最早的程式設計師，原來是織女？！

每年都會有幾部宮廷劇吸引大家的眼球，除了跌宕起伏的劇情外，人物穿著的華美衣服也會成為大家津津樂道的話題。你也許會疑惑，這些美麗的布匹，都是怎麼做出來的呢？

《延禧攻略》當中的華服引發觀眾的熱議

其實這些織物看似複雜，歸根到底也只是由垂直方向的經線和水平方向的緯線交織而成。想知道織布機是如何實現這一功能的，我們就要從它的結構開始瞭解。

梭織布料的原理。圖片來源：sinofiber。org

織機以投梭的形式，將紗線透過經、緯向（面料長度方向為經線，面料寬度方向為緯線）的上下交替疊壓，構成梭織織物。

但是僅憑經緯線的交織，古人是如何製造出下圖這些複雜的圖案呢？

花本技術

古人發明了花本技術，實現了提花技術中最難掌握的一步，也就是把預想的圖案重現在織物上。

花本就是“挑花結本”的合稱。所謂的挑花，是在圖案紙樣上畫若干方格，分成若干區，計算好每一區的經緯線數，算計分寸。

然後用一竹片鉤子，挑起代表經線的絲線腳子線，引入代表緯線的棉線耳子線。

再按照我國最古老的結繩記事的方法，分數量編結好線團，即結本。

使成千上萬根經線有規律地互動上下提綜，幾十種緯線有次序地橫穿排列，按照設計好的圖案，編成一整套花紋記憶儲存程式。這時花本就結好了，可以上機來織造。

二進位制的資訊

這個看似平凡無奇的花本，其實已經利用了非常超前的“二進位制”的思想。

二進位制是計算技術中廣泛採用的一種數制，資料只用0和1兩個數碼來表示。它的基數為2，進位規則是“逢二進一”，借位規則是“借一當二”。因為它只使用0、1兩個數字，非常簡單方便，易於用電子方式實現。

如果我們把提花機花本的經緯線的上下交疊關係，翻譯成兩種程式碼。比如：

經線在緯線上，用1代表；

緯線在經線上，用0代表；

那麼，整幅織物的圖案，就會變成一副只有兩個數字的二進位制字元圖。

提花機織造時，挽花工就是將編好的花本程式翻譯成具體經緯線上下壓疊關係，用衢（qú）線牽引經絲開口，以便織工穿梭織造。

提花機的提花花本工藝思想的改進，促進了織物基本組織的複雜化與多樣化，為織物帶來更多創造性空間，並且具有重要的資訊儲存功能。

神奇的提花機

花本式提花機（即束綜提花機）代表了我國古代織造技術最高成就。它出現於東漢，因其中一個形似高樓的豎綜裝置，所以也被稱做大花樓提花機。它用線制花本貯存提花程式，再用衢（qú）線牽引經絲開口。

織造時，上下兩人配合，坐在三尺高花樓上的為挽花工，他口中唱著按花本程式編成的口訣，同時用手提拉花束綜。坐在下面的織工則協同動作，一來一往穿梭打緯，一行行為織物織造出紋飾。

挽花工提拉豎綜，就像是敲擊電腦鍵盤；坐在下面的織工投梭織造，織出的織物就像電腦顯示屏。工藝後經兩晉南北朝隋唐時期的改進，到了宋代更為完善，並經絲綢之路傳入西方。

計算機的雛形

1801 年，法國人賈卡（Jacquard）在中國束綜提花機的基礎上，發明了新一代提花機，將能夠儲存資訊和傳輸資訊的花本，發展簡化成一種革命性的裝置——穿孔提花紋板，利用預先打孔的卡片來控制織物的編織式樣，速度比老式手工提花機快了25倍，就好比從腳踏車到汽車的飛躍。而他本人的名字在英文中也被賦予了“提花”的釋義。

這種有孔紙板，不止顛覆了傳統絲織業，更為人類打開了一扇資訊控制的大門，啟發了電報訊號的傳送原理（也是早期計算機的雛形）。

20世紀40年代迎來了計算機的時代，IBM公司開始製造計算機。這時候的計算機沒有放棄類似於賈卡提花機上的那種打孔卡片，還在利用它程式設計。直到20世紀80年代後期，打孔卡片最終被電子媒介——磁帶和光碟所取代。

因此我們可以這樣說，中國古代發明的提花機對世界近代電子資訊科技史的發展影響巨大。

誰能想到，我們現在視為尖端科技的計算機，竟與織布機血脈相連。也許，當你使用計算機的時候，本質上也是在以光速做著編織工作，而歷史上那些擺弄織機的勤勞的女性，可能是世界上最早的一批程式設計師。

本文由中國科技館“華夏科技學堂”與果殼少年聯合推出。