在硅谷电脑历史博物馆的所见所思
在硅谷电脑历史博物馆的所见所思
文：亦远（蒙特利尔）
美国加州硅谷有十多个城市，其中一个叫山景（Mountain View），小城，是谷歌总部所在地，电脑历史博物馆也在这里。附近有著名的私立斯坦福大学和州立加州大学伯克莱分校，那是造就硅谷人才的两个重要摇篮。今年八月的一天，外甥女带笔者和她父母即我的妹妹妹夫来该博物馆参观。 电脑历史可能是人类文明史上最短的一段历史了。当然，人类在几千年前就有了数的概念，也一直企图用某些设备来协助人进行计算。人的手指是最早的计算工具，人类也为此最终采用了十进位。近年人们常常说数字化时代（DigitalEra），Digital这个字来源于拉丁文的Digiti， 就是手指的意思。 Computer的词根是Compute，意为计算，后缀加了er，物化，可能翻译成计算器更为合适。我们目前指的Computer其实是高速数字处理器，台湾在五六十年代就将其翻译为电脑。意指这种设备不仅可以计算，而且可以取代人类大脑的部分功能，寓有人工智能的意思。笔者以为，相对于计算机，电脑是更合适的翻译，因为今天其主要功能绝对不是计算，而是以提供多媒体的信息来加强人脑的能力。近年中国大陆也逐渐开始使用电脑这个名词了。 然而，在六七十年代，电脑这个词在大陆是不容许使用的。因为电脑涉及到意识这个大名词，据说辩证唯物主义无法承认除了人类之外，还有任何无生命的物质可以产生意识。1966年， 文革刚刚开始，著名的科普杂志《知识就是力量》就为了刊登一篇科幻小说而主动检讨。那篇小说是写贪婪的科学家发明和制造出来的机器螃蟹能够复制并不断进化为更先进的机器螃蟹。 该科学家最终被由此产生的巨型机器螃蟹杀死，因为机器螃蟹企图夺取这位科学家假牙上的金属作为制造下一代的原料。今天回顾，这还是一个很左倾的科幻故事。
站在博物馆众多机器人前面， 笔者不由回想起四十年前读过的这部科幻小说。估计原作者是苏联人。他提出了几个今天看来非常重要的概念： 机器人不必人形化（今天工厂的机器人根本不像人） 机器人应当有自我学习的能力（这才是人工智能） 提出使用太阳能 人类发明了机器人，却又对机器人的前途充满疑惑和恐惧 这位作者真是很了不起，可是这样的文艺在中国无法容身，在苏联也没有激起开发电脑的浪潮。苏联，终其一生，没有对现代信息技术，或者说数字化时代产生过任何举足轻重的影响。 信息技术的演变和历史上其他技术，包括用火、车轮、蒸汽机、电力的发明不同点在于，前面的技术都是部分代替人类体力工作的， 而信息技术却是取代人类部分脑力工作的。如果不能认识到这个不同的基本点，还是用传统的观念去看待信息社会，那就不但不能充分利用信息技术的优势，反而会觉得信息技术带来不少麻烦，难以应付。 再深思下去，发现在信息演变（Evolution）这个人类历史最伟大的变革上， 无产阶级绝对不是先锋队，他们仅仅是被动地参与了一部分生产，而且这部分工作正不断被机器人取代。引领这场生产力发展的，是“五谷不分”的知识分子和贪图暴利的风险投资人（几个关键的技术/商品的弄潮儿偏偏又是集二身为一人，例如乔布斯和盖茨）。信息时代，产业工人不是更强大了，而是非常明显减弱了。就是汽车制造业和钢铁冶炼业， 产业工人也是所剩寥寥无几，被边缘化了。 中国在改革开放之始的八十年代初， 《光明日报》还在为全自动工厂是否存在剥削， 是否产生剩余价值而伤脑筋。 但在实用主义的美国，主流社会没有人搞这种空洞的理论，美国社会鼓励胡思乱想，半个多世纪以来，跌跌闯闯终于带领世界进入了信息时代。笔者兄弟姐妹四人，都是从七八十年代就吃电脑这碗饭，虽然没有一个成名成家， 却见证了这段社会历史的变迁。所以笔者很高兴外甥女知我所好，带我来此做一个回顾。
这个在1996年建立的馆从外面看起来不大，但进去感到还有扩充余地。一面大窗好像老式的荧光屏终端，外面摆放了几套喝咖啡的桌椅，不经意间显示出来IT（信息技术）人员特有的随意打扮风格。博物馆门票15元， 是个私人机构办理的，除了开放参观之外， 也是一个教育之地， 还欢迎外人参与， 发表看法。百闻不如一见。笔者企图通过拍的一系列照片，添上点感想，来介绍一下。
《易·系辞下》：“上古结绳而治”。照片上的结绳叫奇普（Quipu或khipu），是3500年前位于今日秘鲁海岸的印加人一种结绳记事的方法，用来计数或者记录历史。它是由许多颜色的绳结编成的。和今天的电脑相比较，共同点非常突出， 就是信息储存。其实中国的算盘最主要的功能也是信息储存，使用者由此可以专心处理一个简单的计算而不至于把不同位的数据搞混。俗语说扳着手指头计算，也是说人类下意识用手指作为记忆储存。
美籍华人王安在电脑磁性储存上做出过贡献。他是江苏昆山人。1976年，王安推出了电子文字处理机。1978年，王安电脑成为当时世界上最大的文字处理机生产商。但是王安用他的几个儿子来接班，而他儿子对于日新月异的电脑技术和研发管理缺乏理解和领悟，无法和公司三名有才华的电脑天才配合，迫使他们相继辞职，最终导致公司在王安1999年去世后破产。 而王安家族式的管理方法也从此走入美国企业管理的教科书，成为失败的经典。 其实王安很有可能引领信息潮流， 成为当时的乔布斯。笔者站在当年无人不晓的王安电脑前，不胜感慨。
这是笔者刚进入电脑行业使用过的打卡机。 在一张纸卡上有八十竖行，不同的位置打孔代表不同的字母， 数字和符号。打错一个孔， 就要重新来过，再用另一张卡重打。 读卡机则是利用气流来判断孔的位置，以此来识别字母。当然那时不可能有大小写的区别，符号也很少。 无论是打卡机还是读卡机都很大，和小型写字台差不多，是金属的。 当年伯克莱大学的电脑室也不过有二十台打卡机， 两台读卡机。学生和教授都要排队耐心等候使用。
这是卡片。输入数据成为一项专门的工作， 称之为DataEntry。以这样的方式输入数据是IBM的拿手好戏。IBM是国际商业机器的缩写（InternationalBusiness Machines）。他们就是在1911年开始生产打卡机来做商业统计起家的，比如上班的工时卡，统计人口的专门卡等等。 根据美国宪法的规定， 美国每十年必须进行一次人口普查。美国参议员如何选是和人口分布与数量直接挂钩的。但在十九世纪末， 美国人口已接近一亿，人工处理数据，在1900年也完不成1890年的数据统计。宪法的要求推动了机器处理卡片的技术。而IBM当时制定的很多输入和输出的规格至今还直接或间接使用在信息界。由于美国是世界上唯一坚持使用英制的国家，这些规则为其他国家带来很多不便。也可以说是一种挥之不去的烙印吧。
数据公司（DEC，Digital Equipment Corporation） 和其他几个公司发明了直接输入，这是把输入和打印结合起来，一行行打印在纸上， 极大地提高了效率。图中的Vax电脑是八十年代最优秀的中型机，也是中国首次大量引入的电脑。图中所示， 尽管那时已经有了荧光屏，但控制主机的还是打字机式输入。其好处是输出输入都有记录，便于事后核对。 附带说一句， 数据公司在PDP-11系列和Vax系列电脑使用 VMS操作系统。 VAX是虚拟地址扩充（virtual address extension）的意思，使用当时最先进的32位集成蕊片。由此可以看出， 一个操作系统和硬件有不可分割的关系。以笔者的实践经验，VMX是一个非常好的操作系统。笔者认为，DEC是以生产中小型电脑为主的企业， 在大电脑昂贵的时代，为中小企业提供了经济实用的产品， 这也是刚刚经济起飞的中国能够承受的，因此在八十年代欣欣向荣。但是随着微型机，即个人电脑的出现和功能的大幅度提高，中间电脑的需求开始消失，其优势不再。DEC被新兴的Compaq在1998年收购， 退出历史舞台。笔者七十年代开始使用PDP11-45，在硅谷工作时使用PDP11-70， 到加拿大使用PDP10（36位）和不同型号的VAX，包括Micro-VAX，前后约二十年， VAX也是笔者在中国参与援华项目期间向电力系统推广的机型。得知DEC寿终正寝，一方面扼腕， 一方面也领略了现代信息技术发展的高速和淘汰的无情。
这是在七十年代末开始使用的电脑输入/输出屏幕。 最有名的是数据公司的VT100。这个终端不但继承了IBM每行80个字符的常规， 也可以一键转换成132个字符。 配合其他一些特殊符号， 可以做简单的图形。是视窗（Windows)发明之前的输入/输出经典工具。在博物馆看见这个终端， 有老朋友重逢的感觉。
1981年IBM推出个人微机，有64K内存，仅有软盘读取器，价格却接近当时一万美金。其操作系统叫DOS，不能处理图形。经过短短几年，个人电脑价格大幅下降，性能显著提高，应用软件品种繁多，电脑终于进入寻常百姓家。
乔布斯在1984初推出的个人电脑 Macintosh是首先使用了GUI（graphicaluser interface 用户图形交互）界面和鼠标的商品（GUI是著名复印机公司Xerox研发的）， 苹果在此之前推出过Lisa，其实性能更好，但由于缺乏在其操作系统上运行的应用软件而被迫抛弃，尽管那时的投入已经超过五千万美金。
数据公司生产的便携式PC,体积和重量都大约相当于一台缝纫机。 这台微机有30M硬盘。1987年笔者参与加拿大政府援华电力规划项目， 曾经为中国电力系统提供这种便携机，当时笔者受雇的公司里还无法配置这样的高档设备。时过境迁， 数据公司已不复存在，这在当时是难以想象的。从那时到现在绝大多数微机（PC,即个人电脑）使用的操作系统是Windows，其实也是从DOS演变来的。虽然视窗有各种为人诟病的缺点， 但其界面的易用性，对结构开放使各种软件商能够开发在其上运行的大批软件而享誉全世界。当然也正是这种开放性，不但催生了无数模仿的电脑（克隆电脑）， 也带来易被病毒攻击的危机。 这是一个硬币的两面： 大批克隆电脑在信息化的大道上功不可没， 电脑厂商的激烈竞争明显地降低了电脑价格。相比之下， 苹果机是一个封闭系统， 至今没有仿制品，价格高，推广慢， 可病毒危害轻。
电脑的基本运作就是三个简单的逻辑。 第一个.NOT.就是反其道而行之，第二个.OR. 是两个条件中有一个满足就行，还有一个是.AND. ，即两个条件必须都满足才成。 这三个逻辑可以互相以串联和并联的方式组合，产生复杂的因果关系。 这里是用机械开关来表示，参观者可以自己拨动开关，看看期望的结果是否正确。 当年的电子管， 就是用电路来达成这样的逻辑关系，从而控制电波（检波）。所以上个世纪始到七十年代的电报，无线电，电视和早期电脑都要使用大批电子管，不但耗电，容易过 热，而且不稳定。后来使用半导体取代真空管，有了半导体收音机。当这样的二极管做到半导体晶片上，信息演变就开始了。大批量的二极管被集成在晶片上， 密度越来越高，成本越来越低。发展之快， 只能用不可思议来描述。 这就是所谓的摩尔定律。
可控硅晶片。这是制造电脑核心中央处理器（CPU）的半导体材料。 文革后期， 中国也试图生产，并且广为宣传，生成每块晶体之后在大街上敲锣打鼓，向毛主席报喜。现代可控硅的生产相对容易，而且截面大到12吋，成品率也得到了大幅度提高（初期只有百分之几，国产的甚至低于百分之一）。著名的英特尔（Intel） 就是以用晶片为载体设计和集成高密度的电路见长。 硅谷之所以称之为硅谷， 就是那里还有不少这样的小公司专门设计集成电路的某些部分。到至今为止，世界上还没有任何厂家能够超过Intel的水平。 有了设计， 还需要把设计的线路刻蚀在晶片上。由于高密度， 线路之间的距离已经要用纳米来衡量。 纳米是一米的十亿分之一， 是分子级的度量。可以想见，对这样的要求， 即便是样品也无法手工制造。 这对材料， 温度， 环境， 设备，测量，工艺，流程，管理都提出不可思议的要求。能制造这些设备的公司只有几个，全是美国公司，如Applied。其设备非常昂贵，一台可接近一亿美金。这些设备其实要和设计公司如Intel密切配合，否则设计的电路无法生产。可以想见，高精密设备无需多少工人，他们只是在维护设备而已。而且随技术的提高，对产业工人的边缘化不断提高。
无论电脑如何复杂， 其实都离不开这四个组成部分。在物理层面上， 今天的输入和输出尽管有多种形式， 却能结合成一体。iPhone 就是一个典型的例子。其吸引人的手法之一就在于采用触屏技术把输入和输出巧妙结合。 对使用者来说，电脑有两个储存容易令人混淆。 一个是内存， 一个是硬盘储存。如果看上图， 内存在处理部分，简单比喻就是一个高效率的写字台。所有的数据处理都要搬到这个台子上做。如果台面不够大， 需要的文件就要搬来搬去，白白消耗时间。关了电脑， 内存就一片空白。这个写字台（memory）从一开始的64K到了现在的12G，甚至更大。1G=1024M, 1M=1024K, 1K=1024 Bytes 1Byte=8 Bits。Bit是电脑储存的最小单位，是1或者0。在1988年， 1M内存的价格是一千美金，比今天iPhone6还大。 现在2G内存条也不过几十美元，比四分之一的名片还小（略厚点）。 而硬盘储存就是最上面的储存部分，好比我们的书架，上面按一定方式（格式Format）存放收集来的信息。关了电脑，你的信息还在那里，除非硬盘坏了。由于硬盘技术，网络和通讯技术的发展， 硬盘又分内置硬盘， 外接硬盘，甚至不一定直接连到你的电脑上。 你的信息可以放在专门做信息储存生意的厂商处，他们会放在不同的地理和物理位置，精心保护。这有点云山雾罩，你不知道你的信息到底放在哪里了。 所以这叫云储存(Clouds )。
电脑语言Fortran的演变。 要把数据输入到电脑中， 早期就是使用电路逻辑来处理，需要人工不断地变更线路，无法普及。 于是开始有了人机对话的语言。 到现在为止，已经有几千种电脑语言了，和人类的自然语言不相上下。 图示的是一种用来解决科学计算的语言， 叫Fortran。 它在八十年代非常普遍，几乎每一个编程的程序员都知道。 这个语言也在不断演进，但是今天的年轻人几乎连这个名字也没听说过。相比起来，真有点像中文里的甲骨文。只不过不是三千年的演变， 是三十年不到的变化。 当年笔者在伯克莱读书， 学习电脑语言竟然可以满足大学对外语的要求，可见当年美国对程序人员的需求。
所谓超级电脑其实是一个相对的概念。 今天任何一台二三百美元的电脑在三十年前都相当于超级电脑。 这些大型机开始以环形方式来组装， 是为了更好地散热和缩短部件之间的传递信息距离。目前超级电脑主要是平行集成核心处理器，相当于把成千上万个CPU集成 在一起。中国的天河2号在2013年6月荣登世界最快的大型机。全世界的超级电脑都是使用英特尔的集成电路并使用Unix操作系统， 只有天河二号是基于Linux的操作系统。 笔者在大学时就接触到当时的超级电脑， 一个是大学的CDC6400,还有一个是军方的CrayII（？）。为什么会使用美国军方的超级电脑呢?因为军方并不能完全利用这个电脑的功率， 就将剩余的计算时间捐给大学。这说明上世纪七十年代电脑网络已经开始出现和使用了，也说明共享，或者叫分享乃市场经济的属性。在1980年， 笔者在硅谷工作， 公司已经可以租用商业网路把全国的六个分公司连接起来，使用电子信件。八十年代初的《中国青年报》就刊登过笔者有关的文章。尽管那时电脑网路的速度还很低，在北美洲已经利用东西时差来出售大型机的CPU（计算）时间了。当时最方便使用的网络就是每个家庭都有的电话。把老式的电话压在一个设备上， 就可以利用电话在电脑操纵下发出的高频声音来传递信息。那个设备就叫调制解调器（Modem），现在俗称猫。1982年笔者有时就利用这个设备和VT52终端在家里办公，因为晚上用户少，电脑的速度快很多。
这是美国在七十年代初和八十年代初主要的网络示意图。有意思的是， 好像美国从来没有什么非通讯公司要搞自己的网络，七十年代社会需求就催生了专门的商业网路公司。而中国，虽然是计划经济的底子， 虽然说全国一盘棋， 但在九十年代，电力系统， 铁路系统还不愿意放弃自己的网络。这很可能是小农经济的痕迹。 网络商业化催生了美国互联网的发明和迅速的发展。 互联网（Internet）始于1969年的美国，又称因特网。是美军在ARPA（阿帕网，美国国防部研究计划署）制定的协议下将美国西南部的大学UCLA（加利福尼亚大学洛杉矶分校），StanfordResearch Institute（斯坦福大学研究学院），UCSB（加利福尼亚大学）和University of Utah（犹他州大学）的四台主要的电脑连接起来。这个协议由剑桥大学的BBN和MA执行，在1969年12月开始联机。其目的是把美国海外众多军事基地通讯联系在一起。这个网络一开始就不是局限在美国军方，而是同时提供给美国大学使用，得以不断提高。美国政府也从没有企图对此收取专利使用费用。1984年，美国司法部依据《反托拉斯法》拆分AT & T，分拆出一个继承了母公司名称的新AT& T公司(专营长途电话业务)和七个本地电话公司(即“贝尔七兄弟”)，美国电信业从此进入了竞争时代。这是网络发展的法律基础，非常有远见。 蒂姆·伯纳斯-李爵士(Tim Berners-Lee)，Berners-Lee，1955年6月8日出生），英国电脑科学家。他是万维网的发明者，麻省理工学院教授。1990年12月25日，罗伯特·卡里奥在CERN和他一起成功通过Internet实现了HTTP代理与服务器的第一次通讯。 万维网可以看成是互联网的一个具体应用，而我们今天在互联网（Internet）上的信息传播主要是通过万维网（WWW）来实现的。 李并不富有，但他无偿地将他的主意提供出来而不收费。万维网是私有的，这使得服务器和客户端能够独立地发展和扩展，而不受许可限制。2003年万维网联盟决定所有由联盟提出的技术都是无偿的，所有人都可以简单地使用。最让人匪夷所思的是，李爵士提出，这样的一个世界性的网络不能有中心控制。这是习惯于一切服从领导的中国人不可能有的观念。这个无中心的观念非常重要，否则我们不可能看到如此分歧的世界会有一个不受国界限制的信息网络把全人类联系起来。笔者无法想象如果美国控制了这个中心，中国是否还能使用或愿意使用现在的互联网。 是的， 解析地址的巨型服务器主要在美国，但美国政府并不能控制这些服务器， 即便要控制，也只可能勉强做到限制某些访问而无法干涉其内容。 因此， 美国没有必要限制信息的流动。 非不为也， 是不能也。技术上的决定杜绝了控制的可能。
互联网的民间使用带来了真正的信息进化。电脑也就由计算工具过渡到信息工具了。 于是雅虎的搜索引擎应运而出，然后是谷歌。照片是谷歌通讯的设备。 谷歌代表今天最先进的生产力。其特点不仅仅局限于搜索信息， 而是于时俱进， 不断发展， 为各种业务搭建了一个信息平台。 这个平台又为苹果，三星等的智能电话所强化。其实智能电话，就是一个通过无线网路连接的超级电脑的智能终端，其本身也是个电脑。 传统的语音电话仅仅是其中一项并不突出的功能而已。 在今天西方大大小小的公司不使用谷歌是无法想象的事情。无论是设计人员，科研学者， 政府公务员，项目管理人员，股市众生，新闻从业人员，文艺作家导演，商业采购推销人员，历史和考古学家，学校教师教授等等都不可能离开谷歌。Google这个词已经开始有了动词的含义了。谷歌之所以在今天能够统领潮流，就在于谷歌提供的是手段，而不限制或干涉其内容。如何对待谷歌提供的内容，那是使用者的事，谷歌并不具备判断的能力， 也不会有人认可它拥有这种能力。
这是谷歌还在试验的自动驾驶汽车。自动导航不但是人们的期望，也是二次大战之后已经应用的技术。 首先是导弹， 其和火箭的不同就在于有一定的自我修正航向的功能。然后是飞机上的自动导航仪，目前基本上实现了民航机的自动航行。从安全角度来说，在正常情况下比人的驾驶更可靠。 轨道列车， 首先在机场和大型游乐场实现了无人驾驶， 跟着在城市也开始运行了。在台北就有无人驾驶的轨道车在闹市高架上运行。在第一次海湾战争中，美国开始使用聪明导弹，这是比过去导弹更精确的武器，就是自我导航和在飞行期间不断自我修正航向。但是实现汽车无人驾驶，还是一个非常的挑战。 在过去数十年的时间里， 美国多次举办无人驾驶汽车比赛。现在谷歌利用其信息检索，地图处理的优势，把这个科学幻想的技术逐步实现了。 谷歌的自动驾驶汽车已经有70万公里的安全驾驶记录了，但到能推广应用，还有很长的路要走。而这些归根到底还是信息问题：信息的精确度， 信息的即时更新，信息的广度，信息的来源，信息的处理速度。 当然这还涉及到保险和法律的更新， 因为现在没有一个国家允许无照驾驶（美国有四个州已经修改了相关的法律）。 这还关系到人们的心理承受程度。 比如美国旧金山的湾区高速列车系统是在1972年投入使用的， 当时已经可以做到无人驾驶了，单单为了适应乘客心理， 四十多年后的今天依然配备司机。 我们可以把谷歌对无人驾驶汽车的研究看成是虚拟商务走向实体工业。这是新的一场工业革命（Revolution）， 不，更准确地说是又一场工业演变（Evolution）。 设想一下， 如果货运汽车能够自动驾驶（由于路线相对固定，多使用主干线，信息比较齐全，很可能首先实现），矿山/矿 井可以完全自动化，开采出来的矿物直接进入冶炼厂或装船出售。自动码头的货物可以在没有人的直接干预下将集装箱里的货物直接运送到工地，仓库和市场。这会 产生什么样的连锁反应？作为产业工人的主力，矿工和货运司机将彻底地边缘化，这对社会的结构将产生什么影响？剩余的人力资源做什么去呢？而从生产力角度 看， 商品的成本会大幅度下降， 效率会成倍的提高，跨国的贸易又会如何变化呢？ 参观完了这个博物馆，笔者觉得不解的问题更多了， 先去吃饭吧。■
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2014-10-24 12:19
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