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《创新者》:第七章 互联网 {#c38d .graf .graf—h3 .graf—leading .graf—title name=“c38d”}
(沃尔特·艾萨克森) {#f7b8 .graf .graf—h4 .graf-after—h3 .graf—subtitle name=“f7b8”}
万尼瓦尔·布什的”三角论” {#6349 .graf .graf—h4 .graf-after—h4 name=“6349”}
创新常常带有创新机构的印记。从这个角度来看,互联网的创新历程特别有趣,因为它是由军队、大学和私营企业三方共同缔造的。更有意思的是,这不是一个三方各自为政的松散联盟,而是一个稳固的共同体。在第二次世界大战期间和战后,这三大集团结成了牢固的铁三角,即军队------企业------学术复合体。
对该复合体的缔结贡献最大的人当属万尼瓦尔·布什{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://zh.wikipedia.org/wiki/万尼瓦尔·布什” rel=“noopener” target=“_blank”}(Vannevar Bush),他是麻省理工学院一名教授,1931年,他发明了作为模拟计算机雏形的微分分析机,我们在第二章中有相关叙述。布什是从事这项任务的理想人选,因为他是跨越军、企、学三大阵营的明星。他在麻省理工学院担任工程学院院长,是电子公司雷神(Raytheon)的创始人,还在”二战”期间担任过美国军事科学机构首脑。麻省理工学院前校长杰尔姆·威斯纳(Jerome Wiesner{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Jerome_Wiesner” rel=“noopener” target=“_blank”})后来表示:“没有任何一个美国人对科技发展的影响能超越万尼瓦尔·布什。“他还称:“布什最重要的创新是,他不是去建大型政府实验室,而是推动政府与大学和企业实验室订立合同。”
布什1890年出生在波士顿附近,他父亲最初是一名厨师,后来成为一位牧师。布什的祖父和外祖父都是捕鲸船船长,家庭环境在他的个性中注入了一种粗犷直率的风格,把他造就成为一名果断的管理者和富有魅力的经营者。和许多成功的科技业领袖一样,他既是产品制造方面的专家,又善于果断决策。他曾说:“我的祖辈都在海轮上当船长,他们有一种当机立断的行事风格。这种风格也对我产生了影响,让我在出任管理者时表现出一些类似倾向。”
另外,和许多出色的科技界领袖一样,他也是从小对人文和科学都抱有浓厚的兴趣。他能大段大段地引用吉卜林(Kipling{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Rudyard_Kipling” rel=“noopener” target=“_blank”})和奥马尔·海亚姆(Omar Khayyam{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Omar_Khayyam” rel=“noopener” target=“_blank”})的作品,会吹长笛,热爱交响乐,还爱读哲学书。他家也有一个位于地下室的工作间,他会在里面制作小船和机械玩偶。《时代》杂志后来用那种别家媒体模仿不来的老派风格报道称:“纤瘦、机智、风趣的布什是个北方人,和很多美国男孩一样,他对科学的热爱也是源自小时候酷爱摆弄的小玩意儿。”
布什长大后进入塔夫茨大学就读,大学期间,他曾利用业余时间制作了一台测绘仪。这台测绘仪利用两个自行车车轮和一个钟摆来记录一片区域的周长并计算其面积,所以这相当于一个做积分运算的模拟设备。他的测绘仪获得了专利,成为他一生所获49项专利中的头一项。还在塔夫茨读书的时候,布什和自己的室友就开始与一批小公司洽谈生意了,毕业后,他们就创立了雷神,这家公司后来发展成为一家庞大的国防承包商和电子公司。
布什拥有麻省理工学院和哈佛大学联合授予的电气工程博士学位,后来成为麻省理工工程学院教授和院长,在这里,他发明了微分分析机。在科学和工程领域都无甚建树的20世纪30年代中期,布什为提高科学和工程在社会中的地位倾注了极大的热忱。当时电视机还不是消费品,而最引人注目的新发明就是1939年纽约世界博览会上的一只米老鼠手表和一个吉列安全剃刀。“二战”的来临改变了这种波澜不惊的局面,“二战”引爆了一轮新技术冲击波,而引领这轮浪潮的便是万尼瓦尔·布什。
由于担心美国军队在技术上落后于人,布什动员哈佛大学校长詹姆斯·布莱恩特·科南特{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://zh.wikipedia.org/wiki/詹姆斯·布莱恩特·科南特” rel=“noopener” target=“_blank”}(James Bryant Conant)和其他科学界领袖一同说服富兰克林·罗斯福总统先后设立了美国国防研究委员会和美军科技研究和发展局,这两家机构都由他担任领导。总是嘴叼烟斗、手拿铅笔的布什曾负责监督以制造原子弹为目标的曼哈顿计划以及一批雷达和防空系统开发项目。1944年的一期《时代》杂志在封面{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“http://content.time.com/time/covers/0,16641,19440403,00.html” rel=“noopener” target=“_blank”}上称他为”物理学将军(The General of Physics)“。该杂志在报道中写道,布什用拳头猛击了一下办公桌,吼道:“要是我们10年前稍微重视一下军事技术,这该死的仗十有八九就打不起来了。”
布什热情诚恳的个性使他那种干练务实的风格不显得过于犀利,作为领导者,他虽然强硬,但也不失可爱。有一次,一群对官僚问题感到厌倦的军事科学家走进他的办公室提出辞职。布什弄不清楚他们到底遇到了什么麻烦。他回忆说:“于是我就对他们说:‘战争期间不能辞职。你们这些家伙都给我滚出去,回去工作,我会调查这个问题的。‘“他们只好服从。麻省理工学院的威斯纳后来这样说:“他是一个很有主见的人,他会有力地表达和施行自己的主张,但他对自然的神秘抱有敬畏,对人的弱点抱有温暖的宽容之心,对待变化也十分开明。”
“二战”结束后,布什于1945年7月应罗斯福要求撰写了一份报告(这份报告最终递交给了哈里·杜鲁门总统),呼吁政府与大学和企业展开合作,出资支持基础科学研究项目。布什为这份报告选择了一个富有感召力的典型美式标题:“科学:没有止境的前沿{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://book.douban.com/subject/1186023/” rel=“noopener” target=“_blank”}(Science, the Endless Frontier)“。那些威胁要取消未来创新所需研究资金的政客们都应该重读一下布什的引言。布什写道:“基础研究能带来新知识,为我们提供科学资本,创造出知识的实际运用所必需的资金。”
布什有关基础研究如何为实用发明提供”种子基金”的描述被称为”创新的线性模型”。尽管后来有许多科学史家批评该线性模型忽视了理论研究和实际应用之间复杂的互动,但这种说法通俗易懂,而且其中也蕴含着真理。布什写道,战争”清楚无疑地”揭示出,基础科学(其任务是探索核物理、激光、计算机科学和雷达的基本原理)“对国家安全绝对具有至关重要的意义”。他还表示,基础科学对美国的经济安全也至关重要。“新产品和新流程并不是从一开始就完全成熟的。它们建立在新原理和新概念之上,而这些原理和概念又是纯科学领域的科学家们艰苦研究的产物。一个在基础科学新知识上依赖别国的国家工业发展会比较缓慢,在世界贸易竞争中也会处于劣势”。到了报告结尾,布什上升到诗意的高度,热情赞颂着基础科学研究带来的实际回报:“当我们把科学进步付诸实践,就意味着更多的就业岗位,更高的薪酬,更短的工作时间,更好的收成和更多的闲暇,我们可以用这些闲暇时间来娱乐、研究,来学习如何生活,而无须承受旧时代压在普通人肩头,让人麻木的乏味重担。”
根据这份报告,美国国会成立了国家科学基金会。杜鲁门总统一开始否决了这项议案,因为它规定基金会主管应由独立委员会而不是总统来任命。但在布什的劝说下,杜鲁门改变了想法。布什解释说,这种方式可以让总统免受那些寻求政治特权的人干扰。杜鲁门告诉他:“万,你应该做政治家。你有一些直觉很准。“布什回答说:“总统先生,你以为我这五六年在华盛顿都干了什么?”
政府、企业和学术界三角关系的建立本身就是一种重要的创新,它催生了20世纪末的科技革命。美国国防部和国家科学基金会很快就成为美国大量基础研究的主要资助者,20世纪50年代到80年代期间,它们在基础研究方面的支出与私营企业相当。这些投资产生了巨大的回报,不仅促进了互联网的产生,而且缔造了在美国战后创新和经济繁荣中发挥重要作用的许多核心技术。
战前美国也有一些企业研发中心,其中最著名的是贝尔实验室。但在政府响应布什号召,出台鼓励政策并与大学和企业签署合同之后,混合型研究中心开始蓬勃发展起来。其中最著名的包括兰德公司,该公司成立的初衷是向美国空军提供研发服务(公司名称RAND的意思就是研发);还有斯坦福研究所及其分支机构增智研究中心(The Augmentation Research Center);此外还有施乐帕洛阿尔托研究中心。所有这些机构都会在互联网的发展中发挥一定的作用。
这些机构中最重要的两家是”二战”刚刚结束时在马萨诸塞州剑桥附近成立的。一家是林肯实验室{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://zh.wikipedia.org/wiki/林肯實驗室” rel=“noopener” target=“_blank”}(MIT Lincoln Laboratory),这是一个隶属麻省理工学院,由军方出资的研究中心。还有一家名为Bolt,Beranek and Newman{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/BBN_Technologies” rel=“noopener” target=“_blank”}(简称BBN)的研发公司,由一些麻省理工学院毕业(也有几个是哈佛毕业)的工程师创立,员工也多为两所大学的校友。有一位麻省理工学院教授与这两家机构的联系都很密切,他说起话来带着密苏里口音的拖腔,为人随和,在团队建设方面很有天分。他将成为互联网创建过程中最重要的人物。
J·C·R·利克莱德 {#899a .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“899a”}
要寻找互联网之父,我们最好是从一位寡言少语但散发奇妙魅力的心理学家兼工程师说起。他就是约瑟夫·卡尔·罗布尼特·利克莱德(Joseph Carl Robnett Licklider)。生于1915年的利克莱德喜欢咧嘴大笑,凡事都要亲自查证,大家都管他叫”利克”。利克莱德首创了互联网背后两个最重要的概念:一是能从任何地方接收和发送信息的分布式网络,二是能辅助人机实时互动的界面。此外,他还是为阿帕网开发提供资金的军事机构的创始人兼主管,10年后,他又回到该机构履行第二任期,负责制定让阿帕网向互联网过渡的协议。他的合作伙伴和追随者鲍勃·泰勒说(Bob Taylor):“他是当之无愧的互联网之父。”
利克莱德的父亲在密苏里州一个农场长大,家境贫寒,后来他在圣路易斯成为一名成功的保险销售员,在大萧条中,他遭受重创,之后便在一个农村小镇上当了一名浸礼会牧师。作为独生子,利克莱德备受宠爱,他把自己的卧室变成一个模型飞机制造厂,他还喜欢重装旧汽车,他妈妈会站在旁边给他递工具。不过,成长在一个与世隔绝,处处是铁丝网的乡下还是让利克莱德感到窒息。
他先逃到了圣路易斯的华盛顿大学,获得心理声学(psychoacoustics,研究人类如何感知声音)博士学位后,他加入了哈佛大学心理声学实验室。后来,对心理学与科技的关系以及人脑与机器的互动越来越感兴趣的利克莱德来到麻省理工学院,在电气工程系创立了一个心理学部。
在麻省理工学院,利克莱德加入了一个跨学科圈子,这个圈子里有工程师、心理学家和人文学者,他们聚集在诺伯特·威纳(Norbert Wiener)教授周围。威纳教授是一位研究人类和机器如何协作的理论家,他创造了”控制论”(cybernetics)一词,描述系统(从大脑到火炮瞄准机制都属于他说的系统)如何通过交流、控制和反馈回路来学习。利克莱德回忆道:“‘二战’后剑桥的学术气息非常浓厚,威纳每周都组织四五十人的聚会。他们聚在一起,谈上几个小时。我是这个聚会的忠实追随者。”
威纳和麻省理工学院的一些同事看法不同,他坚信,最有前途的计算机科学发展之道是设计出能够很好地配合人类思维的机器,而不是试图让机器取代人类思维。威纳写道:“许多人以为计算机是人类智能的替代品,有了计算机,人类原创思维的必要性就减弱了。其实并非如此。“计算机越强大,在连接想象、创造等高层次人类思维方面就越有优势。利克莱德成为这种理论的拥趸,后来他将其称作”人机共生”(man-computer symbiosis)。
利克莱德有一种顽皮但友善的幽默感。他爱看喜剧《活宝三人组》(Three Stooges{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/The_Three_Stooges” rel=“noopener” target=“_blank”}),而且像小孩子一样喜欢哑剧。有时候,当同事要用幻灯片做演示时,利克莱德会把一张美女图片插进幻灯机的转盘里。工作的时候,他会不断从自动贩卖机上买可乐和糖果给自己充电,他还随时给孩子和学生发好时巧克力,只要他们使他高兴。此外,他对自己的研究生也是用心栽培,会邀请他们到他位于波士顿郊区阿灵顿的家中吃饭。他儿子特雷西(Tracy)说:“他非常重视协作。他会到处走动,把一群群人组织起来,鼓励他们去发现问题,解决问题。“这就是他对网络产生兴趣的原因之一。“他知道,找到好的答案需要远程协作。他喜欢发掘有才华的人,把他们组成一个团队”。
但他不能容忍那些自以为是、高傲自大的人(只有威纳除外)。当他认为某个人在台上说废话时,他会站起身来,问些看似无辜实则不怀好意的问题。演讲者没多久就会像泄气的皮球一样,然后利克莱德就会坐下来。特雷西回忆说:“他不喜欢装腔作势、自命不凡的人。他从来都不是个刻薄的人,但他会狡黠地戳穿人们自大的面具。”
利克莱德的一大爱好是艺术。只要他出去旅行,就会在美术馆里泡上好几个小时,有时候还拖上他那两个不大情愿同行的孩子。特雷西说:“他进了美术馆会着迷地看,总是看不够。“有时候,他会在美术馆里花五个小时甚至更多时间欣赏画作的每一笔,分析每幅画的创作过程,试图从中得到有关创造力的教益。他拥有一种能在所有领域慧眼识才的直觉,无论是艺术还是科学领域,但他觉得,最简单的辨别方法是通过最纯粹的形式,比如画家的笔触或是作曲家一段副歌的旋律。他说,他也会在计算机或网络工程师的设计中寻找相同的创意笔触。特雷西表示:“他真的是一名娴熟的创意侦查员。他经常谈论人的创造力从何而来。他觉得从艺术家身上发现创造力比较简单,他会下更大功夫探寻工程中的创意,在工程中,设计者的笔触不是那么显而易见。”
利克莱德身上最宝贵的品质是他人很善良。他的传记作家米切尔·沃尔德罗普(Mitchell Waldrop)写道,利克莱德晚年在五角大楼工作时,有天晚上很晚的时候,他注意到有个女清洁工在欣赏他墙上的艺术复制品。清洁工对他说:“你知道吗,利克莱德博士,我总是在你办公室里待到最后才走,因为我想拥有属于自己的时间,想悠闲地看看这些画。“利克莱德问她最喜欢哪幅画,她指了指一幅塞尚的画。利克莱德听后激动万分,因为这也是他最喜欢的画,于是他马上把画送给了她。
利克莱德感到,对艺术的热爱让他的直觉更加准确。他能够处理大批信息,发现其中的规律。他还爱与人分享想法,而不求把功劳揽在自己名下,这一品质在他组建那支为互联网奠定基础的团队时发挥了很大作用。他不是个自我的人,他似乎很喜欢把交流时产生的创意让给他人,而不是据为己有。鲍勃·泰勒说:“利克对计算机的发展产生了如此重大的影响,但他还是保持着谦虚,他最喜欢自嘲。“
分时系统和人机共生 {#c538 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“c538”}
在麻省理工学院,利克莱德与人工智能领域的先驱约翰·麦卡锡(John McCarthy)展开了合作。发明了《太空大战》游戏的一帮铁路模型技术俱乐部黑客就出自麦卡锡的实验室。在麦卡锡的领导下,他们在20世纪50年代协助开发了计算机分时系统。
到当时为止,计算机技术的发展还处于”批处理”阶段,如果你想让计算机执行一项任务,就必须向计算机操作员提交一摞打孔卡或纸带,就像给守护神谕的祭司呈献祭品一样,这是一件很让人头疼的事情。得出结果要花几个小时甚至几天时间;只要出现任何小错误,你就有可能要重新提交打孔卡,让计算机做新一轮运算;你可能也无法触摸甚至亲眼看到计算机。
而分时系统就不同了。它允许许多终端与同一主机相连接,这样许多用户就能直接输入指令,而且几乎立即就能收到回复。主机就像一位同时下几十盘棋的大师,其核心内存会记录所有用户的活动,其操作系统则能够进行多任务处理并运行许多程序。这就为用户提供了一种愉悦的体验:你可以亲手操作计算机,与计算机实时互动,就像展开对话一样。利克莱德说:“我们这儿就像发展起一个小宗教团体一样,大家都在说分时系统会和批处理完全不同。”
这是通往人机直接合作,即人机共生的关键一步。鲍勃·泰勒说:“基于分时系统的交互计算的发明甚至比计算机本身的发明还要重要。批处理好比与某个人通信,而交互计算则像是与他们直接交谈。”
在林肯实验室,交互计算的重要性是显而易见的。林肯实验室是一家军方出资的研究中心,隶属麻省理工学院,利克莱德1951年协助创建了该实验室。他在这里组建了一个团队,其中半数为心理学家,还有一半是工程师,他们的目标是设法让人类与计算机更加直观地互动,并以更加友好的界面呈现信息。
林肯实验室的一项使命是开发供防空系统使用的计算机,这个防空系统可针对敌军攻击发出预警并协调应对措施。该项目名为SAGE,全称是半自动地面防空系统(Semi-Automatic Ground Environment),SAGE比制造原子弹的曼哈顿计划投资更大,雇用的人数也更多。要想使SAGE系统发挥作用,需要能让用户与计算机即时互动。敌军导弹或轰炸机接近时,是根本没有时间进行批处理计算的。
SAGE系统包括美国全境23个追踪中心,中心与中心之间由长途电话线连接。该系统最多能同时传送400架高速飞行的飞机信息。这就需要有强大的交互式计算机,要有能传输海量信息的网络,还要有能以通俗易懂的图形方式呈现信息的显示屏。
由于利克莱德的背景是心理学,所以分配给他的任务是协助设计人机界面(即用户在屏幕上看到的东西)。他构筑了一系列理论,探讨如何建立人机共生(一种亲密的合作关系),让人和机器协作解决问题。其中特别重要的一点是设法从视觉上传达局势的变化。他解释说:“我们想设法保存连续数秒的空情,标绘出轨迹,而不是光点,并为这些轨迹着色,这样我们就能看出哪些是最新的信息,并判断出目标的走向。“美国的命运也许就取决于控制台操作员正确判断数据并即时做出反应的能力。
交互式计算机、直观界面和高速网络让我们看到人与计算机是如何在一种协作关系中共事的,利克莱德还设想了一些防空系统之外的人机协作方式。他开始谈论一种”真正的SAGE系统”,这种系统不仅能连接防空中心,而且能连接”思维中心”,能把巨大的知识库融汇在一起,让人们通过友好的显示控制台与之互动------换句话说,这就是我们今天所拥有的数字世界。
这些思想为利克莱德1960年发表的一篇题为《人机共生》(Man-Computer Symbiosis{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://groups.csail.mit.edu/medg/people/psz/Licklider.html” rel=“noopener” target=“_blank”})的论文奠定了基础,这是战后科技史上最有影响力的论文之一。他写道:“我们的期望是,用不了多少年,人脑和计算机就能紧密地配合,两者的结合体能够以人脑从未尝试过的方式思考,并能以现有信息处理机所未曾尝试过的方式处理数据。“这段话值得反复读,因为它已成为数字时代影响深远的概念之一。
利克莱德赞同诺伯特·威纳建立在人机密切合作基础上的控制论,而不是像麻省理工学院的同事马文·明斯基和约翰·麦卡锡那样积极寻找人工智能,要创造出能够自主学习并模仿人类认知的机器。利克莱德解释说,明智的研究目标应该是创造一种人机”合作决策”的环境。换句话说,人与机器能够互补。他说:“人来制定目标,拟定假设,确定标准并进行评估。计算机将做一些必需的例行工作,为技术和科学思考中的洞见和决策做必要的准备。“
星际计算机网络 {#fe34 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“fe34”}
将心理学和工程方面的兴趣结合起来之后,利克莱德在计算机研究上倾注了更多的精力。于是,他在1957年加入了总部位于剑桥的初创公司BBN,这是一家兼顾商业和学术研究的公司,他有许多朋友都在这里工作。和发明晶体管的贝尔实验室一样,BBN公司也聚集着一群充满活力的人才,其中有理论家,有工程师、技师、计算机科学家、心理学家,偶尔还有陆军上校。
利克莱德在BBN公司的任务之一是领导一个负责用计算机来改造图书馆的小组。该项目的总结报告《未来的图书馆》(Libraries of the Future)是他在拉斯韦加斯参加会议时坐在泳池旁边,用五个小时口述完成的。该报告探讨了”在线人机互动设备和技术”的潜力,这个概念为互联网做了铺垫。他设想要组建一个巨大的信息数据库,这个数据库要井然有序、去粗取精,使其”不至于太散,让人无所适从,并增强其可靠性”。
该报告有一部分写得非常生动,利克莱德在一个虚构的情境中向计算机提出一些问题。他想象中这台计算机的活动是:“在周末,它检索了逾一万份文件,对所有文件进行扫描,从中寻找包含大量相关材料的章节,对这些章节进行分析,将它们转换成高阶谓语演算语句,然后将这些语句输入数据库。“利克莱德意识到,他描述的这种方式最终会被更好的方法取代。他在报告中展望了30年以后的情况:“一种更为复杂的方式肯定会在1994年之前成为可能。“事实证明他极有先见之明。1994年,最早的互联网文本挖掘搜索引擎WebCrawler和Lycos被开发出来,之后又很快出现了Excite、Infoseek、AltaVista和谷歌。
利克莱德还做出了一个与直觉相反,但最终却被证明是千真万确的预测,这就是:数字信息不能完全取代纸媒。他写道:“作为一种显示信息的媒介,纸质页面的效果是非常出色的。它能容纳足以满足人眼需求的高分辨率。它能呈现充足的信息,让读者在方便的时间随时阅读。它能在字体和格式方面提供相当大的灵活度。它能让读者控制阅读模式和阅读速度。它体积小、重量轻、便携,能剪切、能夹、能粘贴、能复制、易处置,而且价格低廉。”
1962年10月,还在从事”未来的图书馆”项目的利克莱德被抽调到华盛顿,领导美国国防部高等研究计划署(Defense Department’s Advanced Research Projects Agency,当时简称ARPA)下一个负责信息处理的新设机构。这个隶属五角大楼的机构有权为大学和企业研究所的基础研究项目拨款,因此成为政府贯彻布什愿景的诸多方式之一。之所以设立这个机构还有一个更直接的原因。1957年10月4日,苏联发射了首枚人造卫星斯普特尼克号{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://zh.wikipedia.org/zh/史普尼克1號” rel=“noopener” target=“_blank”}(Sputnik-1)。布什有关科学与国防之间联系的理论如今变身为每天在夜空中闪烁的人造卫星。当美国人眯眼看人造卫星的时候,他们也能体会到布什的话千真万确:不吝为最尖端科学投资的国家会造出最好的火箭和卫星。接下来,民众中出现了一阵恰到好处的恐慌情绪。
艾森豪威尔总统喜欢接近科学家。他喜欢科学家群体的文化和思维方式,喜欢他们超越意识形态和理性思考的能力。他在自己的首次就职演讲中宣称:“对自由的热爱意味着要捍卫所有让自由成为可能的资源------无论是我们家庭的尊严还是让我们的科学家发挥聪明才智的宝贵土壤。“他多次在白宫宴请科学家,就像肯尼迪总统喜欢宴请艺术家一样,他还邀请许多科学家为他担任顾问。
斯普特尼克号给了艾森豪威尔正式设立机构来贯彻他这一理念的机会。据艾森豪威尔的副手舍曼·亚当斯(Sherman Adams)回忆,ARPA成立后不到两周,他就召集了15名曾在美国国防动员署(Office of Defense Mobilization)工作的顶尖科学顾问,让他们”告诉他科学研究在联邦政府架构中应该占据什么位置”。之后他又与麻省理工学院校长詹姆斯·基利安(James Killian)共进早餐,任命他担任自己的全职科学顾问。基利安与国防部部长共同制订了一项计划,他们于1958年1月宣布在五角大楼设立高等研究计划署。历史学家弗雷德·特纳(Fred Turner)写道:“ARPA是始于’二战’时期的那种以国防为导向的军队 --- --- 大学合作的延伸。”
利克莱德受命领导的ARPA下属机构名为指挥和控制研究局(Command and Control Research),其使命是研究交互式计算机如何促进信息的流动。当时还有一个职位是领导一个小组,研究心理因素在军队决策中的作用。利克莱德指出,这两个项目应该合二为一。他后来表示:“我开始滔滔不绝地谈自己的观点,我的看法是,指挥和控制问题从本质上说是人机互动问题。“后来他同意同时接受这两个职位,并将合并后的机构更名为IPTO(Information Processing Techniques Office,信息处理技术局)。
利克莱德有许多精彩的思想和研究兴趣,其中最突出的是他对分时、实时互动以及可促进人机共生的界面的探索。这一切都与一个简单的概念相关,这就是网络。颇具冷幽默感的利克莱德开始用”星际计算机网络”这个”有意夸大其词”的名称来形容自己的愿景。1963年4月,在一份面向该网络计划的”成员和附属机构”备忘录中,利克莱德描述了自己的目标:“设想一下这种情况吧,几个不同的中心联结成网络…让所有中心都使用某种统一的语言,或者至少在问’你说什么语言’这种问题时遵循某种惯例,这难道不是很理想,甚至是必需的吗?“
鲍勃·泰勒和拉里·罗伯茨 {#c924 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“c924”}
鲍勃·泰勒和拉里·罗伯茨(Larry Roberts)之间的关系与数字时代推动科技进步的许多其他搭档不同,两人从来都不是朋友,不论是他们在IPTO共事之前还是之后。两人晚年时甚至还互相贬低彼此的贡献。泰勒2014年抱怨说:“拉里称网络是他自己建的,这样说是大错特错,别相信他说的话,我为他感到遗憾。“而罗伯茨则说,泰勒之所以怀恨在心是因为他没有获得充分的赞誉,他说:“除了把我招进去之外,我不知道他还有什么别的功劳。这是鲍勃做过的唯一一件重要的事情。”
但泰勒和罗伯茨20世纪60年代在ARPA共事的四年里,两人的配合还是非常默契的。泰勒算不上出色的科学家,他甚至连博士学位也没有。但他个性平易近人,善于说服别人,就像一块吸引人才的磁石。而罗伯茨则是个埋头搞研究的工程师,举止唐突,甚至到了无理的程度,在庞大的五角大楼里,他曾掐着秒表计算沿不同路线在各个办公室之间穿行的时间。他不是用个人魅力让同事倾倒,但他在同事中却很有威信。他那种生硬直接的做派虽然没能让他成为深受爱戴的管理者,但他不失为一位有能力的管理者。泰勒善于劝服人,罗伯茨则用自己的才智打动人。
鲍勃·泰勒1932年诞生在达拉斯一个未婚母亲之家,一出生就被送上开往圣安东尼奥一家孤儿院的火车,28天大的时候,他被一对经常四处奔波的卫理公会牧师夫妇收养。一家人每过几年就要搬一次家,去尤瓦尔迪、奥佐纳、维多利亚、圣安东尼奥和梅塞德斯这样的小镇布道。泰勒说,他的成长经历为他的性格打上了两种烙印。和同样是养子的史蒂夫·乔布斯一样,泰勒的父母也反复强调他是”被选择,被特别挑选出来的”。他开玩笑说:“其他所有父母都不得不接受分派给他们的孩子,但我却是被选中的。这也许给了我一种不该有的信心。“此外,由于经常搬家,他必须不断学习结交新朋友,学习新的方言,并在一种小镇的社会秩序下捍卫自己的位置。他说:“我每次都得交一群新朋友,并应对一堆新的偏见。”
泰勒曾在南方卫理公会大学学习实验心理学,在海军服过役,并在得克萨斯大学获得学士和硕士学位。在写一篇关于心理声学的论文时,泰勒不得不把他的数据写在打孔卡上,提交至得克萨斯大学的计算机系统进行批处理。他说:“我得带一大沓卡,数据处理起来要花上几天时间,然后他们会告诉我653号卡上有个逗号写错了之类的,一切都要重来。这让我很生气。“当他读到利克莱德有关交互式计算机和人机共生的论文时大受启发,他意识到可以有更好的方法。他记得当时自言自语:“对,就应该这样!”
泰勒在预科学校当过老师,还为佛罗里达一家国防承包商工作过一段时间,后来他在NASA(美国国家航空航天局)华盛顿总部找到一份工作,负责监督飞行模拟显示器研究。当时,主管ARPA的IPTO的利克莱德开始定期把从事类似研究的其他政府研究人员召集起来举行会议。1962年年底,泰勒参加会议时意外地得知利克莱德知道他在得州大学写的心理声学论文(泰勒的导师是利克莱德的朋友)。泰勒回忆说:“我简直太受宠若惊了,于是从那时起我就成了利克莱德的仰慕者和挚友。”
泰勒和利克莱德有时会一起出差开会,这就进一步巩固了他们的友谊。1963年,在一次希腊之行中,利克莱德带泰勒前往雅典一家美术馆,给他示范怎样通过眯眼欣赏绘画作品来研究绘画的笔法。当天夜间在一家小酒馆里,泰勒受邀和乐队坐在一起,教他们演奏汉克·威廉斯(Hank Williams)的歌曲。
利克莱德和泰勒与一些工程师不同,他们了解人的因素;两人都研究过心理学,善于与人相处,还喜欢欣赏艺术和音乐。泰勒比较暴躁,利克莱德往往比较温和,但两人都乐于与他人合作,和他们交朋友,并培养他们的才能。这种对人际互动的热爱和对互动成果的欣赏使他们成为设计人机界面的理想人选。
利克莱德从IPTO引退时,他的副手伊万·萨瑟兰暂时接替了他的职位,而泰勒在利克莱德的催促下从NASA调到IPTO,担任萨瑟兰的副手。泰勒是为数不多的几个认识到信息技术会比空间计划更精彩的人之一。1966年,萨瑟兰辞职到哈佛大学担任终身教授之后,泰勒一开始并不是大家心目中的最佳继任人选,因为他没有博士学位,也不是计算机科学家,但他最终还是获得了这个职位。
IPTO有三大问题触动了泰勒。其一,每个与ARPA签署协议的大学和研究中心都想要功能最强大的最新式计算机。这既浪费又多余。盐湖城也许有一台处理图形的计算机,斯坦福有一台能挖掘数据的计算机,但如果一名研究者需要同时处理这两项任务,要么得乘飞机在两地间跑,要么就得让IPTO出钱再买一台计算机。为什么不能用网络把它们连接起来,让研究人员分时使用彼此的计算机呢?其二,泰勒出差时在与年轻的研究人员的交谈中发现,这些研究者很想了解其他地方展开的研究。他意识到,有必要通过电子网络把他们连接起来,让他们更容易分享信息。其三,泰勒惊讶地发现,他的五角大楼办公室有三个终端,每个终端都有自己的密码和指令,连接到ARPA资助的不同计算机中心。他想:“这种方式很笨,我应该能从单个终端访问这些系统中的任何一个。“他说,对三个终端的需求让他”恍然大悟”。这三大问题都可以通过建立连接研究中心的数据网络来解决,也就是说,如果能实现利克莱德建立星际计算机网络的梦想,问题就迎刃而解了。
于是,泰勒走到五角大楼的E环去见他的老板 --- --- ARPA主管查尔斯·赫茨菲尔德(Charles Herzfeld)。说起话来带着得州鼻音腔的泰勒知道怎样讨赫茨菲尔德欢心(聪颖的赫茨菲尔德来自一个维也纳难民家庭)。他既没有带幻灯片也没有带备忘录,只是热情洋溢地讲了一番话。如果ARPA能出资设立一个网络,就能让研究中心分享计算资源,进行项目合作,并能让泰勒取消办公室里的两个终端。
赫茨菲尔德说:“这个想法不错。去做吧。你要多少钱?”
泰勒坦言,这个项目光是启动可能就得花100万美元。
赫茨菲尔德说:“没问题。”
泰勒在回办公室的路上看了看手表。他自言自语道:“天哪,只用了20分钟。”
这个故事泰勒在接受采访和做口述史访谈时经常会讲。赫茨菲尔德喜欢这个故事,但他后来觉得必须要澄清事实,因为这种说法有些误导人。赫茨菲尔德说:“他略去了一个事实:我已经就这个问题与他和利克莱德研究了三年。拿到这100万美元并不难,因为从某种程度上说,我是在等他开口要钱。“泰勒承认事实确实如此,他还补充了一段趣事:“真正让我高兴的是,这笔钱是查利从本来准备用于开发导弹防卫系统的基金里拿出来的,我觉得做那个项目是最愚蠢、最危险的。”
接下来,泰勒需要找一个人来运营项目,拉里·罗伯茨就是这样参与到项目中去的。他是个顺理成章的人选。
罗伯茨似乎就是为建立互联网而生的。他的父母都拥有化学博士学位,在耶鲁大学附近长大的罗伯茨动手组装过电视机、特斯拉线圈、业余无线电和电话系统。他在麻省理工学院获得工程学士、硕士和博士学位。罗伯茨在读到利克莱德有关人机共生的论文后深有感触,于是他来到林肯实验室与利克莱德一起工作,并继承了利克莱德在分时、网络和界面等领域的思想。罗伯茨曾在林肯实验室做过一项连接两台远程计算机的实验,该实验由ARPA的鲍勃·泰勒资助。罗伯茨回忆说:“利克莱德将计算机连接成网络的设想给了我很大启发,我决定从事这方面的工作。”
但罗伯茨多次拒绝泰勒让他去华盛顿做自己副手的邀约。他喜欢林肯实验室的工作,也并不是特别敬重泰勒。还有一件事情泰勒不知道:一年前,罗伯茨曾受邀从事泰勒的这份工作。他说:“伊万走的时候曾让我来IPTO做下一任主管,但这是一份管理工作,而我更喜欢搞研究。“曾经拒绝过一把手职位的罗伯茨当然不愿做泰勒的副手。他对泰勒说:“别再提了。我很忙。我现在做的这项研究很有意思。”
罗伯茨之所以拒绝还有另外一个原因,这个原因泰勒能感觉出来。泰勒后来说:“拉里有麻省理工学院的博士学位,而我只有得克萨斯的硕士学位,所以我估计他不想在我手下工作。”
但泰勒是个聪明、倔强的得州人。1966年秋季,他问赫茨菲尔德:“查利,林肯实验室51%的经费都是ARPA出的吧?“赫茨菲尔德肯定了他的说法。于是泰勒说:“你知道我想做的这个网络项目吧,我要找的这个项目经理不愿意来,他现在在林肯实验室工作。“泰勒建议赫茨菲尔德给林肯实验室主管打电话,告诉他如果能说服罗伯茨接受这份工作会对该实验室有利。这就是得克萨斯人的处事方式,当时的美国总统、同为得克萨斯人的林登·约翰逊应该会欣赏这种方式。林肯实验室的主管也不傻。他接到赫茨菲尔德的电话后对罗伯茨说:“如果你考虑这个选择,可能对我们都好。”
于是,1966年12月,拉里·罗伯茨来到了ARPA。泰勒后来说:“我胁迫拉里·罗伯茨走上了成名之路。”
罗伯茨在圣诞节前后刚刚搬到华盛顿时,他和妻子在找到房子前在泰勒家住了几个星期。他和泰勒虽然没什么私交,但两人的关系友好而专业,至少在他们同为ARPA工作的那几年是这样。
罗伯茨不像利克莱德那样友善热情,不像泰勒那样外向,也不像鲍勃·诺伊斯那样无视身份等级。泰勒说:“拉里这个人冷冰冰的。“但罗伯茨也拥有一种有助于促进协作创新和团队管理的特质,这就是他的决断力。更重要的是,他这种决断不是建立在情绪或个人好恶上,而是建立在一种对备选方案的理性、精确分析之上。同事们即使不同意他的决定,也都尊重这些决定,因为罗伯茨头脑清楚、干脆果断、不偏不倚。这是让一位真正的产品工程师来从事管理的优势之一。罗伯茨不愿做泰勒的副手,于是他和ARPA的大老板赫茨菲尔德达成了一项安排,被任命为ARPA首席科学家。他回忆说:“我白天做项目管理,晚上做自己的网络研究。”
而泰勒则诙谐风趣、喜欢交际,有时候甚至有点儿过火。他说:“我是个外向的人。“每年他都会组织两次大会,一次是请ARPA资助的研究人员参加,还有一次是邀请他们最优秀的研究生,这些大会通常在帕克城、犹他和新奥尔良等好玩的地方举办。他让每位研究者都做一个报告,然后人人都可以问问题、提建议。他通过这种方式来发掘美国的学术新星,他因此成为一块吸引人才的磁石。泰勒后来到施乐帕洛阿尔托研究中心工作时,这便成为他的优势。他还借此完成了网络建设中最重要的任务之一,即说服所有人接受联机思想。
阿帕网 {#ad15 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“ad15”}
泰勒知道,他必须把分时网络思想推介给该网络的目标受众,即接受ARPA资助的研究人员。于是,他在1967年4月邀请这些研究人员在密歇根大学开会,他让罗伯茨向他们介绍相关计划。罗伯茨解释说,计算机站点将由租用的电话线连接。他描述了两种可能的架构:一种是集线系统,就是把一台中央计算机放在奥马哈等地传输信息;还有一种是类似网络的系统,看起来就像一张公路图,上面布满纵横交错,就像随处冒出的线条。罗伯茨和泰勒当时青睐分布式方案,因为这样比较安全。信息可以从一个节点传递到另一个节点,直至到达终点。
许多与会者都不太愿意入网。罗伯茨说:“这些大学一般都不愿与任何人共享计算机。他们想自己买机器,然后把机器藏在角落里。“此外,如果接入网络,就必须处理网络流量路由,他们不想把计算机宝贵的处理时间浪费在这上面。最先提出反对意见的是麻省理工学院人工智能实验室的马文·明斯基和他已经调到斯坦福的前同事约翰·麦卡锡。两人说,他们的计算机已经用到了极限。为什么要允许其他人碰他们的计算机呢?此外,路由来自他们不了解、语言也不通的计算机的网络流量也是一大负担。泰勒回忆说:“两人都抱怨说他们会损失计算能力,还说他们不想加入。我对他们说必须要加入,如果不加入,我就把计算机项目拨款额削减1/3。”
泰勒说话富有说服力,罗伯茨则有种锲而不舍的劲头,两人提醒与会者,他们的经费都是ARPA拨付的。罗伯茨直截了当地说:“我们要建一个网络,你们要加入这个网络,你们要把计算机接入这个网络。“如果不入网,这些大学就拿不到更多的计算机购置经费。
思想的火花通常是在会议的交流中迸发出来的,在密歇根会议的最后,有人想出了一个有助于化解反对意见的主意。这个主意是韦斯·克拉克(Wes Clark)想出来的,在林肯实验室,他曾构想过一台名为LINC的个人电脑。与推进大型计算机分时系统相比,克拉克对开发个人电脑更感兴趣,所以他没太关注这次会议。但到会议快要结束的时候,他意识到为什么让各研究中心接受网络概念会这么难。他说:“就在我们快要谈崩的时候,我突然意识到了最大的问题是什么。我给拉里递了一张纸条,告诉他我认为应该如何解决这个问题。“在乘坐一辆租来的汽车(泰勒在开车)去往机场的路上,克拉克向罗伯茨及其他两名同事解释了自己的想法。克拉克认为,ARPA不应该强迫每个站点的科研计算机来处理数据路由任务,而是应该设计一个能承担路由功能的标准化小型计算机并分配给各站点使用。这样一来,每个站点的大型科研计算机就只需要承担一项简单的任务,即与ARPA提供的小型路由计算机建立联系。这种方法有三大优势:它能够减轻主站大型计算机的大部分负担,让ARPA有权将网络标准化,还能让数据路由完全分散,而不是由几个大型枢纽控制。
泰勒立马就采纳了这个想法。罗伯茨问了几个问题,然后也同意了。他们决定用克拉克建议的标准化小型计算机来管理网络。这种计算机被称为IMP(Interface Message Processor,接口报文处理机),后来又简称为”路由器”。
他们抵达机场时,泰勒问IMP应该让谁来做。克拉克说,答案是明摆着的:这项任务应该交给BBN公司,也就是利克莱德工作过的那家剑桥公司。但当时车里还有负责ARPA合规事务的阿尔·布卢(Al Blue)。他提醒了一句,根据联邦合约规范,这个项目应该进行招标。
1967年10月,在田纳西州加特林堡举办的后续会议上,罗伯茨提出了修正后的网络计划。他还为这个网络取了个名字,叫ARPA Net,后来又改写为ARPANET,即阿帕网。但还有一个问题尚未解决:两地间的网络通信是否像打电话一样需要一条专门线路?有没有什么切实可行的方法能让多条数据流同时分享线路,就像为电话线建一个分时系统一样?当月早些时候,五角大楼一个委员会已经提出了有关这种数据网络规格的可能方案。
当时,来自英国的年轻工程师罗杰·斯坎特伯里(Roger Scantlebury)宣读了一篇论文,描述他的老板、英国国家物理实验室的唐纳德·戴维斯(Donald Davies)所做的研究。这篇论文为问题提供了一个答案:把信息拆分为戴维斯称之为”包”(packets)的小单元。斯坎特伯里补充说,这个思想是兰德公司一位名叫保罗·巴兰(Paul Baran)的研究人员独立创立的。交谈结束后,拉里·罗伯茨等人纷纷围在斯坎特伯里身边进一步了解情况,后来他们又转到酒吧里,一直讨论到深夜。
分组交换:保罗·巴兰、唐纳德·戴维斯和伦纳德·克兰罗克 {#57bc .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“57bc”}
通过网络传输数据的方法有很多种。其中最简单的叫电路交换,是电话系统传输数据的方式:一组交换机建立起一个专用电路,让信号在通话期间来回传输,即使通话停顿很长时间,连接依然保持通畅。另一种方式是报文交换,也就是报务员所说的存储转发交换。在这一系统下,整条报文会获得一个地址标头,报文被发送到网络上,然后从一个节点传到另一个节点,直到抵达终点为止。
还有一种是效率更高的分组交换方式,这是一种特殊的存储转发交换。在这种交换中,信息会被分割为大小完全相同的小单元,这些单元被称为”包”,有相应的地址标头,描述它们应该发往什么地方。随后,这些”包”会通过网络被发送到终点,在发送过程中,它们从一个节点传到另一个节点,使用当时可用的任意连接。如果某些连接因数据过多而发生堵塞,一些”包”就会路由至其他路径。当所有”包”都到达最终节点时,它们会根据标头的指令重新组合到一起。互联网先驱之一文特·瑟夫(Vint Cerf{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Vint_Cerf” rel=“noopener” target=“_blank”})解释说:“这就像把一封长信分割为几十张明信片一样,每张明信片都有编号,地址也一样。每张明信片可能会通过不同的路径抵达终点,然后它们会被重新拼在一起。”
如斯坎特伯里在加特林堡所述,最先提出分组交换网络概念完整构想的是一位名叫保罗·巴兰{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://zh.wikipedia.org/wiki/保羅·巴蘭” rel=“noopener” target=“_blank”}(Paul Baran)的工程师。巴兰两岁时,他家从波兰移民到美国,在费城落脚,他父亲在那里开了一家小杂货店。巴兰1949年从德雷塞尔大学毕业后加入了普雷斯伯·埃克特和约翰·莫奇利新创办的电脑公司,他在这家公司负责测试通用自动计算机的零部件。后来他来到洛杉矶,在加州大学洛杉矶分校读夜校,最终在兰德公司找到了一份工作。
1955年,苏联人的氢弹试验让巴兰找到了自己的毕生使命:为防范核屠杀贡献一己之力。有一天,他在兰德翻看美国空军发送的每周研究课题列表时,被一个有关建立可经受敌军打击的军用通信系统的课题所吸引。他知道,这种系统有助于防范核战争,因为如果有一方害怕自己的通信系统受到攻击,就会倾向于在局势紧张时发起先发制人的一击。一旦有了稳固的通信系统,国家就会觉得没有必要摆出蓄势待发的姿态了。
巴兰提出了两大重要思想,他从1960年开始发表文章,介绍这些思想。他的第一大思想是,网络不应该建成集中式,不应该有控制所有交换和路由的主要枢纽。网络更不应该像AT&T(美国电话电报公司)的电话系统或主要航空公司的航线图一样建成简单的分布式,把控制权交给许多区域枢纽。如果敌军占领了这些枢纽中的一部分,整个系统就有可能瘫痪。控制权应该实现完全的分散。换句话说,每一个节点在交换和路由数据流时应该拥有同等地位。这将成为互联网的最根本特征,这种坚不可摧的特质会让互联网赋予个人力量,并使网络成为反抗中央控制的工具。
巴兰绘制了一个看起来像渔网一样的网络。在这个网络中,所有节点都有权路由流量,而且每个节点都与其他几个节点相连接。如果其中哪个节点被破坏,流量只要通过其他路径路由即可。巴兰解释说:“没有中央控制,每个节点都执行简单的本地路由策略。“他发现,哪怕每个节点只有三到四个连接,系统也会拥有几乎无限的恢复能力和生存能力。他说:“只需要三到四个富余连接,就能让网络的稳固性接近理论极值。”
巴兰说:“在确定增强网络稳固性的方法之后,接下来我要解决的问题是如何让信号通过这种渔网式的网络。“他的第二个思想由此形成,即把数据分割为标准尺寸的小模块。可将一条信息分拆为许多个这类模块,每个模块都通过网络节点,经由不同的路径传输,等它们到达终点时再被重新组合起来。他写道:“一个通用标准化信息块的大小也许是1024比特。多数信息块可传输任何种类的数据,其余的信息块将包含辅助信息,比如错误检测和路由数据。”
后来巴兰遭遇了一种创新常常面临的严酷现实,这就是抗拒改变的顽固官僚制度。兰德把自己的分组交换网络思想推荐给美国空军,美国空军在经过全面考量后决定建一个这样的网络。但之后国防部却认为这类项目应由国防部通信署来做,这样国防部的所有分支机构都可以使用该网络。巴兰意识到,国防部通信署既没有意愿也没有能力来完成这项任务。
于是巴兰试图说服AT&T再建一个分组交换数据网络,作为电路交换语音网络的补充。他回忆说:“他们强烈反对这一主张,想方设法阻挠这个方案的实施。“AT&T甚至禁止兰德使用他们的电路交换图,于是巴兰只好使用一份泄漏出来的图。他到AT&T曼哈顿下城的总部去过好几次。有一次,巴兰见到该公司一名高管,这名高管是个老派模拟工程师,当巴兰向他解释,自己的系统意味着数据无须全天开放的专用电路就能传输时,这位高管看上去目瞪口呆。巴兰说:“他看了看会议室里的同事,翻了个白眼,释放出他根本不相信的信号。“这名高管顿了顿说:“小伙子,电话的工作原理是这样的。“然后他以居高临下的姿态做了一番粗浅的解释。
之后巴兰仍在继续推介他看似荒谬的思想,即信息可以分割为小块,以小包形式通过网络传递。于是AT&T邀请他和其他圈外人士参加了一系列研讨会,向他们解释公司的系统如何运作。巴兰感叹说:“他们找了94个人来解释整个系统。“研讨会结束后,AT&T的高管问巴兰:“现在你知道分组交换为什么行不通了吧?“让他们备感失望的是,巴兰只说了句:“不。“AT&T又一次为”创新者困境”所阻碍。这家公司不愿考虑一种全新的数据网络,因为他们为传统电路投入得太多。
巴兰的研究最终结集为11卷详细的工程分析报告《论分布式通信系统》(On Distributed Communications),这部著作于1964年完成。他坚持不把该书列为机密文献,因为他意识到,如果苏联人也建一个这样的系统,就会让该系统发挥最理想的效果。鲍勃·泰勒读了这本书的部分章节,但ARPA的其他人都没有读过,所以巴兰的思想一直没能产生什么影响,直到1967年,它才在加特林堡会议上引起拉里·罗伯茨的注意。回到华盛顿后,罗伯茨把巴兰的报告翻出来,掸掉上面的灰尘,开始阅读。
罗伯茨还拿到了唐纳德·戴维斯(Donald Davies{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Donald_Davies” rel=“noopener” target=“_blank”})英国研究小组撰写的论文,也就是斯坎特伯里在加特林堡简要介绍过的论文。戴维斯生于1924年,他父亲是威尔士一个煤矿职员,在戴维斯出生几个月后就去世了。小戴维斯是由母亲在朴茨茅斯抚养大的,他母亲在英国邮政总局(该机构负责运营英国电话系统)工作。戴维斯小时候经常玩电话里的电路,长大后,他在伦敦帝国学院获得数学和物理学学位。“二战”期间,他在伯明翰大学工作,作为克劳斯·富赫斯{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://zh.wikipedia.org/zh-hans/克勞斯·富赫斯” rel=“noopener” target=“_blank”}(后来被发现是苏联间谍)的助手参与研制核武器合金管。后来他又在英国国家物理实验室与艾伦·图灵合作建造自动计算引擎,也就是一台存储程序式电子计算机。
戴维斯在研究生涯中形成了两大兴趣:一是计算机分时,这是他1965年访问麻省理工学院时了解到的概念,另一个是用电话线进行数据通信。在头脑中将这些思想结合起来之后,他确立了一个目标,即寻找一种类似分时的方法,最大限度地发挥通信线路的作用。这就让他形成了高效小段信息单元的思想,这些思想与巴兰建立的概念相同。他还为它们找到了一个贴切的英语旧名词:“包”。试图说服英国邮政总局采用该系统的戴维斯也像巴兰一样吃了闭门羹。但他们都在华盛顿找到了知音。拉里·罗伯茨不仅采纳了他们的思想,而且采用了”包”这个名词。
第三位,同时也是更具争议性的贡献者是伦纳德·克兰罗克(Leonard Kleinrock{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Leonard_Kleinrock” rel=“noopener” target=“_blank”}),他是一位快乐、友善,偶尔会自我推销一番的网络数据流专家,在麻省理工学院读博士时,他和拉里·罗伯茨在同一间办公室工作,两人结下了深厚的友情。克兰罗克成长在纽约一个贫穷的移民家庭。6岁时,他在一本《超人》漫画中读到不用电池制作矿石收音机的指南,触发了他对电子的兴趣。他收集了一个卫生纸筒、他父亲的剃须刀片、一些线,还有一支铅笔上的石墨,然后说服母亲带他乘坐地铁到曼哈顿下城的一家电子商店买了个可变电容器。结果他成功地组装出一台矿石收音机,他对电子的毕生热情也从此生根发芽。他回忆起这个收音机时说:“到现在我还对它充满敬畏,它还是那么神奇。“后来他开始从二手军用品店弄无线电真空管说明书,并从垃圾箱里翻找别人扔掉的收音机,像秃鹫一样从里面拆出零部件,制作自己的无线电。
克兰罗克念不起大学,甚至连免学费的纽约市立学院也念不起,于是他白天在一家电子公司工作,晚上在大学读晚间课程。晚上授课的教师比白天授课的教师更讲求实用,克兰罗克记得,老师不是教他有关晶体管的理论,而是告诉他晶体管对热有多敏感和设计电路时如何调整理想的温度。他回忆说:“在日校你根本学不到这种实用的东西。那些老师根本不懂。”
毕业后,他拿到了奖学金,赴麻省理工学院攻读博士。他在麻省理工学院研究排队论(queuing theory),该理论关注的问题包括如何根据各种因素来决定平均排队时间。他在自己的博士论文中推导出一些可分析信息如何流动以及交换数据网络如何出现瓶颈等问题的数学公式。克兰罗克曾与罗伯茨共用一间办公室,还是伊万·萨瑟兰的同班同学,此外,他还听过克劳德·香农和诺伯特·威纳的讲座。他这样回忆当年的麻省理工学院:“这里确实是培养知识精英的沃土。”
有一天,克兰罗克在麻省理工学院的计算机实验室里待到很晚,疲惫的他在操作一台名为TX—2的大型实验计算机时听到陌生的”扑嘶”声。他回忆说:“听到这种声音我感到非常担心。我旁边有一个空位,原来放在那里的一个计算机部件被搬出去修理了,我抬起头来看那个位置,发现有两只眼睛在看我!“原来那是拉里·罗伯茨在跟他搞恶作剧。
活跃的克兰罗克和矜持的罗伯茨虽然性格不同,但却是好朋友(两人成为好友也许正是因为性格不同)。他们喜欢一起去拉斯韦加斯的赌场,设法凭智慧战胜庄家。罗伯茨琢磨出一套通过追踪高低牌来猜牌的二十一点算牌术,他把算牌术教给克兰罗克。罗伯茨回忆说:“有一次我和妻子在希尔顿玩牌时被赶了出去,当时赌场经理通过天花板监视我们,结果对我们产生了怀疑,因为我为一手牌买了保险,而一般人是不会买保险的,除非知道高牌已经不剩多少了。“他们还捣鼓过一个把戏。两人曾试图用晶体管和示波器制作的计数器来计算轮盘上球的运动轨迹。这个计数器可以测量球的速度,预测球最终滚向轮盘的哪一侧,这样就能提高下注的胜算概率。为了收集必要的数据,罗伯茨把一只手裹在纱布里,在里面藏了一个记录仪。发现情况有些不对劲的赌台管理员盯着他们问:“你想不想让我打断你另一只手?“于是他和克兰罗克知趣地离开了。
克兰罗克在1961年撰写的麻省理工学院博士论文开题报告中提出要探索预测网状网络中流量阻塞的数学基础。在这篇论文以及相关论文中,他描述了一种存储转发网络(每个节点都能存储信息的通信网),而不是纯粹的分组交换网络(即信息可以分拆为大小完全相同的微小单元)。他讨论了”信息在网络中传递时发生的平均延迟”问题,还分析了如何通过建立一个可分割信息的优先结构来解决问题。但他没有使用”包”这个名词,也没有介绍与之接近的概念。
克兰罗克外向合群,乐于与人合作,但他从来都不像利克莱德那样淡泊名利。后来,他在博士论文和一篇介绍论文写作计划的文章中(两篇文章都是在巴兰开始在兰德建立分组交换理论之后写的)称自己”建立了分组交换的基本原理和分组网络的数学理论,也就是互联网的基础技术”,此举令他疏远了许多互联网的其他开发者。他从20世纪90年代中期开始为”现代数据网络之父”的名头而积极活动。1996年,他在接受采访时称:“我的博士论文阐述了分组交换的基本原理。”
他的举动引发了许多其他互联网先驱者的抗议,他们公开攻击克兰罗克,说他只是简单提到把信息分解为较小的单元,远没有达到提出分组交换的层次。鲍勃·泰勒说:“克兰罗克满嘴谎言。他把自己和分组交换这项发明扯上关系,这是典型的、无可救药的自我标榜,从第一天开始就是这样。“而克兰罗克反驳说:“泰勒心怀不满是因为他从来没有得到他所期望的认可。”
发明”包”这个术语的英国学者唐纳德·戴维斯是个温和、含蓄的人,他从不炫耀自己的成就,有人甚至说他过于谦虚。但他却在临终前写了一篇论文(这篇文章在他去世后发表),出人意料地以激烈的语气攻击克兰罗克。戴维斯在经过详尽分析后写道:“从克兰罗克1964年之前直至1964年所做的研究来看,他根本没有资格说自己首创了分组交换理论。他书中有一段谈到分时排队原理,如果能继续推导,直至得出结论的话,也许会把他引向分组交换,但事实却并非如此…我没有发现任何显示他理解分组交换原理的证据。“管理BBN公司网络控制中心的工程师亚历克斯·麦肯齐(Alex McKenzie)后来说得更加直接:“克兰罗克自称分组概念是他提出的,这完全就是胡说八道。1964年的那本书中,整本书没有任何一处提出、分析或间接提及分组交换思想。“他称克兰罗克的说法”荒唐可笑”。
对克兰罗克的反击异常猛烈,于是凯蒂·哈夫纳(Katie Hafner{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Katie_Hafner” rel=“noopener” target=“_blank”})2001年以此为主题在《纽约时报》上发表了一篇报道{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://www.nytimes.com/2001/11/08/technology/a-paternity-dispute-divides-net-pioneers.html” rel=“noopener” target=“_blank”}。在这篇报道中,哈夫纳描述了克兰罗克对发明优先权的主张是如何撼动互联网先驱群体中常有的那种平等态度的。名副其实的分组交换之父保罗·巴兰站出来说:“互联网其实是上千人共同努力的成果。“他有意指出,多数参与互联网开发的人都没有去邀功,他还补充道:“只有这个小案例似乎是例外。“在这里他以轻蔑的态度暗指克兰罗克。
有意思的是,20世纪90年代中期之前,克兰罗克一直都把创立分组交换思想的功劳归于他人。在1978年11月发表的一篇论文中,他把巴兰和戴维斯称作分组交换思想的先驱,他写道:“20世纪60年代初,保罗·巴兰在兰德公司撰写的一系列论文中阐述了数字网络的部分属性…1968年,英国国家物理实验室的唐纳德·戴维斯开始撰写有关分组交换网络的论文。“在1979年一篇描述分布式网络发展的论文中,克兰罗克也是既没有提及也没有援引他本人从20世纪60年代早期开始的研究。直到1990年,他仍然宣称巴兰是创立分组交换思想的第一人:“我可以说他(巴兰)最早提出了分组交换思想。“然而,当克兰罗克1979年的论文于2002年重印时,他却写了一个新的引言称:“我建立了分组交换的基本原理,1961年,我发表了第一篇相关论文。”
公平地说,不管克兰罗克有没有自称在20世纪60年代初的研究中建立分组交换理论,他都应该作为互联网先驱而获得充分尊重。他是网络数据流领域一位重要的早期理论家,也是阿帕网建立过程中一位重要的领导者,这些都是毋庸置疑的事实。他是最早计算出对节点间传递的信息进行分割会产生何种效应的学者之一。此外,罗伯茨还发现他的理论研究很有价值,并把他招募到阿帕网项目实施团队中。推动创新的是这样一些人,他们既掌握着出色的理论,又有机会加入能够实施理论的团队。
克兰罗克引发的争议很有意思,因为它显示出(这里我们用一个互联网领域本身的隐喻),互联网的多数创建者都更青睐一种完全分布式的荣誉系统。他们会本能地隔离和绕开任何要凌驾于其他节点之上的节点。互联网是在创造性协作和分布式决策思潮中诞生的,其创始人希望能保护这种遗产。这种精神深深植根在他们的个性 --- --- 以及互联网本身的基因之中。
互联网与核战有关吗? {#7c97 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“7c97”}
关于互联网有一种公认的说法,即建立互联网是为了保障核战中的生存能力。这种说法激怒了包括鲍勃·泰勒和拉里·罗伯茨在内的许多互联网架构师,他们坚持不断地反驳这种有关互联网起源的传言。但和数字时代的许多创新一样,有关互联网产生的原因和起源也有多种说法,可谓仁者见仁,智者见智。一些在指挥链中地位比泰勒和罗伯茨高,对拨款决策内幕比较了解的人又开始针锋相对地驳斥前者的说法。让我们抽丝剥茧,去探究一下事实真相吧。
毫无疑问,保罗·巴兰在兰德报告中提出分组交换网络思想时,核生存力的确是他考虑的因素之一。他解释说:“我们有必要建立一种能经受住首波攻击,然后能够予以还击的战略系统。问题在于,我们没有一个能经受住打击的通信系统,这就会让瞄准美国导弹的苏联导弹占领整个电话通信系统。(It was necessary to have a strategic system that could withstand a first attack and then be able to return the favor in kind. The problem was that we didn’t have a survivable communications system, and so Soviet missiles aimed at U.S. missiles would take out the entire telephone-communication system.[HOW THE WEB WAS WON{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://www.vanityfair.com/news/2008/07/internet200807” rel=“noopener” target=“_blank”}])“这就导致了一种战争一触即发的不稳定局面,一个国家如果担心自身的通信和反应能力不足以经受住袭击,就会倾向于采取先发制人的攻击行动。他说:“分组交换在很大程度上源于冷战。当时我对如何建立可靠的指挥控制系统这个问题产生了浓厚的兴趣。“于是,巴兰从1960年开始设计”一种能让几百个主要通信站在遭受敌军攻击后仍可互相联络的通信网络[FOUNDING FATHER{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://www.wired.com/2001/03/baran/” rel=“noopener” target=“_blank”}]”。
这也许是巴兰的目标,但我们要记住,他自始至终没能说服美国空军建立这样一个系统。他的思想倒是被罗伯茨和泰勒采纳了,而两人都坚称,他们只是想为ARPA的研究人员创建一个资源分享网络,而不是为了抵御袭击。罗伯茨说:“人们以为保罗·巴兰写的那些关于核防卫安全网络的东西就是阿帕网。其实两者毫无关系。我对美国国会是这样说的,创建阿帕网是为了世界科学的未来(包括民用和军用领域),军队和其他领域一样,都能享受到阿帕网带来的益处。但阿帕网显然不是为军队而设计的。而且我也没有提核战。“《时代》周刊曾在报道中称,建立互联网是为了确保核袭击后的通信安全,泰勒看到报道后给编辑写了一封信更正,但《时代》周刊没有刊登这封信。他回忆说:“他们给我回了封信,坚称他们的消息人士说得没错。”
《时代》周刊的消息人士在指挥链中的地位要高于泰勒。那些在ARPA信息处理技术局工作、负责网络项目的人也许真心相信他们从事的项目与核生存力无关,但ARPA一些级别较高的人士则认为,核生存力是阿帕网的关键使命之一。他们正是以此为理由说服国会继续拨款的。
斯蒂芬·卢卡西克(Stephen Lukasik)在1967年至1970年期间担任ARPA副主任,后来晋升为该机构主管,直至1975年。1968年6月,他为罗伯茨的项目敲定了正式授权和拨款,使罗伯茨得以推进网络的建设。当时,越南的”春节攻势”(Tet Offensive)和”美莱村大屠杀”(My Lai Massacre)才刚刚过去几个月。反战示威活动正值高潮,最高学府的学生们掀起了暴动。在这种背景下,国防部根本不会随随便便向仅以促进学术合作为目的的烧钱项目拨款。参议员迈克·曼斯菲尔德和其他议员开始要求政府仅向与军事使命直接相关的项目拨款。卢卡西克说:“所以,在这种环境下我是很难为一个仅以提高科研人员工作效率为目的的网络项目拿到大量资金的。这个理由缺乏足够的说服力。说服力够强的理由是,分组交换能让网络在遭到破坏时具有更强的生存能力,更加稳固…在战略态势下(即遭遇核武器攻击时),总统仍能与导弹系统进行通信联络。我从1967年开始签支票,我可以肯定地说,就我经手的那些支票而言,我之所以签字是因为我确信有必要提高核生存力。”
2011年,当卢卡西克看到阿帕网的建立并非出于战略军事目的已成社会共识,他既感到好笑,又有点恼火。于是他写了一篇题为《阿帕网建立缘起》(Why the ARPANET Was Built)的文章供同事传阅。他解释说:“ARPA的存在及其唯一目的就是应对新的国家安全问题,即对军队的指挥和控制,尤其是那些因核武器的存在和为阻止核武器使用而衍生的军队。”
这种说法与他的一位前任------曾任ARPA主管的查尔斯·赫茨菲尔德(也就是那位在1965年批准鲍勃·泰勒有关分时科研网络的维也纳难民后裔)背道而驰。赫茨菲尔德多年后坚称:“当初建立阿帕网并不是像许多人现在说的那样,是为了创造一个可以经受住核袭击的指挥控制系统。建立这样一个系统显然主要是出于军事需要,但这不是ARPA的使命。“而ARPA认可的两段半官方历史则分别站在相反的立场上。互联网协会撰写的历史称:“有一种说法是,阿帕网在某种程度上与建立能抵御核战的网络有关联,这种误传源于兰德的研究。其实,这说的根本不是阿帕网,而是毫不相干的兰德研究。“而美国国家科学基金会1995年发布的《最终报告》(Final Report)则宣称:“作为美国国防部高等研究计划署的产物,阿帕网的分组交换方案是为了在面临核攻击时提供可靠的通信。”
那么,究竟哪一种观点是正确的呢?从这个案例来看,两种观点都没错。在实际参与网络建设的学者和研究人员看来,阿帕网只是为和平目的而生。而在一些负责监督项目实施和拨款,尤其是五角大楼和国会的人看来,该网络还拥有军事目的。20世纪60年代末,斯蒂芬·克罗克(Stephen Crocker)作为研究生完整地参与了协调阿帕网设计的工作。他从未将核生存力视为自己使命的一部分。但当卢卡西克分发自己2011年的论文时,克罗克也读了这篇论文,读完后他笑了起来,这篇论文改变了他的想法。卢卡西克告诉他:“我在顶层,你在底层,所以你根本不了解情况,不知道我们为什么要做这个项目。“而克罗克的回答可谓幽默中包含着智慧:“我在底层,你在顶层,所以你根本不了解情况,不知道我们做的是什么。”
克罗克最终意识到:“你不可能让所有参与者就阿帕网建立的原因达成一致。“克罗克在加州大学洛杉矶分校的导师伦纳德·克兰罗克也得出同样的结论:“我们永远也不可能知道核生存力是否是开发阿帕网的动机。这是一个无法回答的问题。对我来说,开发这个网络不含任何军事目的。但我敢肯定,如果你走到指挥链的上层,会有人说提高抵御核武器攻击的能力是一大原因。”
阿帕网最终代表着军事和学术兴趣的有趣结合。为阿帕网拨款的国防部倾向于建立带有集中控制的分层指挥系统。但五角大楼将设计网络的任务交给了一批学者,他们中的一些人并不想被军方征召,多数人则不信任中央集权。他们选择了一种有无数节点,各节点可自行路由,而不是基于几个中央枢纽的结构,因此这个网络很难控制。泰勒说:“我一直都倾向于把分布式系统植入网络。这样一来,某个集团就会很难攫取网络控制权。我不信任大型中央组织,这种不信任是我的天性使然。“五角大楼选择泰勒这样的人来创建网络,自然会建成一个其无法充分控制的网络。
另外还有一重讽刺。分散和分布式构造意味着网络会更加可靠,这个网络甚至能经受住核攻击。建立一个恢复力强、抗攻击的军用指挥控制系统并不是ARPA研究人员的动机,他们心底里甚至压根就没考虑过这个问题。但这却是他们的项目最终获得五角大楼的稳定拨款和国会资助的一大原因。
阿帕网在20世纪80年代初升级为互联网,但即便在此之后,它仍然服务于军事和民用两重目的。性格温和、善于反思的互联网创始人之一文特·瑟夫回忆说:“我想演示给大家看,我们的技术能经受住核攻击。“于是,他在1982年进行了一系列人工模拟核攻击的实验。他说:“当时进行了许多这类模拟和演示,其中有一些规模极大,战略空军司令部也参与了。在实验中,我们把机载分组无线电放在战场上,同时用机载系统对被模拟核攻击阻断的互联网信息碎片进行续接。“最早的女性网络工程师之一拉迪亚·珀尔曼(Radia Perlman)在麻省理工学院创建了一些协议,可确保网络在遭受恶意攻击时保持稳固,她协助瑟夫找到了在必要时通过分割和重建阿帕网来提高生存力的方法。
这种军事与学术动机的相互作用成为植根于互联网的特质。科技史学家珍妮特·阿巴特指出:“阿帕网和互联网的设计都更注重生存力、灵活性和高效能等军事价值,而不是低成本、简洁性或消费吸引力等商业目标。但与此同时,设计和建造ARPA网络的团队主要由搞学术的科学家组成,他们在该系统中注入了自己所坚持的共治、分权和信息自由交流等价值。“这些20世纪60年代末的学术研究人员中有许多都与主张反战的非主流文化关系密切,他们创建了一个反对集中控制的系统。该系统能避开核袭击带来的任何破坏,也能避开任何施加控制的企图。
伟大的跨越:1969年10月,阿帕网诞生了 {#108d .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“108d”}
1968年夏季,政治动荡席卷了包括布拉格和芝加哥在内的世界许多地区,也正是在这个时候,拉里·罗伯茨展开了接口报文处理机项目的招标。他向相关公司发送了招标文件,让它们来制造准备发给各研究中心,作为阿帕网路由器(即接口报文处理机)的小型电脑。他在计划中融合了保罗·巴兰和唐纳德·戴维斯的分组交换概念,韦斯·克拉克提出的标准化IMP建议,J·C·R·利克莱德、莱斯·欧内斯特(Les Earnest)和伦纳德·克兰罗克的理论洞见,还有许多其他发明家的贡献。
在140家接到招标书的公司中,只有12家决定投标。比方说,IBM就没有参与投标。该公司担心没法以合理的价格生产出IMP。罗伯茨在加州蒙特雷召开了一个委员会会议来评估各公司提交的标书,合规官阿尔·布卢把每份标书和量尺放在一起拍了照片,以显示它们的厚度。
由万尼瓦尔·布什等人共同创建,位于波士顿地区的大型国防承包商雷神一度在投标战中走在前列,甚至进入了与罗伯茨进行价格谈判的阶段。但后来鲍勃·泰勒插手进来,表达了自己的观点(韦斯·克拉克已经提出过这一观点),他认为合同应该给BBN公司,因为BBN公司不像雷神那样受烦冗的企业官僚主义束缚。泰勒回忆道:“我说,雷神的企业文化与研究型大学的文化会水火不容。“如克拉克所说:“鲍勃否决了委员会的决定。“罗伯茨接下去说:“雷神的投标方案很好,和BBN公司一样有竞争力,影响我最终决定的唯一因素是,从长远来看,BBN公司拥有一个组织更加严密的团队,我认为这样效率会更高。”
和充满官僚气息的雷神不同,BBN公司有一群行动敏捷、才华横溢的工程师,由弗兰克·哈特(Frank Heart)和罗伯特·卡恩(Robert Kahn)这两位来自麻省理工的难民后裔领导。BBN公司的工程师们对罗伯茨的方案进行了改进,他们规定,当数据包从一个IMP传送至下一个IMP时,发送方IMP应将这些数据包的信息存储起来,直到获得接收方IMP的确认为止,如果没能立即收到确认,发送方IMP会重新发送信息。这成为确保网络可靠性的一项关键因素。在网络建设的每一步中,设计都因集体创造力而变得更加完善。
圣诞节前夕,罗伯茨出乎许多人意料地宣布,ARPA选择BBN公司而非雷神作为承包商。参议员特德·肯尼迪(Ted Kennedy)按惯例向接获大型联邦项目的选民发去一封贺电。在贺电中,他祝贺BBN公司中标”互信报文处理机”(Interfaith Message Processor)项目,从某种程度上说,“互信报文处理机”不失为对接口报文处理机普世角色的一种恰如其分的描述。
罗伯茨选择了四个研究中心来部署阿帕网的首批节点,它们分别是:莱恩·克兰罗克供职的加州大学洛杉矶分校,富有远见的道格拉斯·恩格尔巴特(Douglas Engelbart)供职的斯坦福研究所,伊万·萨瑟兰任教的犹他大学以及加州大学圣巴巴拉分校。罗伯茨给他们布置了一项任务,要求他们想办法把大型”主”计算机和发给他们的标准IMP连接起来。而这些中心的研究人员和一般的资深教授一样,都是招了一批杂七杂八的研究生来做这项工作。
这支年轻的工作组成员聚集在圣巴巴拉,研究如何推进项目。他们发现了一个即使在数字社交网络时代也一样千真万确的事实,这就是:人与人面对面互动既有用又有趣。当年读研究生的斯蒂芬·克罗克是加州大学洛杉矶分校研究小组成员,他会和自己最好的朋友兼同事文特·瑟夫一起驱车参加会议,他回忆说:“那儿有一种类似鸡尾酒派对的氛围,你会发现大家彼此相处得非常融洽。“于是他们决定定期碰头,场地则轮换安排。
待人恭敬有礼的克罗克总是满面笑容,以他的个性,在堪称数字时代典型协作过程的阿帕网项目中担任协调者是再合适不过了。和克兰罗克不同,克罗克极少使用”我”这个代词;他更感兴趣的是让人们共享荣誉,而不是去攫取荣誉。克罗克能敏锐地意识到他人的需要,这就赋予他一种直觉,让他知道怎样在不让控制或权力集中化的前提下协调一个组织,这种管理方式十分适合他们正试图创建的网络模型。
几个月过去了,这些研究生一边继续开会和交换思想,一边在等待某个大权在握的官员来视察工作,给他们下达进军指令。他们以为来自东海岸的掌权者有一天会带着刻有规则、规章和协议的石匾出现在他们面前,而他们这些计算机主机站的小管理员得照章办事。克罗克回忆说:“我们不过是一群自封为管理者的研究生,我确信有一群来自华盛顿或剑桥的权威人物或长者随时会来视察,告诉我们规则是什么。“但这时已经进入了新的时代。网络应该是分布式的,网络之上的权力体系也一样。网络的发明和规则应该取决于用户,相关过程应该是开放的。尽管政府投资网络项目在一定程度上是为了辅助军队指挥控制系统,但这一目的却是通过反对集中指挥和控制来实现的。上校们已经把权力让渡给了黑客和学者。
于是,1967年4月,在犹他州开完一场特别精彩的会议之后,这群把自己的团队命名为”网络工作组”的研究生决定把一些已有的设想写下来。大家推选克罗克来承担执笔任务(彬彬有礼、为人实诚的克罗克能以魅力服人,让一群黑客达成共识)。克罗克渴望找到一种不显冒昧的方式。他说:“我意识到,单是记录我们讨论的问题就可以被视为一种权力推定之举,有人也许会过来,冲我们大吼 --- --- 也许是来自东海岸的某个长者。“由于克罗克总是先人后己,他只好经常熬夜工作。他说:“我和我的女友以及她和前任生的小婴儿一起住在她父母家里。晚上唯一一个不会打搅别人的工作场所就是浴室,我会光着身子站在浴室里,写下笔记。”
克罗克意识到,他需要为这一系列建议和实践取个不张扬的名字。他说:“为了强调非正式的本质,我想出了这个馊主意,就是把它们一律称为’RFC’(Request for Comments,征求修正意见书) --- --- 而不管它们是否真的是某种请求。“这是一个在互联网时代鼓励合作的完美词组 --- --- 友好,不独断专行,富有包容性,而且体现出人人平等的精神。克罗克40年后写道:“那时候我们刻意避免专利和其他条条框框,这也许对网络的发展有所助益,由于没有任何控制网络协议的经济动机,大家达成共识要简单得多。”
最早的RFC文档于1969年4月7日写成,装在老式信封里,是通过邮政系统寄送出去的(当时还没有电子邮件这种东西,因为他们还没有发明网络)。克罗克以一种热情而随意,不带任何官腔的语气宣布任务启动,即找出让各家科研机构的主机连接到新网络的方法。他写道:“1968年夏季,来自最早的四个站点的代表举行了几次会晤,讨论主机软件问题。我要在这里介绍我们达成的一些初步协议,还有我们遇到的一些尚未解决的问题。这里谈及的问题几乎都没有定论,希望大家能踊跃回应。“收到RFC 1的人觉得自己是参与到一种有趣的流程中,而不会感觉受到一群掌管协议的独裁者控制。他们讨论的是一个网络,所以有必要让所有人都参与进来。
RFC流程开创了软件、协议和内容开源开发的先河。克罗克后来表示:“互联网能够实现如此惊人的发展和演进,开源文化发挥着至关重要的作用。“从更广泛的意义上说,开源文化成为数字时代的协作标准。RFC 1面世30年后,文特·瑟夫又写了一个哲学味的RFC文档,题为”伟大的对话”,开头是:“很久以前,在一个遥远的网络中…”瑟夫在描述完RFC非正式的诞生历程后继续写道:“藏在RFC历史背后的是人类组织实现协作共事的历史。“这是一篇宏大的宣言,看似有夸大其词之嫌,但实际上却是千真万确。
到1969年8月底,当第一台IMP运抵克兰罗克的实验室时,克罗克等人已经在RFC中制定了一系列有关主机连接IMP的标准。当IMP抵达加州大学洛杉矶分校的装卸站时,有十几个人等在那里迎接IMP的到来,其中包括克罗克、克兰罗克、组里其他几名成员,还有瑟夫和他的妻子西格丽德(Sigrid),两人带来了香槟。他们惊讶地看到IMP有冰箱那么大,外壳按照军用机器生产标准,采用了战列舰那种灰色的钢材。IMP被推进计算机房、接上电源,立马就启动起来。BBN公司任务完成得很出色,准时交付了产品,而且与预算相符。
但一台机器是无法形成网络的。直到一个月后,当第二台IMP运达位于斯坦福大学校园边缘的斯坦福研究所时,阿帕网才真正得以启动和运行。10月29日,联网已经准备就绪。启动仪式的气氛随意得恰到好处。这一事件没有几周前阿姆斯特朗登月时的那种戏剧性,没有人宣布”我的一小步,人类的一大步”,也没有5亿人在电视机前观看。在启动仪式上,一位名叫查利·克兰(Charley Kline)的本科生在克罗克和瑟夫的注视下戴上了用来与斯坦福研究所一名研究人员沟通的电话耳麦,键入登录口令,期望能让位于加州大学洛杉矶分校的终端通过网络与354英里之外的帕洛阿尔托的计算机相连接。他先键入了”L”,斯坦福研究所的人告诉他指令收到了。然后他输入了”O”,这个指令也得到了确认。当他键入”G”时,系统因一个自动完成功能而出现了存储障碍,然后陷入了瘫痪。不过,第一条报文还是通过阿帕网发送了出去,这条报文虽然没有”猛鹰着陆”或”上帝创造了何等奇迹”等口令雄辩有力,但”Lo”(可将其视为”Lo and behold”,“你瞧”的一部分)这种朴素的表达也是十分贴切。克兰在自己的日志中以一种令人难忘的极简方式记下这样一行文字:“22:30,与斯坦福研究所实现主机对主机对话。CSK。”
1969年是纷扰不断的一年,当年发生了伍德斯托克音乐节、查帕奎迪克事件、反越战示威、查尔斯·曼森杀人案、芝加哥七君子审判和阿尔塔蒙特事件等。而在1969年下半年,三大历史性事件把这一年推向了高潮,其中每一事件都酝酿了近10年。NASA成功地把人送上了月球。硅谷的工程师们设法将可编程计算机放到了一块叫作微处理器的芯片上。ARPA则创建了一个可连接远程计算机的网络,但只有第一件事(也许是其中历史意义最弱的事件?)成为新闻的焦点。
互联网 {#4cb6 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“4cb6”}
阿帕网还不是互联网,它只是一个网络。短短几年之内,又有其他与之类似,但无法相互连接的分组交换网络陆续面世。例如,20世纪70年代初,施乐帕洛阿尔托研究中心的工程师想建一个局域网来连接他们正在设计的办公室工作站,在该中心就职的一位刚从哈佛大学毕业的博士生鲍勃·梅特卡夫(Bob Metcalfe)发明了一种使用同轴电缆(即插入有线电视机顶盒的那种电缆)来创建高带宽系统的方法,他把这种系统命名为”以太网”(Ethernet)。随后,人们在夏威夷以此为模板建立了一个名为ALOHA网络的无线网,通过超高频和卫星信号来发送分组数据。此外,旧金山有一个名为PRNET的分组无线电网络,还有一个名为SATNET的卫星网络。尽管这些分组交换网络有类似之处,但它们不能兼容,也不可互通。
1973年年初,罗伯特·卡恩开始动手解决这个问题。他认为,应该设法让所有这些网络都能相互连接,而他所处的位置恰好有助于推动这一目标的实现。当时他已经离开了BBN公司(他曾在BBN公司协助开发IMP),在ARPA的信息处理技术局担任项目经理。先后从事过阿帕网和PRNET项目的卡恩把连接这两个网络及其他分组网络作为自己的使命,他和同事们开始把该系统称为”互联网络”(internetwork)。过了一段时间,这个词又略微缩短为”互联网”(internet)。
卡恩请文特·瑟夫来担任他的项目合作伙伴。在负责撰写征求修正意见书和制定阿帕网协议的团队里,瑟夫曾是斯蒂芬·克罗克的左膀右臂。瑟夫成长在洛杉矶,他父亲曾在一家为阿波罗空间项目生产发动机的公司工作。和戈登·摩尔一样,他小时候也喜欢玩危险但有趣的化学实验套装。他回忆说:“我们有镁粉、铝粉,还有硫黄、甘油和高锰酸钾这样的东西。把它们倒在一起的时候,就会蹿出火焰。“五年级时,他厌倦了学校教的数学,于是老师给了他一本七年级的代数书。他说:“我花了整个暑期把这本书上每道题都解了一遍。我最喜欢解方程,因为它们就像小小的推理故事。你得弄清楚’X’是谁,我一直都很想弄清’X’究竟会是什么。“他还对科幻小说非常着迷,尤其是罗伯特·海因莱因(Robert Heinlein)的小说,从那时起,他几乎每年都会重读J·R·R·托尔金的《指环王》三部曲。
瑟夫是早产儿,因此有听力障碍,他从13岁开始使用助听器。也正是在那个时候,他开始穿大衣、打领带,并提着一只公文包去上学。他说:“我不想跟其他人都一样。我想让自己看起来与众不同,想让人注意到我。这是一种非常有效的方式,比戴鼻环效果要好,况且当时是20世纪50年代,我估计我父亲不能容忍我戴鼻环。”
高中时他和克罗克成为最好的朋友,周末他们一起做科学项目,玩三维国际象棋。从斯坦福毕业后,他在IBM工作了两年,然后进入加州大学洛杉矶分校读博士,在克兰罗克的组里工作。在这里,他结识了鲍勃·卡恩,后来卡恩先后在BBN公司和ARPA任职,但两人依然保持着密切的关系。
1973年春天,卡恩在自己的互联网络项目启动后拜访了瑟夫,向他介绍了阿帕网之外的所有其他分组交换网络。卡恩问:“我们怎么才能把这些不同的分组网络连接到一起呢?“瑟夫接受了这项挑战,随后,两人开始了为期三个月的合作,正是这项合作推动了互联网的诞生。卡恩后来说:“我俩立马就动手做了起来。文特是那种喜欢把袖子一卷,说我们动手干的人。我觉得他就像是一股清新的空气。”
他们1973年6月先在斯坦福组织了一次会议来征询意见。瑟夫后来表示,由于采用了这种协作方式,因此解决方案”成为一种人人都能随时动手修改的开放协议”。但多数工作都是由卡恩和瑟夫这对搭档完成的,他们会扎进帕洛阿尔托的Rickeys Hyatt House酒店或是在杜勒斯机场旁边一家酒店里进行深入讨论。卡恩回忆说:“文特喜欢站起身来,画这些像蜘蛛网一样的图,我们常常翻来覆去地讨论,然后他会说:‘我来画幅图吧。’”
1973年10月的一天,瑟夫在旧金山一家酒店的大堂里画了张简单的草图,把他们的方法确定下来。这张图上有阿帕网和PRNET等各种网络,每个网络都连接了很多主机,还有一批在各网络之间传递数据包的”网关”(gateway)计算机。最后,他们一起在五角大楼旁边的ARPA办公室里花了整个周末的时间工作,几乎熬了两个通宵,然后在附近的万豪酒店吃了顿庆功早餐。
他们没有让这些网络各自保留不同的协议,尽管这种设想比较容易接受。他们想要一种共同协议。这种共同协议能使新的互联网络呈爆发式增长,因为使用新协议的任何计算机或网络都能在无须转换系统的情况下接入。阿帕网和其他任何网络之间的流量都应该能够无缝传输。于是他们产生了这样一种设想,即让每台计算机都采用同样的方式和模板来标注数据包地址。这好比世界上寄出的所有明信片都必须有四行地址栏,都要用罗马字母注明街道号码、城市和国家名称。
他们制定了一项IP协议(Internet Protocal,互联网协议),该协议对如何在数据包标头上标注目的地做了具体规定,有助于确定数据包通过网络到达目的地的方式。IP协议的上一层是TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议),该协议的目的是规定如何以正确的顺序重组数据包,检查数据包是否存在缺失,如果有信息丢失,则会要求重新传输。这些协议合称TCP/ IP。卡恩和瑟夫在一篇题为《分组网络互联协议》的论文中发表了相关成果。互联网从此便诞生了。
1989年,在阿帕网诞生20周年纪念活动中,克兰罗克、瑟夫以及许多其他网络先驱者纷纷聚集在曾安装过阿帕网首个节点的加州大学洛杉矶分校。他们写了诗、歌曲和打油诗来庆祝这一盛事。瑟夫朗诵了一段仿莎士比亚的诗章,题为《罗森克兰茨和以太网》,他在其中提出一个如何在分组交换和专用电路之间进行选择的哈姆雷特式问题:
整个世界都是一张网!网中所有数据都不过是信息包罢了。
它们排队等待存储转发,
然后就消失不见。这是一个等待交换的网络!
交换还是不交换?这是个问题:
是忍受随机网络中存储转发带来的痛苦,
还是为海量数据包搭建电路,
并一心一意为它们服务?
2014年,人类又迈入了一个新的时代。此时的瑟夫任职于华盛顿的谷歌,仍在做着自己喜欢的事情,为他们发明的互联网所产生的奇迹而惊叹。戴着谷歌眼镜的瑟夫说,互联网每一年都会带来新生事物。他说:“社交网络(我加入了脸谱网,想尝试一下社交网络)、商务应用、移动设备等新鲜事物不断涌向互联网。互联网规模已经增长了100万倍以上。没有多少事物能像互联网这样不间断地发展,但我们创建的那些老协议却依然可以用。“
网络化的创造力 {#b3a8 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“b3a8”}
那么,谁是对互联网发明贡献最大的人呢(我们不能不说一个有关阿尔·戈尔的笑话,不过这个笑话暂且按下不表。在第十章中,我们会介绍戈尔承担的角色,没错,他的确占有一席之地)?和谁发明了计算机这个问题一样,上述问题的答案是:互联网是在许多人的协作下创造出来的。保罗·巴兰后来向科技作家凯蒂·哈夫纳和马修·莱昂解释了这个问题,他采用了一个适用于所有创新的美丽意象:
科技发展的过程就像建造大教堂一样。在几百年的历程中,不断有新人加入,每个人都会在现有的基础之上添加一块砖,每个人都会说:“我建了一座大教堂。“到了下个月,又会有新砖放在之前的砖瓦上。然后来了一位历史学家,问:“大教堂是谁建的?“彼得在这里加了几块石头,保罗又多加了几块石头。如果不谦虚谨慎的话,你就会自欺欺人地以为自己完成的是最重要的部分。但事实是,每一项贡献都必须以前人的积累为基础。事物与事物之间都是环环相扣的。
政府和私营企业都为互联网的创建贡献了部分力量,但互联网主要是由一批组织松散但并肩努力,自由分享创意的学者和黑客创建的。这种对等分享的结果就是缔造出了一个促进对等分享的网络。这不仅仅是简单的巧合。互联网的创建是基于这样一种信仰,即权力应该分散,而不是集中,应该阻止任何独裁者的专制统治。正如互联网工程任务组的一位早期成员戴夫·克拉克所言:“我们反对君主、总统和选举。我们的信仰是大致共识和运行代码。“这就造就了一种网络化共有权,一个可以通过众包和开源方式产生创新的场所。
创新不是孤军奋战,互联网就是一个绝佳的例证。阿帕网官方通讯《阿帕网新闻》(ARPANET News)第一期宣布:“有了计算机网络,共同研究的丰富多彩就取代了独自钻研的孤独。”
J·C·R·利克莱德和鲍勃·泰勒等互联网先驱认识到,互联网的建立方式使其具有一种固有倾向,即鼓励对等连接和网络社区的建立。这让许多美妙的东西成为可能。他们1968年在一篇题为《作为通信设备的计算机》的前瞻性论文中写道:“上网会让人们的生活变得更幸福,因为他们能更多地根据共同的志趣,而不是距离上的偶然接近来择友。“他们的乐观情绪到了接近乌托邦主义的程度。他们写道:“每个人(只要能买得起计算机)都将有许多机会去寻找适合自己的事业,因为整个信息世界,连同所有领域和学科都将向他敞开大门。”
不过,这一愿景没能立即成为现实。互联网虽然在20世纪70年代中期就面世了,但这之后还需要几项必要的创新,才能让互联网成为改造世界的工具。网络仍然是一个封闭的社区,主要向军队研究人员和学术机构开放。直到20世纪80年代初,与阿帕网对应的民用网络才完全开放,又过了10年,大多数普通的家庭用户才有机会接触网络。
此外还有一个主要的制约因素:能够使用互联网的只有那些能方便地接触计算机的人,当时,计算机还是庞然大物,令人望而生畏,价格昂贵,不是你走进电器店Radio Shack就能随便买的东西。在计算机真正属于个人之前,数字时代是不可能真正产生革命性力量的。
(沃尔特·艾萨克森. 创新者[M]. 中信出版社, 2016.) ::: ::: :::