Cỗ máy 2.000 năm tuổi của Trung Quốc được xem là 'máy tính' sớm nhất thế giới

Theo Hiệp hội Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (CAST), chiếc máy tính sớm nhất thế giới không phải do ông Charles Babbage chế tạo vào thế kỷ 19, mà đã xuất hiện từ hơn hai thiên niên kỷ trước, dưới thời Tây Hán. Thiết bị này có tên là ti hua ji – một loại khung cửi hoa văn dùng để dệt lụa theo các mẫu cố định – và chỉ được phát hiện một cách tình cờ cách đây hơn một thập kỷ.

Theo định nghĩa, máy tính là bất kỳ thiết bị nào có thể tiếp nhận chỉ dẫn, thực thi một chương trình và cho ra kết quả. Điều này có thể phục vụ cho các phép tính phức tạp hoặc tự động hóa việc thực hiện những nhiệm vụ nhất định.

Ngày nay, khái niệm “chương trình” thường được hiểu là phần mềm, nhưng trong lịch sử, chương trình cũng có thể tồn tại dưới dạng các thẻ hoa văn – điều mà những “lập trình viên” sơ khai trong buổi đầu của kỷ nguyên máy tính hiện đại từng sử dụng.

Với tư cách là tổ chức khoa học chính thức lớn nhất của Trung Quốc, tuyên bố của CAST về “máy tính sớm nhất thế giới” mang ý nghĩa đặc biệt. Nó xuất hiện trong bối cảnh Trung Quốc đang cạnh tranh vị trí dẫn đầu toàn cầu ở hàng loạt lĩnh vực công nghệ, từ viễn thông, trí tuệ nhân tạo (AI), siêu máy tính cho đến hàng không vũ trụ.

Ti hua ji là gì?

Ti hua ji là một cỗ máy tinh vi dùng để dệt lụa theo các hoa văn cố định. Được chế tạo vào khoảng năm 150 trước Công nguyên, thiết bị này ra đời từ rất lâu trước các khung cửi phương Tây và đã giúp các nghệ nhân tạo ra những hoa văn khác nhau thông qua cơ giới hóa từ hơn 2.000 năm trước.

Vải được dệt từ hai hệ sợi: sợi dọc và sợi ngang. Để tạo hoa văn, thợ dệt phải nâng các sợi dọc ở những vị trí nhất định để con thoi có thể luồn sợi ngang nhiều màu sắc qua đó.

Công đoạn này làm tăng đáng kể khối lượng công việc thủ công, nhưng sự trỗi dậy của Trung Quốc như một trung tâm sản xuất lụa hàng đầu thế giới có lẽ phần lớn nhờ vào quá trình cơ giới hóa mà ti hua ji mang lại.

Cỗ máy này sử dụng tới 10.470 sợi dọc và có thể được điều khiển bằng 86 “miếng vá” lập trình. Sau khi được lập trình, máy có khả năng vận hành đồng thời tới 100 thiết bị với độ chính xác gần như tuyệt đối.

Ti hua ji có thể được so sánh với máy tính nhị phân hiện đại, bởi nó sử dụng các thẻ hoa văn vật lý để mã hóa những mẫu cần tạo ra. Trên các thẻ này, một sợi dọc được nâng lên có thể đại diện cho giá trị nhị phân 1, còn sợi dọc hạ xuống tương ứng với 0.

Phát hiện tình cờ

Lụa Trung Quốc từ lâu đã là mặt hàng xa xỉ trên toàn cầu. Điều này thường được lý giải bởi chất lượng vượt trội trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, các sản phẩm lụa cũng có thể trở nên phổ biến nhờ nguồn cung lớn hơn, đến từ khả năng dệt chính xác bằng cơ giới hóa với ti hua ji. Dẫu vậy, mốc thời gian cụ thể của quá trình phát triển dệt cơ giới ở Trung Quốc từng không rõ ràng.

Chỉ đến năm 2012, một phát hiện tình cờ mới giúp các nhà khảo cổ làm sáng tỏ vấn đề. Trong quá trình xây dựng một tuyến tàu điện ngầm ở Thành Đô, một ngôi mộ thời Tây Hán đã được phát hiện tại khu vực núi La Quan. Khi khai quật, các nhà khảo cổ tìm thấy bốn mô hình khung cửi được bảo quản rất tốt, kèm theo dấu vết của các sợi lụa.

Các chuyên gia dệt may sau đó xác định đây là những khung cửi hoa văn cổ xưa nhất từng được tìm thấy trên thế giới. Công việc tiếp theo là phục dựng lại khung cửi và nghiên cứu cơ chế hoạt động của nó.

Theo CAST, các khung cửi này sử dụng những “sách mẫu” – thực chất là các bản thiết kế có thể lập trình. Trình tự vật lý để tạo hoa văn trước hết được các nghệ nhân lập trình bằng sợi hoặc thanh tre. Sau đó, thợ dệt chỉ việc tuần tự chuyển qua các mẫu để hoàn thiện tấm vải cuối cùng.

Theo IE

Huyền Chi