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标题: 在硅谷,遇见个人计算机历史 [打印本页]

作者: TechShare    时间: 昨天 09:30
标题: 在硅谷,遇见个人计算机历史
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文章代表作者个人观点,少数派仅对标题和排版略作修改。


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本文以人工形式完成了事实搜集、资料核查以及内容撰写,在完稿后使用了 GPT 6.1 Sol 模型进行了多个段落的润色。


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除特别注明外,本文照片均由作者在计算机历史博物馆现场拍摄;外部图片的来源及许可信息已在相应图注中注明。


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如果对内容有疑问和见解,欢迎派友在评论区留言沟通。


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从旧金山出发,沿着 101 高速公路向南,Palo Alto、Mountain View、Cupertino 这些既熟悉又陌生的地名陆续出现在路牌上。过去几年,我在科技新闻以及《硅谷之火》《乔布斯传》《Apple: The First 50 Years》等书籍里反复读到这些地名,却始终没有机会亲自到访。直到这次国庆假期,才终于有机会到达硅谷,参观期待已久的计算机历史博物馆,顺道看看附近的 Google 和 Apple 园区。


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2002 年,CHM 购入了这座建筑。曾经用于展示前沿计算技术的地方,如今成为了保存计算机技术历史的博物馆,而 Silicon Graphics 的机器也成了馆藏的一部分——Silicon Graphics(简称 SGI)在上世纪九十年代以高性能图形工作站闻名,它的机器价格昂贵,主要用于大学、科研机构和影视制作等领域。后来随着通用 PC 性能的提升和消费级 GPU 的发展,SGI 逐渐失去了昔日的优势,最终淡出了人们的视野。


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CHM 的展览横跨两千年的计算史,我最期待的还是个人计算机诞生前后的那几十年。我曾在《硅谷之火》和《乔布斯传》中反复读到过那段历史:Homebrew Computer Club 的聚会、Altair 的出现、Xerox PARC 的研究,以及后来 Lisa 和 Macintosh 的诞生。这些故事中提到的机器我都还没有见过实物,并且书里的照片很难让我对机器的大小形成直观印象。一块 Apple I 的电路板和一套庞大的计算机系统可能占据同样大小的版面,所以只有站在实物面前,才能真正感受到它们在体积、结构和设计上的差异。


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走进 CHM,展览沿着计算技术发展的时间线展开。最先映入眼帘的,是那些诞生于个人计算机时代之前的大型计算设备。


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CHM 的常设展览 Revolution,沿着时间线梳理了从早期计算工具到现代计算机的发展。我在几台大型机前停留了很久,回来整理照片时又查阅了不少资料,试着了解它们当年背后的故事。


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早期计算机大多服务于大学、政府和大型企业,普通人买不起,亦很难有机会直接操作这些机器。从 ENIAC 到 IBM 1401,再到 PDP-1,这些具备代表性的机器都展示了计算机与使用者之间关系的变化。


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早期 ENIAC 每次更换计算任务都需要重新安排接线、设置开关,准备工作可能耗费数天。程序通过各个计算单元之间的连接和开关状态来实现。今天写程序遇到问题,可以设置断点、查看变量,调试难度比当年简单得多。


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展柜附近还有一枚小小的 ENIAC on a Chip。1995 年,宾夕法尼亚大学为纪念 ENIAC 诞生五十周年,将原机的计算架构重新实现在一枚芯片上,这枚芯片让人直观地看到半个世纪的技术发展能把曾经占据整个房间的计算能力缩小到什么程度。


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1959 年,IBM 推出了面向企业数据处理的 IBM 1401。与此前昂贵的大型计算机相比,它的价格更加亲民,让更多中型企业有机会使用计算机处理日常业务。工资核算、库存管理和账单处理等重复性工作开始逐渐交由计算机完成。


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Demo Lab 展厅里配套陈列的设备让人更容易理解当时计算机的工作方式,打孔机将文字和数字记录在纸卡上,游客可以参考字母对照表亲手制作一份打孔卡。读卡机负责输入数据,磁带用于存储,打印机则输出最终的报表。操作人员通常需要提前准备好程序和数据,交给计算机成批处理,再等待结果输出,这就是当时常见的「批处理」方式。


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对于程序员来说这也意味着完全不同的工作体验。程序可能需要先打成一叠卡片,提交运行后才能知道结果。如果发现错误,就得修改卡片、重新提交。相比今天随时修改代码、运行调试的开发方式,每一次尝试都要付出更多时间。


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平时写代码我不会想到内存是怎样制造的,看着这些磁环和细线,才会注意到即使是一个比特也曾需要这样的手工劳动。


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与 IBM 1401 以批处理为主的工作方式不同,接下来在另一间 Demo Lab 看到的 PDP-1 让使用者能够坐在机器前,通过控制台和显示器直接与计算机互动。


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PDP-1 最出名的程序是 Spacewar!,也是早期电子游戏史上最有代表性的作品之一。1961 年,Steve Russell、Martin Graetz 和 Wayne Wiitanen 受科幻小说启发构思了这款太空战斗游戏,Russell 在 1962 年写出了最初版本,其他人随后加入更多功能。这款游戏中两名玩家控制飞船,转向、加速、射击,还得应付引力的影响。


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我很喜欢这段故事里几个人不断为游戏添加新东西的劲头。他们只是单纯觉得编程有趣,就愿意投入时间,一点点让游戏变得更好。这种出于兴趣不断尝试和创造的热情,倒是和如今流行的 Vibe Coding 有几分相似。后来读《硅谷之火》又见到了那些热衷于摆弄机器、编写和交流程序的电脑爱好者。早在个人计算机兴起之前,这种探索和创造的精神就已经存在于大学实验室和研究机构之中了。


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我最初是从乔布斯参观 PARC、「致敬」了 Alto 的图形界面、进而影响 Lisa 和 Macintosh 的故事里知道 Xerox Alto 的。


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在当时计算机上的文字通常还是一行行字符,用户需要记住命令才能完成操作。Alto 则尝试让人们直接面对屏幕上的内容,通过鼠标指向、选择和修改。讲解员老爷爷在介绍这台机器时也难以掩饰内心的激动。它配备了一只三键鼠标,不过各种软件对鼠标和界面的使用方式还没有统一标准,研究人员仍在不断尝试。


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研究人员通过 Ethernet 将多台机器连接起来,共享文件、收发邮件,并使用网络上的激光打印机。这些今天再熟悉不过的办公方式,在 1970 年代就已经出现在 PARC 的实验室里。


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PARC 的成果确实深刻影响了 Apple,但从研究原型到真正能够生产、销售和普及的个人计算机,中间还有很长的路要走。Apple 后来仍然需要重新设计软件、调整交互方式,并解决产品化过程中遇到的各种问题。


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Alto 本身始终是一台成本高昂的研究设备,它从未作为商品公开销售。与之相比,稍晚出现的 Apple I 则来自另一条完全不同的道路:它诞生于电脑爱好者的聚会,没有鼠标和图形界面,甚至没有完整的外壳。


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Alto 在实验室里探索个人计算机未来能做些什么,而 Apple I 首先要解决的,是让电脑爱好者真正拥有一台属于自己的计算机。


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1970 年代,随着微处理器的普及,越来越多的电脑爱好者开始尝试自己组装计算机。不过,当时的个人电脑远没有今天这样容易使用。除了处理器,他们还需要准备内存、电源和输入输出设备,甚至自己编写软件。


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Altair 与今天熟悉的电脑相差甚远。使用者可以通过面板输入和检查数据,要方便地编程,还得扩充内存、连接终端等设备。买下套件后搭建工作还远没有结束。


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Altair 的出现也带来了新的软件需求,Bill Gates 和 Paul Allen 为它开发了 BASIC 解释器,这成为早期 Microsoft 业务的起点。BASIC 让使用者能够通过相对容易理解的语句编写程序,而不必事事直接面对机器指令。


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随着越来越多人开始使用这些套件电脑,围绕它们的终端、扩展板和软件也逐渐形成了市场,个人电脑不再只是少数爱好者从零开始的制作项目,也开始有了可以购买和组合的软硬件产品。


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展柜里还有一台约 1980 年制作的 Bellville 自制电脑。它的木制外壳、嵌入面板的键盘、屏幕侧面的旋钮,以及露在外面的细线,都保留着鲜明的个人制作痕迹。虽然它比 Altair 晚了几年,却仍然体现了当时电脑爱好者的另一种乐趣:不仅要让机器运行起来,还可以自己决定它应该长成什么样子。


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1976 年推出的 Apple I 则替用户省下了一部分组装工作:666.66 美元买到的是一块已经组装完成的计算机主板,上面集成了键盘接口和视频显示电路;用户可以连接键盘和显示设备,不必像使用 Altair 那样依靠面板上的开关和指示灯操作。


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1977 年推出的 Apple II 把键盘和电源装进机身,提供彩色图形、声音、内置 BASIC 和扩展槽。用户虽然仍需连接显示设备,但已经不必像使用 Apple I 那样自己准备大量外围部件。Apple II 也保留了很强的扩展能力,通过扩展槽,第三方厂商可以为它增加各种功能,让这台电脑逐渐适应家庭、学校和商业环境中的不同需求。


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时间来到了 1979 年,Dan Bricklin 和 Bob Frankston 开发的 VisiCalc 又给了商业用户购买 Apple II 的理由。VisiCalc 是早期电子表格软件,能够把单元格和公式连起来,允许用户输入公式,并在修改数字后自动重新计算相关结果。原本需要在纸上反复修改和计算的预算、财务分析等工作,现在可以交给电脑完成。商业用户终于有了一个足够具体的理由购买个人电脑。他们不一定对编程感兴趣,也不需要了解电脑内部如何工作,只要能够通过软件提高工作效率,就已经值得考虑购买。


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IBM PC 的影响不仅来自机器本身,还来自它所带动的兼容机市场。IBM 公开了大量技术资料,让第三方厂商能够开发扩展卡和外围设备。不过这并不意味着其他公司可以直接复制整台电脑,想要制造能够运行 IBM PC 软件的兼容机,厂商还需要解决 BIOS 等技术和法律问题,例如 Compaq 通过合法的逆向工程开发了兼容 BIOS,并向 Microsoft 取得 MS-DOS 授权,推出了自己的 IBM PC 兼容电脑。


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随着兼容机厂商不断加入,用户可以在不同品牌之间选择硬件,软件开发者也能面向一个更大的共同市场。个人电脑逐渐从某一家公司的产品,发展为由众多厂商共同参与的产业。


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回头看这段历史,从 Altair 的开关和指示灯,到 Apple I 的主板、Apple II 的完整机身,再到 IBM PC 和兼容机,个人电脑一步步摆脱了必须由爱好者亲手搭建的限制。即使硬件越来越容易购买,使用电脑仍然需要学习不少命令。接下来的 Lisa 和 Macintosh,则尝试通过图形界面,让操作电脑这件事变得更加直观。


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1983 年 Apple 推出的 Lisa 面向的是办公室里的知识工作者。它不仅采用窗口、图标、菜单和鼠标组成的图形界面,还配备了文字处理、电子表格和绘图等应用,让用户可以在统一的操作环境中完成日常工作。此前的 Apple II 已经能够运行各种实用软件,但不同程序往往有各自的操作方式。


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Lisa 希望改变这一点,让用户不必记住大量命令,而是通过鼠标和图形界面直接操作屏幕上的内容。


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Macintosh 的易用性来自软件对操作规则的统一。文件、菜单和对话框有相对一致的行为,用户学过一种应用再打开另一种时不必重新记住整套命令,单键鼠标也减少了按键选择。与 Apple II 的扩展槽相比,初代 Mac 留给用户自行扩充硬件的空间更少:硬件和软件的配合更紧密,升级和改装也受到更多限制。


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这也让我想起 Xerox Alto。PARC 的研究人员早在 1970 年代就已经探索图文混排和激光打印,而到了 Macintosh 时代这些能力终于被组合成普通用户和小型企业也能购买的工具。


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站在这台机器前可能会想到那个跳动的小台灯,谁又知道它成为动画工作室之前曾经尝试过的另一条道路呢。


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出口展厅展柜里的 Photoshop 包装盒把这段历史延伸到了数字图像处理。

Photoshop 让摄影师、设计师和出版工作者能够直接在个人电脑上处理数字图像,最初来自 Thomas Knoll 在 Macintosh 上编写的图像处理程序,他的兄弟 John Knoll 从影视特效工作的需求出发参与改进,最终由 Adobe 在 1990 年推出 Photoshop 1.0,最初版本只支持 Macintosh。

旁边的代码量展板列出了不同软件的规模,作为程序员我对这类数字自然会多看几眼。

随着个人电脑逐渐进入家庭和办公室,人们也开始尝试把计算能力带离桌面。1990 年代兴起的 PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)就是其中一种尝试,它们希望将日历、联系人、笔记等常用功能装进口袋,让用户不必每次都回到电脑前处理这些信息。

Apple 在 1993 年推出 Newton MessagePad,它采用触控笔操作,并尝试将用户手写的内容识别为文字。这样的设想很容易理解:如果电子设备能够像纸质记事本一样随手书写,又能自动整理和搜索内容,就不必再依赖键盘输入。

相比 Newton,Palm 选择了一条更务实的道路。

1990 年代中期推出的 Palm Pilot,主要围绕联系人、日程、待办事项和笔记展开。它不追求在掌上设备里完成所有工作,而是通过底座与桌面电脑同步:用户可以在电脑上整理资料,出门时再随身查看和修改。

Apple 后来推出的 iPod,则采用了另一种思路:

不必让随身设备承担太多任务,只需要把一件事情做好。

2001 年的首款 iPod 配备 5 GB 硬盘,通过 FireWire 与 Mac 上的 iTunes 同步音乐。用户在电脑上管理曲库和播放列表,再通过 iPod 的滚轮快速浏览和播放歌曲,相信 iPod 这个系列大家都再熟悉不过了。

从 Newton 到 Palm,再到 iPod,这些设备有一个共同点:它们都需要在有限的体积和操作空间里,决定哪些功能应该留在设备上,哪些工作交给电脑完成。随着互联网和智能手机的发展,越来越多的工作又开始转移到网络另一端。浏览器、搜索和地图等应用,需要依靠远处的服务器提供数据和计算能力。

乔布斯离开 Apple 后创办了 NeXT。除了在 Apple 后来的发展中扮演重要角色,NeXT 的工作站还见证了万维网(World Wide Web)的诞生。

有意思的是,最早的万维网应用兼有浏览和编辑功能,用户既可以阅读文档也能够创建内容和链接。今天我们习惯把浏览网页和制作网站看作两件不同的事,但在 Web 最初的设计中阅读和编辑原本就被放在了一起。

从这台 NeXT 工作站继续往前走便能看到另一组很不一样的计算机:Google 早期的服务器机架。CHM 将这组设备标注为 1999 年的 Google 服务器机架。与前面那些设计精致的个人电脑不同,它主要由现成的 PC 硬件组成,通过网络设备连接再由软件组织起来,共同承担搜索服务。

搜索引擎需要不断收集网页、建立索引,并响应用户的查询。随着网页数量和用户规模增长,单台计算机很难承担所有工作。Google 的选择是使用大量相对普通的计算机,将任务分散到不同机器上处理,这种方式的优势在于可以通过增加机器来扩展计算和存储能力。不过机器越多,硬件故障也越难避免,系统必须能够处理部分机器失效的情况,让服务继续运行。

Google 后来发表的两篇著名论文,进一步介绍了这类系统背后的设计思路:2003 年的 Google File System 讨论怎样在普通硬件上存储大量数据并处理设备故障;2004 年的 MapReduce 则介绍了如何把大规模计算任务分配给多台机器执行,由系统负责调度和故障恢复,不过这些都是后话了。

从个人电脑到互联网服务,计算机的使用方式也发生了变化。用户不必知道服务器放在哪里,也不需要自己维护这些机器。只要通过浏览器或手机应用发出请求,远处的服务器便会完成相应的计算,再将结果返回。在越来越多的应用中,个人设备负责提供操作界面,而大量数据和计算工作则由网络另一端的机器承担。

看完 Google 的服务器机架,这次计算机历史博物馆的参观也接近尾声。离开博物馆,接下来准备去不远处的 Google 园区,再往 Cupertino 走。

离开 CHM,第一站是同在 Mountain View 的 Google Visitor Center。起伏的屋顶覆盖着玻璃外墙和开放的公共空间,与周围常见的办公楼很不一样。

继续往 Cupertino 开来到了 Apple 的旧总部 1 Infinite Loop。《乔布斯传》里,1997 年乔布斯回归 Apple 之后的故事就发生在这里。他重新梳理公司的产品线推出了 iMac、iPod 和 iPhone 等革命性的产品,让一度陷入困境的 Apple 重新成为个人计算领域的重要公司。因此,比起建筑本身,我更在意的是 Infinite Loop 这个地址。过去在书里反复读到的产品开发、公司管理和团队争论,都曾与这里有关。

这里的入口相当朴素,门前是步道、长椅和树木,两侧的办公楼围着一座大雨棚,门牌和路边的标识都写着 Infinite Loop。从外面看它更像一处普通的办公园区,很难仅凭建筑联想到那些改变了 Apple 命运的产品。

走进 Visitor Center,里面的陈列桌和产品布置仍然是熟悉的 Apple Store 风格,比较可惜的是用 iPad 以 AR 方式看建筑沙盘的装置已经撤下了。为了让自己感觉不白来,我在这里的咖啡馆点了一杯带  Logo 的抹茶拿铁。

几个小时前,我还在 CHM 的展柜前看 Apple I。那是一块几乎完全暴露在外的电路板,元件、走线和接口都清晰可见;现在面前的 iPhone 则把绝大多数复杂的结构藏进了机身,只留下屏幕、边框和少量按键。

两者相隔了近半个世纪,也代表着完全不同的产品形态。Apple I 的购买者还需要自己准备键盘、电源和外壳,而今天的 iPhone,已经是一件高度集成、几乎不允许用户接触内部结构的消费电子产品。

Google 和 Apple 的 Visitor Center 其实没有给我留下太深的印象,里面主要还是商品纪念品销售。相比之下,几个小时前在 CHM 看到的那些老机器、原始资料和背后的故事,反而让我觉得更有意思。

Google 园区、Infinite Loop 和 Apple Park 之间的距离并不遥远,过去读书时这些地名总是伴随着某个重要的人物、产品或事件出现,真正走过一遍才发现很多地方并没有想象中那么特别,只是过去读过的故事,如今终于有了具体的地点。那些早期的创业者有人因为兴趣聚在一起研究电脑,有人为产品应该怎样设计争论不休,也有人尝试了许多最终没有成功的方向。比起这些公司后来的成功,我更感兴趣的是它们早年的故事:那些产品是怎么一步步做出来的,又经历了哪些尝试和曲折。

这趟从 CHM 出发的漫游,让书里的硅谷变得具体了一些,但硅谷的故事并没有停留在那些年代。今天,新的探索正在 OpenAI 等人工智能公司展开,或许多年以后它们也会成为博物馆里的一段历史。

互联网考古,旧产品评测,业余写代码

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(转载少数派)




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