和那些科研成果做出的貢獻(xiàn)相媲美，讓人類生活得更幸福。