人工智能名人堂第6期 | 织机工匠-约瑟夫·雅卡尔

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丘吉尔曾说过，“The longer you can look back, the farther you can look forward. (回顾历史越久远，展望未来就越深远)”，为纪念人工智能领域做出杰出贡献的先辈与开拓者们，鼓励更多后起之秀投身该领域，人工智能国际杂志《IEEE Intelligent Systems》自2006年始至今陆续推选出了60位人工智能专家(参看《诺伯特·维纳奖得主王飞跃 | AI 名人堂，世界人工智能60年60位名人榜》)。德先生自10月31日起，已定期于每周一在微信公众号（D-Technologies）上发布人工智能名人堂60位成员的相关介绍。

认识了亚里士多德、雷蒙·卢尔、托马斯·霍布斯、布莱士·帕斯卡尔和莱布尼茨后，我们将在“AI名人堂”的第6期，为您讲述织机工匠约瑟夫·雅卡尔。雅卡尔设计出人类历史上首台可设计织布机——雅卡尔织布机，对将来发展出其他可编程机器（例如计算机）起了重要作用。

人类对自动化的追求不只在体现提高计算能力的研究中，而且也体现在各种需要重复劳动生产中的，织布就是其中之一。

说起织布，想想就是件体力活。横一下，竖一下，横一下，竖一下…… 无穷无尽。要在布上织出美丽的图案，又是件脑力活，需要在织布机每次移动前挑选不同颜色丝线来拼出图案。 如果是纯脑力活也就罢了，但在织完一块布后，如果要想再织相同的布，那就算有超级大脑也记不住织上块布时每一步颜色选择的精确细节了。

上图是一条丝带，上有德文“伍珀塔尔历史中心”的字样。这几个词不是绣上去的，也不是印上去的，而是由机器编织的。

今天看来，机器编织有文字或者复杂图案的丝带不足为奇。但在200多年前，这是纺织领域中的一项重大突破。它不但满足了工业化时代人们希望快速、大量生产花型多样的布料的需求，而且为今天的“电子时代”创造了可能。

英国曼切斯特自然与工业博物馆里陈列的雅卡尔织布机

这台具有历史里程碑意义的织布机叫做“雅卡尔织机”（又称“提花机”），发明于1795年。

雅卡尔织布机是以它的发明者约瑟夫·玛丽·雅卡尔命名的。雅卡尔1752年出生在法国里昂。他从来没有接受过正规的学校教育，通过自学学会了读写。他的父亲是一名织工，母亲是一个帮工。当时使用的老式织布机需要两个人一起协作，即一个织工和一个所谓的“提线生”，雅卡尔小时候就在家中充当了这一角色。但他十分厌倦枯燥重复的提线工作，后来去了图书装订作坊当学徒。在图书装订工艺中受到启发，发明了一种新型的织布机——这种织布机不再需要“提线生”，而且能够编织出非常复杂的花型。

雅卡尔在改进前人设计的织布机的基础上发明了用打孔卡片来自动控制织布机。打孔卡片上的每一个可打孔位置对应一个钩子，而该处打孔与否决定对应的钩子是抬起还是放下，从而控制钩子上的悬挂的线走在布的上边还是下边，这样就可以自动织出图案了。这种用打孔卡片来控制机器的方法就此流传下来了。

雅卡尔的织布机织出的图案

1805年4月拿破仑皇帝和约瑟芬皇后巡视里昂时，他们观看了雅卡尔的新织布机并将雅卡尔织布机的专利权授予里昂市。作为回报，雅卡尔获得3000法郎的终身养老金，这在当时可是一个巨大数目。此外，在这之后的六年时间里，他还从每台卖出的织布机里提取50法郎的专利费。皇帝对发明者慷慨的态度使得雅卡尔变的很富有。

雅卡尔的织布机利用打了孔的卡片为图样编制程序，而输出的是织好的布匹。尽管雅卡尔的发明受到大家的奖赏和赞许，但他为了躲避织布工匠的追捕而亡命他乡，逃离了里昂城—因为工匠们害怕他的发明会砸了大家的饭碗。然而，织布机最终还是越来越流行。

虽然出生在18世纪，雅卡尔的影响却一直在延续。19世纪初的织布机对计算处理有着很大的借鉴作用。使用打孔卡指示、控制一套装置成为计算机编程的基础理念。十九世纪英格兰数学家查尔斯·巴贝奇曾计划用打孔卡给他的分析机下指令。这种分析机用成串的雅卡尔打孔卡控制一只机械计算器——今日计算机编程法的先驱。

整理编辑：青岛智能院平行工作室

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