4.安全感、戰爭與沉寂的近代中國
計算機的發展史,就是人類在從計數到科學計算的需求推動下不斷改進計算方法和工具的歷史。我們不難發現,就像法律、宗教或任何其他科技發明一樣,計算的誕生與人類的安全感息息相關。
讓我們回到遠古時代。大約在100萬年前,地球上出現了最早的人類。艱難的自然環境、無處不在的野獸以及隨時可能奪去生命的疾病,讓他們終日生活在恐懼之中。
他們找到了大量的食物,會認為這是“多”;食物不夠吃,則認為這太“少”。野獸襲來時,他們會用尚未成形的原始語言通知同伴,那邊來了一頭老虎、兩只大象。當樹上的果子青澀難以下咽,他們會等上一段時間再來采摘,至于究竟要等多久,他們也許會于每次太陽升起之時在石頭上刻下一道印記。
在1萬多年前,人類學會了種植和飼養,從四處漂泊的洞穴荒野進入了定居生活。在農牧業生產中,他們需要更準確地知曉播種、收獲的時間,需要統計莊稼、羊群的多少,這樣才能保持穩定的生存與發展。
隨著人類從四覓食物、躲避野獸和尋找藏身之所的艱苦努力中解放出來,他們開始把時間用于思考一些與吃喝拉撒沒有直接關系的事情:天上的星星是些什么東西?寒冬與炎夏為什么會周而復始?生命和死亡究竟是怎么回事?
在漫長的蒙昧歲月里,我們的祖先就是這樣一步一步有了計算并通過計算去解釋一些問題的想法與知識。
人本主義心理學家馬斯洛(Abraham Maslow, 1908—1970)在他著名的需求層次理論中,將人的需要依次概括為生理的需要、安全的需要、愛和歸屬的需要、尊重的需要和自我實現的需要。計算發展的時間線似乎也沿循了這些層次的遞進,從基本的生存、安全需求邁向更高層次的自我實現。
當然,對于一些人而言,技術保障了他們的安全感,而對于另一些人而言,同樣的技術卻可能奪走他們的安全感。達爾文(Charles Robert Darwin, 1809—1882)的理論之所以遭到那個時代的詆毀,很大程度上在于人們無法接受神庇護之下的、驕傲的人類竟然是由猴子變來的,這動搖了他們的安全感。
作為維護與破壞安全感的最極端手段,戰爭在計算機發展過程中扮演了不可忽視的加速器角色。科技發展史與人類社會發展史表明,世界科學中心的轉移路徑,也是世界軍事強國角色轉移的過程:從意大利、荷蘭、英國、法國、德國到美國。這一現象不僅體現了科學技術發展對國防實力的強勁推動,同時蘊含了軍事斗爭對于科學技術的強勢影響。
盡管人們對更強計算工具的需求早已存在,世界上第一臺電子計算機直到20世紀40年代中期才得以問世——在各種各樣的社會需求中,事關生死存亡、“時間就是勝利”的戰爭需求始終是最迫切的,而戰時政府和軍方的資金投入又總是最大方的。正如貝爾納(J.D.Bernal, 1901—1971)所言:“自古以來,改進戰爭技術一直比改善和平生活更需要科學。這并不是由于科學家具有好戰的特性,而是因為戰爭的需要比其他更為急迫。各國君主和政府不那么樂于向其他研究工作提供津貼,卻很樂于向軍事研究工作提供經費,因為科學界能研制出新的裝備,而這種裝備由于十分新穎,在軍事上極為重要。”
軍隊出資金、科學家出智慧,古已有之。公元前3世紀,阿基米德參與政府資助的競賽,為軍隊設計拋石裝置。如前文所述,電子計算機正是為了給第二次世界大戰中的美國軍械試驗提供準確、及時的彈道火力表而開始研制的。第二次世界大戰中,為訓練轟炸機飛行員,美國海軍向麻省理工學院提供資金,開發可以控制飛行模擬器的計算機,這款被命名為“旋風”的計算機1951年最終被美國空軍買走,為其SAGE防空半自動化指揮系統提供技術支持。20世紀60年代中期,美國軍方購買了硅谷超過70%的產品。而20世紀最偉大的科技成果——互聯網,最初也是作為一項軍事技術被發明的,其前身是美國國防部“國防高級研究計劃局”即“阿帕”主持研制的阿帕網。
與阿基米德的拋石裝置相比,軍方對計算機項目的主導力度顯然大得多。以美蘇冷戰的產物阿帕網為例。阿帕網的構思來自美國國防部對核戰爭或其他形式蘇聯襲擊的擔憂——軍方認為,如果僅有一個集中的軍事指揮中心,這個中心一旦被摧毀,全國的軍事指揮將處于癱瘓狀態,因此有必要設計一個分散的系統,即使部分計算機網絡被摧毀,其余部分仍能保持通信聯系。
軍方(阿帕)作為軍事創新主體的導向性作用尤其突出:作為投資者,阿帕集中、持續地為阿帕網及相關計算機網絡技術的研發投入了大量資金,僅1958年項目成立時的總預算就達兩億美元;作為決策者,阿帕始終把握著搭建分布式網絡的方向;作為思想者,阿帕為阿帕網的創建和發展注入了計算機網絡的創新理念和關注“人”的價值取向;作為組織者,阿帕在工程的組織實施中采取開放性策略,實現了工程的效率與收益最大化。
互聯網經歷了從軍用到民用的技術轉移和擴散,計算機同樣如此。從第一臺電子計算機發明以來,高性能計算機從定制到商品化、從私有到開放、從國家實驗室里的奢侈品變成了普通研究者的DIY(Do It Yourself)產品。高性能計算的普及改變了科學研究的方式,成為人們認識自然、改造自然的一種新方法。
發明了珠算的中國人,為什么沒能發明電子計算機或之前真正意義上的計算機?這一疑問,大概可以歸入“近代科學為何沒能產生在中國”的“李約瑟難題”。
實際上,中國對現代計算機的誕生是做出了貢獻的。除了早期的算籌、珠算,中國的指南車、水運渾象儀、記里鼓車、提花機等不僅對自動控制機械的發展做出了貢獻,也影響了計算工具的演進。例如,張衡制作的水運渾象儀可以自動與地球運轉同步,后經唐、宋兩代的改進,成為世界上最早的天文鐘。李約瑟(Joseph Terence Montgomery Needham, 1900—1995)在《中國科學技術史》中談到了中國《易經》和萊布尼茨二進制算術的關系,很多研究者也認為,萊布尼茨為計算機提出的“二進制”設計思想來自東方中國。
萊布尼茨在世時正是清王朝康熙年間。從中國文字到中國自然神學,這位百科全書式的學者終身關注著中國。大約在1700年,友人送給他一幅從中國帶來的“八卦”圖。萊布尼茨觀察每一卦象,發現它們都由陽和陰兩種符號組合而成,由此誕生了二進制數字的念頭。雖然萊布尼茨設計的計算機使用的是十進制,但他率先系統提出了二進制數的運算法則,這一法則直到今天仍然左右著現代電腦的運轉。
與現代計算機核心理念擦肩而過的中國,在歷史上并不缺少世界級的創新成果。四大發明在歐洲近代文明產生之前陸續傳入西方,對西方科技發展產生一定影響,推動了人類歷史的前進。然而,從17世紀開始,當西方國家利用中國人發明的指南針環游世界、積極開發殖民地的時候,中國統治者卻閉關鎖國,中國開始落后于西方各國。
漫長的沉寂之后,新中國的成立為中國計算機事業提供了新的舞臺。然而,中國傳統文化所強調的實用哲學和道德實踐,與西方科學從經驗歸結至邏輯、再抽象為數學的思維方法論和世界觀,在根本上氣質不同。同時,幾百年來向西方學習的自卑感,造就了中國人潛意識里的不自信。兩者相疊,直到今天,即使我們已經在很多重大科技領域縮小了與西方發達國家差距、擁有了自主創新能力,科學精神的缺失仍然是中國社會的隱痛。
在這樣的背景下,中國計算機技術發展不僅承擔著引領全社會科技創新的責任,更負有提升全民科學思維、傳播科學精神的使命。

很多研究者認為,萊布尼茨為計算機提出的“二進制”設計思想來自中國的八卦圖。
我是誰?我從哪里來?我要到哪里去?在這些自遠古開始籠罩著人類的巨大問號之下,人們正在借助科學計算無限接近答案。對于正在追趕中實現領先的中國超級計算機領域,一切還并不晚。