计算机历史05

英雄出少年

九十年代初,全球电脑业正忙着把PC电脑从386向486升级,突然间,就象一股巨大的旋风刮来,一家新创办的电脑公司发动了所谓销售方式的“配销革命”。它不仅率先把486电脑推向市场,而且打破了由制造商、经销商、零售商层层转销的传统模式,直接把产品销售给最终用户,价格比其他厂商同类产品便宜二三成,顿时把市场搅得天翻地覆。 

电脑业界被这场猛烈的攻势击昏了头,亏损和倒闭的企业不计其数,连IBM公司、王安公司、宏 司和菲利普公司都出现巨额亏损。 

这家电脑公司的创始人和该公司的名称都叫“戴尔”。 

自古英雄出少年。1991年,当戴尔电脑公司的总裁迈克尔•戴尔(M.Dell)以“电脑行销鬼才”的名声,跻身《财富》杂志所列全美500家大企业领袖人物时,年龄仅为25岁。 

人们惊奇地翻开他的履历:这个青年在他12岁时竟取得过美国德州政府颁发的商业执照。中学期间,他在杂志上刊登广告,用出售邮票赚来的2000美元,买回了自己第一台PC电脑。随后,他又把附近新婚夫妇名录输进电脑,凭借为报纸征集新订户的行销手段,为自己赚回了一辆“宝马”牌轿车。 

他的创业经历与比尔•盖茨十分相似。还在德州大学读书期间,迈克尔•戴尔突然心血来潮,想要中断学业“下海”去创办自己的企业。 

戴尔对父亲解释说:“比尔•盖茨也是这样创办的微软公司。” 

身为牙科医生的父亲询问道:“你也打算做软件?” 

“不,我想与IBM竞争!”戴尔的回答使父亲让大吃一惊。 

那一年,戴尔刚满18岁,年轻气盛,兜里只有1000美元注册资金。戴尔的父母极力反对他退学,最后拗不过儿子的倔强,终于与他达成君子协定:可以在放暑假时试一试,若没有收益,9月份必须回学校上课。 

1984年夏天,戴尔电脑公司在美国奥斯汀市挂牌营业,总经理麾下仅雇有一名负责财务的员工。青年人的想法其实很简单:IBM公司规定经销商每月必须提取一定数额的电脑,不管你能否把它卖出。戴尔公司可以上门用成本价收购那些没有卖出的电脑,经销商又何乐而不为?机灵的小伙子把收购的电脑搬回家,又加装了一些零件,增强了电脑的性能。然后,以优惠价直销经他改良的IBM个人电脑,结果大受用户欢迎,第一个月的营业额便突破18万。公司的前景十分看好,于是,迈克尔•戴尔坚定地办了退学手续,他的公司在一年之内就卖出了1000多台机器。 

业务扩大后的戴尔公司一改传统的电脑销售方式,以面对最终用户的电话邮购方式直销,给美国市场带来了巨大的震动。戴尔对员工讲:“买电脑就好象上中国餐馆吃饭,顾客只要点菜,厨房就马上按单炒菜。”他的新点子层出不穷:全面承诺,24小时全球联网热线服务,翌日上门维修……。到了本应该大学毕业的那年,戴尔电脑公司的营业额已高达7000万。从此,他下令停止改装IBM电脑的业务,转为自行设计、开发和销售本公司的品牌机。 

1989年,英特尔486微处理器面世。正如386电脑时代IBM把机遇“让”给康柏公司那样,这一次,康柏公司同样把天赐良机转手“送”给了戴尔。 

康柏公司因率先推出386电脑而声名鹊起,飘飘然把自以为物超所值的386电脑“吊”起来卖,价格愈涨愈高,遭来载道怨声。当英特尔‘四比三更好”的宣传铺天盖地而来时,康柏公司却还在思考“四与三孰好孰差,这是一个问题”的哈姆莱特式命题。不久,486电脑的走红就把一顶“亏损企业”的红帽头扣在康柏公司头上。直到菲佛出任公司总裁后,康柏才重新夺回竞争的优势。 

趁着康柏犹豫不决的当口,戴尔电脑公司一分钟也不迟疑,几乎与英特尔486芯片同步发动销售攻势。迈克尔•戴尔自此“一鸣惊人”,“DELL 486”品牌让用户趋之若骛。1994年,戴尔公司的员工已达5千余人,年收入超过20亿美元。至1996年底,戴尔电脑公司的年收入更增加到100亿,仅在Internet网上的日营业额就从100万猛增至200万美元。 

“好风凭借力,送我上青云”。迈克尔•戴尔凭借486和奔腾电脑之功力,创造了又一个比尔•盖茨神话。

软件起风云

微软公司依托DOS软件搭载PC机快速崛起,但是,“争当第一”始终是比尔•盖茨追逐的目标。“只有应用软件才能赚到大钱,DOS也好,BASIC等语言软件也好,都只能随IBM PC发售而抽取一定的版税,要想获得丰厚利润,还需要等待相当长的时间。开发应用软件是短平快的项目,微软要想尽快崛起,不能不在这个领域有所作为。”比尔•盖茨早认准了这个道理。从八十年代初开始,他就领军杀向了应用软件的战场,软件业界从此风起云涌,龙争虎斗,哪一场战役的激烈程度,都不亚于开发 DOS软件。

个人电脑领域走红的应用软件,在IBM PC时代来临前,如日中天者当属电子表格软件“维斯凯克”(VisiCalc),它已经在“苹果世界”里称雄长达三年。

1977年,正在美国哈佛大学读书的26岁学生布里克林(D.Bricklin),在学校DEC电脑上编写了一个能计算帐目和统计表格的小程序。布里克林最初构想并不复杂,他只是把画着行列线的空表格搬上屏幕,在格子里填充数据,然后由电脑自动进行统计汇总。布里克林得意地拿这个程序向导师请教,他的教授觉得很有发展前途,便介绍他找软件公司求助。此时,一家“个人软件公司”刚刚开张,老板费斯特拉(D.Fylstra)也是哈佛的校友,他一眼看中程序的商业价值,慷慨借给布里克林一台苹果II型电脑。仅用了一星期时间,布里克林就把程序改写成世界上第一个电子表格软件,命名为 VisiCalc(维斯凯克),即“可视计算”的意思。它大约每10秒钟能够计算50个格子,比手工计算快得多;如果某一格的数字被改变,软件还能够自动调整其他行列的相应数据。

1978年,布里克林创立了“软件艺术公司”,专门制作“维斯凯克”。为了回报费斯特拉,销售则全部委托给个人软件公司。费斯特拉投入了他的全部资产10万元,1979年10月把软件正式推向商业市场。由于它最初开发于苹果机,乔布斯的苹果公司欣然地接受了这个简单的程序。谁知此产品迅速得到广大商业用户的青睐,不到一年的功夫,它就成了个人电脑软件史上第一个最畅销的“金唱片”。到了1980年,居然就有2万多台苹果机被主要用来执行这种电子表格,占到苹果公司总销量的20%。1983年初,“维斯凯克”的销售量一举突破了50万套之巨。

“维斯凯克”走红后不久,微软公司决定成立消费者产品部,首战电子表格软件。当然,微软产品在技术上若不能超过它,绝不会有成功的可能。为此,比尔•盖茨把搜寻人才的目光瞄向了施乐公司在硅谷的PARC研究中心。

众所周知,PARC是电脑发明的大本营,它拥有的人才后来曾帮助开发了微软视窗软件和苹果麦金塔电脑。以微软当时的实力,要想从第一流研究中心挖走其中任何一位恐怕都很困难,哪知天随人愿,一位博士级程序大师西蒙尼主动投向了微软。

查尔斯•西蒙尼(C.Simonyi)原是匈牙利人,靠打工才读完美国加州大学和斯坦福大学,自1972年起任职于PARC。据说,他是第一个在软件中采用鼠标器和“所见即所得”方法的程序师。正当比尔•盖茨决定为电子表格软件寻找一位理想的主持人时,西蒙尼经人介绍来到微软公司,仅仅与比尔•盖茨交谈了5分钟,他就毅然作出“跳槽”决定。西蒙尼后来回忆说:“看到比尔,我就感到遇到了难逢的良机。”

事实证明,西蒙尼的到来,对微软开发电子表格和文字处理软件起到了关键作用。西蒙尼到职后,首先承担了微软电子表格项目主持人的重任。比尔 •盖茨把构想中的软件命名为“Multiplan”,即“多重规划”,它必须具有多窗口操作和多重用途。西蒙尼在“多重规划”上的最大贡献是首创了 “菜单”,给用户一个简单方便的操作环境,也为后来诸多应用软件提供了一种设计典范。因为微软与IBM公司有合作的默契,设计电子表格自然把PC机列在首位考虑。IBM当时正在大力发展64K内存的机器,它一再要求把“多重规划”限制在64K内存下执行。西蒙尼斟酌再三,最终还是顺从了IBM的请求。

1982年的8月到10月,微软公司相继把“多重规划”的不同机型的版本推向市场。比尔•盖茨踌躇满志地宣称:这是第二代的电子表格,凡会用计算器的人都能迅速掌握。《信息世界》也把它评选为当年最佳软件设计。

想不到,11月间风云突变,Comdex电脑大展传来消息──有一种更新的电子表格抢走了“多重规划”的风头。西蒙尼慌忙赶向会场,两下一对比,顿时颓唐地摇了摇头。他回来对比尔说:“‘多重规划’大势已去,它与新发布的那个软件简直不能同日而语。”果然,新年没过几个月,后者就超过“维斯凯克”和“多重规划”,雄居软件市场销售榜首。

微软登王座

新上市的电子表格软件名叫“莲花1-2-3”,设计者是卡普尔(M.Kapor)。 

卡普尔的经历充满了传奇色彩:他自小爱好迪斯科和摇滚乐,曾做过一段音乐节目主持人,后来又迷上了所谓“超觉静坐”,以“莲花”为崇尚物。1979年,29岁的卡普尔不再担任“莲花功”指导教师,转而成为电脑软件“发烧友”。他为费斯特拉的公司写了两个统计和绘图软件。费斯特拉以170万美元的高价,买断了卡普尔的软件专利。 

卡普尔赚了这笔钱,不想就此罢手,他从“维斯凯克”里看到了创业门道。几乎在微软开发“多重规划”的同时,卡普尔策划了一个雄心勃勃的计划,他要把电子格表与数据管理及绘图合成一个整体。 

卡普尔动员自己的挚友萨斯(J.Sachs)共谋大业,后者在不到10个月内就协助他完成了这套套装软件。1982年,卡普尔的公司挂牌营业,大名Lotus,中文译作“莲花”,正是那个超觉的“图腾”标志。莲花公司的拳头产品“莲花1-2-3”集三大功能于一体:1是电子表格,2是数据库,3是商业绘图。它把商业数据用数据库的形式加以管理,制成的电子表格又可用条形图、饼图的办法直观显示,开创了套装软件之先河。此外,“莲花1-2-3”把内存空间扩大到256K,比微软的“多重规划”具有更大的优势。 

几天之内,莲花的订单就超过了百万美元。三个月后,它轻易地把经营多年的“维斯凯克”赶下王位。三年后,费特拉斯的公司宣告倒闭,莲花公司乘势兼并了布里克林的软件企业,“维斯凯克”至此寿终正寝。至1984年,莲花公司的营业额仅“1-2-3”一项就超过微软所有收入之和。 

比尔•盖茨毅然决定重新向“莲花”宣战。1983年9月,他秘密安排了一次小范围的研讨,把微软最高层软件专家关在西雅图红狮宾馆,开了整整三天“头脑风暴会”,研究如何尽快推出世界上最高速的电子表格软件。与会者中,一位名叫克朗德(D.Klunder)的青年分外激动。两年前,刚跨出学校大门,他就加入到“多重规划”设计组,好不容易搞出的电子表格却被“莲花”抢去先机。克朗德自动请缨为这次会议写作备忘录,实际上也就是规划软件的设计蓝图,他由此脱颖而出,被委派主持这套软件的设计。 

微软公司没有隐瞒设计这套电子表格软件的意图,从最后确定的名字“Excel”中,谁都能够感到挑战者的气魄:“Excel”的中文译意就是“超越”。 

超越,对程序设计师来说,更重要的是超越自我。克朗德成天“泡”在屏幕前专心致志撰写内部程序,哈伯斯(J.Harbers)等两位程序师则协助编写用户界面。他们吸取“1-2-3”里数据库与统计图形功能,扩展了“宏指令”的优点,使高级用户能利用短小符号去调用一段程序。此外,他们还在软件里加进“智能重算”特性,当用户改变表格中某些数据时,不必像“多重规划”那样全部重算一遍,软件自己就能够选择计算那些被改动的数值,以便加快程序的运行速度。 

1984年,“莲花1-2-3”依然稳坐头把交椅,莲花公司甚至还趁势推出两个套装软件Symphony和Jazz,又增加了字处理和通讯功能,分别运行于PC机和麦金塔电脑,有人称它们为“莲花1-2-3-4-5”。Symphony即“交响乐”而Jazz是“爵士乐”,卡普尔仍不忘旧情,对摇滚音乐主持人身份一往情深。 

微软公司得知消息,决心加快Excel的研制步伐,抢在“爵士乐”前吹响“超越”的号角。1985年5月2日,比尔•盖茨千里迢迢来到纽约召开“超越”新闻发布会,在这场重大战事里,微软公司以迅雷不及掩耳之势,在麦金塔领域第一次击败“莲花”。 

“超越”的战火接着烧向PC电脑。此时,比尔•盖茨手中已经有了视窗。他命令原班开发人马重新集结,亲自主持“超越”的视窗版项目,启用哈伯斯为设计师,参加人员多达50名。1987年10月,视窗版Excel令软件界同业大开眼界,一致公认它达到软件技术的最佳专业水平。一家软件杂志经过比较测试,竟不惜用一系列照片为“超越”宣传,声称它代表人类计算工具史上的里程碑:从IBM604计算器始,进化为“苹果”与“维斯凯克”,继而是PC机与“莲花1-2-3”,现在则由PC 386与“超越”共同承当。 

就在这年岁末,微软公司的营业额第一次超越“莲花”,登上了全球软件企业的王座,从而,实现了比尔•盖茨“微软第一”的夙愿。

好风凭借力

1979年秋天,几乎在“维斯凯克”电子表格软件上市同时,一种用于个人电脑的字处理软件投放市场,在办公室引出一场翻天覆地的革命。字处理软件的全称应该是“文字处理系统”(WPS),是人们使用最广泛的应用软件。

在一年前,曾经与“牛郎星”电脑企业齐名的IMSAI公司,因经营不善濒临倒闭的边缘,该公司销售人员鲁宾斯坦(S.Rubinstein)不顾风险,自创了一家名为MicroPro的软件公司,把目光投向研制字处理软件。为了注册和发表这套软件,他花光了兜里最后一块钱,竟落到身无分文露宿车站的窘境。

鲁宾斯坦坚持着捱过了最艰难的时期,成功地推出了字处理软件的先锋产品WordStar(文字之星,简称WS)。WS冉冉升空,立即以它强大的文字编辑功能征服了用户。不久后,鲁宾斯坦不失时机顺应潮流,把WS改编成16位机版本,继而在PC世界里大红大紫。1982年,MicroPro公司一跃跻身于全美大型软件公司行列,WS销售量超过100万套。毫不夸张地讲,全世界的文秘人员,大都是借助WS才跨进了办公室自动化的门槛。但是,新生的事物总有它不完美之处,WS的操作十分繁琐,必须同时按下几个键的组合,至少要记住30~50个操作键和复杂的排版规则,才能熟练地输入和编辑文本。这种先天不足阻碍了WS进一步发展。为了使用WS,人们常常需要不断地翻阅用户手册,查找类似于“Ctrl-K-J删除”、“Ctrl-K-X存盘” 等命令。美国一家著名的软件杂志甚至把这种弊端,提到“有害于思想自由”的高度。

正是看中了WS拥有的广阔市场和它的弊端,1982年,微软公司审时度势发起了应用软件的第二场战事──挑战“文字之星”。比尔•盖茨将微软开发的这款字处理软件命名为MS-Word,仍然由西蒙尼主持框架设计。

1983年Comdex电脑大展隆重揭幕,成千上万的观众被Word 1.0版的新功能所倾倒,它充分吸取了西蒙尼在施乐公司PARC所熟悉的图形用户界面技术,人们第一次看到Word使用了一个叫“鼠标器”的东西,复杂的键盘操作变成了鼠标“轻轻一点”。Word还展示了所谓“所见即所得”(WYSIWYG)的新概念,能在屏幕上显示粗体字、底划线和上下角标,能驱动激光打印机印出与书刊印刷质量媲美的文章……。为了造成强烈的轰动效应,微软为MS-Word的上市策划了一种前无先例的销售计划,以35万元巨额代价独家购买了《PC杂志》的赠送软件权,用45万张演示盘为Word软件鸣罗开道。

比尔•盖茨焦急地等待着捷报,可不断反馈的消息却差强人意。各地销售人员传来的信息是:一批批在校大学生,正在挨家挨户推销另一个新的字处理软件WordPerfect,上门服务加示范表演,比起微软的“地毯式轰炸”更胜一筹。

WordPerfect直译是“完美文字”,其制作公司与软件同名,也叫WordPerfect公司(简称WP)。WP软件公司创建于 1979年,由一位名叫巴斯坦(B.Bastian)的大学生和他的电脑教师阿希顿(A.Ashton)共同创办。他们最初是在小型电脑DGC上写出了自己的文字处理软件,后来才移植到PC机并逐渐使其功能达到“尽善尽美”的境界。WP公司给人最深刻的印象还在于“尽善尽美的服务”,他们充分利用学生的优势上门推销,耐心地为每一位顾客排忧解难,不厌其烦地回答每一个询问电话。巴斯坦居然把每月的电话费帐单也作为“完美文字”的宣传资料公布于众,以此塑造WP公司服务楷模的形象。

辛劳耕耘,热诚服务,这种近似于原始的商业方式,在高新技术产业里同样能获得沉甸甸的收获,甚至比大作广告的影响更为深远。1986年统计表明,微软为Word花费如此巨额财力宣传之后,只获得市场份额11%和排名第5的业绩,而“完美文字”已经不声不响地以30%的份额雄居美国文字处理软件的榜首。

与电子表格“超越”一样,正是借了视窗之力,微软的文字处理软件Word才挽回了颓势。1990年,比预期时间多用了4年,微软公司完成了 Word的视窗1.0版本开发。Word终于超过了“完美文字”,成为文字处理软件销售的市场主导产品。1993年,微软又把Word和Excel集成在Office办公套装软件内,使其能相互共享数据,极大地方便了用户的使用。Word已是微软公司的当家产品,曾被《PC杂志》评选为1994年最佳文字处理软件。

软盘与硬盘

各种类型的软、硬磁盘,不仅是个人电脑,而且也是工作站、服务器等高档电脑里使用最广、也是最重要的存储设备。磁盘的历史并不太长,从世界上第一台硬盘发明至今,也不过40余年时间。

本世纪50年代,正当晶体管取代电子管成为第二代电脑的核心元件之际,美国IBM公司董事长小托马斯·沃森迅速把事业扩展到美国西海岸,下令在加利福里亚圣何塞市附近新建实验室和工厂,委派自己最信任的工程师雷诺·约翰逊(R.Johnson)前往负责。

雷诺·约翰逊并非计算机科班出身,是个自学成才的发明家,曾在老沃森的实验室工作过多年。他最初在明尼苏达州一所高中担任教师,独自闯进IBM大门,向老沃森“推销”自己的“发明”——用机器自动阅读考试的试卷。这个“发明”其实只是他脑袋里想到的一个主意。老沃森不顾董事会阻拦,高薪聘用他主持研制这个新产品。约翰逊不但很快研制出能判阅多项选择题的机器, 而且为IBM净赚了数百万美元,阅卷机的正式名称叫光学标记阅读器(OMR),在学校里一直沿用至今。

约翰逊带领着30多名青年工程师,不到三年时间,就为IBM创造了引人注目的技术成果——磁盘存储器。小沃森回忆说:“当时的情景我现在仍历历在目。他站在一张旋转着的铝制碟片前,手里拿着一只盛有磁粉的纸杯,小心翼翼地把磁粉倒在碟片中央,一直到磁粉扩散到碟片的边缘,约翰逊才罢手。”

1957年,约翰逊在IBM开发的新型电脑RAMAC(会计和控制随机存取计算机)上,首次配置了这种磁盘装置。大约50张24英寸的磁盘被装配在一起,构成一台前所未有的超级存储装置——硬盘,容量大约500万字节,造价超过100万美元。

约翰逊在硬盘机里安装了类似于电唱机那种小型机械臂,可以沿磁盘表面来回移动,随机搜索和存储信息,而不象老式磁带机那样,只能从头到尾以顺序方式存储。因此,这是第一台可以随机存取和多片读写的硬磁盘,其处理数据的速度,比过去常用磁带机快200倍,实现了电脑实用性的一次革命。约翰逊因此被誉为“硬盘之父”。他后来一直担任IBM加州实验室和其他部门的主管,帮助硅谷成为世界磁盘工业的中心。他在教育技术、通讯技术、磁性材料等领域,共获得过90余项专利,直到1998年才离开人世。

在约翰逊领导IBM圣何塞实验室研制硬盘过程中,一位名叫艾伦·舒加特(A.Shugart)青年工程师发挥了关键作用。

舒加特的童年生活并不幸福,由于父母离异,他从3岁起就由母亲抚养成人。不过,他认为这一点没有影响他的成长。通过奋斗,舒加特得到了他想得到的一切,包括最好的学业成绩和评价等级。

1951年大学刚毕业,他加盟IBM,在研究部门工作了十多年。1969年,他离开“蓝色巨人”,建立舒加特合伙人公司。1969年,在IBM公司率先推出直径32英寸软磁盘的两年之后,舒加特研制出世界上第一片以塑料材质为基础的5英寸软磁盘,即我们今天仍在使用的标准软盘。

1973年,IBM公司首次提出“温彻斯特技术”:在硬盘高速旋转的过程中,磁头与磁盘表面形成一层极薄的气泡间隙,能在100微秒内高速读写数据。用这种技术制造的硬盘,IBM公司当时称“IBM3340硬盘”,即我们今天各种电脑仍在使用的温式硬盘机。

1974年,舒加特首次创办的公司倒闭。在朋友资助下,他开了一家酒吧,又购买一艘小渔船,靠捕捉鲑鱼艰难度日。五年之后,舒加特重返电脑行业,在著名的硅谷腹地,与过去的几个同事共同创建了希捷(Seagate)技术公司,专门为个人电脑研制高性能的小型硬盘。或许,希捷(Seagate直译为“海之门”)的名字就寓意着舒加特这段难忘的经历。

1980年,希捷技术公司宣布研制出第一台5.25英寸温式硬盘,容量达5~10MB,后来成为IBM PC/XT个人电脑最具特点的标准配置。舒加特领导的这家公司,目前已是资产数十亿、员工10余万人的世界著名硬盘生产厂商。但是,这位磁盘发明家却不满足于株守一域,他个人经营的产业甚至包括乡村风格餐馆、飞机包租、出版和妇女服饰业。

高级的语言

早期计算机都直接采用机器语言,即用“0”和“1”为指令代码来编写程序,难写难读,编程效率极低。为了方便编程,随即出现了汇编语言,虽然提高了效率,但仍然不够直观简便。从1954年起,电脑界逐步开发了一批“高级语言”,采用英文词汇、符号和数字,遵照一定的规则来编写程序。高级语言诞生后,软件业得到突飞猛进的发展。

1953年12月,IBM公司程序师约翰·巴科斯(J.Backus)写了一份备忘录,建议为IBM704设计一种全新的程序设计语言。

巴科斯出身于一位化学家家庭,少年时就学于一所有名望的学校。但是,他几乎年年考试不及格,在弗吉利亚大学也只读了一年书就参了军。一次能力测验的成绩居然使他脱颖而出,被陆军保送到匹茨堡大学学习医学。他的医学生涯也只有9个月,凭着兴趣转到了哥仑比亚大学数学系。一次偶然的机会,他参观了老沃森主持研制的“选择顺序控制计算机”(SSEC)——用继电器和电子管混合组装的老式大型机,又是一次能力测试让他加入到IBM公司,为SSEC计算机工作了3年之久。

巴科斯接受的第一项任务是计算月历,他深深体会到用机器指令编写程序的困难性。他后来回忆说:“每个人都看到程序设计有多昂贵,租借机器要花去好几百万,而程序设计的费用却只会多不会少。”

巴科斯的目标是设计一种用于科学计算的“公式翻译语言”(FORmula TRANslator),当时仅仅只想让程序编制得更快一点,并没有打算提供给别的机器使用。巴斯科带领一个13人小组,包括几位有经验的程序员和刚从学校毕业的青年人,在IBM704电脑上设计出编译器软件。1956年,他们完成了第一个电脑高级语言——FORTRAN。1957年,西屋电气公司幸运地成为FORTRAN的第一个商业用户,巴科斯给了他们一套存储着语言编译器的穿孔卡片。以后,不同版本的FORTRAN纷纷面世,1966年,美国统一了它的标准,称为FORTRAN66语言。40多年过去,FORTRAN仍然是科学计算选用的语言之一,巴科斯因此摘取了1977年度“图灵奖”。

1958年夏天,麻省理工学院青年助教麦卡锡(J.McCarthy)在发起达特默斯人工智能(AI)奠基会议之后,试图为AI创建一种新的电脑语言。与巴斯科的青年时代截然相反,麦卡锡在上初中时就自学了大学微积分课程,这使得他在加州理工大学获得了免修两年数学的荣誉。 作为普林斯顿大学的数学博士,1958年他也被聘在IBM工作过一段时间。他非常想把FORTRAN改造成支持递归运算,然而,改造显然太复杂,复杂得还不如另起炉灶,重新设计一种新的语言。

于是,麦卡锡不再去修补FORTRAN,而是自行发明了一个表处理语言(ListProcedding),简称LISP。1959年,他又在LISP里加进了求值和条件表达式的特性。麦卡锡希望他的LISP成为“制造一台像人一样有智慧的机器”的工具,LISP以后变成了人工智能的标准语言之一。

FORTRAN广泛运用的时候,还没有一种可以用于商业计算的语言。美国国防部注意到这种情况,1959年5月,五角大楼委托格雷斯·霍波(G.Hopper)博士领导一个委员会,开始设计面向商业的通用语言(Common Business Oriented Langauge),即COBOL语言。

COBOL最重要的特征是语法与英文很接近,可以让不懂电脑的人也能看懂程序;编译器只需做少许修改,就能运行于任何类型的电脑。委员会一个成员害怕这种语言的命运不会太长久,特地为它制作了一个小小的墓碑,霍波等人还在这个墓碑前合影留念。然而,COBOL语言却“幸存”下来。1963年,美国国家标准局将它进行了标准化;用COBOL写作的软件,要比其他语言多得多。但它对今天电脑界最大的影响,却是那条暗藏杀机的“千年虫”(Y2K),这当然是霍波博士始料不及的。

1958年,一个国际商业和学术界计算机科学家组成的委员会在瑞士苏黎世开会,探讨如何改进FORTRAN,并且设计一种标准化的电脑语言,巴科斯、麦卡锡都参加了这个委员会。1960年,该委员会在1958年设计基础上,定义了一种新的语言版本——国际代数语言ALGOL 60,首次引进了麦卡锡提出的递归和条件表达式的思想。ALGOL语言虽然没有被广泛运用,但它演变为其他程序语言的概念基础。

语言的革命

60年代中期,美国达特默斯学院约翰·凯梅尼(J.Kemeny)和托马斯·卡茨(T.Kurtz)认为,象FORTRAN那样的语言都是为专业人员设计,而他们希望能为无经验的人提供一种简单的语言,特别希望那些非计算机专业的学生也能通过这种语言学会使用电脑。他们在简化FORTRAN语言的基础上,研制出一种“初学者通用符号指令代码”(Beginners All purpose Symbolic Intruction Code),简称BASIC。由于BASIC语言易学易用,它很快就成为最流行的电脑语言之一,几乎所有小型电脑和个人电脑都在使用它。经过不断改进后, 它一直沿用至今,出现了象QBASIC、VB等新一代BASIC版本,甚至在视窗时代仍在发挥着巨大的威力。

1967年,麻省理工学院人工智能实验室西摩尔·帕伯特(S.Papert),为孩子设计出一种叫LOGO的电脑语言。

帕伯特曾是著名瑞士心理学家皮亚杰的学生,他发明的LOGO最初是个绘图程序,能控制一个“海龟”图标,在屏幕上描绘爬行路径的轨迹。用这种语言,儿童也能够用简单指令,以近乎游戏方式指挥海龟画笔画出各种对称的递归图形,而且可以随意组词造句。帕伯特希望孩子不要机械地记忆事实,强调创造性的探索。他说:“人们总喜欢讲学习,但是,你可以看到,学校的多数课程是记忆一些数据和科学事实,却很少着眼于真正意义上的学习与思考。”他用LOGO语言启发孩子们学会学习,在马萨诸塞州列克星敦,一些孩子用LOGO语言设计出了真正的程序,使它成为一种热门的电脑教学语言。

虽然LOGO并没有象帕伯特设想的那样,引起学习上的一场革命,但它已经成为许多学校孩子们学习电脑语言的有用工具。教育研究者指出,帕伯特打开了一个“学习者驱动的学习”方式,儿童更喜欢通过发现和参与来进行学习,而不愿意沉浸于枯燥的记忆和练习之中。

1971年,瑞士联邦技术学院尼克劳斯·沃尔斯(N.Wirth)教授发明了另一种简单明晰的电脑语言,这就是以电脑先驱帕斯卡的名字命名的PASCAL语言。

PASCAL语言语法严谨,层次分明,程序易写,具有很强的可读性,是第一个结构化的编程语言。它一出世就受到广泛欢迎,迅速地从欧洲传到美国。沃尔斯一生还写作了大量有关程序设计、算法和数据结构的著作,因此,他获得了1984年度“图灵奖”。

1983年度的“图灵奖”则授予了AT&T贝尔实验室的两位科学家邓尼斯·里奇(D.Ritchie)和肯·汤姆森(K.Thompson),以表彰他们共同发明著名的电脑语言——C。

里奇和汤姆森最初的贡献是开发UNIX操作系统软件。里奇对人们说,这里有一个小故事:他们答应为贝尔实验室开发一个文字处理软件,要求购买一台小型电脑PDP-11/20,从而争取到10万美元经费。可是1970年机器购回来后,他俩却把它用来编写UNIX系统软件。UNIX很快有了大量追随者,首先是贝尔实验室的专利部门,其后在工程师和科学家中间引起巨大反响,推动了工作站电脑和网络的成长。

1970年,作为UNIX的一项“副产品”,里奇和汤姆森合作完成了C语言的开发。由于第一版UNIX用汇编语言写作,汤姆森打算为它实现一个FORTRAN编译器,以加快改版速度。与麦卡锡相似,汤姆逊越写越不满意,进而干脆写出了一个被称为B的新语言。里奇接着把解释型的B语言加以改进,提出了编译的C语言。

新的C语言结合了汇编语言和高级语言的优点,里奇用它把UNIX重新写了一遍,使得UNIX成为第一个用高级语言写作的操作系统。正因为如此,UNIX才大为流行,因为用C语言写作的“文章”要比用机器码易读易懂,更方便地移植到任何机器上去。C语言从此大受程序设计师的亲睐。1983年,贝尔实验室另一位研究人员比加尼·斯楚士舒普(B.Stroustrup),把C语言扩展成一种面向对象的程序设计语言C++。如今,数以百万计的程序员用它来编写各种数据处理、实时控制、系统仿真和网络通讯等软件。斯楚士舒普说:“过去所有的编程语言对网络编程实在太慢,所以我开发C++,以便快速实现自己的想法,也容易写出更好的软件,我和我的朋友都感到十分愉快。”1995年,《BYTE》杂志将他列入“计算机工业20个最有影响力的人”的行列。

键盘与鼠标

今天,个人电脑最常用的输入设备是键盘和鼠标器。

通用101键或102键键盘根据英文字母的排列方式而命名,称为QWERTY键盘。无庸置疑,它“脱胎”于英文打字机。

比尔·盖茨曾用这种键盘来说明什么叫“事实上”的标准:“英语打字机和计算机键盘使用了一种键盘字母排列形式,这种键盘的上排字母的顺序是QWERTY,没有一条法律说它们必须这样排列。但它们却行之有效,大多数用户会执着于这种标准。”有趣的是,QWERTY键盘的排列方式并非一种合理的布局。

QWERTY键盘的发明者叫克里斯托夫·肖尔斯(C.Sholes),生活在19世纪美国南北战争时期,是《密尔沃基新闻》编辑。肖尔斯在好友索尔协助下,曾研制出页码编号机,并获得发明专利。报社同事格利登建议他在此基础上进一步研制打字机,并给他找来英国人的试验资料。

在倾注了肖尔斯与两位合伙人数年心血后,1860年,他们制成了打字机原型。然而,肖尔斯懊丧地发现,只要打字速度稍快,他的机器就不能正常工作。按照常规,肖尔斯把26个英文字母按ABCDEF的顺序排列在键盘上,为了使打出的字迹一个挨一个,按键不能相距太远。在这种情况下,只要手指的动作稍快,连接按键的金属杆就会相互产生干涉。为了克服干涉现象,肖尔斯重新安排了字母键的位置,把常用字母的间距尽可能排列远一些,延长手指移动的过程。

反常思维方法竟然取得了成功。肖尔斯激动地打出了一行字母:“第一个祝福,献给所有的男士,特别地,献给所有的女士。”肖尔斯“特别地”把他的发明奉献给妇女,他想为她们开创一种亘古未有的新职业——“打字员”。1868年6月23日,美国专利局正式接受肖尔斯、格利登和索尔共同注册的打字机发明专利。

以现在的目光看,肖尔斯发明的键盘字母排列方式缺点太多。例如,英文中10个最常用的字母就有8个离规定的手指位置太远,不利于提高打字速度;此外,键盘上需要用左手打入的字母排放过多,因一般人都是“右撇子”,英语里也只有三千来个单词能用左手打,所以用起来十分别扭。有人曾作过统计,使用QWERTY键盘,一个熟练的打字员8小时内手指移动的距离长达25.7公里。然而,千万人的习惯成自然,QWERTY键盘今天仍是电脑键盘“事实上”的标准。虽然1932年华盛顿大学教授奥古斯特·多芙拉克(A.Dvorak)设计出键位排列更科学的DVORAK键盘,但始终成不了气候。

鼠标器是美国科学家道格拉斯·恩格巴特(D.Engelbart)在1964年发明。尼葛洛庞帝教授在《数字化生存》里写道:“当初他设计鼠标是为了指点文件,而不是作画。但是这个发明却流传下来,而且今天随处可见。”

恩格巴特是位卓越的思想家、发明家和电脑先驱人物,一生著有25部著作,拥有20多项发明专利和无数的荣誉。他在超文本和超媒体系统、人机交互和网络技术等诸多领域都作出了天才的预见并提出理论框架;他穷其一生的精力,想为人类研制出增加智慧的计算机。鼠标器只是他一个附带的小发明。

恩格巴特二战期间曾担任过舰艇雷达技术员,战后获加州大学伯克利分校博士学位。他常常幻想着电脑也能像雷达一样显示图形,并可以通过操纵杆来控制操作。1964年,在国防部高级规划研究署(ARPA)资助下,恩格巴特建立了一个“扩增研究中心”来实现他的梦想。1968年,在美国秋季计算机会议上,恩格巴特向与会者展示了他的新发明:用一个键盘、一台显示器和一个粗糙的鼠标器,远程操作25公里以外的一台简陋的大型计算机,在当时仍然采用穿孔卡输出的人群中间,引起了极大的轰动。

恩格巴特鼠标原型的外壳用木头精致地雕刻而成,仅有一个按键,而不象现代鼠标有三个按键。它的底部安装着金属滚轮,用来控制光标的移动。1970年获得专利时,这个小装置的名称是“显示系统X-Y位置指示器”。美国有人开玩笑说,只有男人才会想到把它叫做“鼠标”,因为在美国俚语里,“老鼠”(Mouse)亦有“女朋友”的寓义。

1972年,施乐公司帕洛阿托研究中心(PARC)研制出图形界面的“阿托”(Alto)微电脑,研制者中间就有从恩格巴特实验室“跳槽”的人,他们把鼠标器配置在这台电脑上,作为一种方便的图形控制装置。1983年,苹果公司也跟着把他们的第一个鼠标器装备在“丽莎”(Lisa)微电脑上。从此,鼠标器逐渐成为个人电脑必备的输入设备。

桌面出版者

在我们“奔腾”级的PC机上,谁没有安装过图像处理软件Photoshop呢?然而,开发Photoshop的阿杜比(Adobe)公司,不仅是闻名于世的图形软件供应商,而且用他们的PostScript语言发动过一场桌面出版印刷革命,开创了一个崭新的计算机工业领域。

1982年,41岁的约翰·沃洛克(J.Warnock)和查尔斯·吉斯克(C.Geschke),在硅谷圣何塞创立了Adobe系统公司。他们和3com公司梅特卡尔夫、为微软开发出大量应用软件的西蒙尼、首创视窗和图形用户界面的阿伦·凯等技术大师一样,都出自于施乐公司帕洛阿托研究中心(PARC)。

沃洛克是美国犹它大学毕业的电子工程博士,到PARC工作前,曾担任过数学教师,后来在阿莫斯研究中心任职,从事用超级电脑进行天气预报等工作。有趣的是,根据沃洛克自己的回忆,他直到读中学9年级时,代数考试仍不及格。有一次,学校组织智商测试,测试主持人询问他今后打算干什么工作?他想了想回答道:“或许,我想成为一名工程师。”主持者毫不客气地打断他的话:“测试结果表明,在工程学领域,你成功的概率几乎是零。”

“成功概率为零”的沃洛克,恰恰在工程学领域获得伟大的成功。来到学术氛围极其浓厚的PARC,他首先承担了交互图形和打印系统设计,并编写出一个飞行模拟软件。他还与同伴吉斯克一起,发明了一种名叫Interpress的“页面描述语言”(PDL),他们感到,这种语言有可能帮助解决PC电脑打印中存在的老大难问题。

PC电脑连接打印机需要加载打印驱动程序。问题在于,不同的打印机需要不同的驱动程序。此外,PC与打印机之间的“语言障碍”不允许打印整个页面;能够一次打印的只有文本字符,不能同时打印图形,即无法打印出你在屏幕上看见的全部东西。沃洛克和吉斯克提出的解决方案是设计专用PDL语言,以便任何型号的打印机都能实现“所见即所得”。

令人费解的是,施乐公司并不支持他们的创意,拒绝引入Interpress。沃洛克和吉斯克只好下决心离开PARC自行创业,从而建立了Adobe公司。

作为一个初创的小型软件公司,他们选择了苹果公司为合作伙伴,首先为该公司制造的麦金塔(Mac)电脑,而不是为IBMPC兼容机发展打印处理软件。这是因为当时麦金塔电脑采用摩托罗拉68000微处理器,内存达1M,比诞生不久的IBMPC性能高出一个数量级。1985年,苹果公司率先推出售价为7000美元的激光打印机LaserWrite,沃洛克他们则为这种高质量打印机配置了一种新的页面描述语言PostScript。这种语言用编码来描述页面,以数学方式描述字形轮廓,而不需要海量储存全部字形字库,并且具有强大的图形功能,可方便地实现阴影、镜像、拉伸和压缩等多种变形。同时,它只需要采用一种驱动程序就适用于多种打印机,PostScript拥有与平台无关的优越性能。

由于正确选择麦金塔电脑为平台,1984年,刚成立两年的Adobe公司年收入即达到200万美元,其中68%来自苹果公司。Mac电脑配上PostScript支持下的激光打印如虎添翼,很快就风靡商业领域和办公领域。人们突然发现,他们再也不必去印刷厂胶印产品说明书、广告和公文,在办公桌上就能自己印刷出美仑美奂的高质量出版物。当1986年PostScript语言在激光照排机上实现时,新闻媒体开始惊呼:Adobe公司和苹果公司创建了一个全新的产业——桌面出版业。直到1987年,Adobe公司才同意把PostScript授权给IBM、DEC、HP等PC兼容机厂商,这也是为什么到了PC机已经发展到奔腾Ⅲ的今天,苹果电脑依然在印刷排版行业占据优势地位的缘由。难怪乔布斯在“回归”苹果公司时自豪地说,如果苹果公司不存在,《时代》周刊将不能印刷,70%的报纸将无法出版发行……

阿杜比公司目前已是仅次于微软和甲骨文(Oralce)的第三大软件公司。PostScript被用于270多种产品,不仅早已是事实上的标准,而且被国际标准化组织(ISO)确定为标准页面描述语言。阿杜比公司还拥有一系列软件产品,包括人们熟悉的Illustrator、PageMaker、FrameMaker、Premier、Photoshop和Acrobat等等。

沃洛克依然担任着阿杜比公司董事长兼首席执行官(CEO),这位中学代数考试不及格的博士用PostScript证明了他的数学天才。他曾恢谐地讲:“我想对孩子们说,除了我之外,爱因斯坦9年级数学考试也不及格,牛顿也是几何考试不及格。所以,考试不能说明发明者或成功者今后的前途,学生们完全可以怀疑别人告诉他们的事情。”

下棋的机器

电脑下棋,或者称为计算机博奕,历来是人工智能的一个重要的研究领域。说来你也许不信,早期人工智能的研究实践,正是从电脑下棋发端;人工智能的第一大应用成就,就是发展了能够求解难题的下棋程序。先驱者们曾认真地表明过他们的信念:如果能够掌握下棋的本质,也许就掌握了人类智能行为的核心。

我们曾介绍过英国科学家阿兰·图灵,不仅是计算机科学和人工智能理论的奠基人,在电脑下棋方面,他也进行过开创性的尝试。

与爱因斯坦的业余爱好相同,图灵对下象棋情有独钟,他认为国际象棋是少数几种他未能精通的智力活动之一,因此他毕生热爱这项活动。1950年,图灵来到曼彻斯特大学任教,被指定为该大学自动计算机项目负责人。在这里,他继续对电脑下棋进行理论探究,在一篇论文《数字计算机用于竞赛:象棋》中,图灵初步论述如何编制计算机下棋程序,详细讲解了机器同一名中等水平棋手实际对局的走法。然而,那时的电脑还不足以用来支持图灵的理论,于是,“愚笨”的图灵竟然想到去发明“一台”纸上下棋机,以验证自己的设想。

“纸机器”实际是一种程序算法,即每一步棋都用人工手算后决定实际着法。比如,你把“兵”向前移动一步后,图灵就按事先拟定的算法费力地在纸上计算大约半小时,然后才决定是走他的“马”还是走“车”来对付你的“兵”。用他的“纸机器”,图灵津津有味地向曼彻斯特大学的同事们挑战。

就在这一年的10月,他的另一篇划时代论文发表。论文题名为《计算机与智能》,被重新汇编入书时更名为《机器能思维吗?》(Can a Machine Think?)。论文首次从行为主义角度给出了人工智能的定义,他写道:“我的论点是,与人脑活动方式极为相似的机器是可以制出来的。这些机器有时会出现错误,但有时它们也会提出非常新颖的语句,而且总的来说,它们输出的东西将与人脑输出的东西同样值得注意。”这篇论文被称为“人工智能的宣言书”,它引来的惊雷,今天还在震撼着电脑的世纪。从此,人们更愿意把阿兰·图灵称作“人工智能之父”。

更有趣的是,图灵设计了一个著名的“图灵试验”,试图让机器模仿人来回答某些问题,通过实验和观察来判断机器是否具备智能。他设想了一种“问”与“答”的模式:观察者通过控制打字机向两个试验对象通话,其中一个是人,另一个是机器。观察者和试验者之间相互隔离,不能看见对方。试验要求观察者不断提出各种问题,根据回答来辨别哪一个是人,哪一个是机器。图灵还为这项试验亲自拟定了几个示范性问题,其中就有人机对话下象棋的段落:

问:请给我写出有关“第四号桥”主题的十四行诗。
答:不要问我这道题,我从来不会写诗。
问:34957加70764等于多少?
答:(停30秒后)105721.
问:你会下国际象棋吗?
答:是的。
问:我在我的K1处有棋子K;你仅在K6处有棋子K,在R1处有棋子R。现在轮到你走,你应该下那步棋?
答:(停15秒钟后)棋子R走到R8处,将军!

图灵指出:“如果机器在某些现实的条件下,能够非常好地模仿人回答问题,以至提问者在相当长时间里误认它不是机器,那么机器就可以被认为是能够思维的。”他预言说,随着机器智能的发展,本世纪末将会出现这样的机器。

然而,半个世纪过去后,仍然没有一台电脑真正通过了“图灵试验”。1993年11月,美国波士顿电脑博物馆聘请了10位没有受过电脑训练的市民充当裁判,再次冲击“图灵试验”。历经3小时对话,居然有4个软件骗过了至少1位裁判,它们侃谈的话题分别是人际关系和大学生活等。程序编制者解释说:参赛软件都是围绕特定的话题先存入了许多问题和答案,机器根据裁判提问中的关键词对号入座,摹仿人作答时的语气来“欺骗”裁判。科学家一致认为,若完全不规定话题,智能电脑还要走很长的路程。

图灵开创了计算机科学的重要分支——人工智能,虽然他当时并没有明确使用这个术语。把以他名字命名的“图灵奖”获奖者作一统计后就会发现,许多电脑科学家恰好是在这一领域做出了杰出贡献。例如,明斯基、麦卡锡、纽厄尔和西蒙都获得过“图灵奖”,正是这些人,在达特默斯会议上正式催生了人工智能(AI)这门新兴学科。

AI的旗帜

1956年夏天,美国达特默斯(Dartmouth)大学召开了一次人工智能奠基式的历史性会议。会议本来属于朋友间沙龙式的学术研讨,与会者也只有10个人,但他们被科学界誉为“10大金刚”,率先举起了人工智能(AI)的大旗。

达特默斯会议发起者是该大学29岁的年轻助教约翰·麦卡锡(J.McCarthy)。麦卡锡1927年出生在波士顿一个共产党活动家的家庭。父亲是木匠,母亲是来自前苏联立陶宛的犹太人,就职于一家左派报纸。因此,孩提时的麦卡锡经常阅读当时流行于苏联的著名科普读物《十万个为什么》,初中时代便自学完大学低年级微积分课程,最终被加州理工学院允许免修两年大学数学。

1949年,普林斯顿大学的数学博士生麦卡锡,幸运地与“电脑之父”冯·诺依曼在一起工作,研究用机器模拟人类智能。他回忆说:“我把有智慧的东西看成是‘有限自动机’我对冯·诺依曼说了这一想法,他高兴地讲:‘快把它整理出来。’”但是,麦卡锡没有立即着手整理,因为他认为自己的想法还不成熟。1952年后,麦卡锡又接触了贝尔实验室的申龙(C.Shannon,《信息论》创始人),他们从通讯数学的角度探讨了有关智能的理论,逐渐形成召开一次研讨会的想法。 于是,麦卡锡和申龙找到马文·明斯基(M.Minsky,哈佛大学青年数学家、现麻省理工学院教授)和IBM公司工程师罗彻斯特(N.Locherter),共同向洛克菲勒基金会申请到一笔微薄的赞助——包括火车票在内总共7500美元。

达特默斯会议历时两个多月,与会者除了上述四人外,还邀请了卡内基—梅隆大学阿伦·纽厄尔(A.Newell)和赫伯特·西蒙(H.Simon)、麻省理工学院塞夫里奇(O.Selfridge)和索罗门夫(R.Solomamff),以及IBM公司塞缪尔(A.Samuel)和莫尔(T.More)。这些青年学者所精通的专业包括数学、心理学、神经生理学、信息论和电脑科学,他们想从不同学科的角度来探讨机器智能的可能性。

在会议建议中麦卡锡写道,他将致力于研究语言和智能的关系,希望设计出一种能够完成博弈和其他任务的电脑。正是麦卡锡首先提出了“人工智能”(ArtificialIntelligence,简称AI)这一术语,获得与会科学家的认同。

然而,越是深入讨论,越是发现AI目标的困难性:他们绝不可能通过一个夏季的讨论,就可以解决发明一台智能机器的问题。

智能是人类独具的特征,AI研究想用机器模拟人类的智能,实际上,对于什么是人类的“智能”,科学界至今都还没有获得令人满意的定义。有人从生物学角度定义为“中枢神经系统的功能”,有人从心理学角度定义为“进行抽象思维的能力”,甚至有人同义反复地把它定义为“获得能力的能力”,或者说它“就是智力测验所测量的那种东西”。正如《大不列颠百科全书》指出的那样,这些定义并未被人们所普遍接受。通常认为,人类的智能包括感知、学习、推理、决策、直觉和联想等等,但这些都只是智能的行为而非对智能的定义。

既然连人类智能都无法给出精确的定义,对人工智能(AI)的描述也只好任其众说纷纭。赫伯特·西蒙指出,AI研究是学会怎样编制计算机程序完成人类机智的行为;明斯基则认为,人工智能一方面帮助人的思考,另一方面使计算机更有用。鉴于阿兰·图灵是用“图灵试验”来判断机器是否具有人工的智能,后来,美国麻省理工学院温斯顿(P.Winston)在AI教科书里下定义说:“人工智能就是研究如何使电脑做过去只有人才能做的智能的工作。”

达特默斯会议虽然没能实现麦卡锡预想的目标,但他们至少确立了一些可行的目标和方法,使人工智能作为电脑科学一个独立的重要分支获得了科学界的承认,为AI未来的研究创造了基础。因此,达特默斯大学通常被看作是AI诞生的地方,“10大金刚”后来大多成为人工智能的泰山北斗。在斯坦福大学担任教授的麦卡锡本人,在美国也常常被认为是“人工智能之父”。

机器数学家

达特默斯会议后,美国开始形成几个人工智能研究群体。会议参加者艾伦·纽厄尔(A.Newell)和赫伯特·西蒙(H.Simon)等人首先取得突破性进展。

毕业于普林斯顿大学的纽厄尔博士,1961年从兰德公司转到卡内基—梅隆大学,创办了并领导了计算机科学系,使该大学跻身于世界级大学行列;他出版过10部著作,发表过250篇学术论文。赫伯特·西蒙则是芝加哥大学博士出身,在经济学、哲学、心理学、认知科学、决策科学和电脑科学等领域都作出了卓越的贡献,并以其“有限理性说”获得1978年诺贝尔经济学奖;他素有“世界著名博学家”之称,驰骋在自然科学和社会科学两大领域的前沿。

1956年,纽厄尔、西蒙率先编制出《逻辑理论机》(The Logic Theory Machine),即LT数学定理证明程序,被人们公认是第一个AI程序。在卡内基—梅隆大学计算机实验室,纽厄尔和赫伯特·西蒙从分析人类解答数学题的技巧入手,让一些人对各种数学题作周密的思考,要求他们不仅写出求解的答案,而且说出自己推理的方法和步骤。通过大量的观察实例,纽厄尔和西蒙广泛收集了人类求解一般性数学问题的各种方案。例如,他们给出一个用字母表达的算术式,式中相同的字母代表相同的数字:
AA 22
+BB +99
——–→——-
CAC 121

然后,请受试者判断哪些数字能够使这种算术式成立。纽厄尔和西蒙发现,人们解答这类问题通常是用试凑方法进行,试凑时不一定列出了所有的可能性,常常从某些极端的数(如0或9)或者平均数(如5)开始,经过逻辑推理,迅速缩小搜索的范围。经过反复实验,他们进一步认识到,人类证明数学定理也有类似的思维规律,经过“分解”和“代入”等方法,用已知的定理、公理或解题规则进行试探性推理,直到所有的子问题最终都变成已知的定理或公理,从而解决整个问题。

在实验结果启发下,纽厄尔和西蒙用LT程序向数学定理发起了激动人心的第一次冲击。电脑果然不负众望,一举证明了数学大师罗素的名著《数学原理》第二章中的38个定理。1963年,经过改进的LT程序在一部更大的电脑上,最终完成了全部52条数学定理的证明。在成功的基础上,纽厄尔和西蒙把LT程序扩充到人类求解一般问题的过程,设想用机器模拟具有普遍意义的人类思维活动。他们编制了能解答10种不同问题的“通用问题求解程序”(General Problem Solving),简称GPS,被IBM公司引进作为研究AI的工具。因为开拓了人工智能“问题求解”的重大领域,纽厄尔与西蒙共享了1975年“图灵奖”。

在纽厄尔和西蒙之后,美籍华人学者、洛克菲勒大学教授王浩在“自动定理证明”上获得更大的成功。1959年,王浩用他首创的“王氏算法”,用一台速度不高的IBM704电脑再次向《数学原理》发起挑战。不到9分钟,机器把这本数学史上视为里程碑的著作中全部(350条以上)定理,统统证明了一遍。该书作者、数学大师罗素得知此事后感慨万端,他在一封信里写到:“我真希望,在怀海特和我浪费了10年的时间用手算来证明这些定理之前,就知道有这种可能。”

人工智能定理证明最有说服力的例子,是机器证明了困扰数学界长达100余年之久的难题——“四色定理”。据说,“四色问题”最早是1852年一位21岁的大学生提出的数学难题:任何地图都可以用最多四种颜色着色,就能区分任何两相邻的国家或区域。这个看似简单的问题,就象“哥德巴赫猜想”一样,不知难倒了多少著名数学家和献身数学的业余爱好者,属于世界上最著名的数学难题之一。

1976年6月,美国伊利诺斯大学的两位数学家沃尔夫冈·哈肯(W.Haken)和肯尼斯·阿佩尔(K.Apple)自豪地宣布,他们用电脑证明了这一定理。当“四色定理”被证明的消息传出后,许多大学的教师都纷纷中断讲课,打开香槟酒以示庆贺。在该定理被证明的所在地——伊利诺斯州乌班纳,连邮政局员工都欣喜若狂,他们在寄出的所有信件上都加盖了“四色是足够的”字样邮戳。

哈肯和阿佩尔攻克这一难题使用的方法仍然是前人提出的“穷举归纳法”,只是别人用的是手工计算,无论如何也不能“穷举”所有的可能性。哈肯和阿佩尔编制出一种很复杂的程序,让3台IBM360大型电脑去自动高速寻找各种可能的情况,并逐一判断它们是否可以被“归纳”。十几天后,共耗费了1200个机时,做完了200亿个逻辑判断,电脑终于证明了“四色定理”。虽然至今有些从事纯数学研究的学者仍对此半信半疑,那冗长乏味的证明是否就是“四色难题”的最后结论?但他们毫无办法来验证电脑是否真正给出了答案,200亿个逻辑判断是人不可能逐一检验的天文数字。如果你有兴趣深入探讨,可以自己去研究《伊利诺斯数学杂志》第21卷刊载的检验表,那张表足有460页厚,可能会消磨掉你10年的光阴。

互联网崛起

1984年,为了满足各大学及政府机构为促进其研究工作的迫切要求,美国国家科学基金会(NSF)决定组建NSFNET,并于次年开始建设。美国国家科学基金会在全美国建立了6个超级计算机中心。1986年7月,NSF资助了一个直接连接这些中心的主干网络,并且允许研究人员对Internet进行访问,以使他们能够共享研究成果并查找信息。最初,这个NSF主干采用的是56Kbps的线路,到1988年7月,它便升级到1.5M bps线路。这个主干网络就是NSFNET。

图为NSFnet1988年7月-1989年7月的结构

从20世纪90年代开始,因特网实现了全球范围的电子邮件、WWW、文件传输、图像通信等数据服务的普及,但电话和电视仍各自使用独立的网络系统进行信息传输。人们希望利用同一网络来传输语言、数据和视频图像,因此提出了宽带综合业务数字网(B-ISDN)的概念。这里宽带的意思是指网络具有极高的数据传输速率,可以承载大数据量的传输;综合是指信息媒体,包括语音、数据和图像可以在网络中综合采集、存储、处理和传输,由此可见,第四代计算机网络的特点是综合化和高速化。支持第四代计算机网络的技术有:异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)、光纤传输介质、分布式网络、智能网络、高速网络、互联网技术等。人们对这些新的技术注以极大的热情和关注,正在不断深入地研究和应用。

1983年,ARPANet分为ARPANet和军用MILNET(Military Network),两个网络之间可以进行通信和资源共享。1985年,美国国家科学基金会开始建立计算机网络NSFNET。NSF规划建立了15个超级计算机中心及国家教育科研网,用于支持科研和教育的全国性规模的NSFNET,并以此作为基础,实现同其他网络的连接。NSFNET成为Internet上主要用于科研和教育的主干部分,代替了ARPANET的骨干地位。1989年MILNET实现和NSFNET连接后,就开始采用Internet这个名称。

一开始,NSFNET被设计用来连接下列超级计算机中心:

位于新泽西州普林斯顿的John von Neuman(美籍匈牙利数学家冯·诺依曼)国家超级计算机中心(JVNNSC:John Von Neuman National Supercomputer Center)

位于加州大学的圣地亚哥超级计算机中心(SDSC:San Diego Supercomputer Center)

位于伊利诺斯大学的美国国立超级计算应用中心(NCSA: National Center for Supercomputing Application)

位于康奈尔大学的康奈尔国家超级计算机研究室(CNSF:Cornell National Supercomputer Facility)

由西屋电气公司,卡内基·梅隆大学和匹兹堡大学联合运作的匹兹堡超级计算机中心(PBC: Pittsburgh Supercomputer Center)

美国国立大气研究中心(NCAR:National Center for Atmospheric Research )的科学计算分部,它设在科罗拉多的Boulder(博尔德)。 1993年的NSFNET主干服务

NSFNET采取的是一种具有三级层次结构的广域网络,整个网络系统由主干网,地区网和校园网组成。各大学的主机可连接到本校的校园网,校园网可就近连接到地区网,每个地区网又连接到主干网,主干网再通过高速通信线路与ARPANET连接。这样一来,学校中的任一主机可以通过NSFNET来访问任何一个超级计算机中心,实现用户之间的信息交换。后来,NSFNET所覆盖的范围逐渐扩大到全美的大学和科研机构,NSFNET和ARPANET就是美国乃至世界Internet的基础。

当美国在发展NSFNET的时候,其他一些国家、大学和科研机构也在建设自己的广域网络,这些网络都是和NSFNET兼容的,它们最终构成Internet在各地的基础。20世纪90年代以来,这些网络逐渐连接到Internet上,从而构成了今天的世界范围内互连网络。

随着NSFNET的广泛流行,NSF不断升级它的骨干网络。1990年,NSFNET代替了原来的慢速的ARPAnet,成为互联网的骨干网络,ARPAnet在1989年被关闭,1990年正式退役。

在中国,1994年中国科学技术网CSTNET首次实现和Internet直接连接,同时建立了我国最高域名.服务器,标志着我国正式接入Internet。接着,相继又建立了中国教育科研网(Cerent)计算机互联网(ChinaNet)和中国金桥网(Genet),从此中国用户日益熟悉并使用Internet。

20世纪90年代初,商业机构开始进入Internet,使Internet开始了商业化的新进程,成为Internet大发展的强大推动力。1995年,NSFNET停止运作,Internet已彻底商业化了。

电脑大灾难

1988年11月2日,大洋彼岸发生的一个震惊世界的事件,不仅让许多中国人第一次听说Internet,而且第一次知道了什么叫做电脑病毒。

就在这天晚上,与Internet互联网络相连的美国军用和民用电脑系统──东起麻省理工学院、哈佛大学、马里兰海军研究实验室,西到加州伯克利大学、斯坦福大学、NASA的Ames研究中心,乃至兰德公司研究中心的电脑网络同时出现了故障,至少有6200台电脑受到波及,全球互联网络的这一部分,就象一条被击中头部的大蟒蛇那样顿时瘫痪,约占当时因特网上电脑总数的10%以上,用户直接经济损失接近1亿美元,这一数字可能还估计不足。记录在美国高技术史上的这场最严重、规模最大的灾难事件,究其根源,竟出自于一位23岁研究生罗伯特·莫里斯(R.T.Morris)的恶作剧。具有讽刺意味的是,他的父亲老莫里斯就是美国国家安全局的数据安全专家,主要负责互联网络的安全防御。儿子在键盘上轻轻一点,不仅攻破了父亲精心构筑的防线,使互联网络停止运行达一天半,而且把自己送上法庭,断送了美好的前程。

莫里斯属于伴随电脑和网络长大的一代人。由于家庭的关系,他比别人更有条件接触电脑网络,继而爱到痴迷程度。从哈佛大学到康奈尔大学计算机科学系,只有整日泡在电脑前,这个孤僻的青年才能找到真实的自我。不知从何时起,他迷上了当时还鲜为人知的电脑病毒。写一个能传染尽可能多的病毒程序,使任何想要阻止它前进的人(也包括他的父亲)都无计可施。他也发现了网络操作系统Unix里的若干漏洞,自信有能力攻破网络安全防御系统。莫里斯的确拥有非凡的技术才能,他甚至应邀给安全局的人作过一场有关Unix安全问题的学术报告。

莫里斯后来在法庭上承认,他只是想进行一项实验,计划让一个不断自我复制程序,从一部电脑慢慢“蠕动”到另一部电脑里,并没有恶意去破坏任何电脑网络。据莫里斯的好友保罗·格兰姆说:为了更加隐蔽,莫里斯是在康奈尔大学宿舍的电脑前,远程遥控麻省理工学院人工智能实验室的电脑开始发难的。那天傍晚,莫里斯最后完成了病毒程序的写作,按下回车键使其激活,便去吃晚饭。吃完饭后,按捺不住好奇又打开电脑,想观察一下自己的“杰作”。莫里斯突然发现大事不好:由于程序中的一个疏忽,病毒并非如他所想象的那样慢慢“蠕动”,而是以疯狂的速度“繁殖”并失去了控制,不断攻击联网的Sun工作站和DEC的VAX小型机。

莫里斯这时才感到慌乱。他立即打电话给哈佛大学的另一位朋友安迪,请他立即向电子公告栏发一封E-mail,详细告知控制病毒的方法。安迪随即发出了函件,并在结尾写到:“希望这些对你们有帮助,这只是一场玩笑而已。”很不幸,当时的网络在病毒的侵袭下已基本瘫痪,几乎没有人能收到这封函件。

这一夜,对加州伯克利大学、麻省理工学院等地的网络中心来说,真是一个不眠之夜,各地愤怒的电脑用户纷纷打来电话,要求他们帮助对付可怕的病毒。第二天,美国国内群情沸腾,电脑网络界则紧急动员,由国防部长亲自下令成立应急中心,100多位高级专家协同全国数以千计的电脑工程师日以继夜地清除故障。由于这起电脑病毒恶性事件,连美国总统大选结果的正确性也遭到怀疑,因为大选的日子已迫在眉睫。对此,一家为此次大选提供电脑的公司赶紧发表声明说,他们的电脑没有与任何网络相连。

终于,11月4日美国国防部对外宣布:经过昼夜奋战,受病毒侵袭的网络现已恢复正常,所幸侵害尚未殃及核武器管理系统和储存重要军事机密的电脑系统。第二天,《纽约时报》头版头条刊登专栏,大字标题《电脑病毒作者是国家安全局数据安全专家的儿子》,至此,人们才知道灾难的制造者名叫莫里斯。

在电脑科学界,莫里斯事件引发了一场大讨论,专家们就法律、道德和反病毒技术发表了大量论文。也有人为这个程序究竟是“蠕虫”还是“病毒”争论不休。讨论也不仅仅局限在电脑界,许多人开始对电脑病毒忧心忡忡,谈虎色变。1990年5月5日,纽约地方法院正式开庭,判处莫里斯3年缓刑,罚款1万美元和400小时公益劳动。

然而,以“蠕虫”病毒为代表的“黑色幽灵”已被人放出,它再也不肯自动回到“铜胆瓶”,至今仍在电脑和网络世界上空徘徊。

黑色的幽灵

1984年,第一例电脑病毒被首次确认。十几年来,它象幽灵一般,始终徘徊在电脑世界的上空。

在科技发展史上,由科幻作家杜撰的“天方夜谭”,被后人接受演变成现实的案例比比皆是,电脑病毒就是其中的一个典型。1977年夏天,一个名叫雷恩(T.J.Ryan)的作家出版了他的科幻小说《P-1的青春期》,生造出一种游荡在硅片里的病毒程序原型,最后竟控制了7000台电脑的操作系统。这部小说,虽然没有引起计算机安全人员的重视,却启发了诸多电脑玩家的“创作”灵感。

1984年,美国电脑安全专家柯亨(F.Cohen)证明了病毒程序实现的可能性,他在美国国家安全会议上进行的演示实验,使他成为了世界上第一例病毒的制造者。但是,电脑病毒仍然没有引起应有的警惕,直到1988年11月3日,莫里斯的“蠕虫”闯下弥天大祸前后,形形色色的病毒已经象瘟疫般大规模地泛滥成灾。一些具有广泛影响的病毒事件,人们至今还记忆犹新。

1987年5月,美国《普罗威斯顿》日报一位女记者辛苦采访6个月的记录神秘地消失,取而带之的是一串字符:“欢迎来到土牢,若需解毒请与我们联系。”还明目张胆地标明公司地址和一对巴基斯坦兄弟的姓氏。报社在追寻病毒过程中发现,所有磁盘都感染了病毒,档案标记被改为“(C)BRAIN”(智囊)。这就是大名鼎鼎的“巴基斯坦智囊病毒”。

1988年3月2日,苹果公司在庆祝Mac周岁诞辰时,凡开机的电脑都停止工作,屏幕显示出:“《MacMag》杂志出版商布朗德为所有Mac用户祈求和平。”事后,这位布朗德还厚颜无耻地宣称:“两个月内,我的病毒已经蔓延到德国、法国和澳大利亚成千上万台个人电脑中。”

1989年10月13日,星期五,全世界电脑用户都在惊恐不安中等待厄运来临。就在这一天,据说是出自耶路撒冷一位精神病患者之手的“黑色星期五”病毒,在全球数十万台PC机上同时发作,每运行一个文件,就会被删除一个,造成的损失难以估计。在香港的一家公司里,病毒甚至留下一封恐吓信:“今年我们将你遗漏,但不要高兴得太早,明年我们还会再来的!”

1992年3月5日至8日,伟大艺术家米开朗基罗的名字居然也与电脑病毒联系在一起。尽管媒体早就敲响警钟,但“米开朗基罗病毒”造成的危害还是令人触目心惊。例如,美国有数万PC用户丢失数据,南非、德国和荷兰受到了最沉重的打击,而意大利一天内就有1万台数据处理机被病毒入侵,大量银行数据资料毁于一旦……。这种病毒最早发现于荷兰,但警方认为它来自中国的台湾。

1995年8月,一种名叫“Macro”的病毒伴随着Win95上市而现身,很快就演变成5种新形式,它巧妙地隐身于文件而不是程序中,使防毒软件无法查找……

发展到1996年底,据不完全统计,全世界已经出现上万种病毒,平均每天有近十种新病毒产生,花样不断翻新,编程手段越来越高,让人防不胜防。

九十年代后出现了更危险的情况。从对新病毒的剖析中发现,有部分病毒似乎出自于同一家族,“遗传”基因相同,可以证明一种所谓“病毒生产机”软件已被人研制出来。利用“生产机”软件,不法之徒既使不懂编程,也可以制造出成千上万种病毒。这些病毒代码长度不一,自我加密的密钥各异,病毒发作的条件和现象也不一样。有的是普通病毒,有的是变形病毒,使查毒者疲于奔命。

世界上已发现多种变形病毒,如“颠倒屏幕”、“卡死脖”、“拿它死”,其中,最有影响的是“幽灵”。这些变形病毒能够将自身的代码变幻成亿万种,附着在文件上,使一些普通的杀毒软件无法识别。

据说,制造“幽灵”病毒的人,既不是什么恶作剧,也并非心怀恶意。这种可怕病毒最初的来源,却始于电脑专家的“睹气”之中。1989年,美国著名电脑反病毒专家玛卡菲首创了一种“特征值扫描反毒技术”,宣称它可以防治任何病毒,因而是一种万能的技术。看到玛卡菲得意洋洋的模样,另一位反病毒专家玛尔卡很不以为难。他想:根据“特征值”发现病毒,无非是因为病毒“特征值”的唯一性,若有一种病毒能不断改变自己的特征值,看你如何去“扫描”?

根据这一设想,1990年1月,玛尔卡研制出世界上第一个“多形性病毒”。他采用了特殊加密方法,使病毒每次出现都自动改换一个新的形态,“特征值”千变万化,果然令玛卡菲束手无策。然而,“特征值扫描技术”的失灵也带来了巨大的恶果:一时间,连世界最著名的反毒软件对这种病毒的识别率也仅有27%。人们谈虎色变地称它为“幽灵”,从1993年起,“幽灵”在全球电脑中泛滥,成为一个棘手的反病毒难题。

到了1998年,另一种新型病毒再次惊醒了人们的睡梦。这种被称为CIH的病毒一反常态,居然“学到”了破坏电脑硬件的“功夫”。CIH(英语又称为 Chernobyl 或 Spacefiller)是一种电脑病毒,其名称源自它的作者当时仍然是台湾大同工学院(现大同大学)学生的电脑技术鬼才陈盈豪的名字拼音缩写。与以往的病毒相比,CIH仅把侵犯的目标对准视窗操作系统,但其最大的杀伤力却在于破坏PC电脑主板中的BIOS快闪存储器,它毫不留情地抹掉引导机器启动的全部信息,中毒后的机器只好送给专业维修店处理。虽然这是迄今为止第一个能破坏BIOS病毒,但谁能担保病毒今后还会玩出……

多媒体之年

九十年代初,“多媒体”的桂冠被奇怪地戴在电脑头上。从1991年拉斯维加斯电脑大展首次展出多媒体电脑产品,全球销售额仅8亿美元开始,到1993年洛杉矶首届多媒体国际会议后,市场销售额创造出72亿美元的奇迹。“多媒体”成为那几年最热门的话题,成了使用频度最高的词汇之一。

媒体,从来指的是人类发表和传播信息的形式,报纸和电台就是其中的两种媒体,一个用文字,另一个用声音来传播大众关心的新闻和消息,即所谓“大众传播媒体”。如此看来,媒体是报纸印刷的文字,是电台播放的声音,媒体与电脑有何关系?

此事要从以色列的一次反劫机事件说起。1976年6月,以色列百余名公民被恐怖份子劫持到乌干达,关在恩德培机场。为了营救人质,以色列在本国建了一个模型机场,维妙维肖,几可乱真。反恐怖部队在此进行强化训练,从而使营救行动大获成功。这件事情给美国军方留下极深的印象,希望国防部高级研究规划署(ARPA)学习以色列经验,研究如何用电子技术来实现模拟,以适应未来战争的需要。ARPA请求麻省理工学院支援,学院派出了教授级的电脑专家帮助他们试验。

1978年,美国科罗拉多州的阿斯彭市,一辆摄影车在大街小巷里穿出穿进,几台摄影机对着房屋和街道拍摄。到了转弯的路口和十字街头,摄影师们还走出车外,以不同的方向拍摄。这支队伍里既没有导演,也不见一个演员,只有一大批摄影师在不停地忙碌着,一连拍了好几个星期。拍摄完毕的胶片后来都送到了麻省理工学院,由电脑专家把影像合成在若干影碟上。经过电脑处理和后期制作,阿斯彭拍摄到的影像变成了一种奇妙的电影。从屏幕看过去,就象是透过汽车的玻璃窗观看景物,置身于真实的市区街道。不可思议的是,观看者可以自由选择前进方向,一会儿来到了购物商店,走进去还能与店员对话交谈;一会儿又登上一架直升飞机,从高空俯瞰整个城区,各种建筑物飞快地向身后移去,无异于在真正的飞机上所见到的情景。在屏幕前足不出户,就能把阿斯彭的地理环境尽收眼底,要到去何处也随心所欲,模拟效果完全能够与人工建造的实体模型相毗美。

阿斯彭计划实现的目标究竟是什么?该项计划的主持人、麻省理工学院媒体实验室主任尼葛洛庞帝(N.Negroponte)教授认真地说:“由此诞生的,正是多媒体。”

说多媒体就是由此而生,恐怕也只能算一家之言。然而,从这个故事里不难看出多媒体的本质:电脑模拟游历阿斯彭街道的过程,操作者不仅可以观看,而且能够亲自参与,专家们把这种特点称为“交互性”。好比看一场有声有色有文字有动画的电影,哪怕情节再感人,你也只能在一旁观看。只有当观众掌握了航行控制权在电影里任意游弋,可以停在某一点,也可以让它重演,甚至能够控制或改变剧情的发展,与电影故事交流和互动,才是真正具有了多媒体的特点。也只有电脑才可能具有这种交互式能力,使人们主动地获取而非被动地接受信息;反过来讲,当电脑具备了交互式多媒体功能时,它带来的将是人类信息表达、获取和处理方式的又一场革命。1990年2月,美国著名的电脑杂志《拜特》就是如此为“多媒体”下了一个不太严格的定义:“多媒体技术是电脑能够交互式处理诸如文字、声音、图像、动画、视频等多种媒体信息。”

无论怎么说,负责阿斯彭计划的尼葛洛庞帝教授都是无可争议的多媒体先驱代表人物。这位科学家,领着他的教研组闯进了未知的陌生领域。1979年,在麻省理工学院院长魏斯纳支持下,一个异想天开创造未来的媒体实验室,诞生在该学院一栋楼房里。

尼葛洛庞帝和他的媒体实验室,从来就被排斥在正统的电脑科学界之外。尼葛洛庞帝本人学的是建筑,他却“不务正业”,整天埋在电脑里,反而说“未来关键的科技是人与电脑之间的互动”,甚至把这种“胡思乱想”与19世纪的钢铁生产和20世纪初的电力生产相提并论。在他的带动下,一批怀着同样梦想的科学家自愿加盟实验室,其中包括电脑专家、物理学家和数学家,还包括艺术家、音乐家、建筑学家、心理学家和大众传播专家,也不乏驰骋在科学前沿最优秀的学者。

麻省理工学院媒体实验室的学者们默默耕耘了十余年而鲜为人知,他们涉及的领域横跨电脑、电视、出版、视觉和教育。为了开创人类未来新的生活方式,他们不顾多数人的嘲笑,超前地进行诸如摄像机眼球跟踪、电子乐器、虚拟现实等等实验。今日被人们推崇倍至的多媒体电脑概念,其创新思想多数来自于这个媒体实验室。

由尼葛洛庞帝教授等一批先驱人物开创的多媒体思想,理所当然受到了全世界电脑用户,尤其是数以亿计PC个人电脑用户的拥戴。横亘在电脑与人之间的墙壁迅速地坍蹋,个人电脑的功能从文字处理开始,扩展到诸如影片欣赏、点播电视、书刊阅读、可视电话、音乐作曲、卡拉OK、录相录音、照相摄影、美术创作、动画游戏……,将要融合或者取代从“随身听”到电视机录像机几乎所有的家用电器,帮助人们在学校、办公室和家庭里学习、工作和娱乐。

显然,1991年到1993年被称为电脑多媒体之年。

海量存储器

汹涌澎湃的多媒体浪潮迎面扑来。象海洋一般储存信息的光盘,是多媒体电脑走向实用化的关键器件之一。例如,最常见的“只读光盘”CD-ROM,每张容量约为650M,等于540片5英寸软磁盘,其成本还不足半美元,而且不与实体接触,永不磨损,能长期保存。追根溯源,这种光盘最初出自于播放音乐的CD光盘,是以制造电子消费产品闻名于世的飞利浦公司发明。

早在1968年,为了提高音像产品质量,飞利浦公司负责人柯伦漠(P.Kramer)想利用光记录和放映电影。他和研究人员很快制作了一张光盘,并设计了相应的电子设备。柯伦漠亲自点燃一盏明亮的白炽灯,但唯一的效果只是“嘶嘶”作响的杂音。柯伦漠认为,问题可能出在光源上,白炽灯不可能在1微米区域内,把光讯号传递给感应器,他决定改用激光发射器。当时,飞利浦公司已能制造氦氖激光管,柯伦漠从库房里要来一支做试验,屏幕上果然呈现出棋盘方格黑白图像,光盘研究初战告捷。

董事会从光盘试验里看到了希望,决定同时上马研制能播放电影的光盘──影碟,以及播放声音的光盘──音碟,并调来音响部门技术高手欧腾斯(L.Ottens)接手开发工作。1978年,影碟率先投放音像市场,但没有一家电影制片厂愿意为其制作影片,影碟机价格高居不下,飞利浦的投资血本无归。

欧腾斯把成功的希望寄托在音碟上。音碟改用了数字编码技术,录制的音响格外纯净。同时,盘片直径也缩小到12厘米,这就是后来光盘被称为CD的缘由──CD全称“CompactDisc”,直译为“致密的盘片”。

经过努力,欧腾斯实际做出了第一张CD光盘。它用纯净的聚碳酸酯塑料制成,重不过18克,厚不到1.2毫米,表面喷镀了以分子为单位的金属铝反射层。放在显微镜下观察,光盘表面布满着微小的“信息坑”,一圈圈密密麻麻排列着,总长度达到5公里。当然,播放光盘还需要一套复杂的电子设备,经过不断努力缩小体积,这台设备仍有近1立方米,欧腾斯只好把它藏在桌下并用布盖起来。

为了尽快投入批量生产,飞利浦公司决定与日本索尼公司合作。在索尼技术人员帮助下,光盘机的体积逐渐缩小,电子元件减少到200个,其中,含有超小型激光管的读写头只用了6个组件。CD光盘播放的时间最终被双方确定为74分钟,恰好能够演奏完毕贝多芬《命运》交响曲,而且是以著名指挥家卡拉扬最慢速的指挥为准。据说,这是因为索尼公司副总裁对《命运》情有独钟,从而决定了CD光盘的“命运”。1981年,柏林爱乐交响乐团指挥卡拉扬被请到首次CD光盘展示会,CD播放的声音倾倒了这位全世界最受尊重的古典音乐家。卡拉扬手捧着一张CD盘,激动地表示:“这才叫真正干净清纯的音质,在CD面前,所有的产品都变成老式的煤气灯。”

索尼公司对家用录像机制式混战的历史记忆犹新,为了避免重蹈覆辙,1982年,它与飞利浦公司为CD光盘制定出一套标准。由于标准书的封面采用了红颜色,人们习惯地把它称作“红皮书”。1987年,国际标准化组织将这种数字音频光盘定名为CD-DA。

1985年,飞利浦和索尼公司再度联合发表“黄皮书”标准,即多媒体电脑使用的“只读光盘”CD-ROM,它也是电子出版物的最佳载体。如果以单速光盘驱动器读出数据,从头到尾读完一遍的时间也是74分钟。鉴于“黄皮书”标准不够完善,12家CD-ROM生产企业的代表聚集在美国塔霍湖畔并达成新的协议,后来演变为CD-ROM的国际标准ISO9660。

1986年,飞利浦和索尼再次联合推出一种交互式光盘,称为CD-I,想把多媒体电脑象录像机那样普及到家庭,这种光盘的标准叫“绿皮书”。不久后,能够播放74分钟电影的另一种光盘风靡全球,那就是人们熟知的小影碟──VCD光盘,其标准称为“白皮书”。1992年,柯达公司也加入到光盘制作行列,推出一种能保存照片的Photo CD,最多可储存照片700张;此外,还有所谓可写一次的光盘CD-WO、可反复擦写的磁光盘CD-MO等等,它们都遵循“橙皮书”标准。

红黄绿白橙,各种颜色封面的标准都已成书发行,有的标准书甚至厚达1英尺。1995年后,一种新型“数字化视频光盘”──DVD光盘又成为万众瞩目的焦点。当年9月15日,欧、美、日10家最大的制造公司达成协议,DVD光盘将包括视频和音频、只读和可写等全面解决方案。这种新型的海量存储器,单面单层容量即达4.7GB,足以存放135分钟的电影,而双面双层的DVD光盘则可轻松地储存长达4小时以上的电影节目,容量已达到17GB。

声音起爆器

在多媒体电脑的兴起过程中,声卡功不可没,而它的发明者──创新科技公司董事会主席沈望傅的名字也将永远记录在电脑发展的史册里。

沈望傅也是一位华裔,1955年出生于新加坡武吉镇,父亲是工人,母亲是目不识丁的家庭妇女,家境贫寒。三岁时,他就帮妈妈喂鸡养鸭,常常赶着鸭群逗留在邻居窗前,沉醉在收音机播放的旋律里。他从小酷爱音乐,幻想着能拥有一架自己的钢琴。中学时代,沈望傅在学校机房里第一次接触电脑,音乐和电脑同时在脑海中碰撞,在他的幻想里又增加了发明一台象钢琴那样演奏乐曲的计算机。

70年代末,沈望傅从义安工艺学院电子系毕业,与儿时的伙伴谢广成、吴启华一同来到一家民办小厂打工,被幸运地分到电脑室工作。他们如饥似渴地钻研电脑技术,直到所在工厂被别人兼并。1981年7月,三位年轻人决定创办自己的企业,东挪西借凑集1万元新加坡币资金,在街头一间仅有10平方米的小屋里创建了创新科技公司。

26岁的沈望傅对伙伴说:“我们公司既然叫创新,就要推出与众不同的电脑产品。”两个月后,他们推出第一台“与众不同”的CT电脑,既能处理中英文文字,又能发出声音和显示图象。那一年,IBM PC机刚刚出世,从未涉足电脑设计的年轻人,研制的这款多媒体产品毛病百出,无法打开销路。

沈望傅痛定思痛,认真总结好高骛远的教训,他领导创新公司一边积累经验和资金,一边寻找新的突破口。1984年,他们研制出会说华语的CUBIC99型电脑,在新加坡市场上大受欢迎;1987年,创新公司第一套初级音乐系统和作曲软件面世,一步步向“电脑加钢琴”的方向逼近。

1988年8月,沈望傅告别新加坡员工到美国旧金山发展,他要把创新的事业拓展到高科技的硅谷。面对竞争激烈的市场,沈望傅决定不涉足强手如林的电脑整机,把再次创新的目标定位于游戏音乐卡,即“声霸卡”的前身。

创新公司的声霸卡并不是PC电脑声卡的始作俑者,1986年,一位加拿大音乐教师与生产电子琴的日本雅马哈乐器公司合作,率先发明了一种叫做“魔奇音效卡”(AdLib)的产品,采用调频法(FM)用若干正弦波合成来模拟乐器的声音。调频法是斯坦福大学乔林(J.Chowning)教授发明的专利,被日本雅马哈乐器公司买断并制成芯片,成为电子琴等乐器发声的心脏部件。“魔奇音效卡”也装备了一片雅马哈OPL2型调频发音芯片。

沈望傅要研制创新声卡,不能跟着别人后面走。他在声卡里增加了一组脉冲编码调制PCM回路,使音响效果变得分外逼真。1989年,创新第一款“声霸卡”因此迅速打进美国电脑市场,顿时声威大振。

声霸卡(Sound Blaster)的直译是“声音起爆器”,它的诞生恰好赶上了多媒体大发展的最佳时机,沈望傅抓住了千载难逢的机遇。

1990年11月27日,微软公司联合坦迪、NEC等10家个人电脑兼容机厂商,共同召开会议制定多媒体个人电脑(MPC)标准,创新公司也参与了MPC规格制定。1991年5月,沈望傅乘势推出另一款具有20复音立体声音效的超级声霸卡(SB Pro),被世界多媒体协会接受为多媒体电脑的音响标准。此后,创新的多媒体产品和为多媒体电脑提供的升级套件,如雨后春笋般涌进市场。其中,采用波表合成技术的新一代声霸卡AWE32和AWE64,甚至可以获得与录音棚相媲美的专业级音响效果。

正如沈望傅所说:“创新公司要发展就得创新,我们永远不会步人家后尘,要始终走在市场前头,成为多媒体的领头羊。”1993年10月,创新公司在德国举办的展览会上荣获了十四项奖项中的两项奖,被称作多媒体行业中的头等大事。1994年2月,声霸卡被选为中国国家科学技术馆的永久展品。这些殊荣,使声霸卡(SB)成为声卡的代名词,截止1995年8月,全球使用声霸卡的用户已经超过1700万户。

沈望傅用声霸卡圆了他儿时的梦,圆得那么辉煌。不过,创新公司如何面对多媒体电脑即将逐步淘汰声卡的趋势,人们将拭目以待。

真实的谎言

尽管你可能不相信,多媒体技术再向前跨进一步,就要带着大批电脑用户,进入到一种“灵境”状态。奇怪的是,这种说法绝非刻意宣传封建迷信。

顾名思义,“灵境”指的是某种幻觉空间。迄今二十多年前,一位美国科学家最早描写了这种由电脑造成的“灵境”。他不仅发明了一种新的技术系统,而且给行将衰败的游戏机制造业注射了一针“强心剂”,纷纷向多媒体电脑平台转移。尼葛洛庞帝教授预言说:“以个人电脑为基础的游戏,将会取代我们熟知的专用游戏系统。在短期内,特殊用途硬件唯一还能施展的空间,就只剩下虚拟现实。”

既是“虚拟”,又是“现实”,“虚拟”与“现实”组成的合成词“虚拟现实”,本身就是个可笑的悖论,听起来很象那部美国进口影片《真实的谎言》,偏偏我国著名科学家钱学森建议把它的原文“Virtual Reality”(简称VR)译作“灵境”,为它更增添了几分神秘,简直把人带进了科幻小说描写的情节中。

被称为“虚拟现实之父”的伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)对此描写说:“电脑屏幕是一个窗口,通过这个窗口,人们可以看到一个虚拟世界。具有挑战性的工作是让那个虚拟世界看起来真实,在其中的行动像真实,听起来像真实,感觉得像真实一样。”

1962年,美国麻省理工学院博士研究生苏泽兰,应邀参加一个由电脑绘图领域高级研究人员发起的会议。苏泽兰向会议提交了他的论文和电脑程序《画板》(Sketchpad),几乎令与会者感到了一次“创世大爆炸”。事后有人赞叹说:苏泽兰的《画板》是以往人们“曾经编写过的程序中最重要的一份程序”。

苏泽兰发明的“画板”是有史以来第一个交互式绘图系统,使用者可以用光笔在电脑屏幕上作画,可以把它自由地放大或缩小,也可以保存和多次复制。苏泽兰的“画板”是交互式电脑绘图的开端,十多年后,电脑界和工程界才真正体会到苏泽兰和“画板”带来的划时代变革,它开创了一个计算机辅助设计(CAD)的崭新领域,使广大工程技术人员最终抛弃了图板、铅笔和丁字尺,在机械、电子、建筑等广阔的领域中产生了巨大的经济效益,并促成了现代化设计体系的建立。交互性是苏泽兰后来提出虚拟现实技术的第一个关键因素,他在人与机之间建立了某种互动关系。

美国高级研究规划署(ARPA)发现了苏泽兰的才能,1964年,年仅26岁的苏泽兰出任ARPA信息处理技术处(IPTO)的负责人。第二年,他以另一篇《终极的显示》论文再次震惊世界,首次描述了把电脑屏幕作为观看虚拟世界窗口的设想,被公认为虚拟现实技术史上的里程碑。

苏泽兰加紧为他的“终极显示”研制硬件设备。他想,人们在现实世界里看到的物体为什么有真实感?这主要因为人转动头部或身体时,会感到这个物体也随之转动,他可以通过电脑模拟这种观察的过程,将人的头部方位实时记录下来,并迫使电脑图像追随着方位的变化,反馈并调整其显示。为此,必须把人的双眼视线与外界环境加以“屏蔽”,最简单的办法是像潜水员那样给观察者戴上头盔。

1966年,世界上第一个头盔显示器(HMI)试验模型在林肯实验室面世,苏泽兰为他取名为“临头的危险”。HMI以后经过多次改进,最后采用了两个双筒镜显示器,由电脑软件分别显示出两幅基本相似、但角度略有差异的图像,通过光学透镜的反射,在观察者眼前合成为一个立体的虚像,与我们佩戴光学眼睛观看立体电影类似。所不同的是,电脑能够及时根据头部转动的位置和方向跟踪调整图象,以极快的速度更新画面,精确模拟双眼观看景物时的活动效果。于是,1970年元旦那天,一位参加试验犹它大学的学生,在“临头的危险”头盔显示器里,第一次进入到苏泽兰虚拟的世界。

观看仅能够体验,并不等于可以与这个虚拟世界相互作用。苏泽兰来到犹它大学实验室,继续改进完善他的发明。他采用DEC公司生产的小型电脑PDP-10创建了一个虚拟的房间,又设计出类似于手枪形状的控制棒。试验者戴上头盔,用手操作控制棒上的按钮,就能使虚拟房间中的物体一会儿出现,一会儿消失,并且能让它旋转和变形,甚至可以将虚拟的物体打碎,接着又把它拼接完整。

“灵境”真的展现在苏泽兰眼前。围观者只能看见他面对空空如也的墙壁手舞足蹈,只有苏泽兰本人在兴致勃勃地玩弄着根本不存在的东西,完全沉浸到自己创造的幻觉里,它充分展示了虚拟现实技术的第二个关键因素──“投入”的效果。

神奇的虚拟

“投入”,也有“沉浸”的意思,是所谓灵境技术的本质。大家知道,当电影演员排戏进入高潮的时候,他可能会忘记真实的身份,完全沉浸在自己扮演的情节里,我们就说他“投入”角色。虚拟现实则可能使普通电脑用户也获得某种“投入”感,苏泽兰试验的成功为电脑工作者打开了一扇诱人的窗口,他们以极大的热情“投入”灵境研究,取得了一系列进展。

美国雅达利电脑游戏公司研究人员托马斯·茨门曼等人率先开发出了“数据手套”。数据手套上装配着传感器,用光纤连接着电脑。试验者戴上头盔显示器和数据手套后,不仅可以看到自己在灵境中的“虚拟的手”,而且能用真实的手去控制那只“虚拟的手”的动作,操纵它去抓握或移动虚拟的物体。后来,有人又根据“数据手套”的原理研制出可以穿着的“数据衣”,这种衣服装备着许多触觉传感器,可以探测和跟踪人体的所有动作。

美国北卡罗来纳大学弗雷德里克·布鲁克斯首次实现了虚拟现实环境下的触觉装置。他和其他的研究者们根据力反馈的原理,把电脑显示的虚拟图像与可能感知的接触力度联系在一起,实时反馈给数据手套产生某种压力或振动,使试验者能“摸”到虚拟物体的形状、硬度,甚至于光滑或粗糙程度等等,使人们不仅“看得见”而且也“摸得着”子虚乌有的东西。

许多电脑工程师与音响技术人员协作攻关,将三维立体声和声音识别技术也带入“灵境”。只要戴上耳机,使两耳听到大小方位略有差异的声音,就很容易被电脑所“欺骗”。如在美国威斯康星大学研制的虚拟声音系统环境中,试验者可以非常准确地感知声源的位置、距离和移动的效果。

灵境技术综合的时刻来临了:应美国宇航局(NASA)的要求,首先是美国伯克利加州大学的博士研究生迈克尔·麦格里威,于1981年试验成功第一个可以实际使用的头盔显示灵境系统;1985年,雅达利电脑游戏公司的斯科特·费舍尔加盟该研究小组。在他的帮助下,研究小组把头盔显示器、数据手套、语音合成和三维立体声以及触觉反馈装置等等,统统集成为一个整体,虚拟现实技术正式登上了电脑历史大舞台。第二年,英国的W工业公司正式推出世界上第一个虚拟现实枪战游戏,取名《Virtuality VR》。

军队首先敏感地发现了“灵境”的魅力。据说,美国空军曾以100万美元的造价研制出高分辨力的头盔显示器,以此构造出飞行驾驶模拟器。飞行员在“灵境”中能观察到任何复杂的虚拟环境,加快学习驾驶技术的进度,虚拟现实的坦克演习、反潜艇演习和导弹发射演习也被广泛地采用。参加过虚拟坦克战强化训练的美国士兵,在海湾战争中一举摧毁伊拉克的苏制T72型坦克2400多辆。

工业制造业和建筑业也把电脑辅助设计技术向前推进了一大步。过去由电脑设计并显示在屏幕上的图纸是平面或者仅仅是立体的外形,进入“灵境”后,设计师可以“身临其境”深入到自己设计的房屋或机器内部浏览。80年代中期,那位发明了电脑“触觉”的布鲁克斯所在单位正准备新建自己的实验楼,研究人员当然对这座尚在图纸阶段的大楼格外关注,他们按照建筑商提供的图纸构造了“灵境”模型。在“深入”到楼房内部视察后,他们对门厅的设计很不满意,于是请来建筑设计师进行修改。建筑设计师摇头表示不以为然,布鲁克斯便把头盔显示器套在他的头上,迫使这位先生根据“眼见为实”的观察结果修改了门厅的设计图。

旅游业在“灵境”中发现了新的“景点”。采用虚拟现实技术的旅游公司居然推出了诸如“宇宙空间一日游”等项目,带着游客登上“真实的”宇宙飞船,飞向月球和火星探险;而参加“侏罗纪公园一日游”的游客,则可享受到“抚摸”恐龙的奇趣。有关专家们讲,灵境技术将在下一世纪导致一场医学革命,医生将根据CT扫描的数据为患者建立“虚拟病人”模型,首先对“虚拟病人”进行体内病症的直观检查,然后在“虚拟病人”身上作实验性手术,以降低误诊和手术失败的可能性;它将导致科学研究手段的革新,为物理、化学研究需要构造虚拟的分子、原子模型;它还将导致教育教学方法的更新,使学生“沉浸”在虚拟学习环境里,请来司马迁为我们宣讲《史记》,让爱因斯坦为我们介绍“相对论”,或者不远万里来到英国爱丁堡罗斯林实验室,请维尔穆特博士讲授基因工程,“亲手”再克隆出一个“多利”……

奔腾的时代

1992年,萧瑟秋风悄然吹红了枫叶,硅谷又面临收获的季节。

英特尔公司格罗夫总裁一副神神密密的模样,等待大家入座。这是一次反常的秘密会议,与会者仅限于公司20名最高决策者。朝夕相处,相互十分信任的同仁们,都必须遵照格罗夫的指示,在会前宣誓保密,保证不对外界透露任何消息,特别不能对新闻界暴露珠丝马迹。

格罗夫开口说话:“先生们,今天我们将对新一代芯片的命名进行最后投票。请各位针对命名小组选定的三个名称,作出自己的选择。注意,”他竖起拇指,“每人只能选定一个名字。”

会场活跃起来。人们纷纷抢着发言,陈述对某一名称偏爱的理由,格罗夫非常认真地记着笔记。最后,全体人员都表明了自己的态度,就等着格罗夫总裁进行“民主集中”式的裁决。

格罗夫站起身:“我对各位的参与深表谢意。”大伙竖起耳朵等待下文,谁知格罗夫说完这句话,竟合上笔记本,转过身,旁若无人般离开了会议室。虞有澄最后一个走出会场。作为负责微处理器开发的副总裁,他深知公司这款芯片的份量。早在密锣紧鼓推出486芯片系列产品的时候,虞有澄已在策划英特尔微处理器的换代产品。他把原来负责开发486芯片的邓汉姆(V.Dham)抽调出来,组织了近百人的研制队伍进行攻关。按照规划,新一代芯片将超越传统的设计框架,采用“超标量结构”的创新构思,设成两个分开执行的单元,能够同时执行两个指令,运算速度将达到每秒钟能执行1亿个指令。新款微处理器还将实现64位的内部运算,其优越的性能将使小型电脑系统都相形见绌。

用仅有25平方毫米的小芯片与一台完整的小型电脑较量,虞有澄领导下的工程师需要在狭小的硅片上设计310万枚晶体管,数目大大超过486芯片的120万枚,每个元件的宽度只有0.8微米,大约是一根头发丝的百分之一。

虞有澄心里揣摩着格罗夫的最后决断,一连好几天,不知道格罗夫的“葫芦”里究竟卖的什么“药”。新型微处理器就要上市,如果按照过去的传统,它应该沿袭数字化的方式,遵循286、386、486的系列顺理成章地命名为586。可是,打从386开始,就有数家半导体公司在仿照英特尔生产类似的芯片,同样自称386和486,致使他们把官司打到了最高法院。法官的判决书明确地写着:美国法律不可能对“386”之类的数字商标给予保护。想想也对,有谁能够限制别人使用12345呢?英特尔产品的数字化命名,本来就源于产品序列号,当初就不是什么商标嘛。格罗夫决心从“586”开始中断数字命名传统,目的是让英特尔在商战中占据有利的地位。

终于,格罗夫的身影出现在美国电视新闻的屏幕上:“我们下一代微处理器将有一个崭新的名字──Pentium。”记者们赶紧去翻字典,所有的字典都没有这个单词。有人查出“Pent”的拉丁文词意是“第五”,而“ium”的词尾象是某种化学元素,听起来就象钙(Calcium)和氦(Helium)。原来,Pentium意味着这个微处理器就是586,它代表着电脑的第五代“元素”。Pentium的中文译意比英文名称更加响亮,芯片大名叫“奔腾”。

1993年5月,英特尔公司的奔腾处理器在一个小型记者招待会上发表,他们没有象比尔·盖茨发表视窗软件时那般大嗡大轰,格罗夫总裁对奔腾芯片的走红充满了必胜的信心,他认准了“市场领导者通常保持着沉默”的格言。

必要的宣传还是不可缺少的。英特尔公司巧妙地借助“奔腾”的汉语译音,打出了“送你一颗奔驰的芯”大幅广告(此广告是营销史上的又一个佳话),恰好配合了微软Windows 3.1版配合出台,奔腾芯片的销量奔腾而上。1993年,“奔腾”以及还在畅销的486电脑,再加上其他公司生产的林林总总的个人电脑,全球PC机的数量奇迹般地达到4000万台,并且第一次超过了汽车的销量。

到了1994年11月,奔腾电脑变成世界电脑市场的主流产品,全球已有400至500万颗“奔腾”的“芯”在各地电脑上工作,整个PC机的数量也达到5000万台,把电视机和录相机的销量统统甩到了身后。英特尔公司雄心勃勃,竟计划要在今后的日子里,每年生产出重达1吨的“奔腾”芯片。原本是一钱不值的砂粒,为英特尔公司挣到的是以“吨”为计量单位的美元。从此,电脑业进入了“奔腾时代”。

走出死亡谷

冬天不知不觉降临硅谷,凛冽的北风裹着雪花,吹打着英特尔公司总部办公楼的玻璃窗,一场寒流即将袭来。

美国弗吉利亚林克伯格学院数学教授莱斯利(T.Nicely),对“奔腾”情有独钟,一口气为他的教研室购买了3部奔腾电脑。有了每秒执行1亿次指令的新机器,莱斯特教授打算借助“奔腾”,从众多自然数中寻找质数。“奔腾”电脑飞快地运行,一遍二遍三遍,计算结果居然出了问题,在某些情况下它们不是质数!莱斯利仔细检查了运算程序,深深感到事情的严重──错误只可能出自于他钟爱的“奔腾”芯片。

夜深人静,莱斯利决定通过因特网把这件事向朋友们通告,便发出了一封电子邮件。信息时代的信息传播比“奔腾”还快,第二天清晨,1994年11月7日,莱斯利教授发现奔腾芯片运算出错的特大消息,就已经醒目地刊登在美国《电子工程时报》的头版头条。

“一石激起千层浪”,互联网络的专题讨论组顿时忙碌起来,不少人通过网络,出面证实莱斯利教授的发现,口诛笔伐,把矛头对准了“奔腾”。《信息世界》杂志甚至为“奔腾”出了这样一道简单的算术题:4195835÷3145727×3145727—4195835=?这道题目,学习过四则运算的小学生用眼睛一看就能知道,一个数用第二个数乘一次除一次,再减去自己,其结果必然等于0。然而,比小学生本事大得多的奔腾电脑将遗憾地通知你,通过每秒执行1亿次指令后,它算出的“准确”结果是256。

英特尔公司发言人解释说,奔腾芯片在做除法运算时是有一点儿小毛病,但上述情况极其罕见,平均每进行90亿次除法才可能遇到一次;如果你主要使用电子表格软件处理业务,要在27000年后才可能遇到一次差错。言下之意,“奔腾”的瑕疵不值一提。英特尔的态度激怒了“上帝”,客户们纷纷要求英特尔为他们免费更换芯片。就在这时,IBM公司断然宣布“自断财路”,从12月12日起停止向市场投放自己生产的奔腾电脑。IBM的实验室还以无可质疑的测试数据证明:如果用户采用电子表格软件处理业务,则“奔腾”的错误在24天里就会发生一次,根本不是英特尔宣称的27000年。

“蓝色巨人”在电脑市场上的态度举足轻重。当天下午,美国纽约股市英特尔公司股票价格一泻而下,每股滑落了2.75美元。1994年圣诞节前后,屡战屡胜的英特尔公司笼罩着阴云,陷入了自公司创立来最难堪的境地。

格罗夫是明智的。经过几天痛苦的抉择,12月20日上午,他亲自出马举行新闻发布会,一面诚恳地向广大用户赔礼道歉,一面宣布:英特尔将为所有提出要求的客户,免费更换奔腾芯片,上门服务安装,不问任何原因,不附加任何条件,并保证更换的芯片将不再出现运算错误。根据统计,若已经购买了奔腾芯片的客户都要求更换,英特尔公司付出的代价将超过10亿美元!

奔腾芯片更换工作在静悄悄地进行着。善于捕捉机会的商人们竟然在瑕疵芯片上找到了财路。硅谷的一家珠宝商低价收购英特尔换下的废弃“奔腾”,然后别出心裁把芯片加工成为各式“珠宝饰品”,例如胸针、耳环、发饰、钥匙链等等,每一件饰品同时配有一个意味深长的黑盒子。这是一款始无前例的“珠宝”,“价值连城”。

随着芯片更换的完成,PC电脑工业史上最大的一次售后赔偿事件接近了尾声。“奔腾风波”犹如一场疾风暴雨,来得猛,散得也快,格罗夫带领着英特尔走出了“死亡谷”。

面对震惊世界的“奔腾风波”,虞有澄领导的微处理器开发部门加速了芯片的开发进程。寒风吹皱的涟漪刚刚平复,他们就把更新一代的奔腾芯片摆在了世人面前。1995年11月1日,英特尔的下一代微处理器产品发布会正式举行,人们发现了季尔辛格熟悉的面容,虞有澄再次委任这位技工出身的工程师担当设计主笔。新产品集成了550万个晶体管,运算速度高达每秒钟3亿个指令。内部元件的宽度,从0.6微米直到缩微至0.35微米。它沿袭“奔腾”命名方式,大号“Pentium Pro”,即“高能奔腾”。

多事之秋的1997年,再次出现令电脑业界激动不已的新闻,5月7日,英特尔公司推出最新的奔腾Ⅱ处理器。业界评论家一致认为,这款芯片不是简单的升级,而是英特尔自推出“奔腾”以来最重要的新品。“奔腾Ⅱ”成功地实现了0.25微米新工艺,它内置多媒体(MMX)功能,集数据、音频、视频、图形、通讯于一体。同一天,IBM、康柏、德尔、惠普以及其他公司都同步推出各自的奔腾Ⅱ机型,带动了整个水位的上升。

《时代》周刊撰文写道:“1997年最有影响,同时也是对过去10年有巨大影响的事件。

是,一个在全球范围内的、由微芯片推进的新经济成长。”这家权威刊物把1997年年度风云人物的“桂冠”戴在61岁的安迪·格罗夫头上,认为“他的微处理器象蒸汽机、电以及流水线一样改变了整个世界的运作方式”。

微处理器遵照莫尔博士提出的定律,集成的元件数目以每18个月翻一番的进程,默默走过了20余年。从4004到高能奔腾,芯片的集成度增加了2400倍,速度提高了5000倍。

天价启动我

西雅图东郊雷德蒙得“微软城”,树木郁郁葱葱。初秋的微风使人感到丝丝凉意,但这里却笼罩着热火朝天的气氛。翠绿色的草坪,不知何时竖立起15个硕大的帐篷,洁白篷布在夕阳照耀下,反射出耀眼的银色光芒。

人们还依稀记得微软副总裁鲍尔默发布视窗3.0时夸下的海口:“我们再也不会发生类似视窗1.0延期的事件!”可惜大话说得过早,仿佛还想争取另一枚“气泡件”奖章,微软在视窗升级版本的开发中,还是重现了不断延期的往事。若从1992年算起,开发周期又是一个整三年。原计划在1994年中期完成,结果还是一拖再拖,先拖到当年年底,又延期至1995年年初,直到1995年8月才最后完工。软件名称也被改来改去:从最初称“视窗4.0”始,改叫“芝加哥”,最终才决定称它“Windows 95”。

前不久,比尔·盖茨向他的好友、股票大王巴菲特请教,Windows 95的发布是否需要请媒体顾问。巴菲特告诉他:“你只要把他们召集到一个房间,然后对他们讲话。”为了造出更大的声势,微软不惜以1200万美元的“天价”,买到英国“滚石”摇滚乐团创作歌曲“启动我”(Start Me Up)的使用权,Windows 95的新特色就在于那个Start(启动)按扭。

按照巴菲特亲授的“锦囊妙计”,1995年8月24日,比尔·盖茨请来30多个国家500多位报刊记者和数十位电视台的节目主持人,以及各软件公司代表和电脑经销商。草坪上到处人头躜动,从全球赶来参加这次盛会的者竟超过了万余人。

上午11时,比尔·盖茨与NBC电视台黄金时段节目主持人杰·雷诺携手走进主帐篷会场,后者应邀担任司仪。比尔·盖茨习惯地把左手放在胸前,用右手支着下巴,对着话筒说:“Windows 95代表着微软公司最高的技术水平,它将把PC工业推向新的高峰。”雷诺接着说:“Windows 95是最好的约会对象,精明、容易沟通,而且低于100美元。”帐蓬里笑声四起。比尔·盖茨用夸张的姿态向乐队挥手,震耳欲聋的高分贝摇滚再一次奏响Windows 95的主题歌:“启动我!启动我!启动我!”

于是,几乎所有电脑专业报刊和普通大众媒体,日报、晚报,电台、电视台都附和“启动我”的歌声拼命鼓吹,Windows 95发布的消息组成了一曲响彻云霄的交响乐。

离会场不远处,聚集在微软总部5号楼的300名Windows 95软件设计师,可没有比尔·盖茨的那种好心情,他们刚刚经历了一次“死亡之旅”,既如释重负又大梦初醒,极度绷紧的弦很难立即放松。33岁的项目经理兼总设计师科勒,用几乎失音的嘶哑嗓子对记者说:“Windows 95由1500万个令人发怵的程序代码构成,而Windows 3.1版软件仅有300万个。这三年来,我们过的是什么日子哟!我每天都穿着粉红色‘兔宝宝’服跑来跑去,强装笑脸给大伙打气。”其他人则补充道:“每周工作至少100小时,最后一年,我们的个人生活几乎是一片空白。”5号楼大厅挂出一块留言牌,龙飞凤舞地写道:“Windows 95上市了,今天你打算去哪里呢?回家,渡假,和太太逛公园,还是陪先生打网球……”言下之意,从今天起,Windows 95的开发人员终于被准予从“监狱”中“获释”。

好事者为Windows 95的开发过程列出一份统计清单:软件测试的时间达到200万小时;系统开启的次数达36000万次;单项测试的数目为61000万次……这份数据还包括一个有趣的项目:300名开发人员的家庭在此期间,共诞生了68个婴儿,但不包括“Windows 95”这个共同的“婴儿”。

最使人难忘的镜头还是全世界的用户迎接Windows 95的狂热:在澳洲,由于时差关系,新西兰成为Windows 95在地球上第一个登陆的地点。成千上万的电脑用户在8月23日12点前就沿着惠灵顿大街排着长队,等候着购买那几片薄薄的磁盘。在欧洲,微软公司买下150万份《伦敦时报》免费赠阅,伦敦几乎所有电脑商行一直被英国人层层包围得水泄不通。在埃菲尔铁塔下,热情似火的巴黎人则把Windows 95的发行当成了法国的节日。在亚洲,日本、台湾和香港的用户犹如在抢购“六合彩”的彩票。

美国本土的场景最为壮观。自8月24日零点直到1时30分,从纽约到旧金山,从迈阿密到西雅图,电脑商店和购物中心灯火通明,门庭若市,收银台前排成了长龙,有的顾客甚至一次就抢购了两、三套。仅在当天,这款软件在美国就卖出30万套,全球估计在100万套左右。有人预计说,Windows 95的全球销量将超过1500万套;更有人讲,到本世纪末Windows 95将售出不可思议的1亿套。

最后,连鲍尔默也被弄糊涂了,他不解地对人说:“Windows 95不过是个软件,它既不能治疗癌症,也不能使头发再生,更不是地板蜡,我感到人们简直都发了疯。”

电影魔术师

美国好莱坞影片《侏罗纪公园》上映后,引起了极大的轰动。观众莫不被银幕上栩栩如生的巨大恐龙所震慑,明知其假,却大有乱真的感觉。不久后,《阿甘正传》再次成为万众瞩目的大片,虚拟的主人公阿甘,居然可以与死去的肯尼迪总统握手交谈,电影魔术真令人大开眼界,而“魔术师”就是座落在斯坦福大学附近的硅图像(SGI)公司。

若干年前,著名导演乔治·卢卡斯制作的大片《星球大战》虽然轰动一时,但特技制作却让这位电影大师伤透了脑筋。另一导演卡梅伦比他幸运得多,当制作影片《深渊》需要一只能哭会笑的水怪时,他找到硅图像公司,并发现了电脑三维图像的巨大魅力。从此,SGI超级电脑制作的电影特技一发而不可收:从斯皮尔伯格执导的《侏罗纪公园》,直到斯瓦辛格主演的《终结者Ⅱ》,无论是巨型恐龙,还是会变形的液态金属机器人,都尽情展示了电脑图像的迷人风彩,把世界电影特技史带到了一个崭新的时代。硅图像公司的员工经常身着T恤骄傲地在硅谷行走,T恤前面写着“我制造了恐龙”。

当然,导演这一切的,既不是卢卡斯、卡梅伦,也不是斯皮尔伯格,而是吉姆·克拉克(J.Clark),没有他天才设计出特殊电脑芯片和动画软件,没有他把这些技术推进到一个新的高度,好莱坞卖座的大片将黯然失色。克拉克不仅是硅图像的创始人和董事长,而且是该公司最主要的技术大师。

吉姆·克拉克原是斯坦福大学的教授,但他的传奇并非在大学象牙塔里书写,而是在一次又一次的创业中完成。他出生于德州乡村小镇,家境贫寒,从小失去了母亲的呵护。中学辍学参军,在海军艰苦的训练中发现了神奇的电子学,靠自学获取了中学同等学力。服完兵役后,克拉克考进犹他大学电脑科学系,师从著名教授伊凡斯学习电脑制图。1978年,他怀揣博士证书受聘于斯坦福大学,四年后,带着自己的研制的图形工作站电脑和三维绘图软件,也带着一批最优秀的硕士生“下海”,创办了硅图像公司。到克拉克离开公司二次创业之前,硅图像公司已经快速成长为数十亿美元资产、有业界最负盛名的图形工作站的图形软件制造商。

另一家专业从事“电影魔术”的公司叫皮克萨(Pixar),说来也怪,皮克萨公司的领导人就是苹果公司原来的董事长乔布斯。

1985年,被迫离开自己亲手培育的苹果园后,乔布斯郁郁寡欢,无所事事地游荡在斯坦福大学校园,偶尔也旁听几节物理课。偶然的机会,在图书馆邂逅了保罗·伯格教授。伯格是诺贝尔奖获得者,当时正在进行生物基因修补的研究。乔布斯与伯格谈得非常投机,教授向他详细解释了他们如何做各种操作繁琐的实验,每做一次都要在潮湿的实验室里工作两个星期才有结果。这次谈话,使乔布斯获得了再次创业的灵感,他要发明“下一个”伟大的计算机,以支持科学实验工作。

毗邻着斯坦福大学,乔布斯挂出了“下一个”(NeXT)公司的牌子。他心中的NeXT电脑实际是一种高档图形工作站,具有强大的绘图和动画制作能力。40名员工夜以继日地苦干了三年,直到1988年新产品才正式上市,基本上实现了乔布斯要求的目标。NeXT工作站实现了硬件、软件和图形界面完美的组合。然而,乔布斯全神贯注地埋头研究,却忽略了一个可能使他的努力付诸东流的市场趋势──微软视窗已经全面走向成熟。NeXT的攻击对手原本指向“麦金塔’,此刻却发现它根本不是视窗的对手,顿时陷入了财务危机。

乔布斯发现自己犯了错误,立刻幡然醒悟。他下令关闭全新的自动化工厂,从制造电脑硬件转向全力开发电脑软件,NeXT变成了一家软件公司。最让人感到惊异的是,乔布斯还斥资5500万美元,从《星球大战》制作人卢卡斯手中,买下了从事专业动画片制作的皮克萨公司,成功打进影视圈。1995年,第一部全电脑制作的大型动画影片在皮克萨制作完成,片名叫做Toy Story,中文译为《玩具总动员》。

《玩具总动员》实际上是乔布斯和皮克萨公司百余名员工的一次总动员。他们在天才导演、38岁的拉赛特指挥下,把硅谷高科技与好莱坞艺术创作联姻,整整耗费了4年光阴紧张制作,前期投入高达3000万美元。在这个效果空前的电脑动画片里,有30个玩具人物出场,由1500个全电脑制作的镜头构成,播放时间长达77分钟,使用了价格达数百万美元的高级电脑支持制作过程,用了80万个电脑工作小时。无论是人物、街道、风景、楼房,还是黄昏的落日、倾盆的暴雨,三维动态的图像都显得那么逼真。《玩具总动员》也为乔布斯和皮克萨公司带来高达1亿7千万美元票房收入。当年11月,挟电影轰动效应余威,皮克萨股票上市,一天之内,牛市冲天,乔布斯的身价即刻增加到11亿美元。

1996年岁末,NeXT公司被苹果公司以4亿美元收购,乔布斯终于回归了他亲自创建的“苹果”。1997年7月,他再次执掌苹果公司大权,以不断创新的技术,继续推出下一个“伟大的产品”。

伟大的转折

1995年,是比尔·盖茨和微软公司19000名员工盛大的节日。就在这一年,比尔·盖茨从一个手无寸金的“电脑玩家”,第二次荣登美国《财富》杂志全球富豪排行榜榜首,在上年94亿美元基础上,个人财产创造了139亿的天文数字。《福布斯》某记者为他计算出,如果盖茨把所有的钱用来买劳斯莱斯豪华轿车,这些车辆至少可以从西雅图一直排到加拿大的温哥华。《财星》杂志则刊载某作家写的评论,据称,微软董事长能买下最逼近他排位的99位对手全年产品之总和,假如他的神经突然出了毛病,立即把这些产品统统付之一炬,剩下的钞票,仍然超过媒体巨子、特纳广播公司老板泰德·特纳。

就在这一年,比尔·盖茨“每个家庭每张桌上都有一部电脑运行着微软程序”的梦想,真真切切地成为眼前的现实。由于Windows 95的发威,微软已经控制了个人电脑操作系统90%以上的市场,公司的税后纯利当年超过14.5亿美元。微软的股票价格随之扶摇直上,数千名员工成为百万富翁或千万富翁。

然而,当年11月风云突变,戈德曼—萨克斯公司里德·舍伦德做出一项不可思议的决定:从该公司推荐的优绩股名单中剔除微软公司,原因就在于微软公司没有跟上Internet网络发展的脚步。戈德曼—萨克斯公司过去曾是微软股票发行的担保商,里德·舍伦德则是该公司最受尊敬且影响最大的软件业分析师。舍伦德一语即出,华尔街不啻于面临一场狂风骤雨,微软股票顿时一泄千里,仅仅两盘交易,跌落幅度即高达7%,公司市值滑落近60亿美元。就象在眨眼之间,已有约2000万人改换门庭,抛弃了微软视窗,改用所谓“浏览器”软件在Internet网络上自由驰骋。

从Windows 95大红大紫,到被舍伦德“枪毙”除名,时间只有三个月,微软公司的步子仅慢了半拍,不知不觉就走到生死攸关的十字路口。当月,比尔·盖茨接受《财富》杂志记者专访,明显地透露出他的沮丧和恐惧:“Internet是一颗玉米种,引出了许多事情的发生。同当年我和保罗插足初生PC工业相比,目前的局势有太多的相似之处。那时,DEC公司和IBM公司不知道他们面临的危险,现在该轮到我们了。”

微软公司的境遇在电脑业界颇具代表性。90年代中期,当个人电脑PC机正以前所未有的速度向全球各个角落扩散,当众多家庭也兴奋地迎回属于个人的“奔腾”多媒体电脑时,奥拉克公司总裁拉里·埃里森(L.Ellison)却告诫他们:计算机每15年就要“再生”一次,莫看现在PC机火爆非凡,它的大限即将降临,人类就要开创信息高速公路的历史。

早在1991年,美国副总统戈尔为继承其父之遗愿,把老戈尔当年在田纳西开拓“州际高速公路”的法案加以一番演绎,冠上了“信息高速公路”的名称。1993年克林顿入主白宫,人们读到了一个“NII”即“国家信息基础设施”规划的缩略语。戈尔亲自主持实施的该项规划,要在下世纪初用光缆把美国所有的企业、商店、研究机构、学校和家庭连接成一体。对此,西方发达国家的七国首脑自然不愿美国独领风骚,他们紧跟着提出“全球信息基础设施”计划(GII),要求共同发展。几年光阴过去,无论“NII”还是“GII”,似乎再也没有多少人记得,却仿佛在一夜之间,Internet网络就成了“信息高速公路”的代名词,尽管它离戈尔的梦想差距甚远。

Internet,海峡两岸的中国人曾分别译作“国际互联网络”和“网际网路”。当中国大陆将译名规范为“因特网”的时候,全球范围的网络热,已经不可遏制地极度膨胀,呈现出疯狂的增长态势。

历史进程往往出乎人们的意料之外:1987年12月,全世界因特网联网的主机数还不过2.8万台;到1995年7月,联网主机逐渐增加到664万台。随后,突然发生“大爆炸”式的急剧膨胀,就在这一年之内,因特网联网主机数突破千万大关,增加到1280万台,终端用户人数达到了7000万。

此时此刻,因特网已经羽翼丰满,全球成千上万个子网经天纬地,互相连接,成为名符其实的国际互联网络,大型机、小型机和个人电脑都要被它“一网打尽”。这个网络正以惊人的速度突进到全盛期,迅速把地球演变成一个小小的村落;它就像电话、电视和报纸一样,即将成为人们工作、学习和生活的必需。

1995年无疑是电脑发展史上一个重要的时刻,无愧为“国际互联网络年”,它标志着Internet时代的来临,标志着一个伟大的历史转折。

重建IBM

九十年代初,由于跟不上时代的步伐,曾经称雄一时IBM公司几乎陷入绝境。

从1990年到1993年连年亏损,“蓝色巨人”连续亏损额达到168亿美元,创下美国企业史上第二高的亏损纪录;公司股票狂跌,下滑到史无前例的每股40美元;IBM PC机被挤出国际市场前三名,大型机中型机产品大量积压,无人问津。事实上,已经没有人认为这家巨型公司还有挽救的可能性,它的失败正如它的成功一样,甚至被商学院写进了教科书。

1993年4月1日,愚人节那天,IBM公司在纽约希尔顿饭店召开的一次非同寻常的记者招待会,宣布由郭士纳(L.Gerstner)接任董事长兼首席执行总裁。人们猜测,这是IBM董事会实行的“跨行业拜帅”,郭士纳先生是著名的“食品大王”,原任职于美国最大的RJR食品烟草公司。

郭士纳举起了右手,似乎在表达他的决心:“让我们重建IBM!”

坐在前排的人,都发现郭士纳的右手拇指和食指有些残缺。这位个子不高,浑身充满力量的男子汉,已过了50岁“知天命”的年龄。他出身于工人家庭,父母都没有上过大学。为了让四个孩子受高等教育,他们非常勤勉地工作,但钱总不够花。孩提时期的郭士纳经常帮助父母做家务,有一天,他给自家的草坪除草,除草机突然被卡住。好奇的小郭士纳把手伸进刀口里试探,不料机器自动恢复运转,他的右手指被卷了进去,鲜血染红了草地。如果换了别家的孩子,一定哭着跑回家向父母求助,可是他却凭着超乎常人的毅力,坚持着把草割完才去医院包扎伤口。从此,他只能用左手写字,意志却变得更加坚韧。

郭士纳家四兄弟后来全都在企业界声名远扬,他本人更是出类拔萃。先在达特默斯大学攻读工程学位,再拿到哈佛大学的MBA,然后进入麦金西管理咨询公司,28岁成为合伙人,33岁升任总监,继而就任过数家大公司的总裁,充分显示了管理才能和铁的手腕。

但是,IBM董事会看中郭士纳的原因是他“非IBM”的出身,只有启用这样的人才能革除陈规陋习,带来与传统彻底决裂的契机。

受命于危难之中的郭士纳,头顶着沉重的压力走马上任,他要改革重组IBM,动真格地实干。郭士纳一反公司传统,半年之内果断裁员4.5万人。他彻底摧毁了旧的生产模式,下令停止了几乎所有的大型电脑生产线,打烂一切不必要的坛坛罐罐。同时,在公司如此困难之际,他还调动资金新建了北卡罗那州的PC电脑生产工厂,发誓要让IBM在PC电脑市场上重振雄威。郭士纳对技术部门说:“IBM过去在封闭和专有的舞台上扮演过角色,今天,只有傻瓜才会这样干。”他甚至下令取消穿着蓝色西装的限制,“蓝色巨人”将一改过去单色调,呈现出缤纷的色彩,不再允许老态龙钟的慢节奏。

通过大刀阔斧的改革,1994年,IBM公司获得了自90年代以来第一次赢利30亿美元。公关部门亮出了最新的广告词:“无论是一大步,还是一小步,总是带动世界的脚步”。IBM公司一大步一小步慢慢走出泥潭。

当郭士纳一举扭转公司亏损局面以后,所做的下一件事情,就是把IBM发展牢牢定位于互联网络。1995年,郭士纳首次提出“以网络为中心的计算”(简称NCC),进一步发展了太阳公司的“网络就是计算机”的概念。郭士纳多次指出,80年代以来电脑已经走向了个人化的新阶段,用户所有的计算机,包括大型机、小型机和PC机都有可能联结在一起构成网络,网络时代是IBM重新崛起的最好契机。

1995年6月5日,郭士纳以一项大胆的举措把电脑业界惊出一身冷汗:IBM以35亿美元巨资,强行收购了莲花(Lotus)软件公司,他看中的就是莲花公司那件著名的网络软件Notes。郭士纳说:“莲花Notes将是IBM发展战略关键的组成部分。”因为Notes软件是一种“群件”,即支持一群人通过网络共同工作各种软件的总称,包括通讯软件、电子表格软件和图形软件等等。郭士纳通过调查得知,凭借Notes,“莲花”控制了34%以上的企业网络市场,遥遥领先于微软。IBM收缴到Notes,以最短的时间,从最快的捷径突进网络,世界再也不敢轻视这家正在转型的老牌公司。

郭士纳指挥IBM千军万马,向网络战场的两个侧翼同时发动攻势:高端大型服务器和低端PC台式终端机、笔记本电脑;正面战场则以工作站电脑为主攻方向。1995年,“蓝色巨人”重新焕发出昔日的风彩,营业额首次突破了700亿,这个数字是微软公司的7倍,过去不景气的PC电脑销售额也上升了25%。郭士纳用他残缺的手挽救了世界上最大的电脑公司,它犹如一头惊醒的睡狮,向全世界再次发出响亮的吼声。

人机世纪战

“1997年5月11日,星期一,早晨4时50分,一台名叫“深蓝”的超级电脑将棋盘上的一个兵走到C4的位置时,人类有史以来最伟大的棋手不得不沮丧地承认自己输了。世纪末的一场人机大战终于以计算机的微弱优势取胜。”

“人类最伟大的棋手”是前苏联国际象棋世界冠军卡斯帕洛夫,而“深蓝”(DeepBlue)却是IBM公司研制的超级电脑,学名“AS/6000 SP大规模多用途并行处理机”。人类最伟大的象棋大师以2.5:3.5的比分败在一台电脑手下,顿时成为万众关注的最热门的新闻,仅在因特网上就有2700万人,络绎不绝地前往有关站点探究。新闻媒体以挑衅性的标题不断地发问:“深蓝”战胜是一个人,还是整个人类?连棋王都认了输,下一次人类还将输掉什么?智慧输掉了,人类还剩些什么?

被誉为“像人一样的机器”的“深蓝”电脑,“体重”1.4吨,“身高”208厘米,绿色的底座上立着两个黑色大柜子,共装有32个微处理器CPU,每个CPU上又有16个协处理器,实际共装备了32×16=512个微处理器。32个CPU都各自配置着256MB的内存,储存容量达到32×256=8192MB。“深蓝”的下棋软件程序大约有2万行之多,它的“思考”速度可以达到每秒2亿个棋步。在下棋的过程,“深蓝”高速预测当前棋局的每一种可能的下法,平均可向前预测10~12步,最多一次预测达70棋步。在它的数据库里,储存着100多年来优秀棋手对弈的200多万个棋局,具有非常强大的棋力优势。

卡斯帕洛夫在1988年大言不惭地宣称:2000年前电脑绝不会战胜特级象棋大师,如果有谁遇到了麻烦,尽管向他寻求“锦囊妙计”。然而,这一次居然输给了“深蓝”,卡斯帕洛夫无限感叹地表示,仿佛有一只“上帝之手”在暗中帮助“深蓝”,他要向全人类表达自己深深的歉意。

其实,并非有什么“上帝之手”,击败卡斯帕洛夫的战绩应该归功于“深蓝”设计师许峰雄博士。

“深蓝之父”许峰雄出生于中国的台湾省,从小就喜欢研究各种新鲜事,特别喜欢下国际象棋,常常幻想自己研制一台会下棋的机器。他在台大电机系学习的是机械工程专业,毕业后毅然选择到美国著名学府卡内基—梅隆大学攻读硕士和博士学位,因为这所大学不仅是世界研究国际象棋的中心,而且世界第一台能够下国际象棋的电脑就诞生在那里。

在卡内基—梅隆大学,许峰雄见到了那台能下国际象棋的电脑,发现它只能“见招拆招”,而且速度很慢,这种设计永远不可能战胜人类象棋大师。从1982年开始,许峰雄几乎把所有的精力都投入到了研究工作。1986年,他到台湾进行为期一个月的讲学,就在这段时间里,他构想多年的思路逐渐清晰。许峰雄设计的第一台能下棋的电脑叫“蕊验”。1987年,他的电脑在与其他电脑比赛中首次获得冠军,第二年,他把“蕊验”升级为“深思”,第一次战胜了国际象棋特级大师本特·拉尔森,引起了IBM公司的关注。1989年,许峰雄和他的两名助手带着具有250多个芯片、每秒能计算出750万步棋的“深思”电脑,来到IBM公司的沃森研究中心担任研究员,继续向更高的目标攀登。

许峰雄的最终目标是挑战世界冠军,可是,就在他来到IBM公司的当年,“深思”电脑第一次与卡斯帕洛夫交手,完全抵挡不住“第一高手”的凌厉攻势。许峰雄下决心继续改进和完善他的机器。他锲而不舍地攻克各种难关,甚至在餐厅吃饭和在篮球场上打球时也在思考着技术问题。

1995年,超级并行电脑“深蓝”正式诞生。它没有辜负许峰雄的期望,终于为它的“父亲”实现了多年来的夙愿。据说,“深蓝”在那场“世纪之战”中有好几招“神来之手”不仅令卡斯帕洛夫,也使许峰雄本人感到惊讶万分。最有趣的是,当卡斯帕罗夫的棋局处于不利的时候,他仍然习惯地睁大双眼瞪着许峰雄,似乎认为他才是自己的对手,必须用目光给对方造成心理上的压力。可这次卡斯帕罗夫的“心理战术”却完全失去了效果,“深蓝”根本不吃这一套,惹得许峰雄偷偷地笑个不停。

“深蓝”战胜了卡斯帕罗夫以后,很多人忧心忡忡,认为如果让机器具备了人类最引以为自豪的“思想”,那么,有了思想的机器会给人类带来危机。当人们问及许峰雄这次人机大战的意义时,许峰雄却持乐观态度,他说:“实际上,‘深蓝’只是一个战胜棋王的工具,我们利用这种工具超越了人脑的极限,是为人类开辟了一个新天地。就如同电话的发明超越了人类的速度极限,缩短了人类的距离一样。”

许峰雄博士没有停止前进的脚步,他开发“深蓝”的最终目的是为经济服务。目前,这台超级电脑正在全球银行、通信、商业等各领域发挥着巨大的作用,世界也将会继续关注许峰雄和“深蓝”的一举一动。

备忘录

All things comes to an end.计算机历史的教程到此已经结束了,万物联网时代已经来临,但我们应该记得,我们是从哪里出发的。

电子计算机的父辈

中国东汉发明的十进位计数法;宋朝发明了珠算盘。

1617年,苏格兰发明家约翰·奈皮尔(John Napier)用骨制工具进行除法、减法以及加法和乘法的混合运算,发明了计算尺。

1622年英格兰的威廉·奥特雷得(William Oughtred)发明了滑动计算尺。

在开普勒的积极参与下,谢克哈特终于在1624年在海德堡大学开始研制第一台有加减乘除四种运算功能的计算器(计算钟),可惜在建造中样机模型毁于一场大火。

1642年,帕斯卡(Blaisc Pascal,1623-1662,法国数学家)发明了一台手动计算机器。

1673年,莱布尼茨(G.W.Leibnitz,1646-1716,德国伟大的数学家)建造了一台能进行四则运算的机械计算机器,轰动了整个欧洲。他的机器在进行乘法运算时采用进位-加(shift-add)的方法,这种方法后来演化为二进制,也被现代电子计算机采用。

1822年,英国数学家查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage,1791-1871)设计了一台差分机的模型,可以执行算术运算。具有六位数的计算能力,更重要的是能够计算到二次方的任何函数。

1854年,乔治·舒尔茨(George Scheutz)和他学机械工程的儿子爱德华建成了世界上第一台全操作性的差分机。

1884年,美国工程师赫尔曼·霍勒雷斯(Herman Hollerith,1860-1929)制造了第一台电动计算机。在1890年,他用电磁继电器代替一部分机械元件来控制穿孔卡片,在美国人口普查时大显身手,是人类第一台机电式自动计算机。

1937年,德国的康拉德·朱斯(Konrad Zuse,1910-1995)建造了Z-1机电式计算机;1941年11月5日,Z-3研制成功,这是完全由程序控制的机电式计算机,全部使用继电器,所有材料耗资25000马克(当时合6500美元)。

从1939年4月开始,于1940年1月8日建成,这台名为复数计算机器(Comples Number Calculator)像一台高级的桌面计算器。

1944年5月,美国哈佛大学的应用数学教授霍华德·阿肯建成了“哈佛IBM自动序列控制计算机”,后来称为“马克1号”,它的元件还是继电器。

1942年,爱荷华州立学院数学系教授文森特·阿特纳索夫(Vincent Atanasoff,美籍保加利亚人)和他的学生贝利设计的机器模型诞生。它有300个电子管,能做加法和减法运算,以鼓状电容器来存储300个数字。这是有史以来第一台用电子管为元件的有再生存储功能的数字计算机。后来他们设计的模型就以他们俩的名字命名,叫“阿特纳索夫-贝利计算机”(Atanasoff-Berry Computer),简称ABC。在数字时代门槛上的ABC,真有点象征意义。

第一台电子计算机的诞生

1946年2月10日,美国陆军军机械部和摩尔学院共同举行新闻发布会,宣布了第一台电子计算机“爱尼亚克”研制成功的消息。它有5种功能:1、每秒5000次加法运算;2、每秒50次乘法运算;3、平方和立方计算;4、sin和cos函数数值运算;5、其他更复杂的计算。2月15日,又在学校休斯敦大会堂举行盛大的庆典,由美国国家科学院院长F·朱维特博士宣布“爱尼亚克”。然后一同去摩尔学院参观那台神奇的“电子脑袋”。

出现在人们面前的“爱尼亚克”不是一台机器,而是一屋子机器,密密麻麻的开关按钮,东缠西绕的各类导线,忽明忽暗的指示灯,人们仿佛来到一间控制室,它就是“爱尼亚克”。这一庞然大物有8英尺高,3英尺宽,100英尺长,装有16种型号的18000个真空管,1500个电磁继电器,70000个电阻器,18000个电阻器,18000个电容器,总重量有30吨之巨。起初,军方的投资预算为15万美元,但事实上,连翻跟斗,总耗资达48.6万美元,合同前前后后修改过二十余次。

1946年底,“爱尼亚克”分装启运,运往阿伯丁军械试验场的弹道实验室。开始了它的计算生涯,除了常规的弹道计算外,它后来还涉及诸多的领域,如天气预报、原子核能、宇宙结、热能点火、风洞试验设计等。其中最有意思的,是在1949年,经过70个小时的运算,它把圆周率π精密无误地推算到小数点后面2037位,这是人类第一次用自己的创造物计算出的最周密的值。

1955年10月2日,“爱尼亚克”功德圆满,正式退休。自1945年正式建成以来,这一人类的第一台“电子脑袋”实际运行了80223个小时。这十年间,它的算术运算量比有史以来人类大脑所有运算量的总和还要来得多,来得大。

世界上第一台存储程序计算机

“爱达赛克”(1949年5月,英国)

人物:冯·诺依曼(Von Neumann)

1903年出生于匈牙利的一个银行家庭,自小就表现出卓越的数学天才。11岁上中学后,他的老师就对他卓异的数学禀赋惊叹不已,向他父亲建议,让小诺依曼退学回家,聘请大家教授来当家庭教师。

冯·诺依曼(Von Neumann)19岁时就发表有影响的数学论文,后来又游学著名的柏林大学、洪堡大学和普林斯顿大学,成为德国大数学家大卫·希尔伯特的得意门生。1933年,他被聘为美国普林斯顿大学高等研究院的终身教授,成为爱因斯坦最年轻的同事。冯·诺依曼才华横溢,在数学、应用数学、物理学、博弈论的数值分析等领域都有不凡的建树。二战爆发后,他参与美国一些重大的科研项目,如著名的制造原子弹的“曼哈顿计划”。冯·诺依曼的天才还表现在他极其透彻的分析能力上,他能在最短的时间内透过繁复芜杂的现象,单刀直入,抓住问题的核心和症结。有一次,一位优秀数学家通宵达旦,伏案完成了一项数学计算,次日见到冯·诺依曼,提及此事,冯·诺依曼仰视天花板,静默数分钟后,就得出了一模一样的结果,令所有在场的人大惊失色。

1944年月他到摩尔学院来看“爱尼亚克”的研制,9月份以后,他就成了摩尔学院的常客,与莫齐利和埃克特他们一同研究出现的问题。刚好,“爱尼亚克”碰上程序存储的问题。对于冯·诺依曼来说,人类第一台电脑造了一半时才知道消息,的确有些晚了,多少有些“我来迟了”的遗憾,但是,他刚好在程序存储问题上摇摆不定的关键时刻出现,恰逢其时。这时,他那种删割枝蔓直奔要害的洞察力实在厉害,他明确指出:一定要彻底实现程序由外存储向内存储的转化,所有程序指令都用内在记忆的方式存储在磁带上以电子的速度运行。原有的设计必须作修改,经费不够再追加。在冯·诺依曼的影响下,整个研制工作取得了突破性的进展,军方也信心倍增,一口气追加了10万美元的投资。而冯·诺依曼自己也倾注了大量的心血,似乎忘了自己是美国政府举足轻重的高级科学顾问和著名科学家,而成了“爱尼亚克”研制小组的一员,当他因其他要事暂时缺席时,都常以信函的方式提出自己的意见。冯·诺依曼提出了一个新的改进方案,一是用二进制代替十进制,进一步提高电子元件的运算速度,二是存储程序(Store Program),即把程序放在计算机内部的存储器中,换言之,把能进行数据处理的程序放在数据处理系统内部,程序和该程序处理的数据用同样的方法储存,也即把程序本身当作数据来对待。后一点,真是拨云而见青天,这样,那6000根导线拔上拔下、插来插去等等枝蔓纠葛的问题可望得到解决。冯·诺依曼妙手回春,治愈了那患健忘症的神童。冯·诺依曼的改进方案称为“爱达法克”(EDVAC),是离散变量自动电子计算机(Electronic Discrete Variable Computer)的简称。

1945年6月,他写了一篇题为《关于离散变量自动电子计算机的草案》的论文,长达101页,第一次提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念(Stored Program Concept)。这是所有现代电子计算机的范式,被称为“冯·诺依曼结构”,按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机(Stored Program Computer),又称为通用计算机。时至今日,所有的电脑都逃脱不了冯·诺依曼的掌心,我们所有的电脑,都有一个共同的名字,“叫冯·诺依曼机器”,它超越了品牌、国界、速度和岁月。

人物:阿兰·图灵 (Alan Turing)

正如美国电脑界有冯·诺依曼一样,在英国电脑的进展中,也有一个有巨大影响力的天才,他就是阿伦·图灵(Alan Turing)。此人对于电脑技术的发展,有着无可替代的影响。

英国现代计算机的起步的是从纳粹德国的“谜”开始的。“谜”(Enigma)是一种密码电报机,由德国人在一战和二战之间研制成功。“谜”能把日常语言变为代码,通过无线电或电话线路秘密传送。它是一个木箱子,配有一台打字机,箱上有26个闪烁不停的小灯泡,与打字机键盘的26个字母相对应。“谜”的设计无懈可击,有一套极精密的解码设置,非一般的电报密码所能比拟。在内行人看来,平白如话,但在旁人,又是无从索解的天书。因此,这台看似平常的机器,有了“谜”的称号。这样,德国的“谜”引起了英国情报部门高度的兴趣。常规的解码方式奈何不了“谜”,怎么办?

这时,天才的数学家图灵出现了。1931年图灵进入剑桥大学国王学院,开始了他的数学天涯。一到那里,图灵开始崭露头角,毕业后去美国普林斯顿大学攻读博士学位,在那里就发明过一个解码器(Encipher),二战爆发后回到剑桥。

在剑桥,图灵是一个妇孺皆知的怪才,常有出人意表的举动。他每天骑自行车到离公寓3公里的一个叫布雷奇莱公园(Bletchley Park)的地方上班,因常患过敏性鼻炎,一遇花粉,鼻涕不止,图灵就常戴防毒面具骑车上班,招摇过市,成为剑桥的一大奇观。

他的自行车链条经常在半道上掉落,要是换了别人,早就去车铺修理了。而图灵偏不,他在琢磨,发现这链条总是踏到一定的圈数时下滑,图灵在骑车时就特别留心计算,于是能做到在链条下滑前一刹那戛然停车!让旁人叹服不已,以为是在玩杂耍。后来他居然在踏脚旁装了一个小巧的机械计数器,到圈数时就停,好换换脑筋想些别的问题。图灵的脑袋转得比自行车飞轮还快。

用图灵的脑袋来破译德国的“谜”看来不是什么难事。二战爆发后,图灵成为英国外交部通信部门战时公务员,主要负责解码。他果然不负众望,成功破译了“谜”。而德国人还蒙在鼓里,还以为他们的“谜”能一直迷下去,照用不误,泄露了大量的核心机密,在战事上屡屡遭挫,战后,图灵被授予帝国勋章。至于图灵如何破译“谜”的,由于英国政府严格的保密法令,一直没有公之于世。所以图灵破译“谜”也成为一个“谜”。

早在30年代初,图灵就发表了一篇著名的论文《论数字计算在决断难题中的应用》,他提出了一种十分简单但运算能力极强的理想计算装置,用它来计算所有能想象得到的可计算函数。它由一个控制器和一根假设两端无界的工作带组成,工作带起着存储器的作用,它被划分为大小相同的方格,每一格上可书写一个给定字母表上的符号。控制器可以在带上左右移动,控制带有一个读写头,读写头可以读出控制器访问的格子上的符号,也能改写和抹去这一符号。

这一装置只是一种理想的计算模型,或者说是一种理想中的计算机。正如飞机的真正成功得力于空气动力学一样,图灵的这一思想奠定了整个现代计算机的理论基础。这就是电脑史上与“冯·诺依曼机器”齐名的“图灵机”。


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