阿帕网:“冷战”催生的传奇
哪里是最完美的创业栖息地?不是硅谷,不是中关村,更不是班加罗尔,惟一的答案其实是互联网。这里赋予每个心怀梦想的人以改变世界的神奇魔力。20世纪90年代的泡沫没有宣判互联网的死刑,却让它带着云计算和移动互联网迎来新生。每个人都试图预测互联网接下来的热点,但其实,答案可能就隐藏在历史的尘埃中
■环球财经记者 刘洋
在电视时代即将到来之际,《纽约时报》曾这样描述这个新生事物所可能面临的未知考验,“电视的问题是,人们必须坐在那里,两眼紧盯屏幕,但普通的美国家庭没有时间干这个。”如果把这段话用在20世纪50年代末美国国防部推出网络时,也许可以这样说:网络的问题是,人们必须确保主机的绝对安全和线路的绝对顺畅,但人类没能力做到这一点。
时光荏苒,电视如今已经成为寻常家庭必不可少的消闲工具,互联网则引领了过去几十年中规模最大的社会变革。网页成为出版物,网站成为版权商,网络本身则成为沟通全球的媒介和新经济的生态系统。从门户网站到搜索引擎,从在线游戏到社交网络,从物联网到云计算,这个创意无限的虚拟世界的发展速度足以令历史上每个新兴事物相形见绌。
技术专家、历史学家和社会学家,甚至是各国政要,都曾经并且迄今为止还一直在为互联网的本质、特色、前途与价值争论不休。但在对待互联网的问题上,这些所谓的社会精英和每一个普罗大众其实都忽视了一个重要的问题并对此茫然而不自知:互联网是怎么来的?
这一切并不稀奇。我们生活在一个太过美好而又迅速变迁的时代:昨日沧海转瞬即成今日桑田,而今日桑田可能会摇身一变成为明日荒漠。我们不断思考今天,也不断展望明天,却很少静下心来尝试回顾昨天。
对许多人而言,每一个伟大创新的诞生似乎都如同诺曼底登陆日般清晰可查。似乎只要我们将日历翻到那一页,曾经有过的一切辉煌和辉煌背后所有故事的每个细节就会跃然纸上。但实际情况显然并非如此:更多时候,历史总是悄无声息地前进,等到你觉察到它的脚步并恍然大悟时,它却已经开始孕育另外一个更加伟大的传奇,互联网的诞生就是如此。
每当提起1969年,人们总是天然地将其与阿波罗计划的成功实现相连。但阿波罗计划的轰动效应却使人们忽视了另一件同期发生的伟大事件。1969年底,美国国防部高级研究计划署资助的阿帕网(ARPANET)开始运行。在那样一个遥远的时代,这个略显粗糙的网络奠定了现代互联网的基本结构。而随后的历史则证明,这远比登月成功更具意义也更有价值。
转折点:突兀而至的战争恐慌
1951年,苏联成功爆破了其第一颗原子弹,这使冷战进入了一个新纪元。美军希望利用他们在电脑上的技术优势,找到一个可以防范苏联轰炸的有效途径。历史证明,这是一个近乎永远无法解决的技术难题:直到今天,导弹防御系统仍是美国军队重点攻关的技术难题。
美国空军将这个任务交给了林肯实验室,课题被定名为“远距离预警系统”,其主要任务有3个:采集各雷达站搜集的信号,通过计算判断是否有敌机入侵以及将防御武器对准来犯敌机。这个由军方控制的中央控制式网络系统,由此成为历史上第一个人机实时交互网络系统。在上世纪50年代,类似的中央控制式网络系统为美国搜集情报和协调部署立下了汗马功劳。
然而,辛苦建立的蜜月并未维持多久。1957年10月4日,苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星斯普特尼克(Sputnik)1号。这令美国颇为尴尬,一向自视甚高的他们无法接受对手突然取得的伟大成就。更令他们尴尬的是,美国庞大的情报系统居然对此毫不知情。
这震撼了整个西方世界,华尔街甚至因此出现了一次小规模股灾。当年发表的《国家情报分析报告》认为,苏联将在4年内布置超过1000枚洲际导弹。所有安全部门的权威在人们的质疑声中迅速跌至谷底,各方面的压力迫使艾森豪威尔总统做出了“赶上苏联”的决定。
于是,在苏联成功发射卫星10天后,艾森豪威尔与他的科学顾问们坐在了一起。这是艾森豪威尔的独特传统:尽管战功卓著并曾指挥过伟大的诺曼底登陆,但艾森豪威尔对军队并没有充分的信心。他更喜欢倾听科学顾问们的建议,并努力将这些建议作为政策固定下来。
也正因此,艾森豪威尔挑选了一个与军方毫无瓜葛的国防部长——宝洁公司总裁尼尔·麦克罗伊(Neil McElroy)。麦克罗伊本无意为官,为此他与总统签下了君子协定:最多任职两年,然后回归宝洁。事实上,恰是这两年为互联网的最终诞生奠定了基础。
在宝洁工作期间,麦克罗伊发现宝洁的研发部门对其研究人员的研究兴趣从不干涉,他们可以随心所欲地研究他们感兴趣的东西。而这种不干涉政策却大大提高了整体研究效率和创新水平,从而使宝洁公司在产品研发方面相对于其他公司一直处于遥遥领先的地位。
这与美军的研发体系刚好相反。当时军方的各军种各自为政,许多项目在不同军种间重复立项,有价值的跨军种项目却得不到足够的资金支持。于是,麦克罗伊要求国会授权建立一个国防部直接领导的研发组织,专司开发前瞻性的科研项目。1958年1月7日,国防部高级研究规划署成立。新网络构想的名字则直接取自规划署的英文缩写,即阿帕网。
麦克罗伊把宝洁的研发基因移植到了规划署,科研人员可以随意研发他们感兴趣的项目,而不必考虑其军事价值。这使规划署超出了单纯军事机构的范畴,而变身成为一个财政支持的创新基金,很多伟大发明因此横空出世:网络、电脑图形、平行过程、模拟飞行尽皆如此。宽松的氛围也吸引到了本故事的另一位主角——约瑟夫·立克里德(Joseph Licklider)。
催化剂:心理学家的网络预言
同其他工程师出身的计算机精英不同,立克里德与计算机的结缘完全是一次巧合。当时,时任MIT心理声学教授的立克里德在拜访林肯实验室时巧遇实验室的电脑工程师克拉克,后者为他演示了当时著名的计算机TX-2,就是这台神奇的机器使立克里德迷上了电脑。离开林肯实验室之后,立克里德决定把自己的研究项目从“人际关系”改成“人机关系”。
立克里德从心理学角度出发定位了计算机的发展方向。他认为计算机的最终目标应该是将人从各个层面的重复性工作中彻底解放出来而专司决策,而实现这一目标的一个重要前提就是消除“巴别塔现象”。所谓巴别塔现象,是指每个型号的计算机都有一套独特的控制语言和文件组织方式,而这些结构性差异使任何两台不同型号的机器都无法展开合作。
在发表于1960年的文章《人机共生关系》中,立克里德写道:人与其“合作伙伴计算机”将携手共创合作型决策方式,人机联手远比各自单干优越得多。因此,“虽然只有极少数场合才需要大量计算机在一个网络里相互配合,但开发集成网络操作功能依然十分重要”。
1962年10月,立克里德获聘主持规划署信息处理技术处(IPTO)。结果,他仅用了半年时间就把全美最好的电脑专家团结到规划署周围,这些人为自己所在的这个组织起了一个很科幻的名字——“星际网络”。通过这个社团网络,智慧的火花得以相互碰撞和批判,先进的思想得以传播和实践。后来,这些人几乎无一例外地成为了研制阿帕网的中坚力量。
也是在规划署期间,立克里德敏锐地观察到了分时系统的巨大作用。他拨款帮助MIT为一台IBM大型机增设了一批带有键盘的显示器终端,从而建成了世界上最早的分时系统。
这些散落各处的终端迅速引爆了MIT的校园,全校学生竞相研究操作系统并通宵达旦地编写软件。他们认为科幻游戏或许更能发挥电脑的优势,于是他们编写出了世界上第一款游戏程序“空间大战”(Space War)——这也是联网用户分时运行同一程序的第一个实例。
分时系统的蹒跚起步使林肯实验室熟悉了人机交互和联网技术,这为即将进行的网络实验奠定了重要基础。到上世纪60年代末,世界上仅有约3万台大型机,却有包括盖茨与乔布斯在内的数百万人因分时系统的存在而受益,分时系统和联网终端将价值不菲的大型机的潜能发挥到了极致。此时的世界依然平静如初,但伟大的变革却已经逐渐孕育成熟。
加速器:震惊世界的导弹危机
就在立克里德在人机交互的世界中怡然自得的时候,美国的外部局势又生巨变。1962年10月14日,美国侦察机发现苏联正在古巴建筑6个中程导弹基地,而这些基地中的导弹可以击中西半球的大多数城市,从而构成了“对所有美洲国家和平与安全的明显威胁”。
古巴导弹危机加剧了人们对军方网络的担忧。美国军方在当年提交给总统肯尼迪的一份建议书中提及,中央控制式网络系统存在先天不足,苏联导弹只要摧毁该网络的中心,就可以令整个网络瘫痪。从这个意义上说,军队通信联络的网络化程度越高,受破坏的可能性就越大。肯尼迪随即命令规划署着手对军方的网络结构进行改进以消除隐患。
立克里德没能完成这一任务。在掌管IPTO两年之后,他将位置传给了“虚拟现实之父”伊万·苏泽兰(Ivan Sutherland)。次年,苏泽兰又任命来自国家宇航局(NASA)的鲍伯·泰勒(Bob Taylar)担任副手,并很快把全部技术工作交给了这位当年只有33岁的年轻人。
泰勒在五角大楼3楼的办公室中有3台电脑终端机,这些终端机连接着不同的主机,使用着不同的操作系统、不同的文件格式和不同的上网步骤。这反映了某种残酷却有趣的现实:部门利益和商业格局的存在,常常将本应十分简单的东西弄得无限复杂。
当时,美国陆军使用DEC电脑,空军使用IBM电脑,海军采购的则是霍尼韦尔的产品,跨军种部署甚至在国防部长的办公桌上就遭到了挑战。泰勒的任务就是用技术应对挑战,让那些昂贵的机器物有所值。泰勒并不缺钱,他需要的是一个既懂计算机又懂远程通讯的人才。
解答一道复杂应用题的关键,通常都是如何确定最重要的变量X。而对于构建新型网络而言,这个X就是当时年仅28岁的林肯实验室高级研究员拉里·罗伯茨(Larry Roberts)。
但此时的罗伯茨却对所谓的技术官僚全无兴趣,他更多考虑的还是如何提升联网性能。但泰勒并不死心,他向规划署署长求助,“你不是掌握着林肯实验室的经费吗?难道你没有办法让拉里为我们工作?”此举迅速奏效:1966年12月,罗伯茨来到规划署报道。
罗伯茨果然不负众望,阿帕网的架构迅速趋于成熟。1968年6月,罗伯茨向规划署提交了报告《资源共享的电脑网络》,提出首先在美国西海岸选择4个节点进行试验。这4个节点分别是加州大学洛杉矶分校、斯坦福研究院、加州大学圣巴巴拉分校和犹他大学,参加联网试验的主机则包括Sigma-7、IBM360、PDP-10和XDS-940等当时的主流机型。
问题此时似乎又回到了原点:怎样才能把不同型号的电脑连在一起呢?泰勒和罗伯茨为此特意召开了一次研讨会以寻求解决方案,但持续一整天的争吵并未带来任何实质性的创意。会议行将结束时,每个人都准备好了无功而返,但1张纸条却令整个事件峰回路转。这张纸条来自前文提及的克拉克,上面的话令罗伯茨哑口无言,“你把事情完全搞反了”。
克拉克告诉泰勒和罗伯茨,并不需要将所有电脑都接入网络,只需在所有提供资源的大型主机与网络之间安装一台中介电脑,计算机系统间的不兼容问题就可迎刃而解。中介电脑的任务有两个:接受远程网络传来的信息并转换为本地主机使用的格式,负责线路调度工作。
克拉克的建议让罗伯茨十分兴奋。他立即拟定了一份备忘录,将中介电脑命名为“界面信息处理机”(IMP),这就是今天我们所熟知的路由器(Router)的前身。到此为止,真正的挑战只剩下一个:如何传输数据?
终结者:异想天开的分组交换
早期通讯中广泛应用的是电话交换系统。100多年间,电话交换机虽几经变革,其本质却从未改变:它需要一个集中式控制中心负责在不同终端间建立专用线路以保证连通。在很多以上世纪早期为背景的电视剧中,我们都可以从电话局的操作方式中了解其运作流程。
这种方式显然不适合突发性强、待用时间长的计算机网络。因为在该系统中,任何中继线路或交换机的损坏都有可能导致通讯中断,从而必须重建通讯线路并重发全部信息。这是搭建虚拟世界的最后一块拼图:找到答案就大功告成,否则就要继续遥遥无期的等待。
在1968年10月的美国计算机学会年会上,一篇论文吸引了罗伯茨的目光。论文中讲述的英国科学家戴维斯提出的“分组交换技术”,戴维斯认为这将有助于提升人机交互的效率。罗伯茨彻底兴奋了,但他不知道类似的理论在当时的美国已被提出且更加完善。
受一位精神病学家的启发,巴兰从大脑神经网组织的工作模式中得到灵感,首先提出了分布式网络的概念。这种布局结构没有中心,参与联网的主机既提供资源,又承担通讯调度任务。这就像人脑细胞那样,所有神经元都有用武之地却没有任何一个是大脑“中心”。
巴兰设想将信息切分为标有传输起始和终止位置的标准化单元。每个单元都自动选择最快传输路径,任何单元的传输受阻都不影响其他单元的传输。对于受阻单元,只需系统重新发送一次即可。所有单元到达目的地后,就会被重新编排成原来的形状。巴兰坚信,数据连通一定比电路连通更有效也更安全,而这有助于美国军方网络在遭遇核打击时实现自存活。
分组交换思想在其诞生之初并未被主流社会接受,很多权威认为这无异于痴人说梦。这反映了人们对未知的网络世界的迷惘,但更多的却是对很多常识的忽略:修水渠当然是灌溉的合理途径,但用水桶提水也未尝不能解决问题。而且很多时候,后者可能比前者更加有效。
而且,早在虚拟世界开始关注这一新兴事物之前,类似的技术就早已在现实世界里遍地开花。
福特对汽车生产线的改造可以被视为分组协议的工业范本。它通过对汽车零部件的标准化、集中生产和流水线组装,大幅提升了汽车的生产简便性和质量可靠性。这为美国汽车工业在上市初期就战胜以手工作坊形式存活的欧洲汽车工业奠定了最重要的制度基础。
期货交易则可以被视为分组交换的金融范本。它将原来需要买卖双方当面交易的产品依据数量和质量进行标准化,并设立了中介组织(期货交易所)统一安排交易。这样,对货物有不同数量和质量需求的买卖双方就不必当面交易,从而使大规模交易成为可能。
曾经遥不可及的设想这时已经简化为工程施工,阿帕网的前景终于明朗起来。
1969年8月30日,第一台IMP飞抵洛杉矶并在3天后与加州大学洛杉矶分校的测试用主机Sigma-7成功交换了数据。10月1日,第二台试验用IMP被空运至斯坦福研究院,并在经历了大半个月的调试之后也与另一台大型主机SDS940实现了相互通讯。
这一年的10月29日是一个值得铭记的日子。当天晚上10点半,加州大学洛杉矶分校的查理·克莱恩与斯坦福研究院实现了对接。在克莱恩敲下第一个字符2个月后,具有4个节点的阿帕网搭建完毕并投入使用,一个崭新时代的轮廓开始慢慢浮现并不断清晰起来。
互联网就从这时开始,从这个位于硅谷中的狭小网络开始,迈上改变世界的征途。
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