人类本身有一种不可弥补的缺憾,即知识无法遗传。面对人类的文明所创造的一切,每个人都必须从头再学,硕大的知识之果使人不胜重负。本文想以最简洁的文字向读者提供其精髓,包括作者、书名、发表年月、主要内容以及在学科史上的地位与价值,有一个对数学领域重大成果总体式的鸟瞰与把握。
1、《几何原本》(Elements of Euclid)
欧几里德(Euclid,前300-前275?)古希腊数学家。
本书的印刷量仅次于《圣经》,是数学史上第一本成系统的著作,也是第一本译成中文的西文名著。原名《欧几里德几何学》,明朝徐光启译时改为《几何原本》。全书13卷,从5条公设和5条公理出发,构造了几何的一种演绎体系,这种不假于实体世界,仅由一组公理实施逻辑推理而证明出定理的方法,是人类思想的一大进步。此书从写作的时代一直流传至今,对人类活动起着持续的重大影响,直到19世纪非欧几里德几何出现以前,一直是几何推理、定理和方法的主要来源。
2、《算术研究》(Disquisitiones Arithmetical,1798)
高斯(C.F.Gauss,1774-1855),德国数学家。
“数学之王”的称号可以说是对高斯极其恰当的赞辞。他与阿基米德、牛顿并列为历史上最伟大的数学家。他的名言“数学,科学的皇后;算术,数学的皇后”,贴切地表达了他对于数学在科学中的关键作用的观点。他24岁时发表了这本书,这是数学史上最出色的成果之一,系统而广泛地阐述了数论里有影响的概念和方法。由此推倒了18世界数学的理论和方法,以革新的数论开辟了通往19世纪中叶分析学的严格化道路。高斯立论极端谨慎,有3个原则:“少些;但要成熟”:“不留下进一步要做的事情”。
3、《几何基础》(The Fuadations of Geometry,1854)
黎曼(B.Riemann,1826-1866),德国数学家。
黎曼是19世纪最有创造力的数学家之一。虽然他没有活到40岁,著作也不多,但几乎每篇文章都开创了一个新的领域。本篇是黎曼在格丁根大学任大学讲师时的就职演讲,是数学史上最著名的演讲之一,题为“关于构成几何基础的假设”。在演讲中黎曼独立提出了非欧几里德几何,即“黎曼几何”,又称椭圆几何。他的这一关于空间几何的独具胆识的思想,对近代理论物理学发生深远的影响,成为爱因斯坦相对论的几何基础。
4、《集合一般理论的基础》(Foundations of a General Theory of Aggregates,1883)
康托尔(G.Cantor,1845-1918),德国数学家。
康托尔创立的集合论,是19世纪最伟大的成就之一。本书是康托尔研究集合论的专著。他通过建立处理数学中无限的基本技巧而极大地推动了分析和逻辑的发展,凭借古代与中世纪哲学著作中关于无限的思想而导出了关于数的本质的新的思想模式。
5、《几何基础》(The Fuadations of Geometry,1899)
希耳伯特(D.Hilbert,1862-1943),德国数学家。
希耳伯特是整个一代国际数学界的巨人。由高高斯、狄利克雷和黎曼于19世纪开创的生气勃勃的数学传统在20世纪的头30年中主要由于希耳伯特而更为显赫著名。在本书中,希耳伯特用几何学的例子来阐述公理体系的集合理论的处理方法,它标志着几何学公理化处理的转折点。希耳伯特的名言:“我必须知道,我必将知道”,总结了他献身数学并以毕生业务使之发展到新水平的激情。
6、《测度的一般理论和概率论》(General Theoey of Measure and Probability Theory,1929)
柯尔莫哥洛夫(A.N.Kolmogorov,1903-1993),苏联数学家。
柯尔莫哥洛夫是20世纪最有影响的苏联数学家。他对许多数学分支贡献了创造性的一般理论。此篇论文是研究概率的名作,在随后的50年中被人们作为概率论的完全公理而接受。在1937年又出版《概率论的解析方法》一书,阐述了无后效的随机过程理论的原理,标志着概论论发展的一个新时期。
7、《论<数学原理>及其相关系统形式不可判定命题》(On Formally Undecidble Propositions of Principia Mathematica and Related Systems,1931)
哥德尔(K.Godel,1906-1978),美籍奥地利数学家。
哥德尔在本篇中给出了著名的哥德尔证明,其内容是,要任何一个严格的数学系统中,必定有用本系统内的公理无法证明其成立或不成立的命题,因此,不能说算术的基本公理不会出现矛盾。这个证明成了20世纪数学的标志,至今仍有影响和争论。它结束了近一个世纪来数学家们为建立能为全部数学提供严密基础公理的企图。
8、《数学原理》(Elements Mathematique I-XXXIX,1939-)
本书的署名是布尔巴基(Bourbiaki),他不是一个人,而是对现代数学影响巨大的数学家集团。在本世纪30年代由法国的一群年轻数学家结合而成他们把人类长期积累的数学知识按照数学结构整理而成为一个井井有条、博大精深的体系,已出版的近40卷的《数学原理》成为一部经典著作,成为许多研究工作的出发点和参考指南,并成为蓬勃发展的数学科学的主流,这套巨著究竟何时算完,谁也说不清。但是这个体系连同布尔巴基学派对数学的其他贡献,在数学史上是独一无二的。
2008年11月8日星期六
2008年10月1日星期三
华罗庚
中文名称: 华罗庚
性别: 男
生卒年: 1910-1985
省: 江苏1925年,金坛县初级中学毕业,考取由黄炎培等主办的上海中华职业学校商科。1929年,任金坛县初级中学会计兼庶务。1931年,任清华大学算学系助理。1933年,任清华大学算学系助教。1934年,任中华文化教育基金会董事会乙种研究员。1935年,任清华大学算学系教员。1936年,得中华文化教育基金会乙种补助在英国剑桥大学数学系进修。1938年,任西南联合大学数学系教授。1946年,任美国普林斯顿高等研究院研究员。1948年,任美国依利诺大学数学系教授。1950年,任清华大学数学系教授。1951年,任中国科学院数学研究所所长和中国数学会理事长。1955年,当选为中国科学院数理化学部委员,任数理化学部副主任。1958年,任中国科学院技术大学副校长兼数学系主任。1978年,任中国科学院副院长。1980年,任中国科学院应用数学研究所所长,当选为中国科学技术协会副主席。
研究领域:
数学家。从事指数和的估计及其应用的研究,并完成重要专著《堆垒素数论》;后转向有限群、典型群、自守函数、矩阵几何、多复变函数论与数值计算等领域的研究,均取得卓越成就。并在我国工业部门从事数学普及工作。
作品:
主要著作有《数论导引》、《多复变数函数论中的典型域的调和分析》、《指数和估计及其在数论中的应用》、《典型群》、《数论在近似分析中的应用》、《从单位圆谈起》、《优选学》、《华罗庚论文选集》、《堆垒素数论》、《华罗庚科普著作选》、《谈谈与蜂房结构有关的数学问题》、《从孙子的“神奇妙算”谈起》、《高等数学引论》、《优选学》等。
奖项:
1956年,获第一届国家自然科学一等奖。1979年,获法国南锡大学荣誉博士称号。1982年,被选为美国科学院国外院士。1982年,获香港中文大学荣誉博士称号,被选为第三世界科学院院士。1984年,获美国伊利诺大学荣誉博士称号。1985年,被选为德国巴伐利亚科学院院士。
性别: 男
生卒年: 1910-1985
省: 江苏1925年,金坛县初级中学毕业,考取由黄炎培等主办的上海中华职业学校商科。1929年,任金坛县初级中学会计兼庶务。1931年,任清华大学算学系助理。1933年,任清华大学算学系助教。1934年,任中华文化教育基金会董事会乙种研究员。1935年,任清华大学算学系教员。1936年,得中华文化教育基金会乙种补助在英国剑桥大学数学系进修。1938年,任西南联合大学数学系教授。1946年,任美国普林斯顿高等研究院研究员。1948年,任美国依利诺大学数学系教授。1950年,任清华大学数学系教授。1951年,任中国科学院数学研究所所长和中国数学会理事长。1955年,当选为中国科学院数理化学部委员,任数理化学部副主任。1958年,任中国科学院技术大学副校长兼数学系主任。1978年,任中国科学院副院长。1980年,任中国科学院应用数学研究所所长,当选为中国科学技术协会副主席。
研究领域:
数学家。从事指数和的估计及其应用的研究,并完成重要专著《堆垒素数论》;后转向有限群、典型群、自守函数、矩阵几何、多复变函数论与数值计算等领域的研究,均取得卓越成就。并在我国工业部门从事数学普及工作。
作品:
主要著作有《数论导引》、《多复变数函数论中的典型域的调和分析》、《指数和估计及其在数论中的应用》、《典型群》、《数论在近似分析中的应用》、《从单位圆谈起》、《优选学》、《华罗庚论文选集》、《堆垒素数论》、《华罗庚科普著作选》、《谈谈与蜂房结构有关的数学问题》、《从孙子的“神奇妙算”谈起》、《高等数学引论》、《优选学》等。
奖项:
1956年,获第一届国家自然科学一等奖。1979年,获法国南锡大学荣誉博士称号。1982年,被选为美国科学院国外院士。1982年,获香港中文大学荣誉博士称号,被选为第三世界科学院院士。1984年,获美国伊利诺大学荣誉博士称号。1985年,被选为德国巴伐利亚科学院院士。
从笛卡尔到庞加莱
在德国数学家高斯的一部传记中,作者引用了下面这段话:
有一个异乡人在巴黎问当地人,“为什么贵国历史上出了那么多伟大的数学家?”巴黎人回答,“我们最优秀的人学习数学。”又去问法国数学家,“为什么贵国的数学一直享誉世界呢?”数学家回答,“数学是我们传统文化中最优秀的部分。”
笛卡尔以前的法国数学
在中世纪以前,数学的成就主要是在一些文明古国取得的,例如埃及、美索不达米亚、中国、印度和阿拉伯,当然还有希腊。可以肯定的是,如果没有希腊人的贡献,数学就不会像现在这样丰富多彩。而在长达一千多年的中世纪里,整个欧洲似乎只有一个堪称伟大的数学家——菲波那契,以他名字命名的兔子序列至今仍在数学王国里发出光辉。欧洲之外,最有名的数学家当数巴格达的花拉子密,正是他命名了代数学,在阿拉伯语里,al-jabr 意为还原移项,译成拉丁文后就成了 algebra,这也是今天英文里的代数学。
14世纪是欧洲黑死病流行的时期,毁灭了将近四分之一的人口,数学上取得的成绩也非常可怜。但疾病和战争有时候会改变文明的格局,法兰西开始崭露头角,逐渐走在世界文明的前列。这个世纪最重要的数学家被认为是法国人奥雷斯姆,他写过五部数学书,和他的译文一样文笔优美,为科学修辞和法国散文作出了贡献。奥雷斯姆第一个使用了分数指数,第一个用坐标确定了点的位置,这预示了现代坐标几何学,影响了包括笛卡尔在内的诸多数学家。
15世纪开始了欧洲的文艺复兴,可是数学进展仍然不大,其时最杰出的数学家是法国人丘凯,16世纪最伟大的数学家也是法国人。他的名字叫韦达。法国人的数学在文艺复兴之初已达到世界先进水平,正是在那个时期,(现今的)初等数学基本上羽翼丰满了。同时,这也为近代数学和科学的全面发展奠定了相对坚实的基础。
笛卡尔和天才的世纪
在笛卡尔出生以前,意大利人在世界文明的进程中走在最前列,他们在数学和科学领域也处于领先地位,塔尔塔里亚(口吃者)与卡尔达诺在三次和四次方程的解法研究上取得了突破,他们两人的成就合起来不低于同时代的法国人韦达。可是,这两位同胞数学家却相互控告对方剽窃,结果弄得两败俱伤。1564年出生的伽利略一直在意大利的两所大学任数学教授,他发明的扇形圆规通用了两个世纪,同时对抛物线性质和无限集的等价概念有了正确的理解,他的数学天才和直觉帮助其建立起了自由落体的力学定律。他用自制望远镜观察宇宙,证实了哥白尼的太阳系理论,却不幸遭到罗马教会的迫害,含冤而死。
和大多数天才人物一样,笛卡尔也出生在小地方。他小时母亲病故,身体羸弱,已另娶妻的父亲把他交给外婆抚养,后来又送他进拉弗莱什的一所教会学校。幸亏校长极有人文修养,看出这个孩子心智和身体上的差异,要他先增强体质。校长告诉小笛卡尔,除非想去教室和别的同学们在一起,否则不必离开自己的房间。从那以后,笛卡尔终身保持了晚起的习惯,包括他在部队当兵时,当他需要思考问题时,就躺在床上冥思苦想。尽管笛卡尔身体虚弱并爱睡懒觉,却是个勇敢的军人,并曾被授予中将军衔,但被他拒绝。
笛卡尔在数学上的主要成就是创立了一门数学分支——解析几何,同时他又被黑根尔赞誉为“近代哲学之父”。作为一个二元论者,笛卡尔明确地把心灵和肉体区分开来,其中心灵的作用如同其著名的哲学命题所表达的——“我思,故我在”。而在方法论上,笛卡尔则是一个彻头彻尾的怀疑主义者,对他来说,怀疑是一种必要的手段,是哲学和心理学方法中的一个工具。笛卡尔认为,我们从童年时代起就接受了许多偏见,如果得不到及时纠正,会持续到成年,他进一步指出,“怀疑是一门艺术,它使我们脱离感觉的影响获得解放。”
在笛卡尔时代,他在数学上有好几位竞争对手。例如,毕生居住在法国南方山区小城图卢兹的法官费尔马,他有着“业余数学家之王”的美号。今天我们大家都知道“费尔马大定理”,它是毕达哥拉斯定理(即勾股定理)的推广和提升,虽然结论截然相反。直到上个世纪末,这个定理才被英国数学家怀尔斯最后证明了。据说在笛卡尔生前,他经常接到费尔马的挑战,例如宣布发现某某数学规律却不告之证明方法,这些挑战有的是以书面的形式提出,有的是通过一位叫梅森的神甫传达。说起这个梅森神甫,虽然算不上是伟大的数学家(仅以梅森素数命名),却是17世纪法国数学不可或缺的人物。还有一位是帕斯卡尔,据说帕斯卡尔12岁那年,从未受过相关训练的他独自推导出了几何学中的一条定理,即三角形的三个内角和等于两个直角之和。从那以后,父亲才开始教授儿子欧几里德几何,不久父子俩一同参加了梅森神甫组织的数学沙龙。帕斯卡尔的主要数学成就包括概率论的创立(与费尔马合作)、二项式系数和射影几何学中的帕斯卡尔定理(圆锥曲线的内接六边形三组对边的交点共线)。
除了数学上的成就以外,帕斯卡尔还发明了计算机(初衷是为了帮助父亲进行税务方面的计算)、流体压力定律(水压机便是这个定律的一个应用),计算机中的帕斯卡尔语言和天气预报中的大气压强单位帕均取自他的姓名。而在人文和哲学领域,帕斯卡尔取得了同样非凡的成就。他的散文作品《思想录》被公认为是所有法国文学中的珍品,在宗教方面,他宣扬可以通过心灵而不是通过理性来体验上帝的教义,他建立的直觉主义原理对于后来卢梭、实用主义和存在主义哲学家都有影响。
在达到盛名之后,帕斯卡尔和笛卡尔不约而同地选择了隐居生活。笛卡尔说过,“ 我只要求安宁和平静”相比笛卡尔和帕斯卡尔的多才多艺,费尔马把自己的聪明才智全部奉献给了数论。这当然与费尔马有着自己的职业、需要养家糊口有关,但我认为更重要的是,费尔马与高斯、欧拉这三个对数论有杰出贡献的数学家,他们已经从数论之美中获得了满足,因此不怎么需要寻求诸如艺术、哲学或宗教的滋养。从毕达哥拉斯时代人们就沉湎于发现数的神秘关系,优美、简洁、智慧是这门科学的特点。记得希尔伯特的传记作者在谈到大师放下代数不变量理论转向数论研究时写到,“数学中没有一个领域能够像数论那样,以它的美——一种不可抗拒的力量——吸引着数学家中的精华。”画家康定斯基也认为:“数是各类艺术最终的抽象表现。”
从费尔马到庞加莱
自从费尔马于1665年去世后,法国数学界有半个世纪的沉寂,之后从17世纪20年代开始,接连诞生了一批数学大师,几乎每隔七八年就有一位,他们中的每一个都成就非凡,如果放在其他国家里,都可能成为该国历史上最伟大的数学家。而法国人也是以此为傲,其中的七位数学家,分别是达兰贝尔、拉格朗日、拉普拉斯、蒙日、蓬斯莱、柯西和伽罗瓦。
“在天才的伽罗瓦去世二十多年以后,法国又诞生了一位大数学家,他就是新近因为以其名字命名的猜想获得解决而重新引起全球公众瞩目的庞加莱,他的才华和成就横跨了科学与人文两大领域。庞加莱被认为是通晓全部数学与应用数学知识的最后一个人,他涉足的研究领域惊人地广泛,并不断使之丰富。
庞加莱出生在法国东北部小城南锡,父亲是一位著名的医生。庞加莱的超常智力不仅使他接受知识极为迅速,同时拥有一副流利的口才,并从小得到才华出众的母亲的教导,却不幸在五岁时患上白喉症,从此变得体弱多病,不能顺利地用口语表达思想。但他依然喜欢各种游戏,尤其是跳舞,他读书的速度也十分惊人,且能准确持久地记住读过的内容。小庞加莱擅长的科目包括文学、历史、地理、自然史和博物学,他对数学的兴趣来得比较晚,大约开始于15岁,不过很快显露出非凡的才华。不久,他被保送到巴黎综合工科学校(就是伽罗瓦两次报考未被录取的大学),开始了他的数学生涯。
庞加莱的哲学著作包括《科学与假设》、《科学的价值》和《科学方法论》,他是唯心主义约定论哲学的代表人物,认为公理可以在一切可能的约定中进行选择,但需以实验事实为依据,避开一切矛盾。正是由于这些成就的取得才使他既当选为法兰西科学院的院士(后成为院长),又当选为法兰西学院的院士,他同时处身于科学和人文两座金字塔的塔尖。庞加莱相信艺术家和科学家之间创造力的共性,相信“只有通过科学与艺术,文明才体现出价值”。
中国有望成为
真正的数学大国
需要指出的是,本文提到的半数法国数学家与巴黎综合工科学校结缘,而另一座同样诞生于法国大革命期间、校名也同样谦逊的巴黎高等师范学校则在上个世纪培养了八位菲尔兹奖得主。可以说,正是笛卡尔以降法国数学家拥有的人文素养,使得数学在法国长盛不衰。值得一提的是,这一良好的氛围也熏陶了滞留巴黎的德国人莱布尼茨,他从一个肩负外交使命的秘密使臣一跃成为大数学家和大哲学家,他那轰动一时的微积分学便是在巴黎期间发明的。莱布尼茨的出现标志着德意志民族在世界文明史上的真正崛起,同时也使得法国数学又多了一个强有力的竞争者。而布尔巴基学派的诞生,便是迫于德国数学后来居上的压力和形势之下。
反观中国,虽说西汉时期有了《周髀算经》和《九章算术》,南朝时祖冲之对圆周率的估算领先世界一千多年,却限于实用性的计算而忽视公理化建设和理论推导。近代以来,由于缺乏对外交流,中国和整个东方数学未跟上时代的脚步。等到国门重开,终于意识到自己的落后,摆在我们面前的困难重重。这里面当然有机制和学风的因素,不过我相信,如果我们的数学工作者年轻时多一些人文修养,盛年之后能把一部分精力转向哲学思考或研究,及时探讨数学的未来和外延。如同本文引言所说的,把数学看成是传统文化的一部分,而不是作为敲门砖或谋取名利的手段,我们的数学事业就会兴旺发达,数学研究和人才培养就会成为一种有序的制度,中国也有望成为真正的数学大国。
有一个异乡人在巴黎问当地人,“为什么贵国历史上出了那么多伟大的数学家?”巴黎人回答,“我们最优秀的人学习数学。”又去问法国数学家,“为什么贵国的数学一直享誉世界呢?”数学家回答,“数学是我们传统文化中最优秀的部分。”
笛卡尔以前的法国数学
在中世纪以前,数学的成就主要是在一些文明古国取得的,例如埃及、美索不达米亚、中国、印度和阿拉伯,当然还有希腊。可以肯定的是,如果没有希腊人的贡献,数学就不会像现在这样丰富多彩。而在长达一千多年的中世纪里,整个欧洲似乎只有一个堪称伟大的数学家——菲波那契,以他名字命名的兔子序列至今仍在数学王国里发出光辉。欧洲之外,最有名的数学家当数巴格达的花拉子密,正是他命名了代数学,在阿拉伯语里,al-jabr 意为还原移项,译成拉丁文后就成了 algebra,这也是今天英文里的代数学。
14世纪是欧洲黑死病流行的时期,毁灭了将近四分之一的人口,数学上取得的成绩也非常可怜。但疾病和战争有时候会改变文明的格局,法兰西开始崭露头角,逐渐走在世界文明的前列。这个世纪最重要的数学家被认为是法国人奥雷斯姆,他写过五部数学书,和他的译文一样文笔优美,为科学修辞和法国散文作出了贡献。奥雷斯姆第一个使用了分数指数,第一个用坐标确定了点的位置,这预示了现代坐标几何学,影响了包括笛卡尔在内的诸多数学家。
15世纪开始了欧洲的文艺复兴,可是数学进展仍然不大,其时最杰出的数学家是法国人丘凯,16世纪最伟大的数学家也是法国人。他的名字叫韦达。法国人的数学在文艺复兴之初已达到世界先进水平,正是在那个时期,(现今的)初等数学基本上羽翼丰满了。同时,这也为近代数学和科学的全面发展奠定了相对坚实的基础。
笛卡尔和天才的世纪
在笛卡尔出生以前,意大利人在世界文明的进程中走在最前列,他们在数学和科学领域也处于领先地位,塔尔塔里亚(口吃者)与卡尔达诺在三次和四次方程的解法研究上取得了突破,他们两人的成就合起来不低于同时代的法国人韦达。可是,这两位同胞数学家却相互控告对方剽窃,结果弄得两败俱伤。1564年出生的伽利略一直在意大利的两所大学任数学教授,他发明的扇形圆规通用了两个世纪,同时对抛物线性质和无限集的等价概念有了正确的理解,他的数学天才和直觉帮助其建立起了自由落体的力学定律。他用自制望远镜观察宇宙,证实了哥白尼的太阳系理论,却不幸遭到罗马教会的迫害,含冤而死。
和大多数天才人物一样,笛卡尔也出生在小地方。他小时母亲病故,身体羸弱,已另娶妻的父亲把他交给外婆抚养,后来又送他进拉弗莱什的一所教会学校。幸亏校长极有人文修养,看出这个孩子心智和身体上的差异,要他先增强体质。校长告诉小笛卡尔,除非想去教室和别的同学们在一起,否则不必离开自己的房间。从那以后,笛卡尔终身保持了晚起的习惯,包括他在部队当兵时,当他需要思考问题时,就躺在床上冥思苦想。尽管笛卡尔身体虚弱并爱睡懒觉,却是个勇敢的军人,并曾被授予中将军衔,但被他拒绝。
笛卡尔在数学上的主要成就是创立了一门数学分支——解析几何,同时他又被黑根尔赞誉为“近代哲学之父”。作为一个二元论者,笛卡尔明确地把心灵和肉体区分开来,其中心灵的作用如同其著名的哲学命题所表达的——“我思,故我在”。而在方法论上,笛卡尔则是一个彻头彻尾的怀疑主义者,对他来说,怀疑是一种必要的手段,是哲学和心理学方法中的一个工具。笛卡尔认为,我们从童年时代起就接受了许多偏见,如果得不到及时纠正,会持续到成年,他进一步指出,“怀疑是一门艺术,它使我们脱离感觉的影响获得解放。”
在笛卡尔时代,他在数学上有好几位竞争对手。例如,毕生居住在法国南方山区小城图卢兹的法官费尔马,他有着“业余数学家之王”的美号。今天我们大家都知道“费尔马大定理”,它是毕达哥拉斯定理(即勾股定理)的推广和提升,虽然结论截然相反。直到上个世纪末,这个定理才被英国数学家怀尔斯最后证明了。据说在笛卡尔生前,他经常接到费尔马的挑战,例如宣布发现某某数学规律却不告之证明方法,这些挑战有的是以书面的形式提出,有的是通过一位叫梅森的神甫传达。说起这个梅森神甫,虽然算不上是伟大的数学家(仅以梅森素数命名),却是17世纪法国数学不可或缺的人物。还有一位是帕斯卡尔,据说帕斯卡尔12岁那年,从未受过相关训练的他独自推导出了几何学中的一条定理,即三角形的三个内角和等于两个直角之和。从那以后,父亲才开始教授儿子欧几里德几何,不久父子俩一同参加了梅森神甫组织的数学沙龙。帕斯卡尔的主要数学成就包括概率论的创立(与费尔马合作)、二项式系数和射影几何学中的帕斯卡尔定理(圆锥曲线的内接六边形三组对边的交点共线)。
除了数学上的成就以外,帕斯卡尔还发明了计算机(初衷是为了帮助父亲进行税务方面的计算)、流体压力定律(水压机便是这个定律的一个应用),计算机中的帕斯卡尔语言和天气预报中的大气压强单位帕均取自他的姓名。而在人文和哲学领域,帕斯卡尔取得了同样非凡的成就。他的散文作品《思想录》被公认为是所有法国文学中的珍品,在宗教方面,他宣扬可以通过心灵而不是通过理性来体验上帝的教义,他建立的直觉主义原理对于后来卢梭、实用主义和存在主义哲学家都有影响。
在达到盛名之后,帕斯卡尔和笛卡尔不约而同地选择了隐居生活。笛卡尔说过,“ 我只要求安宁和平静”相比笛卡尔和帕斯卡尔的多才多艺,费尔马把自己的聪明才智全部奉献给了数论。这当然与费尔马有着自己的职业、需要养家糊口有关,但我认为更重要的是,费尔马与高斯、欧拉这三个对数论有杰出贡献的数学家,他们已经从数论之美中获得了满足,因此不怎么需要寻求诸如艺术、哲学或宗教的滋养。从毕达哥拉斯时代人们就沉湎于发现数的神秘关系,优美、简洁、智慧是这门科学的特点。记得希尔伯特的传记作者在谈到大师放下代数不变量理论转向数论研究时写到,“数学中没有一个领域能够像数论那样,以它的美——一种不可抗拒的力量——吸引着数学家中的精华。”画家康定斯基也认为:“数是各类艺术最终的抽象表现。”
从费尔马到庞加莱
自从费尔马于1665年去世后,法国数学界有半个世纪的沉寂,之后从17世纪20年代开始,接连诞生了一批数学大师,几乎每隔七八年就有一位,他们中的每一个都成就非凡,如果放在其他国家里,都可能成为该国历史上最伟大的数学家。而法国人也是以此为傲,其中的七位数学家,分别是达兰贝尔、拉格朗日、拉普拉斯、蒙日、蓬斯莱、柯西和伽罗瓦。
“在天才的伽罗瓦去世二十多年以后,法国又诞生了一位大数学家,他就是新近因为以其名字命名的猜想获得解决而重新引起全球公众瞩目的庞加莱,他的才华和成就横跨了科学与人文两大领域。庞加莱被认为是通晓全部数学与应用数学知识的最后一个人,他涉足的研究领域惊人地广泛,并不断使之丰富。
庞加莱出生在法国东北部小城南锡,父亲是一位著名的医生。庞加莱的超常智力不仅使他接受知识极为迅速,同时拥有一副流利的口才,并从小得到才华出众的母亲的教导,却不幸在五岁时患上白喉症,从此变得体弱多病,不能顺利地用口语表达思想。但他依然喜欢各种游戏,尤其是跳舞,他读书的速度也十分惊人,且能准确持久地记住读过的内容。小庞加莱擅长的科目包括文学、历史、地理、自然史和博物学,他对数学的兴趣来得比较晚,大约开始于15岁,不过很快显露出非凡的才华。不久,他被保送到巴黎综合工科学校(就是伽罗瓦两次报考未被录取的大学),开始了他的数学生涯。
庞加莱的哲学著作包括《科学与假设》、《科学的价值》和《科学方法论》,他是唯心主义约定论哲学的代表人物,认为公理可以在一切可能的约定中进行选择,但需以实验事实为依据,避开一切矛盾。正是由于这些成就的取得才使他既当选为法兰西科学院的院士(后成为院长),又当选为法兰西学院的院士,他同时处身于科学和人文两座金字塔的塔尖。庞加莱相信艺术家和科学家之间创造力的共性,相信“只有通过科学与艺术,文明才体现出价值”。
中国有望成为
真正的数学大国
需要指出的是,本文提到的半数法国数学家与巴黎综合工科学校结缘,而另一座同样诞生于法国大革命期间、校名也同样谦逊的巴黎高等师范学校则在上个世纪培养了八位菲尔兹奖得主。可以说,正是笛卡尔以降法国数学家拥有的人文素养,使得数学在法国长盛不衰。值得一提的是,这一良好的氛围也熏陶了滞留巴黎的德国人莱布尼茨,他从一个肩负外交使命的秘密使臣一跃成为大数学家和大哲学家,他那轰动一时的微积分学便是在巴黎期间发明的。莱布尼茨的出现标志着德意志民族在世界文明史上的真正崛起,同时也使得法国数学又多了一个强有力的竞争者。而布尔巴基学派的诞生,便是迫于德国数学后来居上的压力和形势之下。
反观中国,虽说西汉时期有了《周髀算经》和《九章算术》,南朝时祖冲之对圆周率的估算领先世界一千多年,却限于实用性的计算而忽视公理化建设和理论推导。近代以来,由于缺乏对外交流,中国和整个东方数学未跟上时代的脚步。等到国门重开,终于意识到自己的落后,摆在我们面前的困难重重。这里面当然有机制和学风的因素,不过我相信,如果我们的数学工作者年轻时多一些人文修养,盛年之后能把一部分精力转向哲学思考或研究,及时探讨数学的未来和外延。如同本文引言所说的,把数学看成是传统文化的一部分,而不是作为敲门砖或谋取名利的手段,我们的数学事业就会兴旺发达,数学研究和人才培养就会成为一种有序的制度,中国也有望成为真正的数学大国。
数论
数论概述
人类从学会计数开始就一直和自然数打交道了,后来由于实践的需要,数的概念进一步扩充,自然数被叫做正整数,而把它们的相反数叫做负整数,介于正整数和负整数中间的中性数叫做0。它们合起来叫做整数。(注:现在,自然数的概念有了改变,包括正整数和0)
对于整数可以施行加、减、乘、除四种运算,叫做四则运算。其中加法、减法和乘法这三种运算,在整数范围内可以毫无阻碍地进行。也就是说,任意两个或两个以上的整数相加、相减、相乘的时候,它们的和、差、积仍然是一个整数。但整数之间的除法在整数范围内并不一定能够无阻碍地进行。
人们在对整数进行运算的应用和研究中,逐步熟悉了整数的特性。比如,整数可分为两大类—奇数和偶数(通常被称为单数、双数)等。利用整数的一些基本性质,可以进一步探索许多有趣和复杂的数学规律,正是这些特性的魅力,吸引了古往今来许多的数学家不断地研究和探索。
数论这门学科最初是从研究整数开始的,所以叫做整数论。后来整数论又进一步发展,就叫做数论了。确切的说,数论就是一门研究整数性质的学科。
数论的发展简况
自古以来,数学家对于整数性质的研究一直十分重视,但是直到十九世纪,这些研究成果还只是孤立地记载在各个时期的算术著作中,也就是说还没有形成完整统一的学科。
自我国古代,许多著名的数学著作中都关于数论内容的论述,比如求最大公约数、勾股数组、某些不定方程整数解的问题等等。在国外,古希腊时代的数学家对于数论中一个最基本的问题——整除性问题就有系统的研究,关于质数、和数、约数、倍数等一系列概念也已经被提出来应用了。后来的各个时代的数学家也都对整数性质的研究做出过重大的贡献,使数论的基本理论逐步得到完善。
在整数性质的研究中,人们发现质数是构成正整数的基本“材料”,要深入研究整数的性质就必须研究质数的性质。因此关于质数性质的有关问题,一直受到数学家的关注。
到了十八世纪末,历代数学家积累的关于整数性质零散的知识已经十分丰富了,把它们整理加工成为一门系统的学科的条件已经完全成熟了。德国数学家高斯集中前人的大成,写了一本书叫做《算术探讨》,1800年寄给了法国科学院,但是法国科学院拒绝了高斯的这部杰作,高斯只好在1801年自己发表了这部著作。这部书开始了现代数论的新纪元。
在《算术探讨》中,高斯把过去研究整数性质所用的符号标准化了,把当时现存的定理系统化并进行了推广,把要研究的问题和意志的方法进行了分类,还引进了新的方法。
编辑本段数论的基本内容
数论形成了一门独立的学科后,随着数学其他分支的发展,研究数论的方法也在不断发展。如果按照研究方法来说,可以分成初等数论、解析数论、代数数论和几何数论四个部分。
初等数论是数论中不求助于其他数学学科的帮助,只依靠初等的方法来研究整数性质的分支。比如中国古代有名的“中国剩余定理”,就是初等数论中很重要的内容。
解析数论是使用数学分析作为工具来解决数论问题的分支。数学分析是以函数作为研究对象的、在极限概念的基础上建立起来的数学学科。用数学分析来解决数论问题是由欧拉奠基的,俄国数学家车比雪夫等也对它的发展做出过贡献。解析数论是解决数论中艰深问题的强有力的工具。比如,对于“质数有无限多个”这个命题,欧拉给出了解析方法的证明,其中利用了数学分析中有关无穷级数的若干知识。二十世纪三十年代,苏联数学家维诺格拉多夫创造性的提出了“三角和方法”,这个方法对于解决某些数论难题有着重要的作用。我国数学家陈景润在解决“哥德巴赫猜想”问题中使用的是解析数论中的筛法。
代数数论是把整数的概念推广到代数整数的一个分支。数学家把整数概念推广到一般代数数域上去,相应地也建立了素整数、可除性等概念。
几何数论是由德国数学家、物理学家闵可夫斯基等人开创和奠基的。几何数论研究的基本对象是“空间格网”。什么是空间格网呢?在给定的直角坐标系上,坐标全是整数的点,叫做整点;全部整点构成的组就叫做空间格网。空间格网对几何学和结晶学有着重大的意义。由于几何数论涉及的问题比较复杂,必须具有相当的数学基础才能深入研究。
数论是一门高度抽象的数学学科,长期以来,它的发展处于纯理论的研究状态,它对数学理论的发展起到了积极的作用。但对于大多数人来讲并不清楚它的实际意义。
由于近代计算机科学和应用数学的发展,数论得到了广泛的应用。比如在计算方法、代数编码、组合论等方面都广泛使用了初等数论范围内的许多研究成果;又文献报道,现在有些国家应用“孙子定理”来进行测距,用原根和指数来计算离散傅立叶变换等。此外,数论的许多比较深刻的研究成果也在近似分析、差集合、快速变换等方面得到了应用。特别是现在由于计算机的发展,用离散量的计算去逼近连续量而达到所要求的精度已成为可能。
数论在数学中的地位是独特的,高斯曾经说过“数学是科学的皇后,数论是数学中的皇冠”。因此,数学家都喜欢把数论中一些悬而未决的疑难问题,叫做“皇冠上的明珠”,以鼓励人们去“摘取”。下面简要列出几颗“明珠”:费尔马大定理、孪生素数问题、歌德巴赫猜想、圆内整点问题、完全数问题……
在我国近代,数论也是发展最早的数学分支之一。从二十世纪三十年代开始,在解析数论、刁藩都方程、一致分布等方面都有过重要的贡献,出现了华罗庚、闵嗣鹤、柯召等第一流的数论专家。其中华罗庚教授在三角和估值、堆砌素数论方面的研究是享有盛名的。1949年以后,数论的研究的得到了更大的发展。特别是在“筛法”和“歌德巴赫猜想”方面的研究,已取得世界领先的优秀成绩。
特别是陈景润在1966年证明“歌德巴赫猜想”的“一个大偶数可以表示为一个素数和一个不超过两个素数的乘积之和”以后,在国际数学引起了强烈的反响,盛赞陈景润的论文是解析数学的名作,是筛法的光辉顶点。至今,这仍是“歌德巴赫猜想”的最好结果。
人类从学会计数开始就一直和自然数打交道了,后来由于实践的需要,数的概念进一步扩充,自然数被叫做正整数,而把它们的相反数叫做负整数,介于正整数和负整数中间的中性数叫做0。它们和起来叫做整数。
对于整数可以施行加、减、乘、除四种运算,叫做四则运算。其中加法、减法和乘法这三种运算,在整数范围内可以毫无阻碍地进行。也就是说,任意两个或两个以上的整数相加、相减、相乘的时候,它们的和、差、积仍然是一个整数。但整数之间的除法在整数范围内并不一定能够无阻碍地进行。
人们在对整数进行运算的应用和研究中,逐步熟悉了整数的特性。比如,整数可分为两大类—奇数和偶数(通常被称为单数、双数)等。利用整数的一些基本性质,可以进一步探索许多有趣和复杂的数学规律,正是这些特性的魅力,吸引了古往今来许多的数学家不断地研究和探索。
数论这门学科最初是从研究整数开始的,所以叫做整数论。后来整数论又进一步发展,就叫做数论了。确切的说,数论就是一门研究整数性质的学科。
数学分支学科
算术、初等代数、高等代数、数论、欧式几何、非欧几何、解析几何、微分几何、代数几何学、射影几何学、拓扑学、分形几何、微积分学、实变函数论、概率和数理统计、复变函数论、泛函分析、偏微分方程、常微分方程、数理逻辑、模糊数学、运筹学、计算数学、突变理论、数学物理学等等。
·初等数论
意指使用不超过高中程度的初等代数处理的数论问题,最主要的工具包括整数的整除性与同馀。重要的结论包括中国馀数定理、费马小定理、二次互逆律等等。
·解析数论
借助微积分及复分析的技术来研究关於整数的问题,主要又可以分为积性数论与加性数论两类。积性数论藉由研究积性生成函数的性质来探讨质数分布的问题,其中质数定理与狄利克雷定理为这个领域中最著名的古典成果。加性数论则是研究整数的加法分解之可能性与表示的问题,华林问题是该领域最著名的课题。此外例如筛法、圆法等等都是属于这个范畴的重要议题。
·代数数论
引申代数数的话题,关于代数整数的研究,主要的研究目标是为了更一般地解决不定方程的问题,而为了达到此目的,这个领域与代数几何之间的关联尤其紧密。
·几何数论
主要在于透过几何观点研究整数(在此即格子点)的分布情形。最著名的定理为Minkowski 定理。
·计算数论
借助电脑的算法帮助数论的问题,例如素数测试和因数分解等和密码学息息相关的话题。
·超越数论
研究数的超越性,其中对于欧拉常数与特定的 Zeta 函数值之研究尤其令人感到兴趣。
·组合数论
利用组合和机率的技巧,非构造性地证明某些无法用初等方式处理的复杂结论。这是由艾狄胥开创的思路。
人类从学会计数开始就一直和自然数打交道了,后来由于实践的需要,数的概念进一步扩充,自然数被叫做正整数,而把它们的相反数叫做负整数,介于正整数和负整数中间的中性数叫做0。它们合起来叫做整数。(注:现在,自然数的概念有了改变,包括正整数和0)
对于整数可以施行加、减、乘、除四种运算,叫做四则运算。其中加法、减法和乘法这三种运算,在整数范围内可以毫无阻碍地进行。也就是说,任意两个或两个以上的整数相加、相减、相乘的时候,它们的和、差、积仍然是一个整数。但整数之间的除法在整数范围内并不一定能够无阻碍地进行。
人们在对整数进行运算的应用和研究中,逐步熟悉了整数的特性。比如,整数可分为两大类—奇数和偶数(通常被称为单数、双数)等。利用整数的一些基本性质,可以进一步探索许多有趣和复杂的数学规律,正是这些特性的魅力,吸引了古往今来许多的数学家不断地研究和探索。
数论这门学科最初是从研究整数开始的,所以叫做整数论。后来整数论又进一步发展,就叫做数论了。确切的说,数论就是一门研究整数性质的学科。
数论的发展简况
自古以来,数学家对于整数性质的研究一直十分重视,但是直到十九世纪,这些研究成果还只是孤立地记载在各个时期的算术著作中,也就是说还没有形成完整统一的学科。
自我国古代,许多著名的数学著作中都关于数论内容的论述,比如求最大公约数、勾股数组、某些不定方程整数解的问题等等。在国外,古希腊时代的数学家对于数论中一个最基本的问题——整除性问题就有系统的研究,关于质数、和数、约数、倍数等一系列概念也已经被提出来应用了。后来的各个时代的数学家也都对整数性质的研究做出过重大的贡献,使数论的基本理论逐步得到完善。
在整数性质的研究中,人们发现质数是构成正整数的基本“材料”,要深入研究整数的性质就必须研究质数的性质。因此关于质数性质的有关问题,一直受到数学家的关注。
到了十八世纪末,历代数学家积累的关于整数性质零散的知识已经十分丰富了,把它们整理加工成为一门系统的学科的条件已经完全成熟了。德国数学家高斯集中前人的大成,写了一本书叫做《算术探讨》,1800年寄给了法国科学院,但是法国科学院拒绝了高斯的这部杰作,高斯只好在1801年自己发表了这部著作。这部书开始了现代数论的新纪元。
在《算术探讨》中,高斯把过去研究整数性质所用的符号标准化了,把当时现存的定理系统化并进行了推广,把要研究的问题和意志的方法进行了分类,还引进了新的方法。
编辑本段数论的基本内容
数论形成了一门独立的学科后,随着数学其他分支的发展,研究数论的方法也在不断发展。如果按照研究方法来说,可以分成初等数论、解析数论、代数数论和几何数论四个部分。
初等数论是数论中不求助于其他数学学科的帮助,只依靠初等的方法来研究整数性质的分支。比如中国古代有名的“中国剩余定理”,就是初等数论中很重要的内容。
解析数论是使用数学分析作为工具来解决数论问题的分支。数学分析是以函数作为研究对象的、在极限概念的基础上建立起来的数学学科。用数学分析来解决数论问题是由欧拉奠基的,俄国数学家车比雪夫等也对它的发展做出过贡献。解析数论是解决数论中艰深问题的强有力的工具。比如,对于“质数有无限多个”这个命题,欧拉给出了解析方法的证明,其中利用了数学分析中有关无穷级数的若干知识。二十世纪三十年代,苏联数学家维诺格拉多夫创造性的提出了“三角和方法”,这个方法对于解决某些数论难题有着重要的作用。我国数学家陈景润在解决“哥德巴赫猜想”问题中使用的是解析数论中的筛法。
代数数论是把整数的概念推广到代数整数的一个分支。数学家把整数概念推广到一般代数数域上去,相应地也建立了素整数、可除性等概念。
几何数论是由德国数学家、物理学家闵可夫斯基等人开创和奠基的。几何数论研究的基本对象是“空间格网”。什么是空间格网呢?在给定的直角坐标系上,坐标全是整数的点,叫做整点;全部整点构成的组就叫做空间格网。空间格网对几何学和结晶学有着重大的意义。由于几何数论涉及的问题比较复杂,必须具有相当的数学基础才能深入研究。
数论是一门高度抽象的数学学科,长期以来,它的发展处于纯理论的研究状态,它对数学理论的发展起到了积极的作用。但对于大多数人来讲并不清楚它的实际意义。
由于近代计算机科学和应用数学的发展,数论得到了广泛的应用。比如在计算方法、代数编码、组合论等方面都广泛使用了初等数论范围内的许多研究成果;又文献报道,现在有些国家应用“孙子定理”来进行测距,用原根和指数来计算离散傅立叶变换等。此外,数论的许多比较深刻的研究成果也在近似分析、差集合、快速变换等方面得到了应用。特别是现在由于计算机的发展,用离散量的计算去逼近连续量而达到所要求的精度已成为可能。
数论在数学中的地位是独特的,高斯曾经说过“数学是科学的皇后,数论是数学中的皇冠”。因此,数学家都喜欢把数论中一些悬而未决的疑难问题,叫做“皇冠上的明珠”,以鼓励人们去“摘取”。下面简要列出几颗“明珠”:费尔马大定理、孪生素数问题、歌德巴赫猜想、圆内整点问题、完全数问题……
在我国近代,数论也是发展最早的数学分支之一。从二十世纪三十年代开始,在解析数论、刁藩都方程、一致分布等方面都有过重要的贡献,出现了华罗庚、闵嗣鹤、柯召等第一流的数论专家。其中华罗庚教授在三角和估值、堆砌素数论方面的研究是享有盛名的。1949年以后,数论的研究的得到了更大的发展。特别是在“筛法”和“歌德巴赫猜想”方面的研究,已取得世界领先的优秀成绩。
特别是陈景润在1966年证明“歌德巴赫猜想”的“一个大偶数可以表示为一个素数和一个不超过两个素数的乘积之和”以后,在国际数学引起了强烈的反响,盛赞陈景润的论文是解析数学的名作,是筛法的光辉顶点。至今,这仍是“歌德巴赫猜想”的最好结果。
人类从学会计数开始就一直和自然数打交道了,后来由于实践的需要,数的概念进一步扩充,自然数被叫做正整数,而把它们的相反数叫做负整数,介于正整数和负整数中间的中性数叫做0。它们和起来叫做整数。
对于整数可以施行加、减、乘、除四种运算,叫做四则运算。其中加法、减法和乘法这三种运算,在整数范围内可以毫无阻碍地进行。也就是说,任意两个或两个以上的整数相加、相减、相乘的时候,它们的和、差、积仍然是一个整数。但整数之间的除法在整数范围内并不一定能够无阻碍地进行。
人们在对整数进行运算的应用和研究中,逐步熟悉了整数的特性。比如,整数可分为两大类—奇数和偶数(通常被称为单数、双数)等。利用整数的一些基本性质,可以进一步探索许多有趣和复杂的数学规律,正是这些特性的魅力,吸引了古往今来许多的数学家不断地研究和探索。
数论这门学科最初是从研究整数开始的,所以叫做整数论。后来整数论又进一步发展,就叫做数论了。确切的说,数论就是一门研究整数性质的学科。
数学分支学科
算术、初等代数、高等代数、数论、欧式几何、非欧几何、解析几何、微分几何、代数几何学、射影几何学、拓扑学、分形几何、微积分学、实变函数论、概率和数理统计、复变函数论、泛函分析、偏微分方程、常微分方程、数理逻辑、模糊数学、运筹学、计算数学、突变理论、数学物理学等等。
·初等数论
意指使用不超过高中程度的初等代数处理的数论问题,最主要的工具包括整数的整除性与同馀。重要的结论包括中国馀数定理、费马小定理、二次互逆律等等。
·解析数论
借助微积分及复分析的技术来研究关於整数的问题,主要又可以分为积性数论与加性数论两类。积性数论藉由研究积性生成函数的性质来探讨质数分布的问题,其中质数定理与狄利克雷定理为这个领域中最著名的古典成果。加性数论则是研究整数的加法分解之可能性与表示的问题,华林问题是该领域最著名的课题。此外例如筛法、圆法等等都是属于这个范畴的重要议题。
·代数数论
引申代数数的话题,关于代数整数的研究,主要的研究目标是为了更一般地解决不定方程的问题,而为了达到此目的,这个领域与代数几何之间的关联尤其紧密。
·几何数论
主要在于透过几何观点研究整数(在此即格子点)的分布情形。最著名的定理为Minkowski 定理。
·计算数论
借助电脑的算法帮助数论的问题,例如素数测试和因数分解等和密码学息息相关的话题。
·超越数论
研究数的超越性,其中对于欧拉常数与特定的 Zeta 函数值之研究尤其令人感到兴趣。
·组合数论
利用组合和机率的技巧,非构造性地证明某些无法用初等方式处理的复杂结论。这是由艾狄胥开创的思路。
2008年8月28日星期四
法伯相交数猜想
1992年,瑞典数学家法伯提出了关于曲线模空间万有环结构的系列猜想,过去十几年里,法伯猜想是曲线模空间领域的核心问题之一,出现在许多重要著作和文献中,斯坦福、普林斯顿等数学家研究过这个问题。
其中,法伯相交数猜想是法伯猜想中非常重要的组成部分,因为它决定了万有环的结构。
1998年,两位美国数学家证明法伯相交数猜想可以从关于格罗莫夫—威滕不变量的Virasoro猜想得到。但是这涉及到一个庞大的体系,掩盖了模空间本身的性质。对于法伯相交数的组合本质,仍然是一个未解的谜。
正是为了揭示法伯相交数的组合本质,美国斯坦福大学教授瓦开与两位著名的加拿大组合学家,在他们2006年的文章中,利用局部化技巧,部分证明了法伯相交数猜想对应于标示点个数小于等于4的情形。
2008年8月15日从浙江大学获悉,世界著名数学难题“法伯相交数猜想”被浙江大学数学中心刘克峰教授和他的博士生徐浩成功证明,著名华裔数学家丘成桐日前在浙大向他们表示祝贺。
“浙大数学中心解决了这个著名世界难题,我非常兴奋,祝贺你们!浙大的学生是世界一流的!这个难题哈佛没能证明,你们却证明了!”2008年8月13日,丘成桐在向自己的学生刘克峰表示祝贺时高兴地说。
在证明该猜想的过程中,刘克峰和徐浩用了完全不同的方法,借助计算机,推导出相交数的新递归关系,并由此给出了法伯相交数猜想最为直接和简洁的完整证明。
著名青年数学家刘克峰是美国洛杉矶大学的终身教授,他曾成功地证明了世界数学难题超弦中的“镜猜想”、微分几何中的丘成桐几何度量等价性猜想、拓扑量子场论中著名的威腾刚性定理等世界著名数学难题。他在微分几何、拓扑、数学物理等方向取得大量国际一流的原始创新成就。因此,他获得了华人数学界的最高奖——晨兴数学金奖,还获得过谷庚海默奖、斯隆奖、特曼奖等国际大奖。
浙大数学中心是在丘成桐的倡导下于2003年成立,丘成桐教授亲任主任。应丘成桐推荐,刘克峰作为浙江大学光彪特聘教授兼任浙大数学中心执行主任。
浙大数学中心成立后成果迭出,刘克峰于2004年证明了世界著名数学难题马里诺—瓦发猜想;他和丘成桐联手证明了丘本人20多年前提出的关于几何度量等价性的世界著名猜想。加上此次的成果,浙大数学中心已成功证明了3项世界性数学难题,这在国内大学中是罕见的。
2008年3月中旬,因悬赏世界7大数学难题出名的美国克莱数学研究所和加拿大国家数学研究所——班福数学研究所联合邀请全世界40多位著名数学家,举行“曲线模空间的最新进展”讨论班,围绕“法伯相交数猜想”开展专题讨论。就在研讨班举行的前一天,瓦开教授收到浙大数学中心证明“法伯猜想”的预印本。瓦开教授兴奋地评价:这个证明简洁极了,漂亮极了!他在这次研讨会期间的报告中,专门介绍了这项证明。
结果,为期一周的讨论班上,许多参会学者纷纷研读浙大的这一成果。数学家们认为,这个证明独辟蹊径,非常成功。
其中,法伯相交数猜想是法伯猜想中非常重要的组成部分,因为它决定了万有环的结构。
1998年,两位美国数学家证明法伯相交数猜想可以从关于格罗莫夫—威滕不变量的Virasoro猜想得到。但是这涉及到一个庞大的体系,掩盖了模空间本身的性质。对于法伯相交数的组合本质,仍然是一个未解的谜。
正是为了揭示法伯相交数的组合本质,美国斯坦福大学教授瓦开与两位著名的加拿大组合学家,在他们2006年的文章中,利用局部化技巧,部分证明了法伯相交数猜想对应于标示点个数小于等于4的情形。
2008年8月15日从浙江大学获悉,世界著名数学难题“法伯相交数猜想”被浙江大学数学中心刘克峰教授和他的博士生徐浩成功证明,著名华裔数学家丘成桐日前在浙大向他们表示祝贺。
“浙大数学中心解决了这个著名世界难题,我非常兴奋,祝贺你们!浙大的学生是世界一流的!这个难题哈佛没能证明,你们却证明了!”2008年8月13日,丘成桐在向自己的学生刘克峰表示祝贺时高兴地说。
在证明该猜想的过程中,刘克峰和徐浩用了完全不同的方法,借助计算机,推导出相交数的新递归关系,并由此给出了法伯相交数猜想最为直接和简洁的完整证明。
著名青年数学家刘克峰是美国洛杉矶大学的终身教授,他曾成功地证明了世界数学难题超弦中的“镜猜想”、微分几何中的丘成桐几何度量等价性猜想、拓扑量子场论中著名的威腾刚性定理等世界著名数学难题。他在微分几何、拓扑、数学物理等方向取得大量国际一流的原始创新成就。因此,他获得了华人数学界的最高奖——晨兴数学金奖,还获得过谷庚海默奖、斯隆奖、特曼奖等国际大奖。
浙大数学中心是在丘成桐的倡导下于2003年成立,丘成桐教授亲任主任。应丘成桐推荐,刘克峰作为浙江大学光彪特聘教授兼任浙大数学中心执行主任。
浙大数学中心成立后成果迭出,刘克峰于2004年证明了世界著名数学难题马里诺—瓦发猜想;他和丘成桐联手证明了丘本人20多年前提出的关于几何度量等价性的世界著名猜想。加上此次的成果,浙大数学中心已成功证明了3项世界性数学难题,这在国内大学中是罕见的。
2008年3月中旬,因悬赏世界7大数学难题出名的美国克莱数学研究所和加拿大国家数学研究所——班福数学研究所联合邀请全世界40多位著名数学家,举行“曲线模空间的最新进展”讨论班,围绕“法伯相交数猜想”开展专题讨论。就在研讨班举行的前一天,瓦开教授收到浙大数学中心证明“法伯猜想”的预印本。瓦开教授兴奋地评价:这个证明简洁极了,漂亮极了!他在这次研讨会期间的报告中,专门介绍了这项证明。
结果,为期一周的讨论班上,许多参会学者纷纷研读浙大的这一成果。数学家们认为,这个证明独辟蹊径,非常成功。
2008年7月29日星期二
UNIX发展简史
UNIX系统自 1969 年 Ken ThompsonKen Thompson 与 Dennis RitchieDennis Ritchie 在美国贝尔电话实验室(Bell Telephone Laboratories )发展出雏形至今,已历经近 30 来年。而 "UNIX" 这个字典上查不到其原意的怪字,其实是戏谑 MULTICS(MULTiplexed Information and Computing System)操作系统的大而无当所产生的谐音字。
在 1957 年 10 月,前苏联发射了第一枚人造卫星,此举让当时的美国总统艾森豪威尔决定投下巨额的经费用以支持及发展科学,美国高等研究计划署(ARPA,Advanced Research Projects Agency )便是在这个时空下设立了,该单位负责推动系统发展等相关计划,成为当时美国电子计算器发展的重要推手。
1960年代是大型计算机的发展年代,当时的麻省理工学院因最先实现了兼容分时系统(CTSS, Compatible Time-Sharing System),在电子计算器领域享有相当崇高的地位。
1963年,麻省理工的里克莱德(J. C. R. Licklider,1915~1990 )
推动了 MAC计划,MAC 以 IBM的大型计算机做为主体,连接了将近 160台终端机,这些终端机就四散在学区以及教职员的家中,可以让 30 位使用者同时共享计算机资源。这项计划到了 1965 年便不堪负荷,于是麻省理工便决定开发更大型的分时计算机系统。新的计划便是—— MULTICS. 一个计算机
史上最为庞大的分时计算机系统,企图连接 1000 部终端机,支持 300位使用者同时上线的分时计算机系统。她面临的是,操作系统的分时观念还在各学术与研究机构探索成形中,计算机硬件亦需重新设计的双重挑战。
当时,麻省理工原本找 IBM来配合这项计划,但 IBM正忙着应付自己的问题而无意配合MULTICS 计划。此时,通用电子公司(General Electric Company)
也就是奇异公司正好在发展自己的大型主机,见机不可失,便极力邀请麻省理工参予她们的 GE 645 大型主机的规格制定。有了奇异热心主动的计算机硬件配合,麻省理工找上的不能贩售计算机却人才济济的贝尔电话实验室来负责承包软件工程。于是乎,MULTICS 的计划便在 1965 年由麻省理工学院、奇异公司及贝尔电话实验室这三个成员开始共同发展。
1969年,MULTICS 计划在历经四年的奋战后,仍旧未达到原先规划设计的理想,贝尔电话实验室决定退出计划。功能未达原始设计理想的 MULTICS还是安装在奇异公司的 GE 645 大型计算机上供麻省理工使用。奇异公司在该计划草草结束后不到一年便完全淡出大型计算机市场。日后,MULTICS 计划被嘲解为Many Unnecessarily Large Table In Core Simultaneously.
农夫我个人认为, MULTICS计划诞生在大型计算机将开始鼎沸的 1965 年,夭折于大型计算机最为辉煌的 1969 年。她如果适时在 1960 年代末期成功的话,绝对可以助长当时已经普遍被计算机权威人士视为理想的「计算机公用事业」,至少可以让大型计算机的发展与资源集中的应用模式就不至于会在 1970 年代初期就迅速萎缩。因为 MULTICS计划如果成功,至少能让当时的大型计算机的应用规模大上 10 倍左右。然而,MULTICS 计划失败了。她严重地打击了当时依赖大型计算机主机的计算机公用事业业者在发展上的信心。更由于没有相似的计划后继进行,使得集中式的大型计算机主机没有明显的使用效能提升,而加速催化计算器工业的转变,以寻找新的道路。另一方面,MULTICS 计划失败的经验亦让当时参与该计划的软件工程师们得到相当宝贵的经验与正面的影响。
几年后,就在 AT&T ,MULTICS 计划这个不同凡响的失败换来的一个不同凡响的成功。
一个戏谑她的名字诞生了…… UNIX.
Ken_Thompso
Dennis_Ritchie
一个游戏的开始
1969年贝尔实验室的计算器科学研究中心(Computing Science Research Center )
成员退出 MULTICS计划的同时,贝尔实验室本身其实也没有一套完善便利的交谈式计算器服务环境。在其中不少工程师们也正为了改善程序设计环境努力着, Ken Thompson 、Dennis Ritchie和其同事们在当时草拟一个新的档案系统架构,这个档案系统也就是早期的 UNIX 操作系统的档案系统的前身。当时的 Ken Thompson 忙着使用 Fortran语言将原本在 Multics系统中开发的game叫 "Space Travel" (太空旅游)转移到 GECOS System 上开发。 当时 GECOS System大型计算机的CPU Time相当昂贵(一秒要 75 块美金),同时控制 "spaceship"(宇宙飞船) 的效果不甚理想,于是 Ken Thompson 不得不寻找替代的开发环境。Thompson看上了一台很少被人使用的 Digital Equipment Corporation PDP-7 迷你计算机,当时 PDP-7使用的是 Graphic-II 显示器,具有不错的图形处理能力。 Brian kernighan 于是 Ken Thompson 便与 Dennis Ritchie 连手将程序设计转移到 PDP-7型计算机上。
Ken Thompson在移转工作环境的同时为了得到较好的发展环境,便与Dennis Ritchie共同动手设计一套包含 File System、Process Subsystem 及一小组 Utility的操作系统,当时这套系统仅能支持 2个使用者使用。由于贝尔实验室对于 MULTICS计划失败的阴霾还未消散, Brian Kernighan这位仁兄开玩笑地戏称这套新的操作系统为 UNiplexed Information and Computing System,缩写为 UNICS,之后大家取谐音便叫她为 "UNIX" ,没想到这个开玩笑的名字会被人叫到今天。
初期的自由发展
事实上该套 "UNIX" 系统在当时仅是私下的被使用,也并没有得到多大的重视,一直到1971年的一个正式的计划,UNIX才正式被搬上台面。
PDP-11/201970 年,当时贝尔实验室的专利部门(Patent department )缺乏一套文书处理系统,为了设计开发的需要,于是买了一台 PDP-11 计算机。当时 PDP-11 计算机的交机过程并不顺利,处理器先到,硬盘则多等了好几个月。
当 PDP-11 一切准备妥当后,他们便将 UNIX 移植到拥有 512K bytes 硬盘的PDP-11/20 型计算机上,并在此系统之下开发了一套文书处理工具。而这套工具便是后来 nroff / troff的前身。那时的 UNIX 提供 16K bytes给系统、8K bytes给使用程序,档案最大的极限是 64K bytes. 而此套含有文书处理工具的系统,也正式获得贝尔实验室的专利部门采用,系统名称并被编为 "First Edition". 在 UNIX 移植成功后 Thompson 用 B语言为它添加了 Fortran Compiler,但因为 B语言属于一种解译语言(interpretive language ),执行成效并不是很好,于是 Ritchie又将它—— Compiler 发展成可产生机器码、允许定义数据形态及结构,Ritchie 称它为 C语言。1973年并以 C语言改写全部UNIX原始程序,UNIX于是首度出现正式版本——V5(第五版)。
此时的 UNIX 慢慢地在贝尔实验室内部蔓延开来,装机数也变成了 25 部之多。
由于当时的贝尔实验室实际上是掌控在美国电信电话公司(AT&T)及其子公司西方电器公司的手上,实验室主要是负责研究改进西方电器公司制造的和美国电信电话公司在贝尔系统中使用的电信设备。同时根据军方合同,从事与国防有关的研究与改进的工作。而 AT&T 本身由于有反托拉斯法的限制并不能从事于任何有关计算机方面的销售,所以 AT&T 的主管阶层们对于当时 UNIX 的发展并没有太多的支持,因而当时贝尔实验室内部对于 UNIX 的发展并不是相当在意也无意于将之推广。不过为了应付实验室内各部门日益增加的 UNIX 使用者与相关技术支持需求,还是成立了 UNIX ystem Group (简称 USG)。但该组织也仅只是提供技术上的支持,并未赋予继续发展的任务。所以当时的 UNIX 发展,全靠AT&T的工程师们的努力。这段期间 UNIX 的发展完全没有组织及系统性可言,而玩家尽是一些工程师们,于是乎种下了 UNIX 日后较难以被一般人所接受的命运。
走出贝尔实验室
1974年 Thompson 与 Ritchie共同在 Communications of the ACM发表了一篇 UNIX 论文 "UNIX Time-Sharing System" 得到相当大的回响。 1975 年 UNIX 发表第六版(V6)﹐其提供的强大功能更胜过当时昂贵大计算机的操作系统,其最大特点是以高级语言写成,仅需要做少部份程序的修改便可移植到不同的计算机平台上。 UNIX V6版本并附有完整的程序原始码在 1976 年正式从贝尔实验室内部传播到各大学及研究机构,UC Berkeley 也就是依据这个版本开始研究并加以发展,并在 1977 年发表 1 BSD(1st Berkeley Software Distribution)版本的 UNIX OS,其后续的发展更为 UNIX OS贡献良多且影响深远,此点稍后再为你说明。
同年 UNIX 因它提供良好程序发展环境、网络传输服务与及时服务(Real-Time Services),而广得各电话公司采用。Interactive System Corporation更因 Value Added Reseller (VAR )运用 UNIX 来强化办公室自动化环境,成为第一家应用UNIX操作系统的公司。此年UNIX亦被修改并第一次装到 Interdata 8/32 型计算机上。这也是 UNIX 操作系统首次安装在非 PDP型的计算机上。自此 UNIX 系统开始被移植改装到各型微处理机及新计算机上
一个稳定的基石
1978年 UNIX 发表对今日影响最重大的 UNIX 第七版(UNIX Time-Sharing System,Seventh Edition )也就是 V7.此版本包含 Fortran 77 compiler、Shell (只有Bourne Shell)、文件处理工具(nroff/troff 、roff、 MS mocro等)、UNIX-to-UNIX-file-Copy(用来支持两台 UNIX 机器间的档案传输)、数据处理工具(AWK 、SED 等强悍的工具)、除错工具(ADB )、程序发展工具(MAKE)、Lexical analyzer generator(LEX 、YACC等)、简单的绘图工具、并支持 C语言及 LINT verifier,主要执行于 PDP-11 及Interdata 8/32型计算机上。在当时那个年代来说其系统的架构与功能已经是相当的完备的了。Bourne Shell的原作者称她为 "improvement over all preceding and following Unices" ,在今日也有人称这个版本是 "last true Unix".由此可见 V7 在 UNIX 发展里程上的扮演了相当重要的盘石角色。
在当时 DEC公司推出了一款 32-bit supermini 主机—— VAX,搭配的 VAX的操作系统叫做 VMS. 这款迷你级计算机的硬件无可挑剔〈直到今日她的稳定度仍是被诸多老一辈的系统管理者所赞许的〉,但 DEC对 VMS操作系统的支持性却让贝尔实验室的工程师们宁愿使用UNIX OS . 而这项工作则是由 John Reiser和Tom London所共同完成。他们以 V7 为基础转移 UNIX OS到 VAX计算机上使用。
这个版本被称为 UNIX V32.同时为了转移的方便性,他们把 32-bit 的 VAX当成是大一点的 PDP-11 (因为 DEC 的 PDF-11 型计算机是 16-bit ),同时为了执行的效率,V32 放弃使用 VAX硬件提供的一项 paging 功能(DEC 的 VMS OS 有支持 paging 功能,也由于 V32舍弃这项功能,所以 V32没有虚拟内存的功能)。
即使是如此,V32 支持的地址已高达 4Gb. 就这样没有支持paging功能的 V32开始被广泛的安装在 VAX的机器上运作。
DEC 则是在 1984 年左右推出来自己的 UNIX OS,叫做 ULTRIX.
一个重要的延续及发展—— BSD UNIX
时间回到 1973 年 11 月, Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 在印第安纳Purdue大学的一场操作系统原理的座谈会。会场上、坐着一位柏克莱大学(U.C. Berkeley )教授,名字叫 Bob Fabry. 当天的 K&R所发表的 UNIX 立刻引发 Bob Fabry的极度兴趣。当时的柏克莱还是处在使用大型计算机主机、批次执行程序的阶段,并没有像 UNIX 这样的交谈式作业环境。会后,他便决定将UNIX带回柏克莱。
于是柏克莱的计算器科学、数学与统计三个系所合买的一台 PDP-11/45,准备用来迎接UNIX.1974 年 1月,Bell Labs寄来了一卷 V4 的磁带,学生 Keith Standiford 便开始进行安装 V4 的工作。安装时 Standiford 碰到了问题,便转向 Bell Labs求援。人在新泽西州的 Thompson 便透过柏克莱这端速度只有300-baud的调制解调器在在线进行侦错。
在 UNIX 的发展史上,这是 Bell Labs与柏克莱的第一次接触。
完成除错后,V4便顺利地在柏克莱这台新买的 PDP-11/45计算机上工作了。
当时这台是三个系所合买的,计算器科学好不容易装上了 UNIX ,却碰到数学与统计系所要使用 DEC's RSTS system,所以在一阵协调后,UNIX与 DEC's RSTS system以 8:16小时的比例分配,供三个系所轮流使用。一段时日后,具交谈式功能的 UNIX 在效能上的表现得到绝多数学生们喜爱,纷纷将自己的计划转向UNIX的时段。而一天占了 16 个小时的批处理时段却乏人问津。
当时 Eugene Wong与 Michael Stonebraker教授,看上了 UNIX 提供的便利性,便打算将他们的 INGRES 数据库计划重原先批处理的计算机环境转移到UNIX系统上面。在 1974 年,他们为这执行计划添购了一台新的 PDP-11/40 计算机,上面安装了 V5.这个计划也就是柏克莱的第一个将作业环境转移到UNIX的案子。
UNIX作业环境的需求,在柏克莱迅速地成长。为了应付需求,Michael Stonebraker 与Bob Fabry 教授决定再申请购买两台 PDP-11/45. 1975年初,DEC 推出 PDP-11/70,价格差不多等于两台 PDP-11/45,但功能强过 PDP-11/45 所以他们便决定改购买一台 PDP-11/70.
这台机器引来了 Ken Thompson 、碰上 Bill Joy 以及日后产生了 1BSD.她就宛如是一块 UNIX 史上的地标,沿袭自 Bell Labs,竖立在柏克莱,承先启后并开创新局。农夫个人认为,她应该被供在博物馆。
当这台机器在 1975 年终运达柏克莱时;同一时间,Thompson受邀回母校(柏克莱)当客座教授,科目就是 NIX.Thompson 在校期间与 Jeff Schriebman和 Bob Kridle 一起动手将新版的 V6 安装在 PDP-11/70.
Bill Joy1975年,一位密执安州大学的毕业生来到了柏克莱,他的名字就是Bill Joy. 当时 Joy和同学 Chuck Haley (tar 就是他写的)喜欢一起泡在计算机房里面,Thompson也时常插上一脚。他们成功地改善了 Pascal 的解译与侦错的能力,同时还提升了解译与执行的速度。另外换装上 ADM-3的屏幕后,他们觉得ed文字编辑指令并不合用;于是根据另外一个相似的 em 指令,发展了自己的觉得满意的文字编辑工具,也就是指令 ex.
1976年夏天,Thompson结束了他的休假回到 Bell Labs. 此时的 Joy和Haley 已经开始着手探索 UNIX kernal,甚至还做了一些修改。1977年初,Joy 制作了一卷磁带,上头写着"Berkeley Software Distribution." ,这就是 1BSD. 其中包含新的 Pascal compiler与 ex 编辑器。
次年,来了几台新屏幕—— ADM-3a ,这种屏幕支持光标地址显示,Joy 在这种屏幕上完成了有人爱不释手;有人恨之入骨的文字编辑器—— vi.接着不久,Joy 便发现一个问题,老旧的屏幕装备,还是会被用在其它的计算机上。为了支持上的方便,Joy 针对此现象设计了一个接口,用来管理、支持不同的屏幕装备。
这个接口就是现在的 termcap.1978 年中,包含了功能加强的 Pascal 与 vi 及termcap 的 "Second Berkeley Software Distribution ," 也就是 2BSD ,迅速的取代了原先版本。
1979年,至少有 75 部 PDP-11 的机器上安装 2BSD 在运作着。自此在 DEC PDP-11 系列上执行的 BSD版本便一直以 2.xBSD 作为识别。
由于 PDP-11 计算机实在相当长寿,持续到今日农夫我仍然在网络上发现过关于PDP 计算机的网站。似乎到今日它们仍旧在某些地方默默地工作着。
2.xBSD最近的一次改版是在 1987 年,使用 4.3 BSD为主架构改写,版本定为 2.10 BSD.
在 BSD UNIX 中登场的重要功能当中,有一个直到今日仍然叫人又爱又恨的指令– vi.我接触过不少学习 UNIX OS的人,大部分的人对 vi 的使用与掌握都不算顺手,其中恨死这个指令的也大有人在,前些日子农夫我还看到某个网站公开讨论起 vi 是否阻碍了 UNIX 的发展?实在夸张了一点!
Bill Joy多次公开地说,他要是知道 vi 会如此受" 欢迎" 的话,他宁愿当初没有写 vi 这只程序。不过 Bill Joy 也说过,当时他原本还想加入一项 Multiple Windows in vi 的功能,不过当他在写这部分程序的时候,磁带机坏了,所以Bill只好在没有备份的情况下继续工作,想不到" 屋漏偏逢连夜雨" ,程序写到一半,他使用的硬盘也跟着挂了。在无可挽救又没有备份磁带的情况下,Bill宣告放弃为 vi 增加 Multiple Windows 这项功能。事后 Bill 为前一版的 vi 写好使用说明后就继续作其它的事。所以 vi 就长成今天那付德性。农夫我认为这或许是福不是祸!搞不好当初要是连 Multiple Windows 这项功能一起发表的话,上头的图可能就是遗照了。
当时有位 Richard Fateman教授,原先使用一台 PDP-10 上进行着他的Macsyma 研究计划。但他需要更大的内存地址来执行程序,所以在 1978 年初,他看上了当时迪吉多新发表的 VAX-11/780.好不容易,他联合了其它的部门才凑足购买 VAX的经费。刚开始时,机器原本安装的是 VMS操作系统。不过别的成员要执行 UNIX 操作系统,于是 Fateman安装上了 V32. 但问题来了,V32 并不支持虚拟内存,Fateman 便找上了 Domenico Ferrari 教授,希望他与他的研究小组能为 UNIX 加上这项功能。当时一位学生叫 Ozalp Babaoglu ,他想到了一些解决的方法似乎可行,但因为牵涉到 VAX硬件与 UNIX kernal的问题,于是他找上了 Joy帮忙。
就在只有一台 VAX的状况下,他们努力奋战着。1979年 1月,在 VAX上支持虚拟内存的UNIX版本终于诞生,V32 从此走入历史。紧接着 Peter Kessler与 Marshall Kirk McKusick 为他加上了Pascal;Joy 则动手将 2BSD 上的 ex、vi、C shell 等工具转移了过来。这个版本就是 3BSD.一个首次支持虚拟内存、demand paging 和 page eplacement 的 UNIX OS.
UNIX与 DARPA交会
1970年代末,美国国防部先进研究计划机构(Defense Advanced Research Projects Agency ——简称 DARPA)正在为 AI (Artificial Intelligence ),VLSI及计算器视觉等研究(vision research )找寻一个可共通作业的计算机环境。硬件方面的首选是迪吉多的 VAX主机。配合的操作系统是 VMS. 这样的组合因拥有相当接近 DARPA 需求的功能被列入优先的考量,但在 DARPA与 DEC商谈对于 VMS的支持事宜之后,DARPA 并没有得到满意的答案。这迫使他们考虑朝向UNIX发展。但当时 UNIX OS(指的就是32V )搭配 VAX,最大的缺憾就是没有支持虚拟内存;但此时已经有人克服了。
当时,Bob Fabry 教授写了一份建议书给 DARPA,建议他们以柏克莱支持虚拟内存的 3BSD 为基础,发展成为计划所需。这份企划书引起了 DARPA的高度兴趣。随后 3BSD 也实际获得了 DARPA相关计划成员们的良好风评,也因此最后柏克莱大学打败了卡奈基梅隆大学与 BBN(Bolt Baranek & Newman , Inc. ),让 Bob Fabry成功地获得了 DARPA的资助合约。这份合约开始于 1980 年 4月,为期 18 月。此后的 DARPA便以 UNIX OS为标准操作系统。 Bob Fabry 教授在取得 DARPA合约后,依约成立了一个支持机构,也就是 Computer Systems Research Group简称 CSRG.Bob Fabry找上了 Bill Joy 来负责软件开发。Joy 迅速地以先前的 3BSD 为基础,整合新的功能。如 Job Contro l (作者是 Jim Kulp )、auto reboot 、1K block file system. 同时也整合入Pascal compiler 、Franz Lisp system、enhanced mail handling system.这就是在 1980 年所发表的 4BSD.没多久她便被安装在将近 500台VAX 上。
DARPA 采用了这个版本作为当时 DARPA的标准 UNIX 操作系统。
树大招风,当时,有位在 Stanford Research Institute的仁兄叫 David Kashtan,写了一份关于 VMS与 BSD UNIX在 VAX上的执行效率评估。该份报告指出 BSD UNIX 在效率上不如 VMS来的好。Joy 知道这件事之后,花了不到一个星期的时间,重新调整 UNIX kernal. 然后也写了一份报告,证明他们的BSD 在 VAX上要比 VMS优越多多。 1981年 6月,这个 Joy调整过的系统,加上了 Robert Elz 写的 auto configuration ,以 4.1BSD 的版本发表了。
当时的 DARPA对柏克莱 4.1BSD 的表现相当满意,于是续签了两年的新约,金额更是先前合约的 5倍。其中有一半的金额用在资助柏克莱继续发展 BSD UNIX . 钱多的相对代价就是要求高。当时,DARPA 对 UNIX 的期望开出了明确的目标;更迅速、更有效率的档案系统、支持程序可执行地址达 multi-gigabyte 、提供弹性的解译沟通能力、具整合支持网络能力。
在此同时,为了达到计划的目标,DARPA 成立的一个指导委员会;主要的成员有柏克莱的 Bob Fabry, Bill Joy ,Sam Leffler 、BBN 公司的 Alan Nemeth and Rob Gurwitz、贝尔实验室的 Dennis Ritchie 、史丹佛大学的 Keith Lantz、卡内基。梅伦大学 Rick Rashid、麻省理工学院 Bert Halstead、信息科学协会 Dan Lynch、DARPA 的 Duane Adams and Bob Baker以及加州。洛杉矶大学的 Jerry Popek.
不久,Joy 便开始整合早先 BBN的 Rob Gurwitz所发表的 TCP/IP protocols ,不过他对 BBN这些程序的执行效率并不满意,于是 Joy与 Sam Leffler重新写的一版自己的程序。
另外,并加入了一些支持网络的工具 rcp,rsh , rlogin ,rwho. 他们称她为 4.1aBSD,这个版本并没有正式发表,在1982年 4月开始供内部使用。虽是如此,在 4.2BSD 未正式发表之前,她还是繁殖的到处都是。6 月, 4.1aBSD kernal加上了新完成的档案系统,版本更新为 4.1bBSD.
rcp , rsh, rlogin , rwho 这群指令。因安全机制上的理由,逐渐被另一群新的指令群所取代,新的指令群叫 SSH(Secure Shell)。SHH 相关网址(http://www.ssh.org)。
1982年的春季末,已厌倦了在柏克莱环境的 Bill Joy ,答应受邀加入当年刚创办的 Sun Microsystems , Inc. ,成为 SUN的第四号创办人。那年的整个夏季他就在两地奔走。之后他对修改中的弹性解译沟通机制及改写 UNIX kernal到一个段落之后,由 Leffler接手了他的工作。由于合约期限的因素,Leffler 在1983年 4月发表了 4.1cBSD,提供给参予 DARPA各项相关计划的成员试用。6 月,DARPA 的指导委员会第二次会议招开,验收与检讨最新版的 BSD 成果。继续整合 UNIX 系统的 Leffler,在 1983 年 8月,发表了 4.2BSD.她达到了DARPA 的预定的需求;足以应付 CAD/CAM影像处理与 AI 研究的高速的档案系统及扩展强化的虚拟内存功能;提供能分散处理的解译沟通机制;支持56-Kbit 的 ARPA Internet网络连结,以及 10-Mbit/s Ethernet 的局域网络;还有经过重组架构已模块化的 kernal code ,提供更有效率的计算机平台移植。
SUN 以生产 RISC 架构的工作站计算机为主,使用的正是以 BSD为基础所的UNIX OS.在当时以不逊色于大型计算机的多人多任务、具网络沟通功能的UNIX OS 、加上价格低廉的硬件(相对于 mini 级计算机而言),广获得工程界的青睐,而mini级大计算机的命运自此注定开始逐渐式微。计算机软件的应用因为有了网络于是也开始朝向 Client-Server的架构发展。
1982年,SUN 有了自己的操作系统—— SunOS 1.0——承袭自 4.1BSD.一直到 1990 年11月,发表 SunOS 4.1.1 版同时冠上 Solaris 1.0时,SUN 才算开始向 System V 版本靠拢。
SunOS 4.1.1 可算是以 BSD为主体再附加上 System V 工具的 UNIX 混血儿。但这其实是个商业考量的过渡性做法(后文会加以说明)。
而 SunOS 4.1.x版的字眼也仅延续到 1994 年的 SunOS 4.1.4为止,她后继的版本是 Solaris 1.3. 真正延续到今日的 Solaris版本,则是始于 1992 年 7月的Solaris 2.0 (SUN OS 5.0)。
在商业有所成就的 SUN Microsystems 对 UNIX OS的发展倒也做了些重大贡献;如 1984 年发表的 NFS(Network File System )与其后在 1986 年发表的PC- NFS.
商业化的不平坦历程—— UNIX 版本的战争
UNIX商业化实质上即意味着将产生各种独立化的 UNIX 版本,这点大概是最显而易见的事实。如果以商品要具备独特性与独占性的利益来做考量的话,其实一点也不意外。因此 UNIX 开始衍生的相当多的版本。这种现象,对使用者以开发应用程序的厂商而言,已经造成了某成程度上困惑。然而,一种无所适从的无力感其实才刚开始。
1984年 1月 1日, AT&T 这个拥有 1495 亿美元资产、1 ,009 ,000 位员工的庞大巨兽,终于被格林法官(Harold H. Greene)以反扥拉斯法(antitrust ) 强制拆解成七家 RBOCs(Regional Bell Operating Companies ) . AT&T 也因而在一夕间解体成为区域性网络公司,从此失去了长途电话的垄断性地位。这种时空的转变让 AT&T 对 UNIX 的态度有了 180度的转变(其实,农夫我指的是收费的态度)。
先前已经提过 70 年代初期的 AT&T ,已经在长途电话市场上占有绝对垄断的优势,因而被美国政府的限制不得涉足与从事计算机与其它行业,也正因而造就了UNIX发展初期的自由开放。直到 1979 年,AT&T才宣布要将 UNIX 商业化的计划。1981年 11 月,AT&T属下的USG 发表了 System III.次年又更新为System IV.稍后于 1983 年,AT&T 将 CRG, USG合并成立了 UNIX System Development Lab. 一般简称为 USL,从其名称就不难清楚她将要扮演的角色。该年 System V 上市了。此时 AT&T 发觉每次版本更新都得花不少宣传费,实在不划算,所以决定在 System V 以后,名字就不再做变动了。1984年,System V Release 2发表,简称为 SVR2.在这个版本中,才终于看到来自 BSD 版本的 Virtual memory 功能,农夫我不得不惊叹 AT&T 的稳健作风。SVR3则是到了 1986 年才发表,随后 1987 年又发表了 SVR3.2.
1987年,在工作站市场上已占有一席之地的 SUN,找上了 AT&T ,打算将System V与 BSD这两大版本归为一统。 1988年初,双方更签订了合作合约,AT&T取得 SUN的一席董事,同时亦有权买下 SUN百分之二十的股份。这项合作计划,原本有机会整合当时版本纷乱的 UNIX OS. 但那是理想。实际上这个计划反而让 UNIX 族群里的其它成员恐慌万分,特别是 IBM、DEC 、HP这几个产业龙头。为了抵制这项行动,他们组织了一个反对联盟。因此「开放软件基金会」也就是 Open Software Foundation 简称 OSF在 1988 年正式诞生;成员除了前面的三巨头外,尚有多达三十几家计算机硬件制造厂商与系统咨询顾问公司,也相继以行动投入到此反对的行列中。然而 AT&T 与 SUN也不示弱地组织了 UNIX International ,也就是UNIX国际公司,成员数量虽然不比 OSF阵营来的多,但如果她是 Intel、 Toshiba 、Unisys、Motorola、Fujitsu ,这几个大块头,那也是很够看头的。
企业自身的利益在现实世界里始终是以个体的考量为优先,所以这两大阵营始终没能再达成任何共识,就连当时所制定的 UNIX 统一标准规格,严格来说也从不曾被实现过。这种企业利益上的冲突与矛盾其实也存在于同一个阵营中不同的成员之间。两大阵营对峙,可以说是 UNIX 有史以来最重大的产业冲突事件。
由于商业利益的政治考量大过技术问题的考量,也因此奠定了 UNIX 将继续分裂下去的命运。 AT&T 在 1989 年发表了 SVR4 ,SUN 在日后也将她的 SunOS 4.1. 1 开始冠上 Solaris的字眼,以行动靠拢 SVR4.OSF 则是在 1990 年发表了OSF/1.UNIX版本的问题因而更加混乱了。但有趣且可笑的是,开放系统——Open System ,这个双方都标榜的理念与观念却因此在计算机产业界引起了回响,这点倒是原先所始料未及的。
不久 AT&T 撤销了对 SUN的投资,同一个阵营的成员彼此也因而劳燕分飞。
USL 在 1991 年正式转变了一家独立的商业公司。但 UNIX 在商业市场上的价值却出现了变化……
让 UNIX 自由—— Networking Release 2
自从 UNIX 走出贝尔实验室后,研究机构与学术界就扮演了继承与发展的双重角色。在1979到 1984 年这段期间,UNIX的拥有者 AT&T ,对于学术界的授权政策尚可用「大方」来形容;同时也对学术界做某种程度的资助与合作。当时的学术界,得助于 AT&T 的大方授权与分享程序原始码,研习 UNIX 这个分时操作系统开始在学术界蔚为一股风气,甚至可以说是一种潮流或一种流行。其中,像柏克莱 BSD对 UNIX 的贡献,就是一个公开的事实。但早期的 BSD使用者,是必需向 AT&T 支付授权金的。这点,从产业界资助学术界的角度来看是一点也不值得惊讶的。因为资金的援助为了就是取得其成果。所以当时基于 AT&T 原始码所发展的成果,均归属 AT&T 所有。也因而 AT&T 掌控了 UNIX 的所有权。到了1984年以后,AT&T开始更积极地保护 UNIX 的原始码;AT&T甚至还要求各大学的使用人员签订保密条约,想藉此防堵 UNIX 的原始码从学术单位流出,以影响到商业利益。
在 DARPA资助柏克莱从事 BSD OS 发展的过程中,诞生了 TCP/IP 这项广泛影响现今计算机与因特网的通讯协议。由于 DARPA对于资助开发的软件项目有明文规定接受资助者必须无条件地释出程序的原始码,所以 TCP/IP 的原始码与程序的版权并不属于 AT&T 所有。这点在现今看来其意义是不凡的。也正因为有此一条件,柏克莱的 CSRG (Computer System Research Group)因应 BSD Vendors需求,在 1989 年 6月发表了 Networking Release 1 ,她包含了TCP/IP source code以及一些工具,提供给当时正开始起步发展的个人计算机制造业者使用。Networking Release 1 授权收费仅 1000 美元,而且不需要 T&T的商业授权,取而代之的是柏克莱大学的开放式授权。
农夫我看柏克莱授权方式,几乎可以说是一种良心式授权方式,在实质的运用上她完全没有限制。她允许原始码或执行档在任何情况下修改并且允许将修改后的程序从事商业行为而无须任何回馈,当然也没有绝对要求开发者必须要释出原始码。如果你改都不改地加以贩售,她也没有意见。但有一点不可违反的限制,就是必须在衍生物的版权声明上提到柏克莱的贡献。这种做法在日后,也没有多少改变,而这样的授权方式也成为了柏克莱的授权精神。
Keith Bostic由于 Networking Release 1 所得到的响应实在远超过 CSRG 成员的预估。
这个不算差的成果,让柏克莱的 CSRG 觉得有必要释出更多属于 BSD的程序原始码。于是激发 CSRG 的成员 Keith Bostic开始组织志愿工作者从事一项就算不能够惊天也足以动地的程序写作计划。计划的主要目的在当时还真让人感到有点" 乌扥邦".农夫我个人喜欢戏称她为「解放 UNIX 计划」。
Marshall Kirk McKusick这项计划大体上分成两个部分,操作系统工具(Utility )
与核心(kernal)。而且参与人员必须在完全没有参考 AT&T UNIX source code的情况下进行撰写程序的工作。因为只有在这种条件下,写出来的程序代码,才能摆脱 AT&T 的着作权束缚。当然这也绝对不是一件容易的事。Keith Bostic四处奔走,组织了超过四百名热心的软件工程师,经过了长达十八个月的奋战之后,操作系统主要的工具与链接库才算改写完成。Marshall Kirk McKusick负责改写当时的核心程序。但系统核心的部分,由于长期以来柏克莱与 AT&T 一直就彼此分享 UNIX 原始码,所以各自所加上去的程序代码早已混杂难分了。为了彻底的厘清双方各自撰写的部分,他们下决心进行逐行比对。首先花了好几个月的时间,将核心程序每一行每一个档案都建立转换比对的数据库。然后接着进行移除来自 AT&T 32V 的程序代码并改写她们。即使是如此,仍旧有 6只程序让他们束手无策,因而无法将核心程序彻底完整地改写。最后,他们还是决定将他们所做的所有成果发表。授权的方式沿用 Networking Release 1 的授权方式,授权的磁带依旧是 1000 美金。这个版本就是 Networking Release 2 ,也有人称她为 4.3BSD NET/2.发表的时间在 1991 年 6月。虽然这是个不完整的操作系统。
但,在今日看来,却有着划时代的意义—— UNIX OS自由了。
谁是" 老大哥" ——侵权诉讼
AT&T的 USL在 1991 年正式转变了一家公司。当然,这意味着她将更重视UNIX在商业上的利益。当时的 UNIX OS早以称霸高阶的计算机市场;从 Cray 超级计算机、IBM 的大型计算机主机、迷你级计算机到工作站,均是 UNIX 的天下(这一点,直到现在21世纪,仍旧没有多大的改变)。即使在 80 年代中期后开始迅速发展的个人计算机,虽然当时被戏称为是玩具计算机,但也仍旧有像XENIX[注1], Interactive UNIX[注2]等几种向 AT&T 缴过税的商业化版本。
UNIX简直就是 AT&T 的一棵摇钱树。
但这一切在 Networking Release 2 (以后简写为 Net/2)出现之后,起了变化!
首先,一位 i386 处理器的玩家名叫 Bill Jolitz,在拿到 Net/2之后,很快地就将 Net/2 kernal 缺少的程序补齐了。BSD kernal这时可算是大功告成了。
当时 Bill Jolitz将他们放在因特网与其它人共享他的原始码,并且得到了不少正面的响应。由于这个版本是使用在 i386 微处理器的个人计算机上,所以就命名为386BSD,在 1992 年 2月正式发表。这该算是 BSD首度功能完整且版权独立的版本。Bill Jolitz 是当时唯一的 kernal 维护者。在他离开这个计划之后,继起的 BSD玩家们延续了这个版本,日后衍生了 FreeBSD,然后又从其中分支出裂NetBSD版本。
另一个将 Net/2完整化的是一家叫 Berkeley Software Design ,Incorporated的公司,简称 BSDI[注3]. 由于 Net/2的版权声明中,宣称其源文件的合法性,并且允许使用者,从事衍生物的商业行为,所以 BSDI 将他们修改后的系统命名为 BSD/386. 他们并将成果打包,刊登广告以 995美金的售价贩售 BSD/386,而且含原始码,而且还提供免费服务电话的咨询,电号号码是"1-800-ITS-Unix". 时间大约是在 1992 年 1月。当时,USL 的 System V 含 source code的价格大约是 BSD/386价格的一百倍左右。这可惊动了老大哥 AT&T.并且正式地书面严重警告 BSDI 违反的注册商标法(电话号码里有Unix的字眼),并公开宣称 AT&T 拥有 UNIX 的注册商标。BSDI再次刊登广告公开反击 AT&T ,声明她的商业行为完全合法。果不期然,BSDI的博命演出让双方手牵手走上法庭。
AT&T的 USL控告 BSDI 剽窃他的 UNIX 原始码,要求法官还他公道。在听证会上,BSDI祭出早已准备好的法宝;自己在无任何 AT&T source code 的条件下写出的合法档案,以及来自于 BSD授权的 Net/2 source code. 前面的证据足以让 BSDI 立于不败之地,后者让 BSDI 置身在暴风圈外。BSDI的辨证获得了法官的采信。但 At&T 岂会就此罢手,他们将焦点转移到 Net/2的 BSD授权上面,并且重新提出控诉,被告的对象变成了 BSDI 与柏克莱大学;同时 AT&T 还申请法庭禁止 BSDI 一切的 BSD/386销售行为。就这样,柏克莱大学也对号入座了。
农夫我认为,毕竟 AT&T 是营利企业,她得维护她的商业利益,这点是天经地义的事。
虽然柏克莱大学与 AT&T 在 UNIX 发展上有着非比寻常的关系,但商业利益是现实的。企业资助学术界的研究计划,多半是基于商业上的考量;我相信,学术界的少数高层在寻求奥援时不会不明白这一点,即使这有可能让大部分的学术人士无法接受或不愿接受。不管如何,这一记醒棍倒再次挑起了这一点事实。
成为被告的柏克莱大学,只好无奈地面对这场无情的商业诉讼。但他们也同样不甘示弱地对 AT&T 的 Systerm V 着作权提出质疑,因为在 AT&T 的 UNIX 授权声明中完全没有提及柏克莱的贡献。所以柏克莱反控 AT&T 违反 BSD 的授权条款。柏克莱的反击让战况越演越烈,诉讼案一路从 AT&T 的老家新泽西州的联邦法庭打到柏克莱大学的所在地加州法院,但依旧没有结果。
到了 1993 年,官司还在进行中,但 AT&T 却已经打包 USL准备以一亿美元的价格找寻买主了。最后 AT&T 将 USL 以八千万美元代价的卖给了 Novell.而新买主也当仁不让地加入了这场混战。但却也因此,战况露出了一线平息的曙光。
诉讼案在 1994 年 1月宣告终结,以庭外和解收场。实际的协议内容仅有当事人知情。
如果从胜负的角度来看这场诉讼,或许柏克莱与 BSDI 是胜利的一方。但如果从UNIX发展的脚步来看这场诉讼,就可能根本没有任何一方是胜利者了。
事件平息后的 1994 年 6月,柏克莱的 CSRG 风光地发表了 BSD 4.4 Lite.在这个版本中,有 70 个档案引用的一份新修改的版权声明,阐述的 AT&T 与 BSD双方的贡献,并明确地给予档案自由散播的权利。但不知为何,应该有能力完整发表的 BSD 4.4 Lite 还是缺少了三的档案。当时,农夫我也很高兴地买了一本BSD4.4-Lite CD-ROM Companion ,含一张光盘,现在拿在手上,看来总觉得有点呆。
掌握 UNIX source code 以及 UNIX 商标的 Novell ,将 UNIX 商标交给X/open管理,自己则发展了一套命名为 UNIXWave 的操作系统。推出后市场的反应并不热络。不久,Novell与 SCO接头,在 SCO保证继续支持UNIXWare 的条件下,UNIX在 1995 年二次易主,新主人是SCO[注4].
备注:*1 Intel在 1978 年发表 4.77 MHz 的 8086 微处理器。1980年,Microsfot 便以 V7 为基础,发表了在微处理器(microprocessor-based computers)上执行的版本也就是 XENIX. 到了 1982 年,一家成立于 1979 年的软件公司 Santa Cruz Operation ,成为微软的合作开发厂商。之后她这家公司便一直致力于这个领域里延续到今日,缩写就是今日的 SCO.
*2 Interactive IS/1 (以 V6 为主体)。这个版本后来演化为比较让人熟知的名字—— Interactive UNIX. 后来因为 Sun Microsystems 致力发展 Solaris for X86,被财力雄厚的 Sun Microsystems 合并了,如今已经不见踪迹了。
*3就在我反复修改这段文稿的时候,BSDI这家公司已经被 Wind River 合并了,改名为iXsystems.2001/05/03
*4 2001 年 5月 4日,Caldera International , Inc. 正式并购了 SCO的服务器软件部及SCO 专业服务部这两个部门,新的控股公司名为 Caldera, Inc
GNU 计划——开启了新大道
在 1983 年 9月 27 日,麻省理工学院人工智能实验室(MIT Artificial Intelligence Lab )的 Richard M. Stallman(以下简称为 RMS),在net.unix-wizards以及net.usoft 的 newsgroups 贴上了一份标题为 "new UNIX implementation" 的讯息。这就是如今广为人知的 GNU计划的开始。在那则被视为「GNU 宣言」草稿的讯息中,RMS 阐述个人的理念与计划的目的——完成一个命名为 GNU的 "Free UNIX"操作系统,希望藉此寻唤理念想同者共襄盛举。
「如果我喜欢一个程序的话,那我就应该分享给其它喜欢这个程序的人」,这是RMS 的座右铭。此点也似乎正是促使其决心运作 GNU计划的原动力。当时的RMS 是想写出一套免费的操作系统。能够让每个人如空气般地自由的取得与使用。
选择“UNIX兼容”为设计的主要原因是;RMS 表明,UNIX并非他个人理想中的操作系统;他仅阅读一些相关数据,但未曾使用过(MIT 使用操作系统是"ITS——Incompatible Timesharing System");但他认为 UNIX 操作系统具有优良的本质特性。他相信如果 GUN与 UNIX 兼容将更容易令人接受。所以 RMS承袭 MIT用递归缩写字命名的传统为 GNU释译界定 Gnu is Not Unix.
1984年 1月,RMS 为了展开他的理想而决心离开已经待了十几年的 MIT AI Lab.。当他向他老板 Patrick Winston 辞职时,Winston 试图挽留地说:「你还是要辞职?」。RMS 不为所动的回答:「是」。Winston 显然得到预料中的答案,于是接着说出了思绪里关怀:「你想要保留你的钥匙吗?」。于是 RMS就从此开始专心地" 失业" 在他的老东家。一个人窝在他原来的旧办公室中,规划着如何开始他的 GNU计划。但想开发一套新的 UNIX 兼容的操作系统,即使是财力、人力资源雄厚的顶级计算机公司,也绝对不是一件说想做就能够做到的事。
当拟妥他的「GNU 宣言」之后,他正式向全世界呼唤、表明其将所为。种子落地了。
GNU 计划的第一只程序要算是孤军奋战的 RMS在 1984 年 9月开始撰写的Emacs 编辑器。
1985年初,Emacs 已进入可用的阶段。于是 RMS将她放在pre.ai.mit.edu这台机器的 FTP server 上,免费地让 amonymous的到访者自由下载使用。不久后,Emacs 强扞的功能引发了一些玩家们的注意,由于附上了 source code,玩家们能自己动手为它添加新的功能或除错,很快地,Emacs 获得了相当热烈的回响。随着名声渐播,开始有人相继地加入 GNU计划的程序写作阵营。" 此道不孤" 让 RMS倍感振奋与喜悦。
当时的因特网并未十分普及。所以有不少人虽然对 Emacs程序有兴趣,却没办法经由 FTP的管道取得,因而有人透过其它管道向 RMS询问能如何取得时,这可让当时处在失业状态的RMS 看到能够支持他继续奋战下去的资金来源——贩售" 自由软件".
一个人、一个独立的个人,要想在现实中实行自己的理念,最先得接受" 现实".唯有接收它是事实,实行理念的道路,才获得比较稳固的起点与开始。 ——网络农夫如是说。
想着、写着,脑中突然掠过一丝感受(所以顺便记录在这个地方)。不管如何,RMS 真的开始以一卷磁带 150 块美金的代价,服务有需要的人。也因为基于这个开始与基础,RMS 当年便创立了自由软件基金会—— Free Software Foundation(以后简称为FSF )。这对GNU 计划而言,意味着它已跨越个人化理念的构思阶段,并进入了有群体组织化的运作阶段。
同时,RMS 也制定出了属于GNU 计划的软件版权。RMS 使用 "copyleft" 用来形容她,其实就是与着作版权(copyright ) " 对立" 之意。这也就是 GPL—— General Purpose License(通用公共授权)。
GNU 计划的种子,就这样生根发芽了。
从贩卖 GNU自由软件扩展到其它的相关软件与参考手册,提供软件技术支持,并接受计算机器材与资金的捐助(捐助者依法享有一定额度的减税),为企业代训软件人才。FSF 努力地开辟财源却仍旧是运作资金捉襟见肘。RMS 本人并不支薪。而FSF 聘请软件工程师的待遇,也仅是软件业界薪资水平的一半。但这绝不表示GNU 计划的软件水准是半桶水。GCC 编译器是 GNU计划在 1987 年 3月开始发表的免费编译器,当时的版本是 0.9测试版。如今最新的版本则是 3.0. 这个编译器可以说是今日自由软件写作的基石。GCC 所解译的机器码,其可靠度绝对不逊于商业化的编译器产品,甚至可以说是优越过商业编译器。
90年代初,GNU 计划暨已完成了质量与数量均十分可观的系统工具。这些工具被广泛的使用在当时各种工作站的 UNIX 系统上。虽然已有如此的成果,但仍称不上是完整的操作系统。他们缺少一支属于自己的" 核心程序(kernal)".
UNIX在 4.2BSD 之后,越写越大 kernal 开始带来一些不便与问题。因而当时便开始有另一个写作理念逐渐在发展——微核心(microkernal )理念。
1985年,卡内基大学(Carnegie Mellon University简称 CMU)暨以 4.3BSD 为发展基础,将之一拆为二,分成 micro kernal 与 single server两个部分。
该计划的名称为"Mach". 这个计划成了微核心发展的技术先河。GNU 原本有意直接采用"Mach"计划的成果。但无奈,这一等,从80年代中等到了90年代初,在几经商量之后,他们打算采用微核心的写法,成立自己的计划,名称叫"Hurd". 这项计划,如今仍在奋战中,虽然 microkernal的做法让他们吃了不少苦头;但可喜的是,0.2 , 0.3 测试版本已经发表。
直到 21 世纪的今日,RMS 依旧努力不懈地耕耘着他的梦土。尽管他本人认为还尚未完全地实现他的「GNU 宣言」;但他执着于理念的行动,已凝聚了相当数量的自由软件写作族群们,在这些人与群体的努力下,一条新的大道其实已经被开拓出来了,她通往一个新的世界。大道旁,枝叶已然繁茂的树荫下,可口果实一如礼物般地为所有的人成熟。人们称她—— Linux.
新世代的焦点—— Linux
1990年代中期,因特网因出现 World Wide Web , HTML 这种新型态的应用,而开始迅速的延烧全世界。一夕间,架设因特网主机的需求激增。这时有一套可以免费取得,并且能让 x86计算机升格成 UNIX 级主机的免费操作系统,开始了吸引全世界目光。在传媒与计算机工程师们的竞相走告下成为了这个新世代的焦点,这个新的名字就是 Linux.
Linus Benedict Torvalds 当然,这套媒体吹捧的当红炸子鸡,可非一人之功,一夕即成的。Linux 是一套版权彻彻底底与 AT&T 无关的 UNIX-like OS.原始核心程序的创作者是芬兰籍的 Linus Benedict Torvalds(现今他仍旧是核心程序的维护者)。操作系统里大部分的系统工具,来自于 RMS行之多年的 GNU计划成果,以及其它的自由软件写作计划产生的软件,如 X Windows、KDE 、Gnome 等窗口接口。由于构成操作系统的主要部分均奉行 GPL 版权,所以市面上有相当多样的安装套件,目前较广为人知的有 RedHat 、Slackware 、SuSE、Debian GNU/Linux ……。也因此,这套操作系统,可说是包含了无数字自由软件写作者的共同心血。
如此的一套操作系统其实也就是 RMS多年来想要达成的宿愿—— "Free UNIX". 所以,RMS 本人总认为该将名称改做"GNU/Linux".因此,也有人用 GNU/Linux来称呼这个操作系统。
Torvalds打从十岁出头当他外公的" 键盘手" 开始,到了中学就已成了不折不扣的计算机迷。1990年,当他就读赫尔辛基大学(University of Helsinki) 信息系二年级,选修一门「C 语言与 UNIX 操作系统」的课程,因而疯狂地迷恋上了UNIX操作系统。那年正好赫尔辛基大学正好添购的一台 VAX,安装 Ultrix 操作系统。连接了 16 台终端机供授课师生使用。有所限制的计算机资源,对一位计算机迷来说是极痛苦忍受的。
Torvalds开始作梦想" 搞" 一套可以在自己计算机上跑的 UNIX.
1991年 1月,Torvalds利用 "学生贷款" 加上去年的 "耶诞红包" ,以分期付款方式买了一台 386 DX33 个人计算机(他的第三台计算机)。他选择安装的操作系统则是在学术界颇负盛名的 Minix[ 注5]. 在几番奋战下,就绪运作的 Minix OS 功能性却多方面无法满足Torvalds的需求,因而激发了他重头来的欲念。于是 Torvalds 在他的 386 DX33 上逐步探索并撰写出他自己的核心程序。他网络上释放的第一个版本是 1991 年 9月 17 日的 0.01 版。虽然她是个简陋的开始,但由于 Torvalds 本人持续维护与网友回馈贡献,原本一个人所撰写的核心程序竟在不知不觉中逐渐转化成 "虚拟团队" 的运作模式。
然而,一般计算机使用者,需要的是可安装运作的操作系统(农夫我习惯以" 安装套件" 称之),而非单一的操作系统核心。当时英国的曼彻斯特电算中心(Manchester Computer Center,简称 MCC)便根据 0.12 版核心程序制作了一套名为 MCC Imterin的安装套件。随后各地的安装套件有如雨后春笋般地出现;如美国德州 Dave Safford 的 TAMU (Texas A&M University)版、Martin Junius 的 MJ 版、Peter McDonald的 SLS(Softlanding Linux Sustem)版等非商业安装套件的出现。在安装需求日增的情况下,Linux 安装套件创造出了一块新的需求市场。这一线商机,让非商业安装套件的也开始出现在商业市场上。Slackware 大概可算是最早出现的商业安装套件了。到如今,商业与非商业的安装套件则已多得数不清了。
随着使用人数激增,核心程序的版本与功能也开始加速演化,但仍不失于稳健。
1994年 3月 13 日,核心程序 1.0正式发表。其安装套件在功能上的整合已急起直追当时商业版的 UNIX OS. 此时的 Linux OS 已拥有数十万名使用者。当时赫尔辛基大学还以此为由举办了一场名为"Linux首度正式发表会". 就在芬兰电视台与众多传媒的郑重其事的报导下,Torvalds成了芬兰人的自豪,Linux OS宛如刚诞生的" 超新星" ,闪闪发亮地展现在众人眼前。
早期的 Linux核心程序曾被 Andrew Tanenbaum 指出,过度紧密地与 x86处理器结合,所以他认为 Linux核心程序将无法移植到别的处理器上。这点显然与UNIX OS 的可移植性大不相同。当时的情况的确是如此,这或多或少与Torvalds本人受限于拥有的硬件资源有关。
但当 Linux的使用族群拓展开来之后,便开始有人主动地将她移植到不同的平台上。像 Dave Miller即以不下于Torvalds狂热与学习精神将 Linux成功地移植到 SUN的 SPARC工作站上。
此外如 Amiga、Atari 、PowerPc 、MIPS R4000也陆续见到 Linux的身影。
这些移植严格地从技术的角度来看,仅能说是" 个案".但这已激发 Torvalds 的兴趣。
真正撼动 Linux核心的移植是对 Alpha处理器。
1994年 5月,在 DEC使用者协会上,Digital 的工程师 John Hall(外号Maddog) 碰上了 Torvalds ,双方一见如故。Maddog力劝 Torvalds 将Linux 移植到 Alpha芯片上,并主动提供了一台 Alpha 计算机供 Torvalds 研究使用。当年可说是全世界最快的 64-bits Alpha芯片是 DEC引以为豪的一项成就,其架构与功能均优越过同一时期的 Intel 32-bits处理器。这种技术性的挑战吸引了 Torvalds 的投入。这项移植,但这对原先以 x86微处理器为写作基础的 Linux核心程序而言,实在不是一件小工程。在 Torvalds 与 DEC相关人员的将近一年奋战后,Linux 核心程序脱胎换骨,成功地移植到 Alpha处理器上(与 x86处理器使用同一套程序代码)。1995年 3月,被戏谑是 Linux'95 的1.2 版核心程序正式发表,支持Intel x86 、DEC Alpha 、SUN SPARC 、MIPS等处理器。
1996年 6月,核心程序版本由 1.3直接跃升为 2.0版。Torvalds本人正式钦定了一只" 企鹅" 作为 Linux的标志。同时也开始支持对称式多重处理器(Symmetric Multi-Processing,简称 SMP)架构的计算机;而支持的处理器则又多了 Motorola 68k 和 PowerPc. 在自由软件团体们的努力与计算机产业业界的支持投入之下,Linux 具备的功能逼近商业版 UNIX OS. 当然,Linux 要达到" 成熟" 与" 稳定" ,实际上还有好长的一段路要走。
时至今日,散播在全球各地的 Linux虚拟发展团体,仍旧持续地发展中。能维持到什么时候?这在将来的历史自有答案。但至少在现今,一个 RMS奋斗的目标——可自由分享程序代码的操作系统,已可贵地呈现在我们的眼前。
备注:*5 Minix是 Andrew Tanenbaum 教授为教学目的而撰写的操作系统。
在教育界可算是一套学习 UNIX 基础的好范本。
新文明世纪自由共享
到此,这一段关于 UNIX 发展的文字,已从过去的历史当中走回到了今日…
… 21 世纪的今日。本文也接近尾声了。请诸位原谅农夫将以极为自身的历史感受,来作为本文的结语。
阅读与探究历史,是农夫个人在年轻时即有的一点小癖好。通常我无法忍受对自己喜好事物的缘由一无所知。所以我会想办法去探究她由谁所创、因何而生与发展的沿革。也正因为如此,我才会为 UNIX 这个当初我没能在英文字典上找的怪字,写了这么一篇文字。
然而在 UNIX 的发展过程当中,我惊讶地发现了一项有别于我探索 20 世纪历史的东西。
我相信诸君应该清楚,20世纪是人类文明史上最为血腥残暴的一段岁月。在其间,多数民族的上个世代所遭逢的苦难,都是空前的。哲学家柏林(Isaiah Berlin )回顾 20 世纪的感受,说了以下这样的一段话。
「我的一生——我一定得这么说一句——经历了二十世纪,却不曾遭逢个人苦难。
然而在我的记忆之中,它却是西方史上最可怕的一个世纪。」
在 1957 年 10 月,前苏联发射了第一枚人造卫星,此举让当时的美国总统艾森豪威尔决定投下巨额的经费用以支持及发展科学,美国高等研究计划署(ARPA,Advanced Research Projects Agency )便是在这个时空下设立了,该单位负责推动系统发展等相关计划,成为当时美国电子计算器发展的重要推手。
1960年代是大型计算机的发展年代,当时的麻省理工学院因最先实现了兼容分时系统(CTSS, Compatible Time-Sharing System),在电子计算器领域享有相当崇高的地位。
1963年,麻省理工的里克莱德(J. C. R. Licklider,1915~1990 )
推动了 MAC计划,MAC 以 IBM的大型计算机做为主体,连接了将近 160台终端机,这些终端机就四散在学区以及教职员的家中,可以让 30 位使用者同时共享计算机资源。这项计划到了 1965 年便不堪负荷,于是麻省理工便决定开发更大型的分时计算机系统。新的计划便是—— MULTICS. 一个计算机
史上最为庞大的分时计算机系统,企图连接 1000 部终端机,支持 300位使用者同时上线的分时计算机系统。她面临的是,操作系统的分时观念还在各学术与研究机构探索成形中,计算机硬件亦需重新设计的双重挑战。
当时,麻省理工原本找 IBM来配合这项计划,但 IBM正忙着应付自己的问题而无意配合MULTICS 计划。此时,通用电子公司(General Electric Company)
也就是奇异公司正好在发展自己的大型主机,见机不可失,便极力邀请麻省理工参予她们的 GE 645 大型主机的规格制定。有了奇异热心主动的计算机硬件配合,麻省理工找上的不能贩售计算机却人才济济的贝尔电话实验室来负责承包软件工程。于是乎,MULTICS 的计划便在 1965 年由麻省理工学院、奇异公司及贝尔电话实验室这三个成员开始共同发展。
1969年,MULTICS 计划在历经四年的奋战后,仍旧未达到原先规划设计的理想,贝尔电话实验室决定退出计划。功能未达原始设计理想的 MULTICS还是安装在奇异公司的 GE 645 大型计算机上供麻省理工使用。奇异公司在该计划草草结束后不到一年便完全淡出大型计算机市场。日后,MULTICS 计划被嘲解为Many Unnecessarily Large Table In Core Simultaneously.
农夫我个人认为, MULTICS计划诞生在大型计算机将开始鼎沸的 1965 年,夭折于大型计算机最为辉煌的 1969 年。她如果适时在 1960 年代末期成功的话,绝对可以助长当时已经普遍被计算机权威人士视为理想的「计算机公用事业」,至少可以让大型计算机的发展与资源集中的应用模式就不至于会在 1970 年代初期就迅速萎缩。因为 MULTICS计划如果成功,至少能让当时的大型计算机的应用规模大上 10 倍左右。然而,MULTICS 计划失败了。她严重地打击了当时依赖大型计算机主机的计算机公用事业业者在发展上的信心。更由于没有相似的计划后继进行,使得集中式的大型计算机主机没有明显的使用效能提升,而加速催化计算器工业的转变,以寻找新的道路。另一方面,MULTICS 计划失败的经验亦让当时参与该计划的软件工程师们得到相当宝贵的经验与正面的影响。
几年后,就在 AT&T ,MULTICS 计划这个不同凡响的失败换来的一个不同凡响的成功。
一个戏谑她的名字诞生了…… UNIX.
Ken_Thompso
Dennis_Ritchie
一个游戏的开始
1969年贝尔实验室的计算器科学研究中心(Computing Science Research Center )
成员退出 MULTICS计划的同时,贝尔实验室本身其实也没有一套完善便利的交谈式计算器服务环境。在其中不少工程师们也正为了改善程序设计环境努力着, Ken Thompson 、Dennis Ritchie和其同事们在当时草拟一个新的档案系统架构,这个档案系统也就是早期的 UNIX 操作系统的档案系统的前身。当时的 Ken Thompson 忙着使用 Fortran语言将原本在 Multics系统中开发的game叫 "Space Travel" (太空旅游)转移到 GECOS System 上开发。 当时 GECOS System大型计算机的CPU Time相当昂贵(一秒要 75 块美金),同时控制 "spaceship"(宇宙飞船) 的效果不甚理想,于是 Ken Thompson 不得不寻找替代的开发环境。Thompson看上了一台很少被人使用的 Digital Equipment Corporation PDP-7 迷你计算机,当时 PDP-7使用的是 Graphic-II 显示器,具有不错的图形处理能力。 Brian kernighan 于是 Ken Thompson 便与 Dennis Ritchie 连手将程序设计转移到 PDP-7型计算机上。
Ken Thompson在移转工作环境的同时为了得到较好的发展环境,便与Dennis Ritchie共同动手设计一套包含 File System、Process Subsystem 及一小组 Utility的操作系统,当时这套系统仅能支持 2个使用者使用。由于贝尔实验室对于 MULTICS计划失败的阴霾还未消散, Brian Kernighan这位仁兄开玩笑地戏称这套新的操作系统为 UNiplexed Information and Computing System,缩写为 UNICS,之后大家取谐音便叫她为 "UNIX" ,没想到这个开玩笑的名字会被人叫到今天。
初期的自由发展
事实上该套 "UNIX" 系统在当时仅是私下的被使用,也并没有得到多大的重视,一直到1971年的一个正式的计划,UNIX才正式被搬上台面。
PDP-11/201970 年,当时贝尔实验室的专利部门(Patent department )缺乏一套文书处理系统,为了设计开发的需要,于是买了一台 PDP-11 计算机。当时 PDP-11 计算机的交机过程并不顺利,处理器先到,硬盘则多等了好几个月。
当 PDP-11 一切准备妥当后,他们便将 UNIX 移植到拥有 512K bytes 硬盘的PDP-11/20 型计算机上,并在此系统之下开发了一套文书处理工具。而这套工具便是后来 nroff / troff的前身。那时的 UNIX 提供 16K bytes给系统、8K bytes给使用程序,档案最大的极限是 64K bytes. 而此套含有文书处理工具的系统,也正式获得贝尔实验室的专利部门采用,系统名称并被编为 "First Edition". 在 UNIX 移植成功后 Thompson 用 B语言为它添加了 Fortran Compiler,但因为 B语言属于一种解译语言(interpretive language ),执行成效并不是很好,于是 Ritchie又将它—— Compiler 发展成可产生机器码、允许定义数据形态及结构,Ritchie 称它为 C语言。1973年并以 C语言改写全部UNIX原始程序,UNIX于是首度出现正式版本——V5(第五版)。
此时的 UNIX 慢慢地在贝尔实验室内部蔓延开来,装机数也变成了 25 部之多。
由于当时的贝尔实验室实际上是掌控在美国电信电话公司(AT&T)及其子公司西方电器公司的手上,实验室主要是负责研究改进西方电器公司制造的和美国电信电话公司在贝尔系统中使用的电信设备。同时根据军方合同,从事与国防有关的研究与改进的工作。而 AT&T 本身由于有反托拉斯法的限制并不能从事于任何有关计算机方面的销售,所以 AT&T 的主管阶层们对于当时 UNIX 的发展并没有太多的支持,因而当时贝尔实验室内部对于 UNIX 的发展并不是相当在意也无意于将之推广。不过为了应付实验室内各部门日益增加的 UNIX 使用者与相关技术支持需求,还是成立了 UNIX ystem Group (简称 USG)。但该组织也仅只是提供技术上的支持,并未赋予继续发展的任务。所以当时的 UNIX 发展,全靠AT&T的工程师们的努力。这段期间 UNIX 的发展完全没有组织及系统性可言,而玩家尽是一些工程师们,于是乎种下了 UNIX 日后较难以被一般人所接受的命运。
走出贝尔实验室
1974年 Thompson 与 Ritchie共同在 Communications of the ACM发表了一篇 UNIX 论文 "UNIX Time-Sharing System" 得到相当大的回响。 1975 年 UNIX 发表第六版(V6)﹐其提供的强大功能更胜过当时昂贵大计算机的操作系统,其最大特点是以高级语言写成,仅需要做少部份程序的修改便可移植到不同的计算机平台上。 UNIX V6版本并附有完整的程序原始码在 1976 年正式从贝尔实验室内部传播到各大学及研究机构,UC Berkeley 也就是依据这个版本开始研究并加以发展,并在 1977 年发表 1 BSD(1st Berkeley Software Distribution)版本的 UNIX OS,其后续的发展更为 UNIX OS贡献良多且影响深远,此点稍后再为你说明。
同年 UNIX 因它提供良好程序发展环境、网络传输服务与及时服务(Real-Time Services),而广得各电话公司采用。Interactive System Corporation更因 Value Added Reseller (VAR )运用 UNIX 来强化办公室自动化环境,成为第一家应用UNIX操作系统的公司。此年UNIX亦被修改并第一次装到 Interdata 8/32 型计算机上。这也是 UNIX 操作系统首次安装在非 PDP型的计算机上。自此 UNIX 系统开始被移植改装到各型微处理机及新计算机上
一个稳定的基石
1978年 UNIX 发表对今日影响最重大的 UNIX 第七版(UNIX Time-Sharing System,Seventh Edition )也就是 V7.此版本包含 Fortran 77 compiler、Shell (只有Bourne Shell)、文件处理工具(nroff/troff 、roff、 MS mocro等)、UNIX-to-UNIX-file-Copy(用来支持两台 UNIX 机器间的档案传输)、数据处理工具(AWK 、SED 等强悍的工具)、除错工具(ADB )、程序发展工具(MAKE)、Lexical analyzer generator(LEX 、YACC等)、简单的绘图工具、并支持 C语言及 LINT verifier,主要执行于 PDP-11 及Interdata 8/32型计算机上。在当时那个年代来说其系统的架构与功能已经是相当的完备的了。Bourne Shell的原作者称她为 "improvement over all preceding and following Unices" ,在今日也有人称这个版本是 "last true Unix".由此可见 V7 在 UNIX 发展里程上的扮演了相当重要的盘石角色。
在当时 DEC公司推出了一款 32-bit supermini 主机—— VAX,搭配的 VAX的操作系统叫做 VMS. 这款迷你级计算机的硬件无可挑剔〈直到今日她的稳定度仍是被诸多老一辈的系统管理者所赞许的〉,但 DEC对 VMS操作系统的支持性却让贝尔实验室的工程师们宁愿使用UNIX OS . 而这项工作则是由 John Reiser和Tom London所共同完成。他们以 V7 为基础转移 UNIX OS到 VAX计算机上使用。
这个版本被称为 UNIX V32.同时为了转移的方便性,他们把 32-bit 的 VAX当成是大一点的 PDP-11 (因为 DEC 的 PDF-11 型计算机是 16-bit ),同时为了执行的效率,V32 放弃使用 VAX硬件提供的一项 paging 功能(DEC 的 VMS OS 有支持 paging 功能,也由于 V32舍弃这项功能,所以 V32没有虚拟内存的功能)。
即使是如此,V32 支持的地址已高达 4Gb. 就这样没有支持paging功能的 V32开始被广泛的安装在 VAX的机器上运作。
DEC 则是在 1984 年左右推出来自己的 UNIX OS,叫做 ULTRIX.
一个重要的延续及发展—— BSD UNIX
时间回到 1973 年 11 月, Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 在印第安纳Purdue大学的一场操作系统原理的座谈会。会场上、坐着一位柏克莱大学(U.C. Berkeley )教授,名字叫 Bob Fabry. 当天的 K&R所发表的 UNIX 立刻引发 Bob Fabry的极度兴趣。当时的柏克莱还是处在使用大型计算机主机、批次执行程序的阶段,并没有像 UNIX 这样的交谈式作业环境。会后,他便决定将UNIX带回柏克莱。
于是柏克莱的计算器科学、数学与统计三个系所合买的一台 PDP-11/45,准备用来迎接UNIX.1974 年 1月,Bell Labs寄来了一卷 V4 的磁带,学生 Keith Standiford 便开始进行安装 V4 的工作。安装时 Standiford 碰到了问题,便转向 Bell Labs求援。人在新泽西州的 Thompson 便透过柏克莱这端速度只有300-baud的调制解调器在在线进行侦错。
在 UNIX 的发展史上,这是 Bell Labs与柏克莱的第一次接触。
完成除错后,V4便顺利地在柏克莱这台新买的 PDP-11/45计算机上工作了。
当时这台是三个系所合买的,计算器科学好不容易装上了 UNIX ,却碰到数学与统计系所要使用 DEC's RSTS system,所以在一阵协调后,UNIX与 DEC's RSTS system以 8:16小时的比例分配,供三个系所轮流使用。一段时日后,具交谈式功能的 UNIX 在效能上的表现得到绝多数学生们喜爱,纷纷将自己的计划转向UNIX的时段。而一天占了 16 个小时的批处理时段却乏人问津。
当时 Eugene Wong与 Michael Stonebraker教授,看上了 UNIX 提供的便利性,便打算将他们的 INGRES 数据库计划重原先批处理的计算机环境转移到UNIX系统上面。在 1974 年,他们为这执行计划添购了一台新的 PDP-11/40 计算机,上面安装了 V5.这个计划也就是柏克莱的第一个将作业环境转移到UNIX的案子。
UNIX作业环境的需求,在柏克莱迅速地成长。为了应付需求,Michael Stonebraker 与Bob Fabry 教授决定再申请购买两台 PDP-11/45. 1975年初,DEC 推出 PDP-11/70,价格差不多等于两台 PDP-11/45,但功能强过 PDP-11/45 所以他们便决定改购买一台 PDP-11/70.
这台机器引来了 Ken Thompson 、碰上 Bill Joy 以及日后产生了 1BSD.她就宛如是一块 UNIX 史上的地标,沿袭自 Bell Labs,竖立在柏克莱,承先启后并开创新局。农夫个人认为,她应该被供在博物馆。
当这台机器在 1975 年终运达柏克莱时;同一时间,Thompson受邀回母校(柏克莱)当客座教授,科目就是 NIX.Thompson 在校期间与 Jeff Schriebman和 Bob Kridle 一起动手将新版的 V6 安装在 PDP-11/70.
Bill Joy1975年,一位密执安州大学的毕业生来到了柏克莱,他的名字就是Bill Joy. 当时 Joy和同学 Chuck Haley (tar 就是他写的)喜欢一起泡在计算机房里面,Thompson也时常插上一脚。他们成功地改善了 Pascal 的解译与侦错的能力,同时还提升了解译与执行的速度。另外换装上 ADM-3的屏幕后,他们觉得ed文字编辑指令并不合用;于是根据另外一个相似的 em 指令,发展了自己的觉得满意的文字编辑工具,也就是指令 ex.
1976年夏天,Thompson结束了他的休假回到 Bell Labs. 此时的 Joy和Haley 已经开始着手探索 UNIX kernal,甚至还做了一些修改。1977年初,Joy 制作了一卷磁带,上头写着"Berkeley Software Distribution." ,这就是 1BSD. 其中包含新的 Pascal compiler与 ex 编辑器。
次年,来了几台新屏幕—— ADM-3a ,这种屏幕支持光标地址显示,Joy 在这种屏幕上完成了有人爱不释手;有人恨之入骨的文字编辑器—— vi.接着不久,Joy 便发现一个问题,老旧的屏幕装备,还是会被用在其它的计算机上。为了支持上的方便,Joy 针对此现象设计了一个接口,用来管理、支持不同的屏幕装备。
这个接口就是现在的 termcap.1978 年中,包含了功能加强的 Pascal 与 vi 及termcap 的 "Second Berkeley Software Distribution ," 也就是 2BSD ,迅速的取代了原先版本。
1979年,至少有 75 部 PDP-11 的机器上安装 2BSD 在运作着。自此在 DEC PDP-11 系列上执行的 BSD版本便一直以 2.xBSD 作为识别。
由于 PDP-11 计算机实在相当长寿,持续到今日农夫我仍然在网络上发现过关于PDP 计算机的网站。似乎到今日它们仍旧在某些地方默默地工作着。
2.xBSD最近的一次改版是在 1987 年,使用 4.3 BSD为主架构改写,版本定为 2.10 BSD.
在 BSD UNIX 中登场的重要功能当中,有一个直到今日仍然叫人又爱又恨的指令– vi.我接触过不少学习 UNIX OS的人,大部分的人对 vi 的使用与掌握都不算顺手,其中恨死这个指令的也大有人在,前些日子农夫我还看到某个网站公开讨论起 vi 是否阻碍了 UNIX 的发展?实在夸张了一点!
Bill Joy多次公开地说,他要是知道 vi 会如此受" 欢迎" 的话,他宁愿当初没有写 vi 这只程序。不过 Bill Joy 也说过,当时他原本还想加入一项 Multiple Windows in vi 的功能,不过当他在写这部分程序的时候,磁带机坏了,所以Bill只好在没有备份的情况下继续工作,想不到" 屋漏偏逢连夜雨" ,程序写到一半,他使用的硬盘也跟着挂了。在无可挽救又没有备份磁带的情况下,Bill宣告放弃为 vi 增加 Multiple Windows 这项功能。事后 Bill 为前一版的 vi 写好使用说明后就继续作其它的事。所以 vi 就长成今天那付德性。农夫我认为这或许是福不是祸!搞不好当初要是连 Multiple Windows 这项功能一起发表的话,上头的图可能就是遗照了。
当时有位 Richard Fateman教授,原先使用一台 PDP-10 上进行着他的Macsyma 研究计划。但他需要更大的内存地址来执行程序,所以在 1978 年初,他看上了当时迪吉多新发表的 VAX-11/780.好不容易,他联合了其它的部门才凑足购买 VAX的经费。刚开始时,机器原本安装的是 VMS操作系统。不过别的成员要执行 UNIX 操作系统,于是 Fateman安装上了 V32. 但问题来了,V32 并不支持虚拟内存,Fateman 便找上了 Domenico Ferrari 教授,希望他与他的研究小组能为 UNIX 加上这项功能。当时一位学生叫 Ozalp Babaoglu ,他想到了一些解决的方法似乎可行,但因为牵涉到 VAX硬件与 UNIX kernal的问题,于是他找上了 Joy帮忙。
就在只有一台 VAX的状况下,他们努力奋战着。1979年 1月,在 VAX上支持虚拟内存的UNIX版本终于诞生,V32 从此走入历史。紧接着 Peter Kessler与 Marshall Kirk McKusick 为他加上了Pascal;Joy 则动手将 2BSD 上的 ex、vi、C shell 等工具转移了过来。这个版本就是 3BSD.一个首次支持虚拟内存、demand paging 和 page eplacement 的 UNIX OS.
UNIX与 DARPA交会
1970年代末,美国国防部先进研究计划机构(Defense Advanced Research Projects Agency ——简称 DARPA)正在为 AI (Artificial Intelligence ),VLSI及计算器视觉等研究(vision research )找寻一个可共通作业的计算机环境。硬件方面的首选是迪吉多的 VAX主机。配合的操作系统是 VMS. 这样的组合因拥有相当接近 DARPA 需求的功能被列入优先的考量,但在 DARPA与 DEC商谈对于 VMS的支持事宜之后,DARPA 并没有得到满意的答案。这迫使他们考虑朝向UNIX发展。但当时 UNIX OS(指的就是32V )搭配 VAX,最大的缺憾就是没有支持虚拟内存;但此时已经有人克服了。
当时,Bob Fabry 教授写了一份建议书给 DARPA,建议他们以柏克莱支持虚拟内存的 3BSD 为基础,发展成为计划所需。这份企划书引起了 DARPA的高度兴趣。随后 3BSD 也实际获得了 DARPA相关计划成员们的良好风评,也因此最后柏克莱大学打败了卡奈基梅隆大学与 BBN(Bolt Baranek & Newman , Inc. ),让 Bob Fabry成功地获得了 DARPA的资助合约。这份合约开始于 1980 年 4月,为期 18 月。此后的 DARPA便以 UNIX OS为标准操作系统。 Bob Fabry 教授在取得 DARPA合约后,依约成立了一个支持机构,也就是 Computer Systems Research Group简称 CSRG.Bob Fabry找上了 Bill Joy 来负责软件开发。Joy 迅速地以先前的 3BSD 为基础,整合新的功能。如 Job Contro l (作者是 Jim Kulp )、auto reboot 、1K block file system. 同时也整合入Pascal compiler 、Franz Lisp system、enhanced mail handling system.这就是在 1980 年所发表的 4BSD.没多久她便被安装在将近 500台VAX 上。
DARPA 采用了这个版本作为当时 DARPA的标准 UNIX 操作系统。
树大招风,当时,有位在 Stanford Research Institute的仁兄叫 David Kashtan,写了一份关于 VMS与 BSD UNIX在 VAX上的执行效率评估。该份报告指出 BSD UNIX 在效率上不如 VMS来的好。Joy 知道这件事之后,花了不到一个星期的时间,重新调整 UNIX kernal. 然后也写了一份报告,证明他们的BSD 在 VAX上要比 VMS优越多多。 1981年 6月,这个 Joy调整过的系统,加上了 Robert Elz 写的 auto configuration ,以 4.1BSD 的版本发表了。
当时的 DARPA对柏克莱 4.1BSD 的表现相当满意,于是续签了两年的新约,金额更是先前合约的 5倍。其中有一半的金额用在资助柏克莱继续发展 BSD UNIX . 钱多的相对代价就是要求高。当时,DARPA 对 UNIX 的期望开出了明确的目标;更迅速、更有效率的档案系统、支持程序可执行地址达 multi-gigabyte 、提供弹性的解译沟通能力、具整合支持网络能力。
在此同时,为了达到计划的目标,DARPA 成立的一个指导委员会;主要的成员有柏克莱的 Bob Fabry, Bill Joy ,Sam Leffler 、BBN 公司的 Alan Nemeth and Rob Gurwitz、贝尔实验室的 Dennis Ritchie 、史丹佛大学的 Keith Lantz、卡内基。梅伦大学 Rick Rashid、麻省理工学院 Bert Halstead、信息科学协会 Dan Lynch、DARPA 的 Duane Adams and Bob Baker以及加州。洛杉矶大学的 Jerry Popek.
不久,Joy 便开始整合早先 BBN的 Rob Gurwitz所发表的 TCP/IP protocols ,不过他对 BBN这些程序的执行效率并不满意,于是 Joy与 Sam Leffler重新写的一版自己的程序。
另外,并加入了一些支持网络的工具 rcp,rsh , rlogin ,rwho. 他们称她为 4.1aBSD,这个版本并没有正式发表,在1982年 4月开始供内部使用。虽是如此,在 4.2BSD 未正式发表之前,她还是繁殖的到处都是。6 月, 4.1aBSD kernal加上了新完成的档案系统,版本更新为 4.1bBSD.
rcp , rsh, rlogin , rwho 这群指令。因安全机制上的理由,逐渐被另一群新的指令群所取代,新的指令群叫 SSH(Secure Shell)。SHH 相关网址(http://www.ssh.org)。
1982年的春季末,已厌倦了在柏克莱环境的 Bill Joy ,答应受邀加入当年刚创办的 Sun Microsystems , Inc. ,成为 SUN的第四号创办人。那年的整个夏季他就在两地奔走。之后他对修改中的弹性解译沟通机制及改写 UNIX kernal到一个段落之后,由 Leffler接手了他的工作。由于合约期限的因素,Leffler 在1983年 4月发表了 4.1cBSD,提供给参予 DARPA各项相关计划的成员试用。6 月,DARPA 的指导委员会第二次会议招开,验收与检讨最新版的 BSD 成果。继续整合 UNIX 系统的 Leffler,在 1983 年 8月,发表了 4.2BSD.她达到了DARPA 的预定的需求;足以应付 CAD/CAM影像处理与 AI 研究的高速的档案系统及扩展强化的虚拟内存功能;提供能分散处理的解译沟通机制;支持56-Kbit 的 ARPA Internet网络连结,以及 10-Mbit/s Ethernet 的局域网络;还有经过重组架构已模块化的 kernal code ,提供更有效率的计算机平台移植。
SUN 以生产 RISC 架构的工作站计算机为主,使用的正是以 BSD为基础所的UNIX OS.在当时以不逊色于大型计算机的多人多任务、具网络沟通功能的UNIX OS 、加上价格低廉的硬件(相对于 mini 级计算机而言),广获得工程界的青睐,而mini级大计算机的命运自此注定开始逐渐式微。计算机软件的应用因为有了网络于是也开始朝向 Client-Server的架构发展。
1982年,SUN 有了自己的操作系统—— SunOS 1.0——承袭自 4.1BSD.一直到 1990 年11月,发表 SunOS 4.1.1 版同时冠上 Solaris 1.0时,SUN 才算开始向 System V 版本靠拢。
SunOS 4.1.1 可算是以 BSD为主体再附加上 System V 工具的 UNIX 混血儿。但这其实是个商业考量的过渡性做法(后文会加以说明)。
而 SunOS 4.1.x版的字眼也仅延续到 1994 年的 SunOS 4.1.4为止,她后继的版本是 Solaris 1.3. 真正延续到今日的 Solaris版本,则是始于 1992 年 7月的Solaris 2.0 (SUN OS 5.0)。
在商业有所成就的 SUN Microsystems 对 UNIX OS的发展倒也做了些重大贡献;如 1984 年发表的 NFS(Network File System )与其后在 1986 年发表的PC- NFS.
商业化的不平坦历程—— UNIX 版本的战争
UNIX商业化实质上即意味着将产生各种独立化的 UNIX 版本,这点大概是最显而易见的事实。如果以商品要具备独特性与独占性的利益来做考量的话,其实一点也不意外。因此 UNIX 开始衍生的相当多的版本。这种现象,对使用者以开发应用程序的厂商而言,已经造成了某成程度上困惑。然而,一种无所适从的无力感其实才刚开始。
1984年 1月 1日, AT&T 这个拥有 1495 亿美元资产、1 ,009 ,000 位员工的庞大巨兽,终于被格林法官(Harold H. Greene)以反扥拉斯法(antitrust ) 强制拆解成七家 RBOCs(Regional Bell Operating Companies ) . AT&T 也因而在一夕间解体成为区域性网络公司,从此失去了长途电话的垄断性地位。这种时空的转变让 AT&T 对 UNIX 的态度有了 180度的转变(其实,农夫我指的是收费的态度)。
先前已经提过 70 年代初期的 AT&T ,已经在长途电话市场上占有绝对垄断的优势,因而被美国政府的限制不得涉足与从事计算机与其它行业,也正因而造就了UNIX发展初期的自由开放。直到 1979 年,AT&T才宣布要将 UNIX 商业化的计划。1981年 11 月,AT&T属下的USG 发表了 System III.次年又更新为System IV.稍后于 1983 年,AT&T 将 CRG, USG合并成立了 UNIX System Development Lab. 一般简称为 USL,从其名称就不难清楚她将要扮演的角色。该年 System V 上市了。此时 AT&T 发觉每次版本更新都得花不少宣传费,实在不划算,所以决定在 System V 以后,名字就不再做变动了。1984年,System V Release 2发表,简称为 SVR2.在这个版本中,才终于看到来自 BSD 版本的 Virtual memory 功能,农夫我不得不惊叹 AT&T 的稳健作风。SVR3则是到了 1986 年才发表,随后 1987 年又发表了 SVR3.2.
1987年,在工作站市场上已占有一席之地的 SUN,找上了 AT&T ,打算将System V与 BSD这两大版本归为一统。 1988年初,双方更签订了合作合约,AT&T取得 SUN的一席董事,同时亦有权买下 SUN百分之二十的股份。这项合作计划,原本有机会整合当时版本纷乱的 UNIX OS. 但那是理想。实际上这个计划反而让 UNIX 族群里的其它成员恐慌万分,特别是 IBM、DEC 、HP这几个产业龙头。为了抵制这项行动,他们组织了一个反对联盟。因此「开放软件基金会」也就是 Open Software Foundation 简称 OSF在 1988 年正式诞生;成员除了前面的三巨头外,尚有多达三十几家计算机硬件制造厂商与系统咨询顾问公司,也相继以行动投入到此反对的行列中。然而 AT&T 与 SUN也不示弱地组织了 UNIX International ,也就是UNIX国际公司,成员数量虽然不比 OSF阵营来的多,但如果她是 Intel、 Toshiba 、Unisys、Motorola、Fujitsu ,这几个大块头,那也是很够看头的。
企业自身的利益在现实世界里始终是以个体的考量为优先,所以这两大阵营始终没能再达成任何共识,就连当时所制定的 UNIX 统一标准规格,严格来说也从不曾被实现过。这种企业利益上的冲突与矛盾其实也存在于同一个阵营中不同的成员之间。两大阵营对峙,可以说是 UNIX 有史以来最重大的产业冲突事件。
由于商业利益的政治考量大过技术问题的考量,也因此奠定了 UNIX 将继续分裂下去的命运。 AT&T 在 1989 年发表了 SVR4 ,SUN 在日后也将她的 SunOS 4.1. 1 开始冠上 Solaris的字眼,以行动靠拢 SVR4.OSF 则是在 1990 年发表了OSF/1.UNIX版本的问题因而更加混乱了。但有趣且可笑的是,开放系统——Open System ,这个双方都标榜的理念与观念却因此在计算机产业界引起了回响,这点倒是原先所始料未及的。
不久 AT&T 撤销了对 SUN的投资,同一个阵营的成员彼此也因而劳燕分飞。
USL 在 1991 年正式转变了一家独立的商业公司。但 UNIX 在商业市场上的价值却出现了变化……
让 UNIX 自由—— Networking Release 2
自从 UNIX 走出贝尔实验室后,研究机构与学术界就扮演了继承与发展的双重角色。在1979到 1984 年这段期间,UNIX的拥有者 AT&T ,对于学术界的授权政策尚可用「大方」来形容;同时也对学术界做某种程度的资助与合作。当时的学术界,得助于 AT&T 的大方授权与分享程序原始码,研习 UNIX 这个分时操作系统开始在学术界蔚为一股风气,甚至可以说是一种潮流或一种流行。其中,像柏克莱 BSD对 UNIX 的贡献,就是一个公开的事实。但早期的 BSD使用者,是必需向 AT&T 支付授权金的。这点,从产业界资助学术界的角度来看是一点也不值得惊讶的。因为资金的援助为了就是取得其成果。所以当时基于 AT&T 原始码所发展的成果,均归属 AT&T 所有。也因而 AT&T 掌控了 UNIX 的所有权。到了1984年以后,AT&T开始更积极地保护 UNIX 的原始码;AT&T甚至还要求各大学的使用人员签订保密条约,想藉此防堵 UNIX 的原始码从学术单位流出,以影响到商业利益。
在 DARPA资助柏克莱从事 BSD OS 发展的过程中,诞生了 TCP/IP 这项广泛影响现今计算机与因特网的通讯协议。由于 DARPA对于资助开发的软件项目有明文规定接受资助者必须无条件地释出程序的原始码,所以 TCP/IP 的原始码与程序的版权并不属于 AT&T 所有。这点在现今看来其意义是不凡的。也正因为有此一条件,柏克莱的 CSRG (Computer System Research Group)因应 BSD Vendors需求,在 1989 年 6月发表了 Networking Release 1 ,她包含了TCP/IP source code以及一些工具,提供给当时正开始起步发展的个人计算机制造业者使用。Networking Release 1 授权收费仅 1000 美元,而且不需要 T&T的商业授权,取而代之的是柏克莱大学的开放式授权。
农夫我看柏克莱授权方式,几乎可以说是一种良心式授权方式,在实质的运用上她完全没有限制。她允许原始码或执行档在任何情况下修改并且允许将修改后的程序从事商业行为而无须任何回馈,当然也没有绝对要求开发者必须要释出原始码。如果你改都不改地加以贩售,她也没有意见。但有一点不可违反的限制,就是必须在衍生物的版权声明上提到柏克莱的贡献。这种做法在日后,也没有多少改变,而这样的授权方式也成为了柏克莱的授权精神。
Keith Bostic由于 Networking Release 1 所得到的响应实在远超过 CSRG 成员的预估。
这个不算差的成果,让柏克莱的 CSRG 觉得有必要释出更多属于 BSD的程序原始码。于是激发 CSRG 的成员 Keith Bostic开始组织志愿工作者从事一项就算不能够惊天也足以动地的程序写作计划。计划的主要目的在当时还真让人感到有点" 乌扥邦".农夫我个人喜欢戏称她为「解放 UNIX 计划」。
Marshall Kirk McKusick这项计划大体上分成两个部分,操作系统工具(Utility )
与核心(kernal)。而且参与人员必须在完全没有参考 AT&T UNIX source code的情况下进行撰写程序的工作。因为只有在这种条件下,写出来的程序代码,才能摆脱 AT&T 的着作权束缚。当然这也绝对不是一件容易的事。Keith Bostic四处奔走,组织了超过四百名热心的软件工程师,经过了长达十八个月的奋战之后,操作系统主要的工具与链接库才算改写完成。Marshall Kirk McKusick负责改写当时的核心程序。但系统核心的部分,由于长期以来柏克莱与 AT&T 一直就彼此分享 UNIX 原始码,所以各自所加上去的程序代码早已混杂难分了。为了彻底的厘清双方各自撰写的部分,他们下决心进行逐行比对。首先花了好几个月的时间,将核心程序每一行每一个档案都建立转换比对的数据库。然后接着进行移除来自 AT&T 32V 的程序代码并改写她们。即使是如此,仍旧有 6只程序让他们束手无策,因而无法将核心程序彻底完整地改写。最后,他们还是决定将他们所做的所有成果发表。授权的方式沿用 Networking Release 1 的授权方式,授权的磁带依旧是 1000 美金。这个版本就是 Networking Release 2 ,也有人称她为 4.3BSD NET/2.发表的时间在 1991 年 6月。虽然这是个不完整的操作系统。
但,在今日看来,却有着划时代的意义—— UNIX OS自由了。
谁是" 老大哥" ——侵权诉讼
AT&T的 USL在 1991 年正式转变了一家公司。当然,这意味着她将更重视UNIX在商业上的利益。当时的 UNIX OS早以称霸高阶的计算机市场;从 Cray 超级计算机、IBM 的大型计算机主机、迷你级计算机到工作站,均是 UNIX 的天下(这一点,直到现在21世纪,仍旧没有多大的改变)。即使在 80 年代中期后开始迅速发展的个人计算机,虽然当时被戏称为是玩具计算机,但也仍旧有像XENIX[注1], Interactive UNIX[注2]等几种向 AT&T 缴过税的商业化版本。
UNIX简直就是 AT&T 的一棵摇钱树。
但这一切在 Networking Release 2 (以后简写为 Net/2)出现之后,起了变化!
首先,一位 i386 处理器的玩家名叫 Bill Jolitz,在拿到 Net/2之后,很快地就将 Net/2 kernal 缺少的程序补齐了。BSD kernal这时可算是大功告成了。
当时 Bill Jolitz将他们放在因特网与其它人共享他的原始码,并且得到了不少正面的响应。由于这个版本是使用在 i386 微处理器的个人计算机上,所以就命名为386BSD,在 1992 年 2月正式发表。这该算是 BSD首度功能完整且版权独立的版本。Bill Jolitz 是当时唯一的 kernal 维护者。在他离开这个计划之后,继起的 BSD玩家们延续了这个版本,日后衍生了 FreeBSD,然后又从其中分支出裂NetBSD版本。
另一个将 Net/2完整化的是一家叫 Berkeley Software Design ,Incorporated的公司,简称 BSDI[注3]. 由于 Net/2的版权声明中,宣称其源文件的合法性,并且允许使用者,从事衍生物的商业行为,所以 BSDI 将他们修改后的系统命名为 BSD/386. 他们并将成果打包,刊登广告以 995美金的售价贩售 BSD/386,而且含原始码,而且还提供免费服务电话的咨询,电号号码是"1-800-ITS-Unix". 时间大约是在 1992 年 1月。当时,USL 的 System V 含 source code的价格大约是 BSD/386价格的一百倍左右。这可惊动了老大哥 AT&T.并且正式地书面严重警告 BSDI 违反的注册商标法(电话号码里有Unix的字眼),并公开宣称 AT&T 拥有 UNIX 的注册商标。BSDI再次刊登广告公开反击 AT&T ,声明她的商业行为完全合法。果不期然,BSDI的博命演出让双方手牵手走上法庭。
AT&T的 USL控告 BSDI 剽窃他的 UNIX 原始码,要求法官还他公道。在听证会上,BSDI祭出早已准备好的法宝;自己在无任何 AT&T source code 的条件下写出的合法档案,以及来自于 BSD授权的 Net/2 source code. 前面的证据足以让 BSDI 立于不败之地,后者让 BSDI 置身在暴风圈外。BSDI的辨证获得了法官的采信。但 At&T 岂会就此罢手,他们将焦点转移到 Net/2的 BSD授权上面,并且重新提出控诉,被告的对象变成了 BSDI 与柏克莱大学;同时 AT&T 还申请法庭禁止 BSDI 一切的 BSD/386销售行为。就这样,柏克莱大学也对号入座了。
农夫我认为,毕竟 AT&T 是营利企业,她得维护她的商业利益,这点是天经地义的事。
虽然柏克莱大学与 AT&T 在 UNIX 发展上有着非比寻常的关系,但商业利益是现实的。企业资助学术界的研究计划,多半是基于商业上的考量;我相信,学术界的少数高层在寻求奥援时不会不明白这一点,即使这有可能让大部分的学术人士无法接受或不愿接受。不管如何,这一记醒棍倒再次挑起了这一点事实。
成为被告的柏克莱大学,只好无奈地面对这场无情的商业诉讼。但他们也同样不甘示弱地对 AT&T 的 Systerm V 着作权提出质疑,因为在 AT&T 的 UNIX 授权声明中完全没有提及柏克莱的贡献。所以柏克莱反控 AT&T 违反 BSD 的授权条款。柏克莱的反击让战况越演越烈,诉讼案一路从 AT&T 的老家新泽西州的联邦法庭打到柏克莱大学的所在地加州法院,但依旧没有结果。
到了 1993 年,官司还在进行中,但 AT&T 却已经打包 USL准备以一亿美元的价格找寻买主了。最后 AT&T 将 USL 以八千万美元代价的卖给了 Novell.而新买主也当仁不让地加入了这场混战。但却也因此,战况露出了一线平息的曙光。
诉讼案在 1994 年 1月宣告终结,以庭外和解收场。实际的协议内容仅有当事人知情。
如果从胜负的角度来看这场诉讼,或许柏克莱与 BSDI 是胜利的一方。但如果从UNIX发展的脚步来看这场诉讼,就可能根本没有任何一方是胜利者了。
事件平息后的 1994 年 6月,柏克莱的 CSRG 风光地发表了 BSD 4.4 Lite.在这个版本中,有 70 个档案引用的一份新修改的版权声明,阐述的 AT&T 与 BSD双方的贡献,并明确地给予档案自由散播的权利。但不知为何,应该有能力完整发表的 BSD 4.4 Lite 还是缺少了三的档案。当时,农夫我也很高兴地买了一本BSD4.4-Lite CD-ROM Companion ,含一张光盘,现在拿在手上,看来总觉得有点呆。
掌握 UNIX source code 以及 UNIX 商标的 Novell ,将 UNIX 商标交给X/open管理,自己则发展了一套命名为 UNIXWave 的操作系统。推出后市场的反应并不热络。不久,Novell与 SCO接头,在 SCO保证继续支持UNIXWare 的条件下,UNIX在 1995 年二次易主,新主人是SCO[注4].
备注:*1 Intel在 1978 年发表 4.77 MHz 的 8086 微处理器。1980年,Microsfot 便以 V7 为基础,发表了在微处理器(microprocessor-based computers)上执行的版本也就是 XENIX. 到了 1982 年,一家成立于 1979 年的软件公司 Santa Cruz Operation ,成为微软的合作开发厂商。之后她这家公司便一直致力于这个领域里延续到今日,缩写就是今日的 SCO.
*2 Interactive IS/1 (以 V6 为主体)。这个版本后来演化为比较让人熟知的名字—— Interactive UNIX. 后来因为 Sun Microsystems 致力发展 Solaris for X86,被财力雄厚的 Sun Microsystems 合并了,如今已经不见踪迹了。
*3就在我反复修改这段文稿的时候,BSDI这家公司已经被 Wind River 合并了,改名为iXsystems.2001/05/03
*4 2001 年 5月 4日,Caldera International , Inc. 正式并购了 SCO的服务器软件部及SCO 专业服务部这两个部门,新的控股公司名为 Caldera, Inc
GNU 计划——开启了新大道
在 1983 年 9月 27 日,麻省理工学院人工智能实验室(MIT Artificial Intelligence Lab )的 Richard M. Stallman(以下简称为 RMS),在net.unix-wizards以及net.usoft 的 newsgroups 贴上了一份标题为 "new UNIX implementation" 的讯息。这就是如今广为人知的 GNU计划的开始。在那则被视为「GNU 宣言」草稿的讯息中,RMS 阐述个人的理念与计划的目的——完成一个命名为 GNU的 "Free UNIX"操作系统,希望藉此寻唤理念想同者共襄盛举。
「如果我喜欢一个程序的话,那我就应该分享给其它喜欢这个程序的人」,这是RMS 的座右铭。此点也似乎正是促使其决心运作 GNU计划的原动力。当时的RMS 是想写出一套免费的操作系统。能够让每个人如空气般地自由的取得与使用。
选择“UNIX兼容”为设计的主要原因是;RMS 表明,UNIX并非他个人理想中的操作系统;他仅阅读一些相关数据,但未曾使用过(MIT 使用操作系统是"ITS——Incompatible Timesharing System");但他认为 UNIX 操作系统具有优良的本质特性。他相信如果 GUN与 UNIX 兼容将更容易令人接受。所以 RMS承袭 MIT用递归缩写字命名的传统为 GNU释译界定 Gnu is Not Unix.
1984年 1月,RMS 为了展开他的理想而决心离开已经待了十几年的 MIT AI Lab.。当他向他老板 Patrick Winston 辞职时,Winston 试图挽留地说:「你还是要辞职?」。RMS 不为所动的回答:「是」。Winston 显然得到预料中的答案,于是接着说出了思绪里关怀:「你想要保留你的钥匙吗?」。于是 RMS就从此开始专心地" 失业" 在他的老东家。一个人窝在他原来的旧办公室中,规划着如何开始他的 GNU计划。但想开发一套新的 UNIX 兼容的操作系统,即使是财力、人力资源雄厚的顶级计算机公司,也绝对不是一件说想做就能够做到的事。
当拟妥他的「GNU 宣言」之后,他正式向全世界呼唤、表明其将所为。种子落地了。
GNU 计划的第一只程序要算是孤军奋战的 RMS在 1984 年 9月开始撰写的Emacs 编辑器。
1985年初,Emacs 已进入可用的阶段。于是 RMS将她放在pre.ai.mit.edu这台机器的 FTP server 上,免费地让 amonymous的到访者自由下载使用。不久后,Emacs 强扞的功能引发了一些玩家们的注意,由于附上了 source code,玩家们能自己动手为它添加新的功能或除错,很快地,Emacs 获得了相当热烈的回响。随着名声渐播,开始有人相继地加入 GNU计划的程序写作阵营。" 此道不孤" 让 RMS倍感振奋与喜悦。
当时的因特网并未十分普及。所以有不少人虽然对 Emacs程序有兴趣,却没办法经由 FTP的管道取得,因而有人透过其它管道向 RMS询问能如何取得时,这可让当时处在失业状态的RMS 看到能够支持他继续奋战下去的资金来源——贩售" 自由软件".
一个人、一个独立的个人,要想在现实中实行自己的理念,最先得接受" 现实".唯有接收它是事实,实行理念的道路,才获得比较稳固的起点与开始。 ——网络农夫如是说。
想着、写着,脑中突然掠过一丝感受(所以顺便记录在这个地方)。不管如何,RMS 真的开始以一卷磁带 150 块美金的代价,服务有需要的人。也因为基于这个开始与基础,RMS 当年便创立了自由软件基金会—— Free Software Foundation(以后简称为FSF )。这对GNU 计划而言,意味着它已跨越个人化理念的构思阶段,并进入了有群体组织化的运作阶段。
同时,RMS 也制定出了属于GNU 计划的软件版权。RMS 使用 "copyleft" 用来形容她,其实就是与着作版权(copyright ) " 对立" 之意。这也就是 GPL—— General Purpose License(通用公共授权)。
GNU 计划的种子,就这样生根发芽了。
从贩卖 GNU自由软件扩展到其它的相关软件与参考手册,提供软件技术支持,并接受计算机器材与资金的捐助(捐助者依法享有一定额度的减税),为企业代训软件人才。FSF 努力地开辟财源却仍旧是运作资金捉襟见肘。RMS 本人并不支薪。而FSF 聘请软件工程师的待遇,也仅是软件业界薪资水平的一半。但这绝不表示GNU 计划的软件水准是半桶水。GCC 编译器是 GNU计划在 1987 年 3月开始发表的免费编译器,当时的版本是 0.9测试版。如今最新的版本则是 3.0. 这个编译器可以说是今日自由软件写作的基石。GCC 所解译的机器码,其可靠度绝对不逊于商业化的编译器产品,甚至可以说是优越过商业编译器。
90年代初,GNU 计划暨已完成了质量与数量均十分可观的系统工具。这些工具被广泛的使用在当时各种工作站的 UNIX 系统上。虽然已有如此的成果,但仍称不上是完整的操作系统。他们缺少一支属于自己的" 核心程序(kernal)".
UNIX在 4.2BSD 之后,越写越大 kernal 开始带来一些不便与问题。因而当时便开始有另一个写作理念逐渐在发展——微核心(microkernal )理念。
1985年,卡内基大学(Carnegie Mellon University简称 CMU)暨以 4.3BSD 为发展基础,将之一拆为二,分成 micro kernal 与 single server两个部分。
该计划的名称为"Mach". 这个计划成了微核心发展的技术先河。GNU 原本有意直接采用"Mach"计划的成果。但无奈,这一等,从80年代中等到了90年代初,在几经商量之后,他们打算采用微核心的写法,成立自己的计划,名称叫"Hurd". 这项计划,如今仍在奋战中,虽然 microkernal的做法让他们吃了不少苦头;但可喜的是,0.2 , 0.3 测试版本已经发表。
直到 21 世纪的今日,RMS 依旧努力不懈地耕耘着他的梦土。尽管他本人认为还尚未完全地实现他的「GNU 宣言」;但他执着于理念的行动,已凝聚了相当数量的自由软件写作族群们,在这些人与群体的努力下,一条新的大道其实已经被开拓出来了,她通往一个新的世界。大道旁,枝叶已然繁茂的树荫下,可口果实一如礼物般地为所有的人成熟。人们称她—— Linux.
新世代的焦点—— Linux
1990年代中期,因特网因出现 World Wide Web , HTML 这种新型态的应用,而开始迅速的延烧全世界。一夕间,架设因特网主机的需求激增。这时有一套可以免费取得,并且能让 x86计算机升格成 UNIX 级主机的免费操作系统,开始了吸引全世界目光。在传媒与计算机工程师们的竞相走告下成为了这个新世代的焦点,这个新的名字就是 Linux.
Linus Benedict Torvalds 当然,这套媒体吹捧的当红炸子鸡,可非一人之功,一夕即成的。Linux 是一套版权彻彻底底与 AT&T 无关的 UNIX-like OS.原始核心程序的创作者是芬兰籍的 Linus Benedict Torvalds(现今他仍旧是核心程序的维护者)。操作系统里大部分的系统工具,来自于 RMS行之多年的 GNU计划成果,以及其它的自由软件写作计划产生的软件,如 X Windows、KDE 、Gnome 等窗口接口。由于构成操作系统的主要部分均奉行 GPL 版权,所以市面上有相当多样的安装套件,目前较广为人知的有 RedHat 、Slackware 、SuSE、Debian GNU/Linux ……。也因此,这套操作系统,可说是包含了无数字自由软件写作者的共同心血。
如此的一套操作系统其实也就是 RMS多年来想要达成的宿愿—— "Free UNIX". 所以,RMS 本人总认为该将名称改做"GNU/Linux".因此,也有人用 GNU/Linux来称呼这个操作系统。
Torvalds打从十岁出头当他外公的" 键盘手" 开始,到了中学就已成了不折不扣的计算机迷。1990年,当他就读赫尔辛基大学(University of Helsinki) 信息系二年级,选修一门「C 语言与 UNIX 操作系统」的课程,因而疯狂地迷恋上了UNIX操作系统。那年正好赫尔辛基大学正好添购的一台 VAX,安装 Ultrix 操作系统。连接了 16 台终端机供授课师生使用。有所限制的计算机资源,对一位计算机迷来说是极痛苦忍受的。
Torvalds开始作梦想" 搞" 一套可以在自己计算机上跑的 UNIX.
1991年 1月,Torvalds利用 "学生贷款" 加上去年的 "耶诞红包" ,以分期付款方式买了一台 386 DX33 个人计算机(他的第三台计算机)。他选择安装的操作系统则是在学术界颇负盛名的 Minix[ 注5]. 在几番奋战下,就绪运作的 Minix OS 功能性却多方面无法满足Torvalds的需求,因而激发了他重头来的欲念。于是 Torvalds 在他的 386 DX33 上逐步探索并撰写出他自己的核心程序。他网络上释放的第一个版本是 1991 年 9月 17 日的 0.01 版。虽然她是个简陋的开始,但由于 Torvalds 本人持续维护与网友回馈贡献,原本一个人所撰写的核心程序竟在不知不觉中逐渐转化成 "虚拟团队" 的运作模式。
然而,一般计算机使用者,需要的是可安装运作的操作系统(农夫我习惯以" 安装套件" 称之),而非单一的操作系统核心。当时英国的曼彻斯特电算中心(Manchester Computer Center,简称 MCC)便根据 0.12 版核心程序制作了一套名为 MCC Imterin的安装套件。随后各地的安装套件有如雨后春笋般地出现;如美国德州 Dave Safford 的 TAMU (Texas A&M University)版、Martin Junius 的 MJ 版、Peter McDonald的 SLS(Softlanding Linux Sustem)版等非商业安装套件的出现。在安装需求日增的情况下,Linux 安装套件创造出了一块新的需求市场。这一线商机,让非商业安装套件的也开始出现在商业市场上。Slackware 大概可算是最早出现的商业安装套件了。到如今,商业与非商业的安装套件则已多得数不清了。
随着使用人数激增,核心程序的版本与功能也开始加速演化,但仍不失于稳健。
1994年 3月 13 日,核心程序 1.0正式发表。其安装套件在功能上的整合已急起直追当时商业版的 UNIX OS. 此时的 Linux OS 已拥有数十万名使用者。当时赫尔辛基大学还以此为由举办了一场名为"Linux首度正式发表会". 就在芬兰电视台与众多传媒的郑重其事的报导下,Torvalds成了芬兰人的自豪,Linux OS宛如刚诞生的" 超新星" ,闪闪发亮地展现在众人眼前。
早期的 Linux核心程序曾被 Andrew Tanenbaum 指出,过度紧密地与 x86处理器结合,所以他认为 Linux核心程序将无法移植到别的处理器上。这点显然与UNIX OS 的可移植性大不相同。当时的情况的确是如此,这或多或少与Torvalds本人受限于拥有的硬件资源有关。
但当 Linux的使用族群拓展开来之后,便开始有人主动地将她移植到不同的平台上。像 Dave Miller即以不下于Torvalds狂热与学习精神将 Linux成功地移植到 SUN的 SPARC工作站上。
此外如 Amiga、Atari 、PowerPc 、MIPS R4000也陆续见到 Linux的身影。
这些移植严格地从技术的角度来看,仅能说是" 个案".但这已激发 Torvalds 的兴趣。
真正撼动 Linux核心的移植是对 Alpha处理器。
1994年 5月,在 DEC使用者协会上,Digital 的工程师 John Hall(外号Maddog) 碰上了 Torvalds ,双方一见如故。Maddog力劝 Torvalds 将Linux 移植到 Alpha芯片上,并主动提供了一台 Alpha 计算机供 Torvalds 研究使用。当年可说是全世界最快的 64-bits Alpha芯片是 DEC引以为豪的一项成就,其架构与功能均优越过同一时期的 Intel 32-bits处理器。这种技术性的挑战吸引了 Torvalds 的投入。这项移植,但这对原先以 x86微处理器为写作基础的 Linux核心程序而言,实在不是一件小工程。在 Torvalds 与 DEC相关人员的将近一年奋战后,Linux 核心程序脱胎换骨,成功地移植到 Alpha处理器上(与 x86处理器使用同一套程序代码)。1995年 3月,被戏谑是 Linux'95 的1.2 版核心程序正式发表,支持Intel x86 、DEC Alpha 、SUN SPARC 、MIPS等处理器。
1996年 6月,核心程序版本由 1.3直接跃升为 2.0版。Torvalds本人正式钦定了一只" 企鹅" 作为 Linux的标志。同时也开始支持对称式多重处理器(Symmetric Multi-Processing,简称 SMP)架构的计算机;而支持的处理器则又多了 Motorola 68k 和 PowerPc. 在自由软件团体们的努力与计算机产业业界的支持投入之下,Linux 具备的功能逼近商业版 UNIX OS. 当然,Linux 要达到" 成熟" 与" 稳定" ,实际上还有好长的一段路要走。
时至今日,散播在全球各地的 Linux虚拟发展团体,仍旧持续地发展中。能维持到什么时候?这在将来的历史自有答案。但至少在现今,一个 RMS奋斗的目标——可自由分享程序代码的操作系统,已可贵地呈现在我们的眼前。
备注:*5 Minix是 Andrew Tanenbaum 教授为教学目的而撰写的操作系统。
在教育界可算是一套学习 UNIX 基础的好范本。
新文明世纪自由共享
到此,这一段关于 UNIX 发展的文字,已从过去的历史当中走回到了今日…
… 21 世纪的今日。本文也接近尾声了。请诸位原谅农夫将以极为自身的历史感受,来作为本文的结语。
阅读与探究历史,是农夫个人在年轻时即有的一点小癖好。通常我无法忍受对自己喜好事物的缘由一无所知。所以我会想办法去探究她由谁所创、因何而生与发展的沿革。也正因为如此,我才会为 UNIX 这个当初我没能在英文字典上找的怪字,写了这么一篇文字。
然而在 UNIX 的发展过程当中,我惊讶地发现了一项有别于我探索 20 世纪历史的东西。
我相信诸君应该清楚,20世纪是人类文明史上最为血腥残暴的一段岁月。在其间,多数民族的上个世代所遭逢的苦难,都是空前的。哲学家柏林(Isaiah Berlin )回顾 20 世纪的感受,说了以下这样的一段话。
「我的一生——我一定得这么说一句——经历了二十世纪,却不曾遭逢个人苦难。
然而在我的记忆之中,它却是西方史上最可怕的一个世纪。」
2008年7月19日星期六
费尔马大定理:历经400年的浴火重生
法国人费尔马(Pierre de Fermat,1601-1665)是位律师,但他又是数学史上最伟大的业余数学家。以他名字命名的费尔马大定理已经有近400年的历史。有人认为,费尔马大定理是比哥德巴赫猜想更著名的世界数论难题。
1637年,费尔马阅读了希腊数学家丢番图(Diophontus)的《算术》一书。他在书中论述求解X2 + Y2 = Z2 一般解的章节时,信手在书的空白处,用笔写下这样的心得:“反过来说,不可能把一个立方数分拆为两个立方数的和;将一个4次幂写成两个4次幂之和。总的来说,不可能将一个高于 2次的幂写成两个同样次幂的和。我已发现了一个绝妙的证明,但因为空白太小,写不下了。”
我们知道,在直角三角形中,如果两条直角边的边长为 X和Y,斜边的边长为Z,则X2+Y2=Z2,这就是有名的勾股定理。如果直角三角形的三边的长都是整数,实质上便是勾股方程的整数解问题。满足到勾股方程的正整数(X,Y,Z)叫做勾股数组,例如(3,4,5,)、(5,12,13) 、(7,24,25)、(8,15,17)……等等都是基本勾股数组。
费尔马的结论是:当N>2时,Xn + Yn =Zn 没有正整数解。费尔马是否真的证出了这个结论,现在无从知晓,反正,后人没有见到过费尔马在别的地方写下这个结论的证明。300多年来,一个高中生就可以理解的定理,成了数学界最大的悬案。
这个问题吸引了很多优秀数学家和业余数学爱好者,法国科学院曾于1816年和1850年两次悬赏征解,德国也于1908年悬赏十万马克征解。应征者络绎不绝,但提出的解法都是错误的。长期来,人们既不能证明它,也未能否定它,只能对于许多给定的整数n来证明其成立。
其中,欧拉,18世纪最伟大的数学家之一,在那本特殊版本的《算术》中别的地方,发现费尔马隐蔽地描述了对4次幂的一个证明。欧拉将这个含糊不清的证明从细节上加以完善,并证明了3次幂的无解。但在他的突破之后,索非 热尔曼、勒让德、狄利克雷、加布里尔 拉梅等几个法国人再次取得突破时,距离费尔马写下那个定理已经过去了将近200年,而他们才仅仅又证明了5次幂和7次幂。
上一世纪50年代,我国著名数学家华罗庚在他的《数论导引》一书中写道:“所可言者,只于2小于n小于619时,此定理已经证明。即此甚微之结果,亦已耗却颇多数学家之脑汁矣。”但是,在打通这条道路途中,那些披荆斩棘的数学勇士们,表现出非凡的聪明才智,由费尔马大定理而引发的探索热情带动了整个数学的发展。由于对这一猜想的研究,促进了许多数论分支的发展,这在数学史上是绝无仅有的。费尔马大定理也被人们誉为“一只会下金蛋的鸡”。
历史的新转机发生在1986年夏,瑞波特证明了:费尔马大定理包含在“谷山丰-志村五郎猜想”之中。童年就痴迷于此的怀尔斯,闻此立刻潜心于书房七年,汇集了许多20世纪数论的突破性成果。1993年6月23日,在英国剑桥大学牛顿研究所的“世纪演讲”上,宣布证明了费尔马大定理。
不幸的是,数月后逐渐发现此证明有漏洞。这个证明体系是很多深奥数学推理连接着最现代的定理、事实和计算所组成的逻辑网络,任何一环节的问题都会导致前功尽弃。怀尔斯和他的团队几乎陷入了绝境。
1994年9月19日,怀尔斯在思维的闪电中突然找到了迷失的钥匙。怀尔斯的历史性长文“模椭圆曲线和费尔马大定理”1995年5月发表在美国《数学年刊》第142卷,实际占满了全卷,共五章,130页。
1997年6月27日,怀尔斯获得沃尔夫斯克勒10万马克悬赏大奖。怀尔斯现为普林斯顿大学数学系主任。
很显然,怀尔斯那冗长的、几百页的间接证明肯定不会是费尔马本人奇妙的证明,最多也只是怀尔斯和他的团队一次南辕北辙的探索。更可悲的是,他扼杀了费尔马大定理这只金鸡,而且这只金鸡是被活活折腾死的。
2007年9月,德国悬赏征解的百年大限刚过,恰逢我国教育部、科技部、中科院和国家自然科学基金会联合开展“10000个科学难题”征集活动。此次活动,拟向两院院士等科技精英征集各个领域的10000个科学难题,评审后结集出版。以提高我国自主创新能力;激励青年科技人员攻克科学难题;普及科学知识激发青少年热爱科学的兴趣,培养探索未知知识的好奇心。费尔马大定理获得了浴火重生的机遇。
近日,本人以国家自然科学基金会生物医学专家评审组组长的身份,向征集办公室提交了一份数学难题: “方程X3-Y3=1,无正整数和正分数解,幂指数为大于3的自然数时,亦然。”
这一命题来源于本人早年对费尔马大定理的研究。它是本人用数论方法来获证费尔马大定理的关键步骤之一。我将该题命名为“无锡横山数学猜想”。同时将方程表述成W3-H3=1。WH是无锡横山的拼音首码;更是英文Why(为什么?)和How(怎么干?)的缩写。
W3-H3=1的求证,必将撩开费尔马大定理奇妙证明的层层迷雾和陷阱。相信我国会有成千上万的青少年成功获证,进而真正得到费尔马本人所描述的那种绝妙的证明方法。这将极大地推动广大青少年热爱科学、追求理想的探索。
1637年,费尔马阅读了希腊数学家丢番图(Diophontus)的《算术》一书。他在书中论述求解X2 + Y2 = Z2 一般解的章节时,信手在书的空白处,用笔写下这样的心得:“反过来说,不可能把一个立方数分拆为两个立方数的和;将一个4次幂写成两个4次幂之和。总的来说,不可能将一个高于 2次的幂写成两个同样次幂的和。我已发现了一个绝妙的证明,但因为空白太小,写不下了。”
我们知道,在直角三角形中,如果两条直角边的边长为 X和Y,斜边的边长为Z,则X2+Y2=Z2,这就是有名的勾股定理。如果直角三角形的三边的长都是整数,实质上便是勾股方程的整数解问题。满足到勾股方程的正整数(X,Y,Z)叫做勾股数组,例如(3,4,5,)、(5,12,13) 、(7,24,25)、(8,15,17)……等等都是基本勾股数组。
费尔马的结论是:当N>2时,Xn + Yn =Zn 没有正整数解。费尔马是否真的证出了这个结论,现在无从知晓,反正,后人没有见到过费尔马在别的地方写下这个结论的证明。300多年来,一个高中生就可以理解的定理,成了数学界最大的悬案。
这个问题吸引了很多优秀数学家和业余数学爱好者,法国科学院曾于1816年和1850年两次悬赏征解,德国也于1908年悬赏十万马克征解。应征者络绎不绝,但提出的解法都是错误的。长期来,人们既不能证明它,也未能否定它,只能对于许多给定的整数n来证明其成立。
其中,欧拉,18世纪最伟大的数学家之一,在那本特殊版本的《算术》中别的地方,发现费尔马隐蔽地描述了对4次幂的一个证明。欧拉将这个含糊不清的证明从细节上加以完善,并证明了3次幂的无解。但在他的突破之后,索非 热尔曼、勒让德、狄利克雷、加布里尔 拉梅等几个法国人再次取得突破时,距离费尔马写下那个定理已经过去了将近200年,而他们才仅仅又证明了5次幂和7次幂。
上一世纪50年代,我国著名数学家华罗庚在他的《数论导引》一书中写道:“所可言者,只于2小于n小于619时,此定理已经证明。即此甚微之结果,亦已耗却颇多数学家之脑汁矣。”但是,在打通这条道路途中,那些披荆斩棘的数学勇士们,表现出非凡的聪明才智,由费尔马大定理而引发的探索热情带动了整个数学的发展。由于对这一猜想的研究,促进了许多数论分支的发展,这在数学史上是绝无仅有的。费尔马大定理也被人们誉为“一只会下金蛋的鸡”。
历史的新转机发生在1986年夏,瑞波特证明了:费尔马大定理包含在“谷山丰-志村五郎猜想”之中。童年就痴迷于此的怀尔斯,闻此立刻潜心于书房七年,汇集了许多20世纪数论的突破性成果。1993年6月23日,在英国剑桥大学牛顿研究所的“世纪演讲”上,宣布证明了费尔马大定理。
不幸的是,数月后逐渐发现此证明有漏洞。这个证明体系是很多深奥数学推理连接着最现代的定理、事实和计算所组成的逻辑网络,任何一环节的问题都会导致前功尽弃。怀尔斯和他的团队几乎陷入了绝境。
1994年9月19日,怀尔斯在思维的闪电中突然找到了迷失的钥匙。怀尔斯的历史性长文“模椭圆曲线和费尔马大定理”1995年5月发表在美国《数学年刊》第142卷,实际占满了全卷,共五章,130页。
1997年6月27日,怀尔斯获得沃尔夫斯克勒10万马克悬赏大奖。怀尔斯现为普林斯顿大学数学系主任。
很显然,怀尔斯那冗长的、几百页的间接证明肯定不会是费尔马本人奇妙的证明,最多也只是怀尔斯和他的团队一次南辕北辙的探索。更可悲的是,他扼杀了费尔马大定理这只金鸡,而且这只金鸡是被活活折腾死的。
2007年9月,德国悬赏征解的百年大限刚过,恰逢我国教育部、科技部、中科院和国家自然科学基金会联合开展“10000个科学难题”征集活动。此次活动,拟向两院院士等科技精英征集各个领域的10000个科学难题,评审后结集出版。以提高我国自主创新能力;激励青年科技人员攻克科学难题;普及科学知识激发青少年热爱科学的兴趣,培养探索未知知识的好奇心。费尔马大定理获得了浴火重生的机遇。
近日,本人以国家自然科学基金会生物医学专家评审组组长的身份,向征集办公室提交了一份数学难题: “方程X3-Y3=1,无正整数和正分数解,幂指数为大于3的自然数时,亦然。”
这一命题来源于本人早年对费尔马大定理的研究。它是本人用数论方法来获证费尔马大定理的关键步骤之一。我将该题命名为“无锡横山数学猜想”。同时将方程表述成W3-H3=1。WH是无锡横山的拼音首码;更是英文Why(为什么?)和How(怎么干?)的缩写。
W3-H3=1的求证,必将撩开费尔马大定理奇妙证明的层层迷雾和陷阱。相信我国会有成千上万的青少年成功获证,进而真正得到费尔马本人所描述的那种绝妙的证明方法。这将极大地推动广大青少年热爱科学、追求理想的探索。
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