[因特网的故事(上)] 因特网
时间：2019-05-02 03:33:07 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
1957年10月4日，苏联成功地发射了人造卫星，震动了美国朝野。艾森豪威尔总统紧急召集他的科学顾问委员会商讨对策。到了1958年1月7日，白宫成功地从国会弄到一笔5亿美元的特殊经费，设立了一个专门从事高科技方面先进研究的单位：先进研究项目局（Advanced Research Projects Agency，简称ARPA）。ARPA的一个主要研究方向是信息处理，为此专门成立了一个部门，叫信息处理技术办公室（Information Processing Technology Office，简称IPTO）。
IPTO的第一任主任是一位名叫利克莱德（J.C.R. Licklider）的心理学家。ARPA和IPTO没有自己的研究队伍，他们的职责是选择有前景的技术方向，从全国的学术界和企业界组织科研项目和队伍，然后出钱资助他们完成科研项目。
利克莱德是个有远见卓识的人，对未来具有富于预见性的想像力。1960年，利克莱德发表了一篇题为《人与电脑的共生》（Man-Computer Symbiosis）的文章，勾画了人们应该研制的未来电脑系统的模样。他在60年代倡导的远景（Vision），直到今天人们还没有完全达到。可以说，利克莱德创造了因特网的太极。
当时，电脑已经能辅助人类做很多工作了。只要人把问题定义好，告诉电脑做何解答，电脑就能把问题的解答算出来。利克莱德认为未来的电脑会有本质的不同，它能够帮助人们进行创造性的思维，帮助人们定义问题。这些未来的电脑将与人类合作，一同对复杂的现实情况做出决策，而不是简单机械地执行事先设定好的指令。
利克莱德也是第一个提出交互计算概念的人。他认为，未来的电脑能够实时地（real time）处理用户的程序。当用户向电脑输入信息时，电脑马上就能给出回答。在今天，交互计算已经司空见惯了。我们键入一个网站的域名，马上就能从屏幕上看到网页的内容。但在当时，计算机连键盘、显示器都还没有，输入输出靠的是纸带机和打卡机，一切都是按批处理的模式进行。人们要算一道题，先把程序和数据用穿孔机打在一条纸带上，然后把它交给电脑操作员。操作员把纸带通过纸带机输入到电脑里，电脑算出结果，再用打卡机打到一叠纸卡上。作者在1981年上大学时还是用的这种方法。利克莱德能在1960年就提出我们今天使用电脑的交互式方法，不能不说非常富有远见。
利克莱德还提出了手写输入的概念，就像我们今天用“商务通”之类的手持电脑一样。不过，利克莱德的未来电脑比今天的手写体输入电脑更为先进，它不仅能识别手写体的文字，还能识别图形。人只需要画一个草图，而电脑，作为人的助手，就像一个尽职的工程师或是绘图员，能够从草图出发画出一幅漂亮而精确的图。
不过，利克莱德最有影响的思想是他对未来电脑网络的描述。他认为，在10到15年的时间内，我们将会有一种电脑网络。世界上所有的电脑都联为一体，任何人都可以使用地理上很遥远的电脑，获取任何电脑中的数据，使用很多电脑来干一件事。利克莱德把这种电脑网络称为“思维中心”，它就像一个巨大的图书馆，但比图书馆的功能强得多；而全世界有很多个这种中心，用通信线路互相联接。它们可以互相共享资源，平衡工作负载，为全世界的用户服务。这些中心需要庞大的数据存储装置和很复杂的软件，成本会很高。但巨大的成本可以由更加巨大的用户群分担。
从一个意义上说，利克莱德在1960年勾画的远景已经实现了。1969年，人类成功地进行了因特网的第一个实验。40年后的今天，因特网的用户数已经上亿。但从严格的意义上说，今天的因特网还远远落后于利克莱德的远景。我们还没有思维中心。这些恐怕要再等十年，等到目前正在研究的网格技术普及后才能实现。
作者在研究因特网的发展历史时，发现了一个现象：因特网几乎完全是按照易经的规则，按照“万物生于有，有生于无”的道理发展起来的。
在利克莱德之前还有一位先驱，名叫范纳瓦?布什（Vannevar Bush）。他是摩尔学院的微分分析机（一种模拟的电动机械计算机）的发明者，对伊尼亚克电脑的发明有直接影响。布什后来做了罗斯福总统的科学顾问，是美国自然科学基金会的首任主席。
1945年，布什在《亚特兰大月刊》上发表了一篇经典文章，题为“我们可能想到的事物”，对今天的微机和因特网做了颇有预见性的描述。时至今日，人们还不时阅读这篇文章，从中获取灵感。
但是，布什的远景虽然有很好的思想，在技术上却是比较模糊的。15年后，利克莱德把布什的思想大大清晰化了。但是，这还只是个思想，还停留在太极阶段。利克莱德是个心理学家，他有一个思想，但完全不知道如何实现这个思想。他甚至不知道电脑网络的关键问题在哪里，他还不能从太极进展到两仪。
以因特网发展的关键人物为主线，我们可以把它的创新活动分成几个阶段：
太极：布什和利克莱德提出了因特网的思想。
两仪：另一名心理学家鲍伯?泰勒（Bob Taylor）和一名计算机科学家拉瑞?罗伯兹（Larry Roberts）界定了电脑网络的关键问题。
四象：罗伯兹领导十几名计算机科学家和工程师发明了电脑网络的基本概念和工作机理。
八卦：近百名计算机科学家和工程师发明了因特网的核心技术。
在下面几节里，作者继续讲述因特网的“有生于无”过程。“万维网的故事”一节则述说因特网的“万物生于有”。1966年，鲍伯?泰勒（Bob Taylor）被任命为IPTO的主任。他着手实现利克莱德的电脑网络思想。
泰勒是心理学博士出身，尽管他有多年做技术管理的经验，但对电脑技术知之甚少。他决定把技术方面的关键问题留给懂技术的人去定义，他自己则定义并且解决非技术的几个关键问题。对于一个科研项目的建立（术语叫“立项”工作），这些非技术关键问题可能比技术问题更为重要。
第一个关键问题是制定电脑网络的技术大方向，即它做出来有什么用。这个用途的定义必须能够让ARPA动心，即对ARPA的使命有帮助。在与技术人员商量后，泰勒确定了网络的两个主要用途，其目的都是为了提高资源利用效率。一个主要的用途是计算机共享。当时，ARPA在全国各地支持了很多科研项目，很多项目都申请了50万美元以上的经费购买大型电脑。而且，每年还有新项目，申请更多的电脑经费。有了网络，可能用不着每家买一台电脑，而是让全国的用户共享电脑。这些电脑并不是在所有时间都很忙。当一台电脑很忙时，可以把它上面的工作移一部分到另一台比较空闲的电脑上运行。另一个主要用途是数据共享。科研工作需要经常交流信息，比如计算结果、程序、原始数据。当时的办法是把这些东西放在磁带里再邮寄给对方。电脑网络则允许用户更快地传输数据，更方便地共享数据。泰勒还想到了第三个用途，即通信。电脑网络允许用户互相之间送一些短消息，讨论彼此关心的问题。但其他技术人员却认为这个通信功能用处不大。 第二个关键问题是找钱。做电脑网络的科研项目到底需要多少钱，泰勒并没有谱。于是他做了一个很粗略的估计，定了一个100万美元的经费。
找钱出乎意料地容易。从利克莱特开始，ARPA就建立了一个传统，与其他政府部门大不相同。没有官僚作风和繁琐的规矩，也没有委员会来研究决定哪个项目得多少钱，谁该做什么。负责信息技术研究（即IPTO）的主任可以自行决定要做什么，哪些项目应该资助。ARPA的主任则可自行支配ARPA的经费和项目。
泰勒当时是IPTO的主任，掌握着世界上最大的一笔计算机科研经费。但是，这些经费已经投资给各种项目了。泰勒找到了ARPA的主任查理?赫芝菲尔德，谈了自己的电脑网络想法。赫芝菲尔德马上拍板给了泰勒100万美元。
第三个关键问题是找人。在这个方面泰勒很明白，电脑网络项目的成功实施必须要一群技术人员的努力，而最关键的是找到一名首席科学家。他要帮助泰勒确定技术上的关键问题，写出项目定义，组织项目队伍，领导并管理整个项目的实施。
泰勒与全国的项尖的电脑人员都很熟。他最看好的项目负责人是拉瑞?罗伯兹（Larry Roberts） ，当时在麻省理工学院的林肯实验室工作。但是，罗伯兹不愿意接受这个工作。林肯实验室是美国军方（主要是空军）设立的一个科研机构，挂靠在麻省理工学院。罗伯兹愿意在军方的实验室做研究，但不愿意到华盛顿去当一名军方的技术官僚。
从1966年2月到1966年秋天，泰勒找罗伯兹谈了六次，劝说他来管理这个网络项目。泰勒向罗伯兹讲述了项目的重要性，并说明这不是一般的技术官僚位置，一般的管理工作，而是要领导一个重大的项目。泰勒甚至向罗伯兹许诺他以后会推荐罗伯兹接替他成为IPTO的主任。但是罗伯兹都婉言谢绝了，他不愿意去五角大楼。
软的不行，泰勒只好来硬的了。他又找到了他的上司，ARPA的主任赫芝菲尔德。他说：“查理，你知道我在组织的那个网络项目，我想找的项目管理人叫拉瑞?罗伯兹，在林肯实验室工作。但他不愿意过来。你能不能给林肯实验室的主任打个电话，让他告诉罗伯兹最好过来工作，这样不论对罗伯兹还是对林肯实验室都是最好的选择。林肯实验室的51%的科研经费不都是我们提供的吗？”
赫芝菲尔德打了一个很短的电话。
两个星期以后，29岁的罗伯兹到达了华盛顿特区的五角大楼（美国国防部），开始了后来被称为ARPANET的网络项目。这个项目也就是我们今天的因特网的起源。
第四，项目如何管理？IPTO没有研究队伍，因此，项目的研究工作和工程实施必须分解给全国学术界和企业界的技术人员去做。但是，IPTO有一位首席科学家，就是罗伯兹，他将负责组织和领导全国的科研队伍，所有重大技术决策都由罗伯兹拍板决定。
罗伯兹到达五角大楼后，马上开始了制定总体规划的工作。他首先界定了几个关键问题。
第一，网络应该有哪几个结点？也就是说，这个实验网络第一步应该互联几台计算机，它们应该分布在全国哪些地方？
从行政管理的简单性出发，这些结点都应该是ARPA能够控制的。如果使用跨部门的结点，政府部门之间的协调就会导致一事无成。
从技术上考虑，这些结点不宜多，因为这毕竟是一个实验性科研项目，结点的数目应逐步增加，这样可以降低复杂性。另一方面，这些结点应该跨越东部和西部，这样可以检验远程使用的可行性。罗伯兹决定第一期的网络应该有四个结点，分布在西部和东部。
第二，网络应该如何互联？这个问题比较容易回答。从当时的技术条件和经费考虑，最简单的办法是租用现成的电话线。
第三，结点之间怎样通信？这个问题罗伯兹也有现成的答案。他在麻省理工学院念博士时的同学列奥纳德?克莱因洛克（Leonard Kleinrock）已经研究出一种叫“分组交换”的理论，其效率远远高于像打电话那样使用通信线路。
不过，这个通信问题貌似有解，但还只有理论，从来没有被实施过。ARPANET项目的一个目的和创新就是要将这些理论付诸实践。
第四个问题是如何解决网络结点计算机的不兼容问题。这些计算机来自不同厂家，采用不同的体系结构。如何使它们能够互相通信，互相理解，互相能执行用户的作业，后来被证明是因特网发展的最关键的问题。对此，罗伯兹没有答案。
第五，网络应不应该支持交互式计算？罗伯兹咨询过其他技术人员，得到的回答都是肯定要。那么应该定多长的响应时间呢？由于跨结点的长途通信，不可能要求使用远程电脑像使用本地电脑反应这么快。罗伯兹和其他技术专家都不知道网络能够支持多短的响应时间。最后他们任意决定了半秒种。不是因为肯定网络能够支持半秒钟的响应时间，而是因为如果超过半秒钟的话，用户会感觉网络太慢。
第五个问题是可靠性。这么多计算机通过长途电话线联在一起，很容易出故障。尤其是电话线可能有很多噪音。这个问题罗伯兹也没有解答。（未完待续）
