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阿帕的贡献 发表评论(0) 编辑词条

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阿帕对于因特网的贡献及其内在意义 编辑本段回目录

全球因特网的前身是美国国防部“高级研究计划署网”,也就是由阿帕主持研制的阿帕网,这是一个应该记住的重要事实。因为对于阿帕网的成功来说,阿帕的政策鼓励、资金支持和管理风格是至关紧要的。随着因特网向全世界的扩散,以及有关网络的各种矛盾的展开,我们有必要通过对阿帕和网络关系的考察,弄清楚因特网最初是如何发展的,与之相连的内在意义又是什么。

【关键词】阿帕;阿帕网-因特网;内在意义

阿帕(ARPA)是高级研究计划署(The Advanced Research Projects Agency)的简称,它隶属于美国国防部。1958年,受制于苏联发射旅伴号人造地球卫星的惊人事件的影响,在总统艾森豪威尔的提议下,这个机构得以成立,它的主要任务是为军队寻求最新的科学与技术。

谈到阿帕对于因特网的贡献,人们不能不想到以它命名的阿帕网(ARPANET),后者已被公认为国际互联网的前身。但是,到目前为止,除了笼统的认可以外,有关阿帕网产生的背景,阿帕的工作与当时相关科学技术成果的联系,它对于网络技术未来发展方向的促进作用,以及深刻的文化和传播学内涵,等等,都还没有得到比较系统的讨论。本文试图围绕这些问题作一些论述与分析,以便为进一步的研究提供具有启发性的思路。


阿帕为什么要从事阿帕网的研究?比较通行的说法是:阿帕网的创立是军方为了减少集中的信息站点易受攻击的危险而作出的。这在一般意义上是正确的。阿帕网产生的大背景是冷战中美国和苏联为争夺世界霸权而进行的一系列明争暗斗,尤其是围绕核武器而开展的各种各样的军事竞赛;但另一方面,阿帕本身所具有的研究性质、它的独特的研究方式和管理风格,又使阿帕网最终具有了超出单纯军事领域的一般意义。

第二次世界大战期间,美国本土没有成为直接的战场,因此为从事核武器的研究提供了相对宽松的环境;从20世纪30年代开始,许多世界一流的物理学家,为了躲避纳粹的迫害,相继流亡美国,他们中的一些人,如爱因斯坦、特勒和齐兰德后来成为研制核武器的中坚力量;罗斯福总统也给予大力支持,使美国在研制核武器方面的人力和物力的投入远远超出任何其他国家。这些因素都保证了二战期间美国在核武器研制方面,走在了世界的前面。

战后,世界核武库不断扩大,核武器的数量、种类迅速增加,相关的技术水平也日新月异。很多国家相继加入了核俱乐部,打破了美国独家垄断核武器的局面。尤其是美苏两国的核竞赛逐年升级:“1949年,苏联研制的原子弹爆炸成功。1953年和1954年,美国和苏联先后成功地爆炸了比原子弹更具威力的热核武器,即氢弹。”①

50年代末、60年代初,冷战进入高峰期,核武器库成为最主要的威慑力量。美国一方面频繁使用核威胁追求政治目的,另一方面鉴于核大战使集中命令式的控制系统极易遭到破坏的事实,优先考虑改善通信设施,这种考虑因为苏联人造卫星的升空而变得日益紧迫。冷战时期的军事智囊团兰德公司提出了有关阿帕网的最初设想:建立一个分布式冗余的计算机网络,使所有的消息拆分为一个个分组并可以通过协议发送,这样,即便出现核战争,也总是可以找到最保险的信息通道,将命令等信息的发送地和目的地连接起来。②这也就决定了阿帕将其对于计算机研究的投资,应用到了命令和信息传递的方向上。

为了保证这样的思想能够得到贯彻,设计者们避免了军队历史上习惯采用的将基层和总部相连的中心控制模式,而仿照邮政系统的做法,采取了“无头”分配的网络进入模式。在这个模式里,传播总是在信源和目的地之间进行。③这个网络的最大特点就是无中心,当多个节点被摧毁的情况发生时,信息仍能通过剩余的节点进行流动。

之所以优先考虑改善通讯设施,是因为它对命令的传达十分重要。在这个意义上,阿帕的建网工作是第二次世界大战期间美国军事研究的继续。当时,第一台原始的计算机被用于弹道学和射击术的研究,并为原子弹的研制做过大量的计算工作。而作为电子学的研究发展中心的贝尔实验室,也被深深地卷入到战事之中。“第二次世界大战期间,它为美国军队进行了2000项研究计划,范围从发展雷达、声纳、火箭炮、轰炸瞄准器、高射炮控制系统和音响鱼雷,到与无线电、电传打字机电报机和电话系统中的信息保密有关的密码工作。”

④作为这个实验室的研究人员,克劳德·香农就是在战争时期从事密码学研究的基础上形成了影响深远的信息论。如他自己所说,“第二次世界大战期间,贝尔实验室从事保密系统的工作。我所进行的是传播系统的工作,并被指派到某些委员会研究密码技术。大约从1941年起,传播的数学理论和密码术这两方面的工作齐头并进。我就这两者一起从事研究,关于一方有些想法,同时进行另一方的工作。我不能说一个先于另一个,它们的联系如此紧密,以至于不可能将之分开。”⑤自此,信息和通信、信息技术和军事领域的联系就保留了下来,并且在阿帕那里出现了明确的综合性尝试:计算机的能力不再局限于局部的和定点的使用,而是要找到进入通信领域的方法;反过来,只有长途通信的扩展,才能允许不同地点的计算机进入四通八达的信息网络。在某种程度上可以说,当代计算机产业和通信媒体的融合趋势,大抵就是从那个时期开始的。



阿帕的构成具有浓厚的研究色彩,而不单单以某个军事产品为方向。在阿帕对于计算机网络技术的研制过程中,一个重要的方面是它与大学的联姻:关键性的步骤往往采取的是与大学(和其他一些研究单位)签约和招标的方式得以进行的。在阿帕网的产生历史中,大学始终发挥着举足轻重的作用,仅举数例:

成立伊始,阿帕就选择了斯坦福大学、卡内基·梅隆大学和麻省理工学院等少数其他组织作为赞助的对象,探讨计算机的新前景,“每个团体每年得到1000万美元,致力于长期的基础研究,这些成为推动计算机技术进步的主要力量”。⑥

最初的主机间传播协议由密歇根大学承担,它包括字符和部件传输、错误检测和转发、计算机和使用者识别等规定:“接口信息处理器”的基础研究由“斯坦福研究所”进行,在完成以后,由博尔特·贝拉尼克和纽曼公司赢得了生产“信息接口处理器”之间的子网络的合同;麻省理工学院承担多路存取计算机(MAC)计划的工作,1974年,该计划被更名为计算机科学实验室,正是这个实验室,90年代成为举世闻名的万维网大本营。⑦

阿帕网的4个第一批节点是:加利福尼亚大学洛衫矶分校的网络测试中心;斯坦福研究所的网络信息中心;加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的互动数学系统;犹他大学的图形学(隐线移去)系统。⑧

在70年代这个分布式结构网络大量扩展的时期,又是少数军事基地和将近20所大学被连接到阿帕网,由此带来的是对于阿帕网的需求日益增长,从而促使阿帕开始认真讨论连接不同网络、实现转型的问题。

大学参与因特网的开发与研制,其内在意义无论怎样强调都不会过分。在因特网从军用走向民用的过程中,大学的中介作用不可忽视。或许可以说,是大学帮助美国因特网达到今天的程度,使其在世界上占有绝对的优势地位;而对于大学网络研究的资助最初就主要来自阿帕这一军事机构,后者将军事和科学环境下的技术需要确定为研究者的方案目标。

如今,美国的网络高等教育四通八达,就招生规模而言,美国有44%的高等学校向全社会提供各种远程教育,接受远程高等教育的学生约占全日制学生的32%,另有21%的高等学校计划在今后3年内开展远程教育;就教学形式而言,学位学历教育是美国远程教育的主要形式,160多万名远程教育注册学生中,有130多万名学生攻读学历或学位课程,其中研究生为28万;就课程覆盖面而言,美国网上开设的课程达到49万门,基本覆盖了美国高等学校的各个学科和专业。⑨

在相当程度上可以说,美国的网络教育之所以如此发达,在本源上就归因于阿帕网时期阿帕和大学之间的合作关系。正是由于这种关系,所以比起任何其他国家来,美国的大学网络无论在技术上,还是在观念形态以及制度配套方面,都经历了更长的准备时期。因特网最初的诞生地是加利福尼亚大学和斯坦福大学等高等学府,在走向民用和商务之前,它有十几年专属于教育和科研的领域,使高等院校先于其他行业和普通民众,在参与研制、改进因特网的过程中,已经与这个新的传播方式有了相当长的一段适应期和“磨合”期。因此,当90年代中,因特网完成了从科研教育向商业和民众的转变后,美国的大学凭借其雄厚的基础和实力,比较轻易地成为远程教育的重要承担者,并在新的形势下进一步推动了网络大众化和个性化的进程。



麻省理工学院计算机科学实验室前主任德图佐斯曾经说过:“阿帕对新的信息世界的贡献令人叹为观止。我们可以把计算机科学和技术方面的重大革新的三分之一到二分之一归功于它的投资。这些创新包括分时技术、计算机网络、里程碑式的程序语言如Lisp语言、操作系统如Multics系统(它导致Unix操作系统)、虚拟存储器、计算机安全系统、平行计算机系统、分布式计算机系统、能听懂人类语言的计算机、视觉系统和人工智能(旨在用机器理解和模拟人类智能)。”⑩由此可以看出,阿帕网以及后来的因特网从根本上说,是和计算机联在一起的,并且是从计算机中产生出来的。而阿帕在这方面的特殊贡献是:将重要的创新思想注入到对计算机科学研制的支持当中,从而使其最终产生了超出计算机本身的意义。

成立阿帕的时候,人们还没有计算机网络的完整概念。但美国军队和国防部已经意识到可检索、可查询的大型数据库的指挥中心的重要性,因此各自建立了许多彼此分离的数据库,并要求自己拥有更多、更大型的昂贵计算机。阿帕的创立除了服务于减少集中站点易受攻击的危险的目的之外,还在于让它所资助的团体共用远程计算机,以便充分利用资金,实行资源共享。⑾

阿帕的“信息处理技术办公室”主任J·C·R·利克利德1962年10月来到阿帕。作为一个心理学家,他首次将一种革命性的见解引入计算机的研制工作。“利克利德看到,只有通过推进现行的计算机技术的状态的工作,才有可能做出‘(军事)命令和控制系统’方面的改善。他特别期待向交互计算机的时代迈进,而当时(阿帕的)其他合约人都还没有意识到那个方向。”利克利德富有远见地将他所领导的计算机专家小组称为“星系际网络”(Intergalactic Network),并从中孕育出了有关阿帕网的整体思想。

罗伯特·泰勒是利克利德的继任,他曾经这样回忆利克利德对于互联共同体的兴趣:“利克属于第一批想到在分时系统的最早使用者中创造共同体精神的人……。共同体现象部分地是由在一个分时系统内对资源的共享所创造的,利克通过指出这一点,而使人更加容易地想到把这些共同体互联起来,即把由人构成的、互相作用的、在线的共同体互连起来。”⑿泰勒本人也受到把计算机连接在一起的激动人心的技术前景的吸引,他继续领导和支持与人相关的计算机联网研究和计划。可以说,自利克利德创办“信息处理技术办公室”以来,由阿帕/信息处理办公室所支持的工作就一直贯彻他关于传播的基本思想,并将之确定为发展的主题。

由利克利德所带来的关注不仅仅在于机器之间的连接——这是成立阿帕的初衷,而是看到了一个“计算机和人将和谐作用的新时代。”⒀“共同体精神与利克利德的兴趣有关,即让计算机帮助人与其他人相沟通。利克利德关于把人们连接起来的‘星系际网络’的视野代表着计算机科学的一个重要的概念转变。这个视野对于阿帕网来说,也是一个重要的开端。当阿帕网获得成功并开始运行以后,使用它的计算机科学家意识到:帮助人类传播是一种最根本的进步,而这一进步是由阿帕网促其成为可能的。”⒁

在发展理念上,当时的计算机产业仍然主要把计算机看作是一种计算的工具。不仅如此,这是一个仍为这个国家的大部分计算机科学方案所强化的观点。从作为一种计算工具的计算机到作为人与人之间的一种传播媒介的计算机,在这个过程中,阿帕发挥了重要的契机作用。理解了这其中的内涵,我们便可以进一步认识1982年开始主持因特网研究工作的戴维·克拉克(David·Clark)说过的一段话:“把网络看作是连接起来的计算机,这是不合适的。相反,它们把使用计算机进行传播的人连接了起来。因特网的伟大成功不是技术方面的,而是对人的影响。电子邮件在计算机科学中也许不是一个奇迹般的进步,但是它对人的传播来说是一个全新的方式。因特网的持续增长对于我们所有人来讲都是一个技术挑战,但是我们一定不要忽略我们是从哪里起步的,不要忽略我们对于更大的计算机共同体已经做出的巨大变化,不要忽略对于未来的变化来说,我们所具有的巨大潜力。”⒂


二十几年以前,当阿帕支持因特网的研制工作时,并没有料到它会有今天这样的成功。但是从一开始,阿帕就坚持一些特定的标准和管理方式,它们为阿帕网以及后来的因特网的研究和发展奠定了基石。

阿帕主张,某项研究是否可以获得支持的一个条件是:它必须达到一种境界,以至于能够展示极大的发展前景。由于大部分的研究和发展都不是立刻有利可图的,所以必须有某种组织,它帮助设立更高的目标,其价值甚于仅只进行当下有利可图的研究。在某种意义上,阿帕本身就是这样一个组织,它为计算机网络实验提供了第一张试验床。有关计算机联网方面的研究和计划,在当时许多人看来都是一个怪诞的想法,而M·德图佐斯给予了支持:“我和来自其他大学的同行已习惯于目睹怪诞想法成为重要革新的动力。我们试图使这一表面上看来是无稽之谈的想法获得成功,结果便是阿帕网,它是今天因特网的祖先。”⒃科学家的态度与组织者的眼界和信念是紧密联系在一起的。起初是较长时间的可能性论证,然后,1967年10月,有关计算机联网的工作被正式命名为“阿帕网”,而不再是从前的模糊描述。关于阿帕网的“方案计划”题为“资源共享计算机网络”,它于1968年6月3日上交,当月21日就得到阿帕署长的批准。⒄

在网络技术的标准形成方面,阿帕的管理风格随网络研制的进展而发生变化。70年代以前,基本上是一种从上到下的过程,通常要费时几年才使某项标准变得明确起来。到了70年代初,则由一个基层集团组成的链环控制因特网标准的形成过程。“这些新集团以非正式方式运作,时而征求意见,试验一种突发的奇想,时而给出某种代码,看看它是否‘管用’,直到它‘让人觉得是合适的’。这个看来是杂乱无章的过程推动联网工作稳定进行。”⒅

与此相关,拟定的计划并非是固守不变的,即便在大方向上也是如此。例如,70年代中期,伴随着网络同研究性大学的连接,阿帕网仍然主要被用于计算机的分时工作,原来设想的利用远程计算机的目标并没有实现,原因是没有共用通信的标准。“最终,电子邮件作为一种从未想到过的应用由网络开发者开发出来”,⒆人们很快便能与数千里之外的同行传递电子邮件和交流专业信息。在阿帕网的研制过程中,有许多进步都是依靠类似的计划外的革新成果所取得的。没有机动灵活的管理风格,没有随时更改狭隘目标的勇气,没有对于努力钻研新问题的志士的鼓励和支持,建网时代的许多重大成果都是不可能的。

从阿帕网到因特网的过渡发生在80年代,对于网络的巨大连通要求是它的直接推动力,同时阿帕也希望在全世界的联网浪潮中,保证军方拥有自己的优质网络。如果说以往阿帕关心的是阿帕网的早期进步,那么,在这个时候,它则面临着用户大增引起的一系列问题。阿帕为网络的转型作了充分的技术准备,仅以作为不同操作系统能够相互通信之关键的传输控制协议(TCL/IP)为例,其基本思想最早就出自阿帕的罗伯特·卡恩和斯坦福大学的文特·塞尔夫1974年发表的一篇论文。“阿帕网既起了实际作用,又为进行高级网络技术研究提供了机会。传输控制协议就是在阿帕网的环境下出现的。这些协议使因特网的概念从本地网到广域网成为现实。”⒇

1983年,阿帕网扩展为两大部分:“军网”和“科研教育网”。两年以后,美国国家科学基金会建立了“国家科学基金网”,它使用TCP/IP协议,把已经建立的超级计算机站点连接起来,并大规模扩充各主要州际站点的中枢,加之联网技术方面的其他一些革新,从而取代了阿帕网,成为美国因特网的主干网。

90年代初,美国国防部正式宣布取消阿帕网。人们评价说,阿帕网“由于它自己的巨大成功,而成为了一种快乐的牺牲品”(21),当然,原本打算建立一个在核战争中免受毁灭性打击的系统,最后竟成了和平条件下的民用交互通信网,这也是阿帕始料不及的。从阿帕网到因特网的发展再一次证实:一项技术诞生以后,不管它的最初目的如何,往往会因为社会的需要和技术本身的发展规律而发生变化。


注释:

① 张小明:《冷战及其遗产》,P119,上海人民出版社,1998年。

② 张文俊(编著):《当代传媒新技术》,P190,复旦大学出版社,1998年。

③ 罗杰·菲德勒:《媒介形态变化》,P84,华夏出版社,2000年。

④ EM Rogers: A History of Communication Study, The Free Press, 1994, p428

⑤ 同上,P431。

⑥ 迈克尔·德图佐斯:《未来的社会》,P41,上海译文出版社,1998年。

⑦ 参见www.google.com(History of Arpanet)及⑥P7、14。

www.google.com(History of Arpanet)。

⑨ 《文汇报》,2001-2-5。

⑩ 同⑥P41-42。

⑾ 王德华、李井(编著):《神秘莫测网络战》,P5,河北科学技术出版社,2001年。

⑿⒁⒂⒄ 同⑧。

⒀ 同⑥P41。

⒃ 同⑥P41-42。

⒅ 同⑥P46。

⒆ 同②。

⒇ 美国信息研究所(编):《知识社会》,P189,江西教育出版社,1999年。

(21) 同②。

参考文献编辑本段回目录

http://www.studa.net/xinwen/051125/2005112546.html

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