[科普]改变计算机世界的机器

施乐奥托将视窗、所见即所得、菜单和网络结合在一起，形成了现代个人计算机。

我坐在计算机前，看着高分辨率屏幕上窗口相互重叠的图形用户界面，移动、点击鼠标，并在键盘上打字来与计算机交互。我使用的文字处理器拥有微软Word文档、谷歌文档以及LibreOffice Writer的核心特性与功能，电子邮件客户端也可能会被误认为简版苹果邮件、微软Outlook或Mozilla雷鸟。这台计算机运行的其他软件是采用面向对象程序设计的，就像流行的编程语言Python、C++、C#、Java、JavaScript和R一样。它的网络功能可以将我连接到其他计算机和高质量的激光打印机。

你可能在想：“那又怎样？我的计算机也都有这些功能。”但是，我面前的计算机并非今天的MacBook、ThinkPad，或者Surface电脑。

更确切地说，它是来自半个世纪前的硬件，运行着与其同一年代的软件，经过精心修复后，在美国计算机历史博物馆档案中心运行。虽然它很古老，但用起来却如此熟悉和自然，以至于有时很难想象它首次面世时是多么非凡、多么与众不同。

我说的是施乐奥托，1973年早春，该计算机在影印业巨头施乐新成立的研发实验室帕洛阿尔托研究中心（PARC）首次亮相。为何今天它令人如此熟悉？原因很简单：我们现在就生活在一个由奥托创造的计算机世界里。

1975年，施乐帕洛阿尔托研究中心的几十名研究人员在办公室里都拥有一台个人奥托，并且每天都在使用。这个大机箱里有主板、内存和可移动磁盘组。桌上放着外接磁盘组和奥托的立式显示器、鼠标和键盘。

奥托与之前的计算机大相径庭。它可以塞在桌子下面，而把显示器、键盘和鼠标放在桌子上面。它完全是交互式的，直接对单一用户进行响应。

相比之下，当时占主导地位的大型机，例如广受欢迎、并被大型组织大量使用的IBM 公司的System 360，以及成为计算研究人员宠儿的数字设备公司（Digital Equipment Corp.）的PDP-10等，则与奥托完全不同。那个时代的其他大型机和微型计算机都有着房间大小的尺寸，几乎总是位于远离用户的某个地方，并且几乎总是在其他人的控制之下。一台这样的计算机系统作为公共资源，被许多用户同时共享。用户通常用电传打字机连接，只有最前卫的用户可能使用简单的纯文本视频终端。

奥托的开发者来自大学、工业实验室和商业企业，他们来到施乐帕洛阿尔托研究中心，并带来了各种各样的经验和技能，但这些工程师和程序员基本上持有相同的观点。在惊人的创造力中，他们设计并开发了奥托，以及多种开创性软件。然后他们离开了施乐，将他们的成就、设计知识和经验带到更广阔的世界，在他们打下的基础上，与其他人进一步探索开发。

大致说来，帕洛阿尔托研究中心的研究人员当时想要探索可用于施乐公司所称的“未来办公”的各种可能技术。他们的目标是开发在技术和经济上都可行、称心的计算软硬件核软件，并且还要有可能在10到15年内盈利。

他们设想的计算机技术是完全交互式和个人化的，全面网络化、完全图形化，具有高分辨率的屏幕和高质量的打印输出。

这一愿景并非完全是新构想，也不仅限于施乐帕洛阿尔托研究中心。相反，其中的元素是在过去10年间由少数学术机构和企业的一群计算机技术与人工智能研究人员提出来的。当时美国国防部高级研究计划局（ARPA，即现在的DARPA）在1961至1970年（以及此后几十年）是美国学术计算机技术和人工智能（AI）研究的主要资助者，为这些研究人员提供了慷慨的支持合同。这些合同承包商也自然成为美国计算机行业的领导者。

因此，在20世纪60年代末，当施乐决定创建新的公司研发实验室时，计算机未来的广阔前景就已经出现了。施乐公司凭借建立起来的专利地位，在影印方面处于几乎垄断的地位，在1972年价值17亿美元的美国市场中（今天大约是120亿美元），它占据了至少90%的份额。由此产生的财富使该公司很容易为新研发实验室提供资金，专注于前瞻性项目。

奇怪的是，在那时，耗资不菲的新实验室也更有金融吸引力：研发支出经常被算作资产，而非业务支出，这些都得到了华尔街的认可。花的钱越多，资产负债表看起来就越好。

新实验室下设一些部门，旨在扩展施乐围绕办公室文件制作的专利锁定，即光导（在光线下暴露时导电性会更高）等材料，以及墨粉和光学元件，所有这些都是复印机技术的关键。其他部门将致力于计算技术，包括由杰里•埃尔金德（Jerry Elkind）和鲍勃•泰勒（Bob Taylor）领导的计算机科学实验室。二人是J.C.R. 利克莱德（J.C.R. Licklider）的信徒，长期以来，利克莱德一直是个人交互式、网络化计算的重要倡导者，他在麻省理工学院、Bolt Beranek & Newman（一家深度参与互联网建设的研究承包公司，现为雷神BBN公司）美国国防部高级研究计划局、IBM和许多专业组织任职。

这并不是施乐在计算机领域唯一的大赌注。20世纪60年代末，施乐的高管们开始看到信息技术对办公环境的影响。计算机在纸上生成报告、清单和分析，供办公室工作人员使用。电传打字机这一典型办公机器的主要生产商IBM已经成为计算机行业获得丰厚利润的巨头。1969年3月，施乐同意以令人惊讶的9亿美元（相当于今天的70多亿美元）收购计算机制造商SDS，当时SDS凭借小型机打入了分时共享计算机市场。

仅仅几个月后，施乐公司的领导层就开始争论新实验室的选址问题。在1969年6月写给首席执行官的备忘录中，负责建立新实验室的施乐首席科学家雅各布•戈德曼（Jacob Goldman）列出了一些可能的地点和一些问题：

纽黑文？“典型的耶鲁大学教师势利风格。”普林斯顿？“社区不太友好。”波士顿？“跳槽是一种生活方式。”南加州？“吸引人又没有烟雾的住宅区太偏远了。”已故的查尔斯•萨克尔（Chuck Thacker）可能是奥托硬件的主要设计者，他保存了这份备忘录的复印件，现在与他的文件一起保存在计算机历史博物馆中。

最初，高管们认为帕洛阿尔托离施乐的其他场所太远，但他们很快克服了疑虑，施乐帕洛阿尔托研究中心就此诞生。

为了充实帕洛阿尔托研究中心的计算技术研究部门，泰勒在美国国防部高级研究计划局社区招募人员，通过提供一个高端的新场所来吸引许多有前途的年轻研究人员，共赴对交互式、网络化、图形化、个人计算的共同愿景。涌入帕洛阿尔托研究中心的还有许多美国国防部高级研究计划局前承包商，其中一些来自斯坦福人工智能实验室、犹他大学计算机图形实验室、斯坦福研究所道格•恩格尔巴特（Doug Engelbart）团队和雷神BBN公司人工智能团队。泰勒还吸收了伯克利计算机公司的研究人员，这是一家陷入困境的初创公司，它从美国国防部高级研究计划局资助的“精灵”项目中脱颖而出，试图在加州大学伯克利分校的分时计算机上搭建一个交互式编程环境。

20世纪70年代，施乐帕洛阿尔托研究中心的研究人员发现奥托计算机有各种各样的用途。例如，拉里·特斯勒(左上图)开发了无模式文字处理软件;研究人员开展了儿童学习试验;艾伦·凯(左下图)给他的奥托安装了电子琴键盘。这款计算机由帕洛阿尔托研究中心计算机科学实验室的共同负责人鲍勃·泰勒(左中图)命名。

艾伦•凯（Alan Kay）最初作为犹他大学的研究生在美国国防部高级研究计划局圈子里出名，后来又成为斯坦福大学的年轻研究员，1970年帕洛阿尔托研究中心成立后不久，他便加入了该研究中心。凯在帕洛阿尔托研究中心建立了学习研究小组，致力于实现以屏幕为导向、图形化、网络化的手持式个人电脑，他称之为Dynabook。如果你曾用过iPad或其他平板电脑，那么你会惊讶于它们与凯的Dynabook理念是多么相似。

凯为Dynabook设想了一种新的软件环境和编程语言。在这个数字世界中，儿童和成年人都可以创建自己的工具、模型和模拟；可以分享它们，在彼此的工作之上进一步开发；还可以交流由此产生的知识。实现这一切的关键是一种新的编程方法，后来被称为面向对象的程序设计。

艾伦·凯在1968年制作的Dynabook纸板模型预示了未来几代便携式计算机的诞生。

凯在帕洛阿尔托研究中心的一份内部备忘录中阐述了他的愿景，并吸引了丹•英加尔斯（Dan Ingalls）和后来的阿黛尔•戈德伯格（Adele Goldberg）等研究人员与他合作，此后不久，萨克尔和巴特勒•兰普森（Butler Lampson）找到了他。这两位帕洛阿尔托研究中心研究人员也想制造一台小型单用户计算机。

兰普森和萨克尔从困境中的伯克利计算机公司来到了帕洛阿尔托研究中心，在研究中心的计算机科学实验室工作。在伯克利计算机公司之前的“精灵”项目中，二人对分时共享计算作出了重大贡献。分时共享的本质正如其名：多个同时使用的用户共享大型计算机能力和资源。兰普森和萨克尔现在怀疑，未来可能不必再进行分时共享，而是采用每台都由个人专用的小型计算机，通过联网交流和共享各种文件。

兰普森和萨克尔向凯提议，把小组的大部分年度预算给他们，快速且相对便宜地制造一台这样的小型计算机。它将在几个月内准备好，并具有Dynabook的许多特性。这种小型计算机不便于携带，但是可以放在桌子下面。凯曾设想Dynabook使用手写笔在屏幕上画草图，但与之不同，这种计算机将使用鼠标（恩格尔巴特在斯坦福研究所实验室的早期发明）作为指针，在高分辨率图形显示器上导航光标。

凯把他的预算赌在了兰普森和萨克尔的提议上，称之为“临时Dynabook”。泰勒是计算机科学实验室富有魅力的共同负责人，他很快给这台小型计算机起了一个正式的名字：奥托（Alto）。

施乐帕洛阿尔托研究中心的研究人员将应用在奥托中的想法传播到世界各地，并且反映在今天使用的软硬件中。

帕洛阿尔托研究中心全体人员对集成电路未来的赌注影响了萨克尔设计奥托的方法。要在屏幕上显示图形，这种计算机将需要大量昂贵的主存储器，但帕洛阿尔托研究中心的研究人员推断，集成电路越来越复杂，削减计算成本的趋势（很快被称为“摩尔定律”）是真实存在的，并将继续下去。因此，虽然起初奥托使用英特尔新的1103动态随机存取存储器（DRAM）芯片的内存成本会很高，但研究人员认为，在10年左右的时间里，内存成本将呈指数级下降。

1972年12月，兰普森写了一份内部备忘录《为什么是“奥托”？》，主张帕洛阿尔托研究中心制造大量奥托计算机。当然，凯的小组需要十几台奥托来开发他们创造性的软件环境和编程语言(不久便被称为Smalltalk)以及计划的儿童学习实验。但是，兰普森认为，奥托也非常适合在个人计算机和网络领域进行更广泛的实验。

虽然计算机科学实验室的另一位共同管理者埃尔金德对这个提议持怀疑态度，但在1973年4月看到奥托的原型机后，他的态度开始转变。正如历史学家莱斯利•柏林（Leslie Berlin）指出的那样，到了1974年，埃尔金德强力向公司高层推荐奥托，认为它是施乐通向计算机未来的道路。

他不是唯一的改变者。帕洛阿尔托研究中心的研究人员尝试过奥托之后，都想要它。数年间，数百台这样的机器被生产出来，遍布帕洛阿尔托研究中心，广泛地进入施乐公司，并最终进入公司之外的选定地点，包括大学实验室，甚至白宫。

一位刚从哈佛大学研究生院毕业的年轻网络专家鲍勃•麦卡夫（Bob Metcalfe）提出了奥托的本地联网方法，这种方法最终成为计算机网络技术的关键。

1973年5月22日，麦卡夫写了一份备忘录介绍他的“以太网”。他的设计建立在著名的阿帕网网络技术之上，当时阿帕网和夏威夷大学开发ALOHAnet数字无线电实验网络正在建设之中。到了1973年11月，麦卡夫和另一名帕洛阿尔托研究中心研究员大卫•博格斯（David Boggs）开发出一个网络，开始在研究中心内部使用。

1979年，麦卡夫离开帕洛阿尔托研究中心，创建了3Com公司，该公司和其他初创公司一起实现了以太网的商业化。以太网很快成为占主导地位的本地网络标准，至今仍是在用的非常重要的有线网络技术。

值得注意的是，PARC的研究人员实际已成功制造出了未来计算机。联网的奥托计算机以及他们启动开发的一系列令人惊讶的软件，这些个人计算机的关键要素被编织在一起，至今仍围绕着我们。

但是奥托绝不是最后一款，或最完整的一款个人计算机。施乐公司试图将奥托变成真正的商业产品。1981年的施乐之星推出了模拟桌面的，带有文件、文件夹、打印机等图形图标的通用图形界面。然而，奥托计算机风格的真正成功需要这项技术摆脱创造它的垄断公司的限制。帕洛阿尔托研究中心的首创方法只有在更开放、范围更广阔、竞争更激烈的早期个人计算机市场中才能真正繁荣起来。成功需要更大的社区。

1979年，史蒂夫•乔布斯和整个苹果公司团队参观了帕洛阿尔托研究中心，此次参观的交换条件是同意施乐投资乔布斯令人兴奋的新个人计算机公司。乔布斯后来表示，看到奥托的图形用户界面，他当时有种醍醐灌顶的感觉，从此改变了他在苹果公司的努力方向。他很快聘请了帕洛阿尔托研究中心的拉里•特斯勒（Larry Tesler）。特斯勒对奥托的软件作出了重要贡献，包括文档编辑、打印和Smalltalk。

帕洛阿尔托研究中心还有许多其他研究人员后来也加入苹果公司，帮助苹果公司在图形用户界面一举成名。与此同时，开发了奥托非常受欢迎的Bravo“所见即所得”（ WYSIWYG）文字处理器的帕洛阿尔托研究中心研究人员查尔斯•西蒙尼（Charles Simonyi）去了微软，将Bravo变成了Word文档，并将微软带入应用软件的世界。

20世纪80年代末，从帕洛阿尔托研究中心独立出来的一家公司最终实现了Smalltalk的商业化，促进了Smalltalk和面向对象程序设计对软件开发和编码产生的深远影响。

同样在20世纪80年代初，一组研究人员团队离开帕洛阿尔托研究中心创办了Adobe，将他们在帕洛阿尔托研究中心探索的计算机印刷和数字排版方法商业化。对于价值数十亿美元的桌面出版市场，以及现在无处不在的PDF来说，Adobe的技术都是至关重要的。

虽然这些和许多其他公司使奥托计算机成为行业标准，但施乐也直接从帕洛阿尔托研究中心的研究中受益。实验室启动后不久，研究中心的加里•斯塔克韦瑟（Gary Starkweather）发明了激光打印，这给施乐带来了丰厚回报，因为它缓慢但毫无疑问地会取代其他文件复制和印刷技术。

在半个世纪以后，奥托如何通过计算机影响我们的生活，这不是某个人的故事，这一点如今已显而易见。但是，在我们的文化中，技术历史习惯性地表现为一系列非凡的个人成就。这是错误的。创新是团队和社区的工作，它们为个人行动提供了背景和媒介。脱离了团队，领导是一个毫无意义的概念。

艾伦，凯(留着小胡子，离相机最远)和阿黛尔·戈德伯格(凯的左边，赤褐色头发，身体前倾)等施乐帕洛阿尔托研究中心的学习研究小组成员，在传说中的“豆袋室”里。

奥托的精彩故事就是这样一个群体故事：一个广泛的研究团体追逐交互式、网络化、图形化、个人化计算机共同愿景的故事；一群有才华的人聚集在一个新实验室里实现这一愿景并用它进行试验的故事；这个群体继续前进，在快速发展的个人计算机行业中寻找新的同事和组织，并经过几十年的努力将奥托计算机风格带给全世界的故事。

计算机历史博物馆收藏了大量关于奥托及其开发团队的藏品，包括值得注意并即将发布的数字档案。

欲了解相关新闻，请访问：https://computerhistory.org/art-of-code/

作者：David C. Brock