大約700萬(wàn)年前，在東非大峽谷西側(cè)的廣袤原野上，生活著一群人。我們對(duì)他們知之甚少，不知道他們來(lái)自哪里，如何生活，忙碌之余想些什么。我們只知道他們中的一位死后，頭骨變成了一塊化石。2001年，法國(guó)-乍得古人類(lèi)學(xué)聯(lián)合考古隊(duì)的隊(duì)員阿溫塔？蒂姆都瑪貝（Ahounta Djimdoumalbaye）在乍得北部的朱布拉沙漠（Djurab Desert）發(fā)現(xiàn)了這塊化石。2002年7月10日，在關(guān)于這塊化石的論文即將在《自然》雜志上發(fā)表的前一天，乍得總統(tǒng)將這塊化石取名為圖邁（Touma？）出自當(dāng)?shù)馗晏m游牧部落的語(yǔ)言，意思是生命的希望。

如果將這顆頭骨化石正對(duì)前方，面部垂直，那么它的大腦顱底與脊髓銜接的枕骨大孔剛好垂直向下，這表明頭垂直位于脊柱上，古生物學(xué)家據(jù)此判斷它的主人已經(jīng)習(xí)慣兩腿直立行走。這是區(qū)別人和猿的關(guān)鍵特征。

在圖邁生活的年代過(guò)去600多萬(wàn)年之后，距今大約7000多年前，在長(zhǎng)江和黃河之間的中原大地上，生活著另一群人。他們將丹頂鶴的翅骨做成笛子，起初可能是為了發(fā)出聲音吸引獵物，后來(lái)逐漸當(dāng)作樂(lè)器，吹出各種旋律。1984年，在河南舞陽(yáng)的賈湖遺址中，河南省文物考古研究所考古研究員張居中發(fā)現(xiàn)了一支骨笛，在之后的幾年中，考古人員又發(fā)現(xiàn)了幾十支骨笛。同樣是在賈湖遺址中，考古人員還發(fā)現(xiàn)一些刻有符號(hào)的龜甲和骨頭，這些符號(hào)看起來(lái)是象形文字，有的看似眼睛的目字，有的與日字很像。

公元前3500年左右，在兩河流域的美索不達(dá)米亞地區(qū)（今伊拉克南部），生活著一群黑頭發(fā)的人，他們稱(chēng)自己為黑頭人。他們發(fā)明了楔形文字，寫(xiě)在黏土片上。他們用豐富的詞匯來(lái)表達(dá)運(yùn)河、堤壩、水庫(kù)這些對(duì)他們生活很重要的概念。他們還用文字記錄生活、傳遞思想。他們被稱(chēng)為蘇美爾人，至今已發(fā)現(xiàn)的蘇美爾文文獻(xiàn)已有數(shù)萬(wàn)篇，內(nèi)容有信件、法律文獻(xiàn)、贊美歌等。

大約在公元前3400年，古埃及也有了完整的象形文字系統(tǒng)。

公元前約1400年，中國(guó)的文字逐漸系統(tǒng)化。人們有時(shí)把文字刻在龜甲或獸骨上，有時(shí)把文字銘刻或鑄造在青銅器上，它們后來(lái)分別被稱(chēng)為甲骨文和金文。

文字的力量是巨大的。有了文字后，人類(lèi)可以書(shū)寫(xiě)自己的思想，人與人之間可以通過(guò)文字進(jìn)行跨越時(shí)空的交流，先進(jìn)的技術(shù)和偉大的思想可以得到更廣泛的傳播�？梢哉f(shuō)，文字是第一種可以清晰記錄和廣泛傳播人類(lèi)思想的載體。

文字出現(xiàn)后，人類(lèi)文明的發(fā)展速度大大加快，人口的數(shù)量也隨之增長(zhǎng)，人與人之間的矛盾和紛爭(zhēng)也日益復(fù)雜化。

文字的進(jìn)步意義不容置疑，但文字作為人類(lèi)語(yǔ)言的一種書(shū)面形式，也有著與生俱來(lái)的不足，那就是可能有歧義，特別是當(dāng)出現(xiàn)糾紛時(shí)，不同人出于不同的目的，可能做出不同的解釋。被稱(chēng)為通才的德國(guó)哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家萊布尼茨（16461716）曾反復(fù)思考這個(gè)問(wèn)題。雖然有很多頭銜，但萊布尼茨的主要職業(yè)是律師。1661年，15歲的萊布尼茨進(jìn)入萊比錫大學(xué)學(xué)習(xí)法律專(zhuān)業(yè)，兩年后便獲得學(xué)士學(xué)位。1666年，獲得博士學(xué)位的萊布尼茨放棄學(xué)校的教職，到美茵茨（德國(guó)萊茵蘭-普法爾茨州的首府和最大城市）的高等法庭工作。從此，萊布尼茨一邊從事律師工作，一邊鉆研自己喜愛(ài)的數(shù)學(xué)和哲學(xué)問(wèn)題。萊布尼茨持續(xù)努力的一個(gè)重要方向是開(kāi)發(fā)一套更好的表達(dá)方法。為此，萊布尼茨在1677年發(fā)現(xiàn)了微積分基本定理。但他仍繼續(xù)尋找，萊布尼茨說(shuō)：如果能找到合適的字符或符號(hào)清晰且準(zhǔn)確地表達(dá)我們的思想，就像算術(shù)里表達(dá)數(shù)字、幾何里表達(dá)直線(xiàn)那樣，那么很明顯，我們就可以用算術(shù)和幾何領(lǐng)域的方法來(lái)處理所有事情。

1679年，萊布尼茨發(fā)明了二進(jìn)制算術(shù)。在深入思索二進(jìn)制表達(dá)方法后，萊布尼茨驚喜萬(wàn)分，他認(rèn)為自己找到一種可以完美表達(dá)一切的簡(jiǎn)單方式，并且這種方式是可以計(jì)算的，便于使用機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)。萊布尼茨寫(xiě)信給在中國(guó)的法國(guó)傳教士白晉，希望白晉把自己的發(fā)明介紹給中國(guó)的皇帝。1701年11月14日，白晉回信給萊布尼茨，告訴萊布尼茨中國(guó)已經(jīng)有一套二進(jìn)制系統(tǒng)，稱(chēng)為八卦，白晉還在回信中詳細(xì)介紹了《周易》。

1703年，萊布尼茨把自己關(guān)于二進(jìn)制算術(shù)的思考以及對(duì)《周易》的理解寫(xiě)成一篇論文，提交給了巴黎科學(xué)院（Paris Academy of Sciences），這篇論文的主標(biāo)題是二進(jìn)制算術(shù)解說(shuō)，副標(biāo)題是關(guān)于僅使用字符0和1的二進(jìn)制算術(shù)的闡釋?zhuān)�并說(shuō)明其對(duì)理解中國(guó)古代神話(huà)人物伏羲的意義。

萊布尼茨認(rèn)為二進(jìn)制數(shù)是一種可以表達(dá)世界的萬(wàn)能方式，有了這種精確的表達(dá)方式后，在面對(duì)糾紛時(shí)，便可以通過(guò)計(jì)算來(lái)消除分歧。在寫(xiě)于1685年的《發(fā)現(xiàn)的藝術(shù)》（The Art of Discovery）一文中，萊布尼茨說(shuō)：精煉我們推理的唯一方式是使它們同數(shù)學(xué)一樣切實(shí)，這樣我們就能一眼找出我們的錯(cuò)誤，并且在有爭(zhēng)議時(shí)，我們就可以簡(jiǎn)單地說(shuō)，讓我們來(lái)計(jì)算吧，不需要無(wú)謂地糾纏，就能看出誰(shuí)是正確的。

在萊布尼茨去世100多年后，英國(guó)數(shù)學(xué)家巴貝奇（17911871）設(shè)計(jì)出一種機(jī)器，稱(chēng)為分析引擎。巴貝奇用穿孔卡片記錄由0和1組成的二進(jìn)制數(shù)，并專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一類(lèi)卡片，用來(lái)表達(dá)指令，通過(guò)組合不同的指令即可實(shí)現(xiàn)不同的計(jì)算任務(wù)。有了這種方法，人們就可以用一串串的指令表達(dá)自己的思想和智慧。如今，我們把這種表達(dá)方式稱(chēng)為軟件。

在巴貝奇去世60多年后，另一位英國(guó)人圖靈（19121954）發(fā)表了一篇偉大的論文。在這篇論文中，圖靈設(shè)計(jì)了一臺(tái)通用的機(jī)器。一條長(zhǎng)長(zhǎng)的紙帶穿過(guò)這臺(tái)機(jī)器，紙帶上有要計(jì)算的二進(jìn)制數(shù)。這臺(tái)機(jī)器可以從指令表中獲取指令，然后執(zhí)行。這臺(tái)機(jī)器后來(lái)被稱(chēng)為圖靈機(jī)。

在圖靈的這篇偉大論文發(fā)表后的第10年，匈牙利裔美國(guó)數(shù)學(xué)家馮？諾依曼設(shè)計(jì)了一套實(shí)現(xiàn)圖靈機(jī)的方案，他將圖靈機(jī)分解為中央算術(shù)（CA）單元、中央控制（CC）單元、內(nèi)存（M）、輸入（I）和輸出（O）共5大部分。馮？諾依曼設(shè)計(jì)的數(shù)字化自動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)成稿后，成為指導(dǎo)自動(dòng)計(jì)算技術(shù)的一份綱領(lǐng)性文件。不久之后，按照馮？諾依曼的設(shè)計(jì)生產(chǎn)的機(jī)器便在英國(guó)和美國(guó)出現(xiàn)了，而且數(shù)量不斷增多。逐漸地，這些機(jī)器有了一個(gè)共同的名字計(jì)算機(jī)，它們所遵守的設(shè)計(jì)架構(gòu)被稱(chēng)為馮？諾依曼架構(gòu)。

如今，我們每天的工作和生活已經(jīng)離不開(kāi)計(jì)算了：上班坐地鐵時(shí)，通過(guò)計(jì)算進(jìn)站，過(guò)一會(huì)兒通過(guò)計(jì)算付費(fèi)出站；到了單位后，很多工作需要依賴(lài)計(jì)算完成；周末外出時(shí)，通過(guò)計(jì)算確定最佳路線(xiàn)，通過(guò)計(jì)算尋找好評(píng)多的餐館就餐。

這些不同形式的計(jì)算都具有相同的本質(zhì)，它們都使用萊布尼茨青睞的二進(jìn)制形式表達(dá)信息。它們的基本原理都是巴貝奇開(kāi)創(chuàng)并由圖靈抽象化的圖靈機(jī)模型，通過(guò)不停獲取和執(zhí)行指令來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能。從組成結(jié)構(gòu)的角度看，它們采用的都是馮？諾依曼架構(gòu)。

如果把圖邁看作人類(lèi)歷史的開(kāi)端，把契刻符號(hào)看作人類(lèi)文字的起點(diǎn)，把巴貝奇發(fā)明分析引擎看作人類(lèi)擁有計(jì)算機(jī)和軟件的起點(diǎn)，把馮？諾依曼架構(gòu)看作現(xiàn)代計(jì)算機(jī)規(guī)�；�生產(chǎn)的起點(diǎn)，然后把人類(lèi)歷史的這幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)標(biāo)注在一條一米長(zhǎng)的坐標(biāo)軸上，那么文字歷史的長(zhǎng)度只有0.1毫米，計(jì)算機(jī)和軟件歷史的長(zhǎng)度只有2.68微米，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)歷史的長(zhǎng)度只有1.08微米。在長(zhǎng)達(dá)700萬(wàn)年的人類(lèi)歷史中，大部分時(shí)間是沒(méi)有文字的；而在有文字的歷史中，大部分時(shí)間是沒(méi)有計(jì)算機(jī)和軟件的。

誠(chéng)然，計(jì)算機(jī)和軟件的歷史很短，但它們對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)和生活已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的影響，并且影響還在繼續(xù)。

與人類(lèi)此前發(fā)明的其他機(jī)器一旦完成就擁有確定的功能不同，計(jì)算機(jī)的功能是由軟件賦予的。如果沒(méi)有軟件，那么單獨(dú)的硬件就無(wú)法工作，沒(méi)有任何實(shí)用功能。但是一旦為計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)好軟件，計(jì)算機(jī)就會(huì)按照軟件的指示來(lái)工作，具有軟件賦予的功能，并且只要換上不同的軟件，就會(huì)具有不同的功能。正如巴貝奇的學(xué)生埃達(dá)所言：分析引擎根本不會(huì)自詡生下來(lái)就能做多少工作，但分析引擎能夠做我們知道如何讓它去做的任何事情。埃達(dá)是大詩(shī)人拜倫的女兒，她是深刻思考軟件的第一人。埃達(dá)不僅預(yù)見(jiàn)到軟件的無(wú)限潛能和光輝前景，并且還用詩(shī)一般的文字將其描繪了出來(lái)。

從這個(gè)意義上說(shuō)，軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂，是關(guān)鍵所在。雖然本書(shū)不可避免地涉及計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展歷史，但主角仍然是軟件。

軟件不是一朝一夕就發(fā)明出來(lái)的，而是人類(lèi)文明長(zhǎng)期積累的結(jié)果。沒(méi)有這些基本的積累，軟件之夢(mèng)就是空中樓閣。在某種程度上，軟件的歷史是人類(lèi)歷史的延續(xù)。人類(lèi)很早就有自動(dòng)計(jì)算的夢(mèng)想，如果從伏羲設(shè)計(jì)最早的二進(jìn)制系統(tǒng)算起，那么這個(gè)夢(mèng)想出現(xiàn)的時(shí)間比文字出現(xiàn)的時(shí)間還要早。從這個(gè)意義上講，完整的軟件史幾乎就是人類(lèi)的文明史，跨越數(shù)千年。這個(gè)過(guò)程猶如一場(chǎng)漫長(zhǎng)的接力跑，很多人參加了前面的接力跑，但他們沒(méi)能看到抵達(dá)終點(diǎn)的那一刻。從漫長(zhǎng)的歷史長(zhǎng)河中找到曾參加軟件接力跑的那些人，把他們參跑時(shí)的精彩表現(xiàn)以及所做所想記錄下來(lái)，讓他們的貢獻(xiàn)隨著軟件文明的發(fā)展被照得越來(lái)越亮，而不是日漸暗淡和泯滅，這是激發(fā)我寫(xiě)這本書(shū)的原因，也是激勵(lì)我完成本書(shū)的力量，更代表本書(shū)的選材原則。本書(shū)記錄的是那些沖鋒陷陣、舍我其誰(shuí)的場(chǎng)上運(yùn)動(dòng)員而不是圍觀者。本書(shū)的主角是那些開(kāi)路的英雄和拓荒者。