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V-40，MANIAC成功的物理实现

虽然所有这些工具和自然的鬼斧神工比起来，不啻天渊，但是，从这循环的周期开始——有时人类的发明还会自行展开，我们也许能一窥最基础的推理的无穷力量。这将帮助我们理解自然的真理。

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查尔斯·巴贝奇，1837年

在第一次世界大战期间，季戊四醇四硝酸酯（简称PETN）就已经是一种重要的高爆炸药了。但是直到第二次世界大战，它的分子结构依然是个谜。安德鲁·布思（Andrew Booth）是伯明翰大学的一位研究生。在校期间，他的任务就是利用X射线晶体学发现它的分子结构。他的父亲有诸多发明，包括汽车点火提前器和灶具热电偶，后者的设计目的是当家中停电时，可以为收音机提供电源。

布思两岁时就会修理保险丝，他的母亲当时为之震惊。1937年，他获得了就读剑桥大学数学系的奖学金，并被分配到哈代（G.H.Hardy）门下，这一安排从一开始就注定了失败。后来，哈代向他下了最后通牒：要么不再将时间浪费在其他科目上，要么失去他的奖学金。布思认为：“如果数学无用，那就不值得去研究。”他离开剑桥，以自己的方式研究物理学、工程学以及化学。他去了考文垂（Coventry）的阿姆斯特朗·西德利（Armstrong Siddeley）飞机发动机厂当学徒，其间他改进了探照灯的设计并建造了一个用于检查发动机零部件的X射线设备。这为他赢得了由英国橡胶生产者研究协会（British Rubber Producers Research Association）赞助的研究生奖学金，虽然当时他的研究方向并不明确，但是从后来看，他的目标就是确定PETN的分子结构。“他们只是给了我一些东西，并要求我查明它的结构，”他解释说，“这正是我们所做的，当然我们那时也意识到了这是怎么一回事。”除了PETN，布思的研究小组还得出了RDX的结构。RDX是一种新型塑胶炸药，在原子弹的发展过程中将起到关键作用。

通过记录从晶体材料的一个样品中散射的X射线所产生的衍射图，这样做尽管很困难，却有可能推测出电子密度的分布模式，从而得出它的分子结构。电子密度决定了所观察到的衍射图案。给出一个已知的分子结构，预测衍射图案非常容易；但是给出一个观察到的衍射图案，确定分子结构却颇为困难。你可以先猜测，然后进行计算，看看猜测的结果是否与正解接近。多次迭代之后，就可能（也可能不会）出现一个近似合理的结构。

“在我提出计算建议之前，人们所做的就是抱着乐观的想法东碰西撞，”布思回忆道，“这要花费极其漫长的时间，而且结果通常非常糟糕。”X射线散射背后的物理学原理简单直白，但是反向推导却颇费力气。“其中涉及大量难度不小的计算，”他说，“典型的结构，比如我所研究的就有大约4000次反射……而且你得计算其结构中所有原子的总和，然后计算这个相位角，这太让人难受了。需要花费很长时间来进行人工计算，我有一男一女两位助手帮我计算，我们为此花费了三年时间。”

随着PETN的结构得到确定，布思的博士学位也到手了。他随即转入了伦敦附近韦林花园城（Welwyn Garden City）的英国橡胶生产者研究协会的主实验室。在约翰·威尔逊（John W.Wilson）的监管之下，他开始建造一系列的机械和机电计算器，以加快X射线的分析工作。这引起了晶体学家德斯蒙德·伯纳尔（Desmond Bernal）的注意，他当时正在伯克贝克学院（Birkbeck College）创建一个“生物分子”实验室，旨在研究更为复杂的有机分子，而此前有机分子的结构分析一直受阻。“我正在建造这种专用的晶体数字计算机，”布思说，“那也是伯纳尔感兴趣的，这就是为什么他想要我来和他一起研究。”伯纳尔小组的成员中有罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin），后来她在确定DNA的螺旋结构中发挥了重要作用。

登船，前往纽约

1946年，伯纳尔给布思分派了一个任务，让他去调查美国数字计算的发展状态。沃伦·韦弗现在回到了洛克菲勒基金会，同意为布思的首次访问提供赞助，并继续为他选择的实验室提供洛克菲勒研究员的职位。布思四处走访：相继在贝尔实验室拜访了乔治·斯蒂比兹、在哈佛大学拜访了霍华德·艾肯（Howard Aiken）、在麻省理工学院伺服机构实验室（Servomechanism Laboratory）拜访了杰伊·福里斯特（Jay Forrester）、在莫尔学院拜访了EDVAC团队、在普林斯顿高等研究院拜访了冯·诺依曼和毕格罗，最后在电子控制公司拜访了埃克特和莫齐利（他说：“他们对我保持完全敌对的态度。”）。他还参观了位于旧金山的一家银行基于算盘建立的计算中心，并发表了多次演讲。他的听众广泛，从女士俱乐部成员到莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）的研究小组等。

他还“顺路拜会了一些人”，包括与通用电气公司的欧文·朗缪尔（Irving Langmuir）一起“待了数晚”，后者的兴趣范围从人工影响天气到蛋白质结构都有涉及，但是他那时最为兴奋的是发明了垃圾处理机，他称之为“电猪”。他向布思做了展示。布思说：“我刚吃了一个香蕉，就把香蕉皮扔进去了。一阵‘嘎吱嘎吱’的碾轧声之后，那东西就被堵住了。于是，这位诺贝尔文学奖得主肚子贴着地板，一边在地上爬，一边把这东西的底部取下来，并把香蕉皮拿出来。”

“然后，我回到纽约，会见了韦弗，”布思回忆说，“他说，‘你想做什么’？我那时已经非常清楚了，我说，‘哦，唯一值得商量的团队就是普林斯顿的那个小组’。他们是唯一真正不会‘徒然在空中挥动双手’的人。”

布思同时了解了查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）的分析机和图灵的通用机，他把高等研究院的项目看作这些理念的具体实施。布思也认识出身剑桥的图灵，他后来在美国国家研究委员会的要求下，评审了图灵为自动计算机（Automatic Computing Engine，简称ACE）设计的一些电路。自动计算引擎建造于伦敦的英国国家物理实验室（National Physical Laboratory）。“它们非常复杂，”他说，“针对这些电路中的每一条，我都画出了自己设计的等效电路。它们的组件成本大约只是原来的1/4。我觉得图灵设计的有些电路不能工作。”

毕格罗的做法是采取极简主义。“朱利安框定的原则是，必须建造不带电容存储器的机器，”布思解释说，“如果装上电容存储器，速度就会受限；然而，如果没有电容存储器，那么只要你通入足够的电流，就可以获得你想要的任意速度。”高等研究院的计算机的速度也会慢下来，在调试程序的时候，甚至一次只能“输入”一条指令。许多有效的计算是在8千周，或约半负荷的情况下完成的。没有固定的“时钟速度”，计算机执行完一条指令后，就会立即执行下一条。

1947年年初，布思坐上“玛丽女王号”（Queen Mary）前往纽约，随行的是他的助手凯瑟琳·布里顿（Kathleen Britten），后者后来创作了一本关于计算机编程的早期教材，而且她同时开辟了X射线计算器的事业。布里顿的路费和工资由英国橡胶生产者研究协会的约翰·威尔逊提供，威尔逊为她订了头等舱的票。布思的路费和高等研究院的研究员职位由洛克菲勒基金会提供，他坐在普通舱。伯纳尔对此提出控诉。“最终，约翰·威尔逊出钱让我也坐上了头等舱。”布思补充道。

普林斯顿的住房危机

1947年2月底，布思和布里顿抵达普林斯顿时，研究院所有的访问者都要面临的问题是：他们住在哪里？“我认为，要照顾到布里顿小姐和布思是没有问题的，”戈德斯坦写信给冯·诺依曼说，“伯尼塔·米勒小姐正想雇用海蒂·戈德曼小姐的管家为自己做饭。在这种情况下，大概布思和布里顿小姐都能和戈德曼小姐的管家一起搬进去，并遵守所有必要的礼节。”1950年，在凯瑟琳获得跨声速空气动力学专业的博士学位后，布思和布里顿结婚。他们是研究院在新住房项目中设立家务管理后的第一批访问者，这个新住房项目起自富尔德楼，横跨古老小径。

1946年3月，维布伦曾提出为计算机项目人员兴建紧急住房。“潘诺夫斯基教授和莫尔斯不赞成这个建议，”会议记录显示，“他们认为，研究院拿出资金用于这类几乎完全让计算团队受益的项目是不明智的。”1946年6月，随着工程师们开始正式上班，问题愈发突出。新员工被迫从费城和纽约这些遥远的地方赶来上班。在董事会召开的紧急会议上，艾德洛特报告道：“最好的解决办法是向纽约人寿保险公司租用一栋公寓楼。不过，纽约人寿对将这些公寓租给研究院，一直都犹豫不决。艾德洛特博士怀疑他们不愿意将公寓租给犹太人，虽然他们对这一影响没有过任何表态。委员会决定向纽约人寿提交租户的暂定名单，其中包括了犹太人，但是没有印度人或中国人。”

这一做法失败了。无可奈何之下，他们向周边的社区寻求帮助。劳伦斯威尔中学（Lawrenceville School）的校长“喜欢这些学者和男孩们待在一起，以及在小礼堂里发表演讲等”，他同意接纳两到三名研究院的学者，而珀丽酒店（Rosedale）附近的养鸡场则提供配备中央供暖的4间公寓。“这特别适合有孩子的夫妇，”马斯顿·莫尔斯提议，“万不得已的情况下，婴儿床可以放在富尔德楼的一些房间里。”到1946年年底，仍有一个四口之家居住在富尔德楼。

1946年8月，研究院终于迎来了突破。有一些木制结构的公寓，本来是共和钢铁公司（Republic Steel Company）在战争期间为了安置大量涌入纽约州北部的麦尼维尔城（Mineville）的铁矿工人建造的，现在正在出售。“当天，我派了计算机项目的一位工程师毕格罗先生前往麦尼维尔，”艾德洛特向董事会报告说，“现场还有另外两所大学的代表，他们热心地担保这些房间可以使用。多亏毕格罗先生有较强的事业心，我们得以买到11栋楼。每栋楼有38套公寓，每套公寓有两三间卧室。这些公寓均为大规模建造，铺了硬木地板，安装了保温的岩棉材料以抵御阿迪朗达克（Adirondack）的寒冬，并配有防风窗、防蚊纱窗、晾衣绳和垃圾桶。”

只是还有一个问题：麦尼维尔和普林斯顿之间相距480千米。在毕格罗的监督下，这些建筑被拆分成许多个部分，经铁路运输到普林斯顿，然后在斯普林代尔高尔夫球场和富尔德楼之间的研究院的地皮上使用混凝土打下地基，把它们重新组装起来。1947年1月，整个项目完工，购买房屋花费了3万美元，预备场地和搬迁花费了21.27万美元。不过，由于这一项目给所迁入的时尚住宅区带来了不利影响，附近的普林斯顿居民对此多有抱怨，曾试图加以阻止。

麦尼维尔的这些房屋与洛斯阿拉莫斯的政府住房建筑风格相同，都采用战时的风格。战争期间，一些人原来在洛斯阿拉莫斯住的是住房工程的房子，受奥本海默领导；他们发现战后来到研究院，住的也是住房工程的房子，还是受奥本海默领导。1947年2月，第一批的17个家庭，包括毕格罗一家，入住了新公寓。此外，还有更多人正准备搬进去。“自从我们搬到这里，”毕格罗向艾德洛特报告说，“就渐渐和许多邻居熟络起来，包括与我们有很多共同之处的、从事数学和物理研究的邻居，还有从事其他领域工作的邻居，他们的经验和观点都与我们不同，这往往令人更加兴奋。”

1947年4月，高等研究院因为毕格罗的努力，给他颁发了1000美元的酬金。9月，伯尼塔·米勒报告说：“现在已经有30多名儿童了，还有更多儿童要来，而租客们看到了未来的希望，他们对此表示感激。”麦尼维尔住户之间非正式的聚会很快成为研究院生活的固定节目。“我们往往会在晚上聚在一起，彼此之间关系融洽。”莫里斯·鲁比诺夫回忆道，他是1948年6月抵达的第二批工程师中的一员。

“朱利安和玛丽是住房项目的心脏和灵魂，”弗里曼·戴森回忆说，他也是1948年来到这里的，“你有任何私人问题，都可以去找玛丽。她会给予你所需要的一切：精神支持、好的建议，还有就是她性格中的温暖。而如果你有任何实际问题：比如，有一辆车需要修理，或者地下室里有老鼠，抑或把煤炉打开或调小，朱利安总是能够帮助你解决。那些年是属于我们的美好时光。”

计算机，高等研究院的一个有趣的项目

随着住房危机得到解决，计算机大楼竣工，工程师们开始建造计算机以及配套的电源和冷却设备，这些工作都在同时展开。计算机大楼与住房工程毗邻，鲁比诺夫曾说：“你只需花极少的时间走路去上班，然后可以回家吃午饭，再没有比这更方便的了。”这是又一个洛斯阿拉莫斯。塞尔玛·埃斯特林（Thelma Estrin）回忆说：“他们会工作到晚上八九点钟，花两个小时出去吃饭，然后再回去工作。有时，他们会通宵加班。”她是一位电气工程师。1950年6月，正值计算机竣工前的最后赶工阶段中期，她跟随同为工程师的丈夫杰拉尔德·埃斯特林（Gerald Estrin）来到这里。

“我刚刚完成我的博士学位，”杰拉尔德补充说，“我从来没有听说过计算机，我对它一无所知。”但是在找工作时，他被告知“高等研究院正在开展一个有趣的项目”。冯·诺依曼邀请埃斯特林夫妇到访，并当场聘请了他们。“冯·诺依曼喜欢花丛，”杰拉尔德说，“我们走下来，脚一着地，就爱上了这个地方。草地上有小标牌，非常微小，上面写着：‘请勿践踏草地。’”埃斯特林夫妇在研究院待了三年，后来搬到以色列，仿照高等研究院的计算机建造了一台机器。“那些年，我们全身心地投入。在这样一个小团队里，我真正了解了计算机的每一个零件，并尽己所能地提供一切帮助。”

在大多数微处理器只需要单一电压（处于1～5伏之间）的年代，人们很难理解运行一台电子管计算机需要多少种不同的电压。从大楼外部接入的120伏三相电源线有7条主要支路。首先，有三条支路为真空管加热器提供三相电源：运算单元大约需要6.5千瓦，内存需要1.5千瓦；其次，直流电源通过4个独立的整流器为计算机的核心供电，进一步细分为介于-300～380伏之间的26种不同的电压；最后，威廉姆斯管偏转电路需要一个稳定的1075伏、1220伏和1306伏。在一个电路中，有效电流很容易就能诱发噪声，更不用说在输入电源线中通过瞬态引入的噪声。最初，由于直流电源中的噪声造成了太多的问题，只好在计算机大楼外建造一个300伏、180安每小时的蓄电池室，以提供无污染的直流电源。直到后来，存储器获得了更好的屏蔽保护并设计了更稳定的电源。

这些电压必须参考共同的“地电位”才有意义，由此引发了一个具有里程碑意义的事件，简言之，就是著名的“罗森伯格地电位”。“我们已经把计算机分为两部分进行开发，”詹姆斯·波默林解释道，“在某个时刻（我忘记了具体时间），当我们要将它们合并时，我的设计中的‘地电位’与罗森伯格所说的‘地电位’电压等级发生了冲突。所以，经过了一段时间后，我们就有了在我的‘地电位’和罗森伯格的‘地电位’之间做过调整的电池。”

这台计算机包括4个“器官”：输入/输出、算术、记忆和控制。内存的选择推动了设计，但它却是最后才被解决的单元。布思和布里顿在高等研究院期间所作的报告中评论道：“高速内存的形式决定下来后，电子计算机的大部分其他组件就成了半不变量。”美国无线电公司预期生产的所有全数字选数管（或许尚未存在）均指向准确，计算机的其他部分完全可以围绕一个假设进行设计——即插即用的内存管终会出现。

复杂度处于比特级别的组件（比如6J6双态元件）与这些系统级的元件中间的是40倍寄存器，它并行存储、传输、转移数据，每次40比特。寄存器被称为累加器，它提供从算术单元到内存的访问，存储寄存器则提供一个从内存折返的出口，类似于汽车发动机中各个汽缸独立的进气阀和排气阀。

所有这些寄存器都是“双向”的，包含两排平行的6J6双态元件，进和出的双态元件都由另外两排“门”控制。这一冗余可以防止比特在传输过程中丢失：所有数据从数据源中清除之前，都在目的地得到复制。同样，通过互联网发送数据包，只有等到数据包信号完好无损地到达时，才能被视为完成。

正如260年前莱布尼茨所证明的，仅仅通过将一整行二进制数字向左或向右移动一个位置，移位寄存器就可以执行二进制算术。数据绝不能在相邻的双态元件之间直接转移；相反，每个双态元件的状态向上被复制到一个临时寄存器中，下级的寄存器被清除，当且仅当这种情况下，数据才会被转移，沿对角线方向向下回到原来的寄存器。而计算机通过一个指令序列的速度并未设置下限。与1679年莱布尼茨所想象的、“乖巧的”弹珠从列与列之间移动不同，电子总是在寻求逃避。

“信息首先被锁定在发送的双态元件中，然后‘门’使得它被发送者和接收者所共有，当两者都确切地拥有该信息后，就会把发送者清除，”毕格罗解释说，“信息在传输过程中从来没有出现‘波动’；它安然无虞，就像立在红杉树梢上的毛毛虫。”处理数据犹如船舶在运河上的锁链控制下通行。“当时，我们和冯·诺依曼开展了一些有趣的、试探性的讨论，话题是关于假设的细胞数组之间的信息传播和交换，这些讨论让我们十分受用，”毕格罗回忆说，“我相信他后来对细胞自动机的一些研究可能就源于此。”

放弃专利，精神比金钱更重要

“我们只以积极的方式移动信息，”詹姆斯·波默林强调说，“现在，这种方式已经被普遍使用。我想这是我们的首创。很遗憾，我们没有为此申请专利。”当时，可申请专利的发明比比皆是。“原来的专利协议规定，高等研究院拥有专利的所有权，但是他们会将成本之外的所有版权费支付给发明者，”波默林补充道，“真不错！”然而，没有人申请过专利。“我们都是年轻、热心研究的工程师。最感兴趣的是让机器运转起来，而不是申请专利。”他解释说。

1946年4月，冯·诺依曼起草了一项专利政策，在将一切都留给职员和将一切归功于高等研究院之间，选取了一个合理的中间点。员工们都同意将他们的权利转交给研究院，而研究院商定：“对于本研究院认定有用或也许有用的每一项发明，相应职员应立即且不惜一切成本准备、提交和提起美国专利证书申请（如有额外要求，还应向美国之外的国家申请专利证书）。此外，对于每项发明……如果除去本研究院为取得该专利或专利申请过程花费的总成本外……还收到任何版权费，本研究院同意向该职员支付所有版权费。”

这受到了工程师们的热烈欢迎。高等研究院雇用了一位专利律师。他的评价是，这个项目可以提供丰富的专利发明，而当时这台机器甚至还未建成。“如果高等研究院为它申请了专利，那么每位工程师都将获得一项专利权，所产生的一大笔捐款堪比他们现在所拥有的一切。”毕格罗说。但是，获得那些专利要花费大量的金钱，更不用说保护了。因此，高等研究院不愿意采取这种方法。毕竟，1933年，弗莱克斯纳曾宣称：“研究被用作赚取利润的那一刻起，其精神就被贬低了。”

1947年中期，把大部分专利权移交给政府的单方面决定，削弱了原来的专利协议。6月6日，戈德斯坦安慰工程师们说：“对于可能的少数特殊进展，如果产生了非常有价值的商业应用，工程人员可以向研究院院长推荐，由研究院直接提起申请。”这是一个空洞的承诺，因为戈德斯坦在1947年4月与美国军衔总管办事处（Office of the Chief of Ordnance）召开的一次会议上已经同意：“涵盖计算机逻辑方面的任何论文或报告都被视为科学出版物，因此向所有感兴趣的科学家开放。”这项专利权要求将削弱迄今为止已经取得的大多数发明的等级。“为了防止有人试图从本应属于科学界的知识中攫取任何商业利益，”戈德斯坦建议道，“我希望你将那份报告复制一份发给专利局，标题定为《电子计算机逻辑设计初探》，作者为阿瑟·伯克斯、赫尔曼·戈德斯坦和约翰·冯·诺依曼，日期为1946年6月28日，并要求他们将它当作出版物。”1947年6月，戈德斯坦、伯克斯和冯·诺依曼宣誓作证：“这是我们的意图和愿望，其中包含的可能具有专利性质的任何材料都将在公共领域予以公布。”

工程师们别无选择。“我记得，1948年的秋天，工程师们曾召开过一次会议，”毕格罗回忆道，“在此期间，我们被告知第二份协议不再赋予我们第一份协议所享有的权利。根据我自己的看法，我认为我们放弃了一些非常宝贵的东西；另一方面，我个人不忍心在这个时候罢工反对约翰尼，但我希望你能理解我们所放弃的东西。投票基本上都是‘我们将迎难而上’。”

“和冯·诺依曼共事的人们都非常尊敬和感激他，让他们成为建造这台机器的一员，”毕格罗继续说道，“我们从来没有非常强硬地争取我们的权利。当时我不知道的第二件事是，冯·诺依曼开始为IBM提供咨询。”MANIAC及其程序的所有技术细节都在公共领域被公布，全世界都可以免费复制。一系列进展报告被公之于众，其中包含了清晰的思想和技术细节的模型。据图灵战时的助理杰克·古德（I.Jack Good）称，“这些报告的显著特点是他们赋予了每个设计决策明晰的理由，这一特点在后来的作品中很少见”。

“在仿造高等研究院的计算机的过程中，我们大多数人都倾向于着重强调我们的差异，而忘记了我们欠朱利安·毕格罗和高等研究院其他人繁重的债务，”威廉·冈宁（William F.Gunning）回顾兰德公司JOHNNIAC的开发过程时写道，“我认为，我们许多人已经能够制造即插即用且无干扰的运算部件，这足以证明他们所做出的巨大贡献。”

更快、更可靠的机器

1947年7月，人们发现一台10级加法器样机“可以稳定地连续工作数天”，在0.6微秒内通过10级执行完全进位。8月，一台10级移位寄存器花费了整整一个月进行寿命测试。1948年2月，一台累加器样机以“每秒约做10万次加法”的速度执行50亿次操作，无一失误。

计算机需要通过一些手段将数据和程序加载到内存中，也需要交付结果。1946年，磁线被选为录音介质。毕格罗的小组花费数月建造和调试高速钢丝驱动器。驱动器为同轴驱动器，连接着两个自行车车轮。钢丝被分别连接到同轴驱动器的两侧，每秒从这对自行车车轮上盘绕和展开的录音钢丝多达30米（或9万比特）。两个轮子可以被移动，并作为一个单元嵌入，就像一个磁带卡盘或者今天使用的可移动磁盘。数据和程序通过打孔输入电传打字纸带，经核实后转移到录音钢丝，经由录音钢丝就可以根据需要高速加载到内存中。第一份中期进展报告指出：“虽然这台人工键盘打字机实质上运行缓慢且艰难，但是它完全独立于机器本体，并且任意数量的编码人员，无论距离机器远或近，都可以在机器上解决这些早期编码的同时设置问题。”在海军研究办公室，冯·诺依曼向罗杰·雷维尔（Roger Revelle）描述计算机时，提到他想象中的计算机小组能够“在其他地方直接登录和退出一台机器，而该机器可能在数百或数千千米之外”。

1948年3月的报告称：“输入一条数字信息，将它与所有相关的标记和索引脉冲一起传输到磁线中，删去标记和索引脉冲后，再读入移位寄存器，然后反向运作整个过程，并再次产生该消息的副本。”虽然高速钢丝驱动器连续运作达三个星期之久，但它还是被淘汰了，转而通过标准的5孔电传打字机纸带支持更为可靠（虽然更为缓慢）的输入/输出。在建造钢丝驱动器过程中掌握的大量知识，后来都被运用到一个辅助的2048字的磁鼓中。这个磁鼓相当于一个40通道的钢丝驱动器，通过独立的读/写磁头运行固定的线圈。

IBM破例答应提供设备修理服务后，电传输入/输出就陆续被IBM的穿孔卡片设备替换掉了。休伊特·克兰（Hewitt Crane）曾为一台IBM 516复穿孔机重新装线，其性能由一次读取一个12比特的列提升到并行读取80比特的行。这项改进很快被IBM公司采用，加速了从字母、数字、字符到代码行数的相变。全部1024字的存储器可以在不到1分钟时间内加载完，并在两分钟内被卸载掉。

4月，8级二进制乘法器样机投入运行，每秒运算70000次乘法。官方记录指出：“它已经完成了大约1010次这种运算，看起来似乎很可靠。”同时，奥本海默非正式地向董事会通告：“电子计算器正在演算乘法。”罗森伯格设计了一系列测试计算，其中“重复的乘法准确无误，会产生静态的数字图案”，让你可以立即看到运算单元是否正在工作。

“那台机器做乘法的方式是，如果你以寄存器中正确的数集入手，它就会做乘法，并得出与寄存器中相同的、三个数字的数集，”韦尔解释说，“我们突然发现，霓虹灯管上的灯光图案保持稳定。赫尔曼对这一切激动不已。他跑下大厅和约翰尼一起——我不知道他们花了多少时间才搞清楚如何选择正确的三个数字……同时，我和波默林正通过实验寻找这些数字，并以尽可能快的速度把它们写下来。”

很快，三个40级移位寄存器就完工了，它们按照两种不同的布置互连，形成了120个二进制数字的闭合回路，每次围绕这个回路移动一个位置，每个回路耗时为3微秒。这个试验持续了100个小时，共计1011次移动。除存储器外，所有必需的零件都安装到位。

起初，美国无线电公司珞佳门的研究小组似乎领先于普林斯顿高等研究院毕格罗的研究小组。“我刚拜访了正·珞佳门，他透露的消息相当鼓舞人心，”1947年7月初，戈德斯坦向冯·诺依曼报告时说，“他向我们许诺，两个星期左右会研制出一种256位方形选数管，即4阴极选数管。我不知道我们将会用它来做什么。”月底，戈德斯坦又去了一次，才发现与美国无线电公司的新型内存管相比，它暴露出更多新问题。曾经的博弈理论家冯·诺依曼决定给自己留一条退路，即便其他一切都失败了，人们还是认为计算机可以通过将运算和控制单元直接耦合为40通道的磁鼓进行操作（即使速度会降低100倍）。

威廉姆斯管，新的存储形式

1948年春天，道格拉斯·哈特里（Douglas Hartree）从英国前来，带来了英国雷达先驱弗雷德里克·威廉姆斯和汤姆·基尔伯恩的消息，即一份报告草案，由专人交给了戈德斯坦。在艾伦·图灵和麦克斯韦·纽曼的帮助下，弗雷德里克·威廉姆斯和汤姆·基尔伯恩正忙着在曼彻斯特大学（Manchester University）制造一台原型存储程序数字计算机。这台计算机的部分理论基于EDVAC报告。为代替声波延迟线，他们正在开发一种新的存储形式，它就是著名的威廉姆斯管，它所利用的是“一个普通的阴极射线管的荧光屏被适当调制的电子束扫描后，荧光屏上的电荷分布”。射线管屏幕上发亮的斑点会持续短暂的时间，就像关闭阴极射线电视显像管后，静电会留存几秒钟。

威廉姆斯存储管读取的是内部电子束描绘的电荷图案，佐利金的光电摄像管则是由管外的图像形成电荷图案，前者是后者由内向外转变的版本。伯克斯、戈德斯坦和冯·诺依曼在他们1946年6月的初步报告中曾指出，“实际上，这一根管只不过相当于大量电容存储器，它们可以借助一道电子束连入电路”，之后威廉姆斯和基尔伯恩实现了这个想法。在战争期间，威廉姆斯和基尔伯恩曾和这些美国人联合研究雷达和敌我识别技术，他们承认了其来源。他们写道：“实验发现，这种管子显示出了存储现象，而这个结论在第二次世界大战末期、波士顿的辐射实验室似乎就已经得出了。”

威廉姆斯和基尔伯恩能够在单个阴极射线管的屏幕上存储32×32个荧光斑点阵列。该数据以串行模式存储和检索，类似于声波延迟线，但是它是以电子的速度，而不是声速。整个矩阵必须具有可追溯性，可以召回任意单个点的状态。他们成功存储了数据，一连数小时都没有出错。他们的报告中指出：“如果存储器不够完美，大约有10360种可能的替代模式，这些模式中的任意一种或许都会在存储时期的末期显现。相比之下，人们曾说宇宙中只有1074个电子。”

据威廉姆斯和基尔伯恩称：“对其整体存储能力的最好测试方式是建造一台小机器。”由此产生了“小规模实验机器”（SSEM），它具有32×32比特的阴极射线管存储能力，并且只能做减法运算，但仍然足以证明“原则上，通用机可以建立在阴极射线管存储的基础上”。17行代码运行一次的时间为52分钟，可执行350万条指令。

从曼彻斯特传来的消息令普林斯顿的研究小组振奋。毕格罗被派往英国，波默林则开始了实验工作。7月18日，威廉姆斯和基尔伯恩在他们简陋的实验室欢迎毕格罗的到来。“我站在那里，看着他的机器，有一个部分开始燃烧，因为机器的建造偷工减料，但他一点也不担心，”毕格罗回忆说，“他从容不迫，把几根引线拿开说：‘它堪称体无完肤。’他取出烙铁，从中拿出一块来，又把另外几块放在它的旁边，再把那些引线翻转过来放上去，重新让机器恢复运作。”更严重的问题是，尽管阴极射线管被置于金属盒子内进行屏蔽处理，但是附近的有轨电车还是会造成电磁干扰。

“他们向我展示的样本程序是将梅森素数组成的一个代码的部分运行两次：第一次出现了一个错误，第二次正确，”毕格罗报告称，“运行每比特的存储程序花费3～4分钟；我和麦克斯韦·纽曼计算出所执行的操作次数多达数千次。”几天后，毕格罗乘坐丘纳德公司（Cunard）的班轮“帕提亚号”（Parthia）回到纽约，当他抵达普林斯顿时，波默林的16比特阴极射线管存储器已经投入运作了。4个星期后，它拓展到了256比特。

根据威廉姆斯方法，高等研究院的团队并不需要被迫等待选数管，也不会以一台计算机（它的磁芯存储器专利权后来归美国无线电公司所有）告终，而可以使用现成的、廉价的示波管立即投入工作，所有的创新都在管外。“整个问题是电路设计和构造的一个问题，我们认为自己能胜任这个领域。”毕格罗解释说。

让噪声过滤成为可能

威廉姆斯和基尔伯恩已经演示了一个脉冲序列（在时间上）如何能够转换成斑点的图案（在空间中），并且只要电子束的踪迹周期性地再生这一图案，就可以无限期存储。荧光粉层经过第二次电子放射后，那些斑点带上了正电荷（即缺乏电子），所以辨别单个斑点的状态可以通过一段电子短脉冲（或“抽动”）来“询问”该斑点的位置，以及记录该管外表面上附着的金属丝网上微弱感应的次级电流（低于1毫伏）的特性。“这样，包含各种电荷分布的荧光粉层就会电容耦合到金属丝网上，”高等研究院的研究小组解释说，“那么，将电子束聚焦在某个点，就可能在金属丝网上产生一个信号。”

二次电子发射效应可以想象成一个大厨房的水槽中矗立着32×32个啤酒杯的阵列，使用花园里的软管喷水，水槽中具有一个非常敏感的排水管。如果有水溅出，排水管就会产生一个可检测的信号。啤酒杯中往往充满了水，但是如果你在某个时刻将软管对准特定的杯子，就会有水溅出，该啤酒杯中的水量就会减少。你已经在该位置写入1比特的信息。通过再次喷水恢复到该位置，记录是否有水溅出，你就能读取该比特的状态。然后，你可以刷新该状态，继续存储那1比特的信息或者清除它，以另一种状态替代。

波默林的团队开发出了定时和控制电路，可以十分精确地控制电子束的偏转电压，以便在任何时间访问任意位置。这些电路会在恢复正常的扫描/更新循环前停下来，占用几微秒的时间。结果，由此产生了一个电子开关控制的32×32电容存储器阵列，访问时间为24微秒，但是正如毕格罗所指出的，“它是人类最敏感的电磁环境干扰探测器之一”。引入的错误磁场强度低至0.005高斯，或1/40地球磁场的强度。1949年8月的报告显示，“实验证实，与地球磁场强度（0.2高斯）近似的交流磁场，会造成威廉姆斯管中电子束偏转约12个光斑直径”，足以让任何内存彻底报废。

分辨一个点（0）和一条虚线（1）的能力，依赖于荧光粉层的二次电子放射特性，并且丝毫的缺陷或管内的一粒灰尘都将导致存储失败。信号先被放大30000倍，再被传递到一个鉴别器，判断该波形代表0还是1。“在噪声的环境中，这些信号质量降低，我认为1微瓦是能级，这是一个困难的问题，”罗森伯格回忆道，“但我最后对放大器做了调试，放大器就安装在防护罩里面的内存管边上。”每个内存管内都放置了单独的放大器，依据的是毕格罗的理想预测准则的第5条，它规定“如果信号中的噪声能够过滤掉，那么就一定是在可能的最早阶段”。

40根内存管必须同时以良好的状态工作，因为40比特的字的每个数位被分配在不同威廉姆斯管的相同位置。每个磁柱内的1024个比特均为肉眼可见，从一个机器周期闪烁到下一个周期，或者当过程中止或停止时及时冻结。操作员所观察到的正是数字宇宙。不过，观察者必须小心，不能干扰到所观察的内存的状态。“管子前部有一个铜丝网，”莫里斯·鲁比诺夫解释说，“当你想要往里看，你就透过铜丝网看光点，确保它被完全屏蔽。”

在现代（或曾经的现代）计算机中，一根阴极射线管（CRT）会显示临时存储缓冲器的状态，其内容则由中央处理器（CPU）生成。然而在MANIAC中，阴极射线管都是磁芯存储器，存储的指令驱使CPU运行。显示存储器是已存在的功能适应非预期用途的一种体现。这种适应是不连续的，而非预测用途则是进化实现飞跃的动力。

后来增加了41监控级，它可以切换到反射所有40存储级的状态，而且可以使操作者远程检查存储器的内容，查看计算实时进展或者停下来的原因。之后，它又通过一个独立的18厘米阴极射线管得到了加强，这个阴极射线管的作用就是一个每秒7000点的图形显示。1948年，工程师们报告说：“这个装置将提取机器中一个寄存器里现有的数据，将它在该寄存器中的二进制表达转译为示波器光点的偏转相位呈现。”

高等研究院的研究小组选定标准的13厘米5CP1A示波管，这种示波管数量充足，但是检验之后只有不到20%合格，且1953年的报告显示：“在过去的三年里，本实验室测试的示波管超过1000根，发现完好无损的示波管不超过10根。”制造商允许高等研究院检查他们的库存，找出完好的样本，并把其余的退回。1949年7月28日和29日，波默林成功地对2级存储器开展了34小时的无故障测试，建造一个可行的40级存储器的战役由此打响了。并行存储器访问将使计算机的速度达到串行处理器的40倍，但是许多人对此表示怀疑，他们认为并行存储器访问时总是会出现故障。

“我们不无悲哀地认识到，”波默林说，“存储器具有其他真空管电路不具备的一个性质：它能够记忆。大惊喜！但是除此之外，它也能记住曾经存在的任何噪声。它在那里，你希望它记住一个1，接着一些噪声出现，它就会从1变为0，并保留一个0，因为它现在的记忆是0。所以，存储器能够非常有效地感知噪声。”

噪声有两个来源：外部噪声，来源于杂散的电磁场；以及内部噪声，当读取和写入相邻点时，由电子泄漏引发。在大多数情况下，外部噪声可能被屏蔽，内部噪声的控制则是通过监测各根管的“读出比”（read-around ratio），以及设法避免运行代码时过于频繁地再访问相邻存储单元来实现。当时的程序员们对这个并发症颇为反感。威廉姆斯管像极了朱利安·毕格罗的老奥斯汀汽车。“虽然它们在工作，但却是一直出错的魔鬼。”毕格罗这样说道。

每根存储管都有自己的日志，记录其运行状况和一直以来表现出的任何特质。许多早期的程序员因为厌恶从编码问题中区分出存储器问题这样的难题，而不得不选择放弃。弗兰克·格伦伯格尔（Frank Gruenberger）在解释兰德公司为什么选择选数管作为存储器时说道：“机器中这种麻风病因素的存在，意味着每个人坐下来解决问题时都必须意识到这一点，并且要为这个问题做好准备，多一分小心谨慎。”他继续说道：“光点在几分之一秒内消失，如果该问题要求你在光点再生前重新使用一个数字，你就会得到错误的答案。这就好像一个15位的数字，只要它的第7、第8和第9位正好是一个3位素数……台式计算器就无法运算。操作者要为如何建造机器的问题操心，这实在不合情理。”

被淘汰出局的珞佳门选数管

与此同时，珞佳门一直在美国无线电公司从事选数管的工作。1948年9月22日，珞佳门向毕格罗和戈德斯坦展示了第一根运算管，它具有256个存储元件，他们“似乎对此相当钦佩”。1948年10月1日，第二根运算管制造完成。直到那时，珞佳门才发现选数管被排到了第二位。“看来，我们终于有了理想的管，”10月5日，珞佳门向佐利金报告，“然而，这一成功来临时，选数管却不得不与英国威廉姆斯教授的管竞争。研究院的小组在5月底到6月初已经开始了这方面的工作，他们没有告知我们，甚至故意隐瞒了这个事实。”珞佳门最终获得了一份威廉姆斯-基尔伯恩的报告，表示对他的工作十分钦佩，并承认他以典型的英国人的方式，使用普通阴极射线管得到了一个让人惊奇的结果。

选数管被淘汰出局。最终，数量有限的、容量为256比特的存储管被生产出来，结果证明高等研究院计算机的衍生品——兰德公司建造的JOHNNIAC非常成功（平均故障间隔时间为10万小时）。但在那个时候，IBM已经在IBM 701中采用了阴极射线管存储器。磁芯存储器最初由珞佳门提出，并为美国无线电公司所摒弃，但后来在其他地方被商业化，从而引领了时代潮流。选数管从未在商业上实现成功或规模化。它是一个失败品吗？“这无异于说恐龙是一个失败品，”威利斯·韦尔说，“它们在真空中运作，这是前所未有的。”

高速存储是一个切换的问题，而不是存储的问题。“所有这种类型的方案的难点主要在于大量相关元件之间切换的方法，”戈德斯坦曾给海军研究办公室的米娜·里斯（Mina Rees）写信说，“存储器问题的症结不在于开发廉价存储元件，而在于要开发令人满意的开关。”威廉姆斯管存储器的优点并不是能将切换问题解决得更好，而是它最先解决这个问题。威廉姆斯管存储器正是通过电子束的偏转实现切换功能，而非移动部件。

“选数管通过管理开门电路解决存储器位置，而不是像一根电子水管那样，将电子束导向某一个地方，”按照珞佳门的话说，“就是选数管提供了一个‘矩阵’数字控制，确保它一定能选到理想的位置，而与电子束的模拟偏转所做出的不定选择不同。”不仅开关是全数字化的，输出也是全数字化的，并且不需要模拟数字“鉴别器”来区分0和1。正如弗兰克·格伦伯格尔所说：“在选数管中，存储器中的特定位置是通过数字（而不是模拟）手段选择的，输出信号比威廉姆斯管中的大1000倍。”选数管是同时解决存储器问题和切换问题的一个方案，也是MANIAC的逻辑架构非常适应固态内存的原因。MANIAC正是围绕选数管设计的，而且这在后续开发的计算机中得到延续。

有的失败是由于缺乏远见，有的失败则是因为想得太多。“这些想法如此壮美、如此优雅，珞佳门总是想把它（存储矩阵）推向更多的地方，但是他当时受到了技术的限制，”毕格罗说，同时也解释了美国无线电公司延误的原因，“他在电子光学方面的天赋实在太高，以致无法正视这样的事实：如果他破旧立新，创造出更为适合的东西，并由此扩大规模，他会好得多。”

选数管错过了它的机会。一旦毕格罗和波默林知道如何将便宜、现成的示波管转换成随机存取存储器，他们就无法抗拒这样做的挑战。美国无线电公司由于被电视分心，从未重视过选数管，并没有给予珞佳门所需的资源，促使其成功。珞佳门很大程度上是在独立研究。麻省理工学院的旋风（Whirlwind）工程小组正在为防空开发数字计算机。毕格罗指出：“他们单单在存储管上就花了约2500万美元，接近我们整个项目花费的10倍。”

“代码错误，机器无罪”

随着威廉姆斯管存储器开始工作，计算机的最终物理形式逐渐确定。MANIAC异常简洁。毕格罗承认，“它显得非常简洁，方便维护”，他主要负责MANIAC的物理设计。组件之间的最小连接路径是通过它在底盘中的卷积实现的，就像大脑皮层折叠成脑壳的形状。1947年，大多数电子设备都根据二维进行布置，组件放在平底盘上面，线路在下面。今天，大多数电路板、集成电路和机架式设备的布局也是如此。与此相反，毕格罗采取三维方法用于组件的布局和互连，以及密集真空管阵列的布线和散热。“所有这些线的附近没有任何金属，它们裸露在外面，这都是朱利安的设计，”威利斯·韦尔说，“那个凹形底盘，你可以点对点进行连线，将导线降至最短——这些都是他的想法。”

“不幸的是，真空管中有发热器，向发热器提供电流的电线总是令人生厌，”詹姆斯·波默林解释说，“它们总是碍事，但是与计算机的逻辑功能却毫无关系。”毕格罗的机械师轧出厚规格的铜薄板叠片，并用绝缘纤维板夹着单根条带，从而使得所有的发热器电流传导通过这些条带。“这样一来，发热器接通电源，就不会有任何电线造成妨碍，也使得建造机器的难度显著降低。”波默林说。除了让计算机的核心部分组件密度更高，这种处理还能将电子噪声降到最低，并改进冷却流。

MANIAC类似于装有涡轮增压器的V-40发动机，大约1.8米高、0.6米宽、2.4米长。计算机本身采用铝质框架，重量只有454千克，在它的时代相当于一个微处理器。曲轴箱每侧都有20个“汽缸”，每个“汽缸”都包含一个1024比特的内存管，以代替活塞。40个“汽缸”呈45度角向上倾斜，平行放置成两排。每个“汽缸”分别包含一个直径为13厘米的5CP1A示波管，它的管颈细长，一直向下伸入曲轴箱，它的荧光屏向上朝着“汽缸”顶部。

计算机的主机用螺栓固定在曲轴箱下部的上方，类似一个很高的发动机缸体（配备顶置气门），它包含存储寄存器、累加器、算术寄存器以及中央控制。“进气阀”向计算机注入数据，“排气阀”输出结果。大型鼓风机以每分钟127立方米的速度将冷空气送入发动机的底部，而类似于涡轮增压器的20个小型鼓风机则通过顶部管道排出余热。起初，冷空气向下穿过计算机的核心部分，再从地板排出；后来替换成了今天的数据中心所使用的做法，整个机房借助外部的空调组进行冷却，热量由上部排出。据1953年报道：“机器主体消耗的总功率约为19.5千瓦。其中，约9千瓦为直流电源的损耗，其余10.5千瓦由发热器、变压器和鼓风机消耗。”

原来的空调单元估计制冷量为7.5吨，后来其容量增长了一倍，达到15吨。这意味着，空调系统满负荷运行（约50千瓦）并足额供应冷水，一天约能制造15吨冰。这个制冷机组由约克制冷公司（York Refrigeration）制造，工程师为它起了个绰号“约克”，它经常出问题。每天生产15吨冰的能力，意味着制冷线圈在大约40分钟内，就要将新泽西州夏季炎热的空气中的水分急速冷冻成冰。

1954年9月23日，晚上8：55，这台机器日志中的条目显示：“冰箱完全被厚厚的冰块堵死了。”晚上9：10，下一个条目显示：“现在‘约克’完全不能工作了，35安的保险丝烧断了。为冰箱出冰的同时，要替换保险丝，并启动‘约克’。当时，‘约克’工作效果不佳，要直流电来帮忙。”最后一个条目显示：“计算机的主直流电源已经关闭，希望借此将核心部分的温度降低至重启的安全温度。”如果只能够单独运行空调或计算机，而不是同时，那么作用就不大。“约克”严重依赖交流电，往往有可能在最糟糕的时候引发威廉姆斯管的错误。1954年10月22日，机器日志显示：“所有复制失败都发生在不稳定时期，都发生在‘约克’的部分。”当天晚上7：38，气候模型领域的先驱诺曼·菲利普斯（Norman Phillips）写道：“关闭。”“这是因为‘约克’出问题了。”赫迪·塞尔伯格（Hedi Selberg）补充道。1954年11月2日，尼尔斯·巴里塞利写道：“出错的前几秒，‘约克’导致灯光暗淡。”

工程师们所面临的考验是要让所有这些不相干的组件协同工作，不仅如此，还要与编码指令相契合，正是后者赋予了计算机生命。“为这台机器制定计划需要非凡的远见和独立的严谨性，”1947年，冯·诺依曼曾向罗杰·雷维尔解释说，“就像为了能够让一个有20名计算员组成的小组（可靠却缺乏积极性）根据详尽却严格的指令独立工作一年，也需要这些品质，因为在这个过程中会发生各种可能的突发情况。”

计算机停下来，是因为电子束偏转中的噪声，还是因为指定存储地址中1比特的换位呢？1953年2月，运行一次爆炸波的计算所显示的第一个条目是：“机器违规还是人违规呢？”答案是：“我希望发现代码错误！”

1953年3月4日，巴里塞利承认：“代码错误，机器无罪。”1953年5月7日晚上11：00的记录显示：“有什么用呢？晚安！”1953年6月14日，一位气象学家写道：“该死的！我能像这台机器一样顽固。我永远也不会知道为什么有时要加载这些代码两次，才能让它们运行，而它们通常要到第二次才能运行。”

所有计算都运行两次，并且仅当两次运行产生的结果相同时才可以。1953年7月10日，一名工程师问道：“现在，我已经有了两次重复的结果，假设其中一个正确，我怎么能知道哪个结果是正确的呢？”下一个日志条目显示：“现在是第三次输出不同的结果。”“我知道，我被耍了。”1953年7月15日，有人一直从凌晨2：09到5：18都在运行氢弹的代码，“要是这台机器稍微协调一点就好了”。

1956年6月17日的最后一个条目显示：“让它见鬼去吧！”时值午夜刚过13分钟。其中还提到主控制被关闭了。“M/C出错（错得离谱）。”研究人员夜以继日奋战了数年才将这些问题梳理清楚，但总的趋势是硬件变得更加可靠且故障更少；与此同时，代码变得更加复杂、更容易出错。1957年3月6日的日志条目显示：“M/C很好。一切都是代码的问题。”而在此一个月前，冯·诺依曼去世了。

生产一台机器是我们的使命

不管伯克斯、戈德斯坦和冯·诺依曼的思路来源是什么，毋庸置疑，MANIAC的逻辑架构是他们合作的成果。它的物理实现无可争议是毕格罗的成果，它的电子设计则主要是毕格罗、波默林、罗森伯格、斯卢茨和韦尔团队合作的成果。戈德斯坦把工程工作留给别人，不过他自己也曾经用配件组装了一台电视机。“至少，这让他了解到一些组装电子机电设备相关的知识，”鲁比诺夫说，“同时，他也能对触发电路和开关电路等起到的效果形成一定的认识。”

但是，罗森伯格与毕格罗在电路设计方面存在很大的分歧。他说：“白天我按照他的吩咐做事，晚上回来后，再准确地诊断和解决问题。”波默林更为老练。他承认：“我想我必须在不同寻常却极其有效的机械设计上，给予他几乎100%的信任。”他把机器的三维设计、V-40布局归功于毕格罗。1951年，他取代了毕格罗成为总工程师。

“朱利安萌生想法，拉尔夫·斯卢茨会让这些想法稍加具体化，然后我和詹姆斯·波默林就会尝试让电子发挥它们的作用，”威利斯·韦尔说，“比起工程师来，他更像是物理学家和理论家……按照现在的说法，你会说：朱利安是这台机器的设计师。”

韦尔又补充道：“朱利安思考的速度，以及朱利安将这些想法融合的速度就是这个项目的进展速度。”1951年，毕格罗荣获古根海姆学者奖（Guggenheim Fellowship），休假一年。“赫尔曼·戈德斯坦认为（也许冯·诺依曼也这么看），与朱利安相关的一些事情恰恰会阻碍他精确地完成这台机器；他或许能完成99.9%的工作，但他永远也无法完成最后的0.1%，”波默林说，“不过话又说回来，这时他恰巧迎来了古根海姆学者奖，他们很乐意让我担任总工程师，把这件事做完。”

“朱利安的问题在于，他是一位思想家。”阿特勒·塞尔伯格（Atle Selberg）说。1950年9月29日，他的妻子赫迪被冯·诺依曼聘用，之后一直为计算机项目工作，直到1958年项目结束。他继续说道：“当其他人认为事情已经结束后，他还是不能放下。他总是想要面面俱到。”

“我明白他说的是什么，”韦尔就毕格罗的完美主义倾向进行评论，“但我认为事实恰恰是，如果不那样，那台该死的机器也许就不能工作。见鬼！我们是要让2000根真空管运作起来啊！而且要确保可靠，那种尽善尽美的程度是一种积极的品质。”

“我觉得一部分麻烦是，在让某些东西运行起来之前，他一直都在追求完美，”莫里斯·鲁比诺夫说，“你永远无法分辨，他这样做是因为追求完美，还是出于对可靠性的考虑。此前，从来没有人有勇气去尝试让一台机器如此高速地运转。组装一台机器并发现它每隔三秒钟就会中断，那么对你而言，它的作用并不大。”

毕格罗表示同意。他解释说：“除非各个阶段的基本电路完善，各司其职且不受下一级状态的影响，否则就无法制造40倍并行机。它运行一个兆周就得花数百个小时。你不能靠碰运气。”

据毕格罗称，尽管40倍的并行架构有所不同，但它是从纯粹的串行图灵机直接发展而来的。毕格罗说：“图灵机听起来不怎么像今天的现代计算机，但尽管如此，它确实是最初的思想。如果你建造一个设备，这个设备以特定的方式遵守某些明确的规则，你能评判它支持或不支持的各种计算或智力过程吗？”毕格罗和冯·诺依曼对哥德尔和图灵的工作意义进行了长时间的讨论。“冯·诺依曼非常深刻地理解这一点，”毕格罗证实说，“所以，审视ENIAC或者早期一些结构非常僵化的机器时，他比任何人都清醒地看到，这只是第一步，之后还会有很大的进步。”

毕格罗说，“冯·诺依曼的贡献是带来了这样不可动摇的信心：‘干吧，其他都没什么大不了的，让它以这样的速度和性能运行，其余的只是一大堆废话。’实际上，正是基于那种信念，我们凭着6个人和一份预算说干就干”。冯·诺依曼的做法是把少数几位工程师引入数学家的地盘，这使得这个项目摆脱了来自工程师方面的任何制约，因为一个既定的工程师团队会对如何建造计算机抱有预先存在的想法。“我们是传教士，”毕格罗说，“我们的使命是生产一台机器，它会展示高速计算的效用。”

1976年，毕格罗总结道：“一长串不可能的偶然事件的发生，让我们参与其中。我们大多拥有着朴素的愿望，都勤奋工作、无私奉献。因为我们当时相信并且知道，这件事只发生在少数的地方，能参与其中是我们的幸运。我们之所以肯定，是因为冯·诺依曼清除了我们思想中的蜘蛛网，再没有人能做到这一点。计算能力的浪潮即将爆发，它淹没科学和其他许多领域的一切事物，世界将为之一新。”