Quật mộ tìm thấy cỗ máy bí ẩn 2.000 năm tuổi, giới khoa học Trung Quốc thốt lên: "Thứ này không thể là thật"

Chiếc máy tính 2.000 năm tuổi

Về cốt lõi, máy tính là một thiết bị xử lý đầu vào - đầu ra: nó tiếp nhận mệnh lệnh, thực thi các chương trình, tự động thực hiện các phép tính và đưa ra kết quả.

Theo định nghĩa căn bản này, chiếc máy dệt hoa (ti hua ji) cổ đại của Trung Quốc – có niên đại hơn hai thiên niên kỷ từ thời Tây Hán – hoàn toàn có thể được công nhận là chiếc máy tính sớm nhất thế giới, theo nhận định của Hiệp hội Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (CAST).

Được khai quật vào năm 2012 từ một ngôi mộ có niên đại khoảng năm 150 trước Công nguyên tại Thành Đô, cỗ máy dệt lụa tinh xảo này đã sử dụng phương thức tính toán có thể lập trình. 

"Chương trình" của nó tồn tại dưới dạng các thẻ mẫu vật lý – phiên bản cổ xưa của phần mềm – dùng để điều khiển việc nâng từng sợi dọc theo một thiết kế đã được cài đặt sẵn.

Một sợi dọc được nâng lên đại diện cho số 1, trong khi sợi hạ xuống đại diện cho số 0.

Trong một video đăng tải trên mạng xã hội vào ngày 27 tháng 12, CAST khẳng định đây là "phần cứng máy tính" cổ nhất thế giới từng được biết đến, đi kèm với đó là "phần mềm" tương ứng – chính là chương trình vận hành máy dệt hoa.

CAST là tổ chức khoa học chính thức lớn nhất tại Trung Quốc. Việc tổ chức này tham gia vào cuộc tranh luận toàn cầu về việc ai là người phát minh ra chiếc máy tính đầu tiên, cũng như công khai xác nhận khung dệt Thành Đô là phần cứng máy tính sơ khai, cho thấy một động thái mạnh mẽ nhằm viết lại lịch sử công nghệ từ góc nhìn phi phương Tây.

Qua nhiều thế hệ, quan điểm phổ biến vẫn cho rằng khoa học và máy tính bắt nguồn từ châu Âu. Tuy nhiên, khi Trung Quốc đang trở lại vị trí dẫn đầu về công nghệ toàn cầu – từ mạng di động thế hệ thứ năm (5G), trí tuệ nhân tạo (AI) đến robot – người dân nước này đang khôi phục lại một di sản bị lãng quên: các nghệ nhân Trung Hoa đã nắm vững những nguyên lý về khả năng lập trình, tự động hóa và mã hóa thông tin từ hơn 2.000 năm trước.

Phép màu tinh xảo của người xưa

Cỗ máy tại Thành Đô sử dụng 10.470 sợi dọc được điều khiển bởi 86 miếng "lập trình" màu nâu, kiểm soát hơn 9,6 triệu điểm giao nhau với các sợi ngang. Một khi đã được lập trình, nó có thể vận hành đồng thời trên 100 thiết bị, tạo ra kết quả là những hoa văn lụa dệt tinh xảo với độ chính xác tuyệt đối.

Trước khi máy dệt hoa ra đời, các hoa văn trên vải dệt phải được tạo ra hoàn toàn thủ công.

Tất cả các loại vải lụa đều được dệt từ sự đan xen của sợi dọc và sợi ngang. Để tạo ra hoa văn theo thiết kế sẵn, người thợ dệt phải cẩn thận nâng các sợi dọc cụ thể tại những vị trí chính xác, cho phép con thoi mang sợi ngang khác màu luồn qua.

Quá trình này làm tăng khối lượng công việc lên đáng kể. Trung Quốc đã sớm giải quyết thách thức này thông qua cơ giới hóa, điều giúp họ trở thành trung tâm sản xuất lụa của thế giới. Tuy nhiên, mốc thời gian chính xác của sự phát triển này vẫn chưa rõ ràng trong suốt nhiều thế kỷ.

Vào tháng 12 năm 2012, trong quá trình xây dựng tuyến tàu điện ngầm số 3 tại Thành Đô, một ngôi mộ thời Tây Hán đã được phát hiện tại khu vực núi Laoguan (Lão Quan Sơn).

Đội khảo cổ Thành Đô đã nhanh chóng tiến hành một cuộc khai quật cứu hộ, và kết quả bất ngờ đã giải mã được bí ẩn lịch sử này. Trong quá trình khai quật Mộ số 2, các nhà khảo cổ đã tìm thấy bốn mô hình khung dệt nằm trong lớp trầm tích dưới đáy của gian phòng phía bắc.

Được bảo quản tốt và có cấu trúc phức tạp, với dấu vết của sợi lụa và thuốc nhuộm còn sót lại trên các bộ phận, những mô hình này đã được các chuyên gia dệt may xác định là những chiếc máy dệt hoa hoàn chỉnh sớm nhất từng được biết đến, không chỉ ở Trung Quốc mà trên toàn thế giới.

Phát hiện này đã được bình chọn là một trong 10 Khám phá Khảo cổ hàng đầu của Trung Quốc năm 2013. Thông qua nghiên cứu khảo cổ học, Trung Quốc sau đó đã phục dựng lại chiếc máy dệt tự động này và làm sáng tỏ nguyên lý hoạt động của nó.

Nguyên lý nhị phân

Chiếc máy dệt hoa tự động này vận hành thông qua một "sách mẫu" – một bản mẫu thiết kế được lập trình tương tự như các thẻ đục lỗ (punch cards) hiện đại.

Người thợ thủ công trước tiên sẽ chuyển ngữ một mẫu thiết kế sang một chuỗi vật lý sử dụng các sợi dây hoặc thanh tre, một quy trình giống như "lập trình" cho máy dệt.

Trong quá trình dệt, người thợ (hoặc một cơ chế tự động) sẽ chạy chu trình theo chuỗi mẫu này. Mỗi nút thắt đóng vai trò như một mệnh lệnh, kiểm soát chính xác sợi dọc nào cần được nâng lên, từ đó hiển thị thiết kế đã định trước thông qua sự đan xen giữa sợi dọc và sợi ngang.

Ngoài những hoa văn tinh xảo mà nó tạo ra, tư duy khoa học ẩn chứa trong chiếc máy dệt hoa này còn đáng kinh ngạc hơn thế.

Nếu hoạt động của máy dệt được biểu diễn bằng mã – trong đó sợi dọc được nâng lên (nằm trên sợi ngang) ký hiệu là 1 và sợi hạ xuống ký hiệu là 0 – toàn bộ hoa văn trên vải sẽ chuyển thành một chuỗi các số 0 và 1. Điều này phản ánh nguyên lý nhị phân, nền tảng của công nghệ máy tính hiện đại.

Đáng chú ý, phương pháp lập trình cho mô hình máy dệt trong mộ Hán ở Laoguan không phải là duy nhất; nó sử dụng ít nhất hai kỹ thuật riêng biệt – khung trượt và cần nối – mỗi kỹ thuật tạo ra những kiểu hoa văn khác nhau.

Sau đó, công nghệ máy dệt hoa của Trung Quốc đã lan truyền sang phương Tây dọc theo Con đường Tơ lụa. Các thương nhân Ba Tư đã giới thiệu nó đến phương Tây vào thế kỷ thứ 6. Đến thế kỷ 12, các xưởng dệt lụa sử dụng máy dệt kiểu Trung Quốc đã xuất hiện tại các thành phố như Lucca và Venice của Ý.

Năm 1805, thợ thủ công người Pháp Joseph Marie Jacquard đã tạo ra một máy dệt hoa văn tự động được điều khiển bằng các thẻ đục lỗ và kim, từ đó ra đời cái tên "máy dệt Jacquard" ở phương Tây.

Karl Marx đã ghi nhận trong bộ Tư bản rằng "trước khi phát minh ra động cơ hơi nước, máy dệt Jacquard là cỗ máy phức tạp nhất," và các khái niệm tự động hóa của nó đã cung cấp nguồn cảm hứng then chốt cho Cách mạng Công nghiệp Châu Âu.

Vào thế kỷ 19, các thẻ đục lỗ của máy dệt hoa tự động cũng đã truyền cảm hứng cho các phương pháp lập trình của những chiếc máy tính sơ khai.

"Máy dệt hoa không đơn thuần là một công cụ dệt may, mà là sự kết tinh của tư duy lập trình và trí tuệ cơ khí cổ đại," ông Wang Yusheng, nguyên giám đốc Bảo tàng Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, nhận định trong một bài viết tháng 2 năm 2025 trên tạp chí China Science Communication.

"Nó đã đưa lụa Trung Quốc trở thành một mặt hàng xa xỉ toàn cầu, định hình bản sắc văn hóa của 'Xứ sở Tơ lụa', đồng thời logic công nghệ của nó đã ảnh hưởng sâu sắc đến các nguyên lý nền tảng của công nghệ thông tin hiện đại."

Năm 1946, một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực máy tính đã đạt được với sự hoàn thiện của chiếc máy tính điện tử đa năng đầu tiên trên thế giới, ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), bởi một nhóm nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania.

Một thành viên nòng cốt của nhóm đó là Zhu Chuanju, người được ghi nhận có công thiết kế các phần cấu trúc logic của máy tính. Công trình của ông đã ứng dụng các khái niệm nhị phân và lập trình, những khái niệm mà một số học giả đã truy nguyên về các phát kiến cổ đại của Trung Quốc như máy dệt hoa và triết lý lấy cảm hứng từ hệ nhị phân trong "Kinh Dịch".