莎拉·博姆：其代码支撑互联网的程序员

# 那位代码支撑互联网的程序员 来源：https://www.scientificamerican.com/article/the-programmer-whose-code-underpins-the-internet/ Sharla Boehm 先在加州大学洛杉矶分校获得了教育学位，随后将她在数学方面的天赋转向了计算机编程。在兰德公司工作期间，她构建了一个开创性的模拟程序——这项最初旨在加强冷战时期军事通信的项目，最终为现代互联网奠定了基石。 **收听播客** --- ## 支持科学新闻报道 如果您喜欢这篇文章，请考虑通过订阅（https://www.scientificamerican.com/getsciam/）来支持我们屡获殊荣的新闻报道。订阅即帮助确保那些塑造当今世界的发现与思想的故事能够继续产生影响。 --- **播客文稿** **档案音频：** 如果警报响起怎么办？你该怎么做？不要犹豫。寻找掩体。 **Katie Hafner：** 20世纪60年代初，美苏正处于危险的僵持状态。双方都高度戒备，核武器储备日益增加——一旦发现有攻击迹象，随时准备发射。 美国当局担心的不仅是如何抵御首次攻击。他们还忧虑——如果一颗炸弹摧毁了通信系统，他们将如何组织反击。 毕竟，这些脆弱系统极易受到核打击。只要一颗炸弹命中要害，所有军事通信可能瞬间瘫痪，让整个国家陷入无力防守的境地。 于是，美国军方召集科学家们着手解决这个问题。他们的任务：发明一种能在攻击中幸存的通信网络。团队中有一位科学家创建了一个巧妙的计算机模拟程序——用的是20世纪60年代的计算机。 **Doug Rosenberg：** 作为一段编程作品，她能做到那个程度简直不可思议。我是说，完全超出理解范围。 **Katie Hafner：** 而她的工作一旦完成，她几乎就从历史中消失了。 **Katie Hafner：** 这里是《科学界的失落女性》。我是 Katie Hafner。今天我们要讲述 Sharla Perrine Boehm 的故事——一位才华横溢的计算机程序员，远不止如此。 她在20世纪60年代初创建的模拟程序，不仅被提议用于在核攻击中保护美国通信；它如此巧妙，以至于在她离开这个领域很久之后，她的工作帮助促成了有史以来最具世界变革意义的发明之一：互联网。 但在开始之前，我要先承认一个过失。1996年，我的书《巫师熬夜不眠：互联网的起源》出版了。这是一部关于 Arpanet（最终演变为互联网的网络）的权威历史。而我从未提及 Sharla——甚至从未遇到过她的名字。实际上，这不可能。她合著了一篇重要论文，一篇我*肯定*看过的论文，但我从未想过要问："那人是谁？" 我一直只关注那位著名的男士——她的同事 Paul Baran。 所以，今天我想弥补这个遗憾。既然我显然不是 Sharla Perrine Boehm 方面的专家，我请来了我们的制作人 Samia Bouzid 来讲述 Sharla 的故事。 **Samia Bouzid：** 1961年11月24日晚，国家最可怕的噩梦似乎已经降临。美国各地的弹道导弹预警系统同时失灵。在奥马哈的一个基地，值夜班军官试图联系科罗拉多斯普林斯的通信总部——但电话线路也断了。这意味着两种情况之一：要么发生了某种无法解释的大规模通信故障，要么美国正遭受攻击。 军官们慌忙叫醒战略空军司令部总司令 Thomas Power 将军，他立即命令核力量进入全面警戒状态。黑暗中，轰炸机机组人员引导飞机进入跑道。美国准备出击。 但几分钟后，战略空军司令部终于通过一架已在空中飞行的轰炸机发送雷达信息，与通信总部取得了联系。总部报告称没有发生攻击。只是一个平常、宁静的夜晚。 那么发生了什么？原来，科罗拉多州某个中继站的一个马达过热，导致了整个系统瘫痪。而那里恰好是所有通信必须经过的唯一一个中继站。 于是，美国离一场意外的核战争只差一个命令……所有这一切都是因为一些糟糕的电话电路。显然，必须采取行动。 **Paul Baran：** 那是冷战的高峰期。 **Samia Bouzid：** 这是计算机科学家 Paul Baran 在1990年为查尔斯·巴贝奇研究所录制的口述历史中的讲话。 **Paul Baran：** 那是一个非常危险的局面，因为没有能在攻击中幸存下来的通信系统。 **Samia Bouzid：** 在那次近乎灾难性的故障发生时，他正在加州圣莫尼卡著名的研究机构——兰德公司工作。Baran 和兰德公司的其他人正致力于解决国家安全问题，包括如何处理那灾难性脆弱的通信系统。 问题归结起来就是：在20世纪60年代初，军事通信主要通过电话线和短波无线电进行。传输这些通信的电路是集中式的。这意味着每条消息最多只能通过五个节点或连接点进行路由。如果这些节点遭受打击，就没有其他路径可用。整个网络就会瘫痪。 因此，Baran 确信解决方案是创建一种新的通信形式。不是用电话或无线电。而是一种通过计算机发送消息的方式。他已经在设想一个能够抵御灾难性事故或攻击的网络。 *[背景中 Paul Baran 的讲话]* 基本上，就是建立一个没有中央节点的网络。每个节点只与它的邻居相连。然后，确保它连接到足够多的邻居，这样即使一些节点被摧毁，整个网络仍然能够存活。 不幸的是，向他的同事们推销这个想法并不那么简单。他们大多是老式模拟通信的专家，而不是数字计算机。他们对那个闯入他们地盘的非正统计算机科学家的话并不怎么感兴趣。 **Paul Baran：** 他们会对此有点恼怒，因为，"这个计算机科学的家伙到底在说什么通信？" 有模拟通信背景的人不理解数字处理。所以，你说的一些话听起来可能完全是胡说八道。 而 Baran 无法消除他们的疑虑。每当他解决一个担忧，就会有人提出另一个。 他在兰德的同事只是问题之一。他一些最大的反对者同时也是他需要说服的最重要的人：AT&T 的经理们。 AT&T 控制了与长途通信有关的一切，所以 Baran 真的很想让他们加入进来。 **Paul Baran：** 当时的整个想法是，我们希望 AT&T 能与空军一起做这件事，因为 AT&T 有垄断权。 **Samia Bouzid：** 但当 Paul Baran 向该公司推销他的想法时，得到的回应是怀疑和傲慢。他永远不会忘记，当他试图描述他的想法将如何运作时，一屋子 AT&T 工程师的反应。 **Paul Baran：** "等一下，小伙子。你的意思是，在流量还没从国家另一端发出之前，你就在这里打开交换机？" 我说："是的。" 他们面面相觑，摇摇头说："小伙子，电话就是这样工作的。" 语气相当居高临下。 **Samia Bouzid：** 无论他说什么，都不足以赢得同事们的支持，更不用说 AT&T 的人了。 他们就是难以理解，一个数字网络如何能在不依赖任何中央节点的情况下，可靠地将信息从 A 点传送到 B 点。 所以 Paul Baran 需要某种方式——或者某个人——来证明他的想法可行。而那个人原来是一位年轻的数学老师，就在街对面的圣莫尼卡高中教书。在20世纪50年代末和60年代初，她利用暑假和学术假期在兰德公司兼职编写代码。她的名字是 Sharla Perrine。 Sharla 当时会是那个格格不入的人，在男人堆里罕见的女性。 **Doug Rosenberg：** 我是说，那时候女性是秘书。在20世纪60年代初，没有女性从事工程类工作。那都是一群留着平头的家伙。 **Samia Bouzid：** 这是系统工程师 Doug Rosenberg。 **Doug Rosenberg：** 在20世纪60年代初，没有女性从事工程类工作。那都是一群留着平头的家伙。 **Samia Bouzid：** Doug 是 Sharla 丈夫 Barry Boehm 的密友。他说 Sharla 能够不落下风。她出生于西雅图，在大萧条时期的圣莫尼卡长大。她的母亲从瑞典移民到美国，独自抚养 Sharla——她的婚姻在 Sharla 的姐姐于1932年去世时结束了。当时 Sharla 才2岁。所以，在 Perrine 家，没有性别角色之分。如果东西坏了，身边没有男人可以修理，也没有钱请人。所以，Sharla 的母亲学会了如何自己做事情。 **Tenley Burke：** 她的母亲是个木匠，这样她就能修理东西、创造东西，而不必去买。任何需要修理的东西，她们都自己动手。 **Samia Bouzid：** 这是 Sharla 的女儿 Tenley，她说 Sharla 也是如此。 **Tenley Burke：** 她就是那种务实、我们自己来做、你什么都能做的人。她不喜欢拖拖拉拉。她直入主题，这就是她。她对自己做的每件事都很认真。 **Samia Bouzid：** Sharla 一直很有数学天赋，在获得 UCLA 的教学学位后，她继续教授数学，先是在初中，然后在一所高中。但她也被编程所吸引。 **Tenley Burke：** 我能看到兰德公司对她的吸引力，因为它就在本地，而且那里充满了思考宏大问题的人。她总是说，她喜欢在派对上和男士们交谈，因为他们谈论的是有趣的事情，那正是她想做的——她想参与那些有趣的对话。 **Samia Bouzid：** 兰德公司确实是一个有趣的工作场所。1959年，在等待安全审查期间，她遇到了一个将与她一起进行许多有趣对话的人：一位名叫 Barry Boehm 的计算机科学家。以下是他在2017年向计算机历史博物馆讲述的。 **Barry Boehm：** 我们当时就在地下室，我们互相认识了，她现在是我的妻子。 [背景对话] **Samia Bouzid：** 除了坠入爱河，Sharla 还通过编写简单的计算机代码磨练了她的编程技能。然后，在20世纪60年代初，她接到了重大任务。 Paul Baran 需要有人证明他的宏大构想——那个可以在遭受攻击时拯救国家摆脱极其不可靠通信系统的构想——实际上能够行得通。 [广告插播] **Doug Rosenberg：** 要弄清楚它是否可行的方法就是模拟它。 **Samia Bouzid：** 又是 Doug Rosenberg。而模拟 Paul Baran 的想法成了 Sharla 的工作。她需要模拟的基本想法大致是这样的： **Doug Rosenberg：** 所以，你首先会拿一条消息，把它切成小数据包…… **Samia Bouzid：** 想象一下撕碎一封信，然后把每一片分别放进不同的信封，从洛杉矶寄到纽约，横穿全国。每个信封走不同的路线。而且没有一个每个信件都必须经过的中央邮局。 **Doug Rosenberg：** 它可以从洛杉矶到堪萨斯城到芝加哥再到纽约，或者应该从洛杉矶到达拉斯到亚特兰大再到纽约，对吧？所以你可以用很多不同的方式来路由这个数据包…… **Samia Bouzid：** 这项技术与老式的电话线路完全不同，在电话线路上，消息沿着一条硬连接的路径从 A 到 B——如果某处断了，消息就丢失了。 事实上，按照 Sharla 构建网络的方式，无论发生什么，它都能找到让每个消息数据包通过的方法。这很像国家的邮局网络。如果一个邮局烧毁了，邮件投递不会停止。邮件只会通过另一个邮局进行路由。Sharla 的模拟也是如此。它有节点，但没有中央节点。 **Doug Rosenberg：** 然后她的模拟里有一个叫做"损坏"的子程序。她可以运行这个"损坏"子程序，说："好了，一切运行正常——现在让我们通过摧毁这五个节点来损坏它"，然后看看它如何响应。 **Samia Bouzid：** 一些消息数据包不可避免地会丢失，但 Sharla 发现，如果你制作每个数据包的几个副本，并通过不同的路径发送它们，你可以保证至少有一个副本能到达。然后，一旦所有独立的数据包到达另一端，它们会利用头部中的序列号重新排列成序。就这样，你可以读取原始消息。 Paul Baran 称这种技术为"热土豆路由"，因为每当一个数据包到达一个节点时，该节点必须尽快将它踢到下一个节点。 而这项技术背后的诀窍——实际上是天才之处——在于每个"热土豆"没有固定的路径。网络本身实时生成路径。因此，如果一个节点突然宕机，网络就会将热土豆发送到另一条路径。本质上，网络会自我修复。 **Doug Rosenberg：** 它的修复体现在："哦，好吧，你刚刚摧毁了那五个节点，但我知道现在该如何应对了。" **Samia Bouzid：** 在 Sharla 的模拟中，每个数据包根据网络状态即时改变其路由。全部是实时的。而考虑到她用20世纪60年代的计算机算力就完成了这一切，这相当令人震惊。 **Doug Rosenberg：** 如果这是2025年，这会被称作机器学习，因为它本质上就是。她是在教网络学习如何应对节点掉线。机器学习在当时显然还不存在。然而，如果你看看这篇1964年的论文，它毫无疑问就是那个东西。 **Tony Rutkowski：** 能够理解自身并调整自身，这是相当深奥的。 **Samia Bouzid：** 这位是 Tony Rutkowski。他是一名工程师、律师和历史爱好者，在信息通信领域工作了50多年。他在20世纪80年代曾在美国联邦通信委员会从事互联网政策工作，而且实际上是他向我们透露了 Sharla 这项令人难以置信的工作。 **Tony Rutkowski：** 在这里，网络本身被注入了这种AI！这是网络AI，如果你愿意这么说的话，所创造的最初火花。这真的改变了一切。 **Samia Bouzid：** 首先也是最重要的，Sharla 的模拟为 Paul Baran 提供了他一直在寻找的证据。证明创建一个智能且有弹性的全国性网络是可能的。 她的模拟显示，即使网络的一半瞬间被摧毁，剩余的节点也能在不到一秒内重新组织并恢复通信。 令 Paul Baran 沮丧的是，AT&T 始终没有转变——但据他说，他们的抵制并不完全基于技术上的怀疑。 **Paul Baran：** 曾经一度，接近与他们打交道的末期，他们说："首先，这行不通。其次，就算行得通，我们也不会让这个东西与我们自己竞争。" 所以，这个想法从未被认真对待过。 **Samia Bouzid：** 但 Sharla Boehm 从未让沮丧压垮她。她保持着专注。 **Tenley Burke：** 她被雇来编写那个模拟程序，并且要证明它能起作用。我认为她非常专注于完成这项工作。 **Tony Rutkowski：** 真正让我吃惊的是——当我读到这篇论文时，看到 Sharla Boehm 这个名字，以及她的生平故事——这个故事有一点点令人不安。因为在众多白人中，她是我读到的那些伟大的创新者中唯一的女性。而每个人都忽视了是谁真正动手构建了这个东西。 **Samia Bouzid：** 许多人认为 Paul Baran 论文中描述的模拟程序是他自己写的。但根据所有可获得的资料，模拟程序是 Sharla Boehm 编写的。此外，她这篇论文的合著者也不同寻常。在一份1964年 R-371 系列题为《分布式自适应消息块网络的模拟研究》的论文中，列出了四名作者：P. Baran、S. Boehm、J. Smith、J. Seaman。是的，名单中包括 Sharla，但放在第二位。然后，在 Paul Baran 1964年里程碑式的著作《分布式通信导论》中，Boehm 根本没有出现。 但到了世纪之交，Tony Rutkowski 认为，人们终于开始给予她应有的荣誉。 **Tony Rutkowski：** 到了2000年代，你开始看到一些人写道，事实上，是 Sharla Boehm 编写了模拟和代码，并真正将其变为现实。她开始被认可为该领域的一位创新者。 **Samia Bouzid：** 但也许她最重要的贡献，至少从长远来看，是她在代码中捕捉到的东西：即网络自身智能和自适应的概念。Tony Rutkowski 说，Sharla 代码的这些品质一直是无数后续计算机科学家和工程师创新的基础。 **Tony Rutkowski：** 她的工作本质上是创造了一个模板，几乎为后来所有大规模硬件和软件系统中出现并继续出现的网络AI奠定了基础。它持续成为这个领域的重大推动力之一。 **Katie Hafner：** 所以，回到1996年，我写我的书的时候。事实上，我知道 Sharla。我见过 Paul Baran 多次；我有他的口述历史。我肯定看过那篇论文。名字"Boehm"就在那里。我只是……没当回事。我想这是一个集体盲点。没有人真正审视过它，问："Boehm 到底是谁？" 当我们终于去了解时，故事变得非常丰富。 **Samia Bouzid：** 部分原因是，一旦 Sharla Boehm 完成了她在兰德公司的代码编写工作，她基本上就离开了计算机科学领域。她的假期结束了。她又回去教书了。当时她还带着一个年幼的孩子——她的女儿 Tenley。在20世纪60年代初，像 Sharla 这样有博士学位以外才华的女性，回到教室可能感觉是个更理性的选择。 **Tenley Burke：** 但还有一件事是她发自内心热爱的，那就是和学生们在一起。她真的真的热爱教学。她热爱看他们恍然大悟的时刻。所以我认为这只是她人生的下一步。她一直想教书。我想这只是她的本性。 **Samia Bouzid：** 如今，Sharla Perrine Boehm 已经去世十多年了。她在2010年死于癌症。她的家人和 Tony Rutkowski 这样的技术历史学家会继续确保她得到认可——作为一位未被充分颂扬的、连接早期互联网的位元与字节背后人工智能的架构师。 **Tony Rutkowski：** 我认为 Sharla Boehm 是一个极具独创性的人，她对我们今天大多数人赖以生存的通信网络的诞生做出了杰出贡献。我真的相信，随着时间推移，我们会继续看到她的贡献被更多地载入史册。 **Katie Hafner：** 我是 Katie Hafner。感谢收听《科学界的失落女性》的这一期节目。 **制作人员：** 《科学界的失落女性》由 Katie Hafner 主持。本期节目由 Samia Bouzid 报道并制作。 本集由 Sophie McNulty 进行事实核查。 本集的声音设计由 Samia Bouzid 完成，音频母带处理由 Hans Copeland 负责。我们的音乐由 Johnny Trombly 作曲。 **Katie Hafner：** 我们的总编辑是 Emily V. Driscoll。Deborah Unger 是我们的事実核查编辑。我们的创意总监 Anders Kelto 负责制作和营销。音频制作和额外编辑由 Rachel Laiosa 和 Morganne Walker 完成。科学与健康编辑 Megan Propatier 也做出了贡献。播客艺术由 Daniela Geraldo 创作。 我们感谢 Max Siegel、Libby Denkmann、Rebecca Strassfeld、Christian Thomas、Trevor Spirk、Brenda Danet 以及媒体协调员 Leila Schust 的帮助。特别感谢音频助阵的演员。我们是《科学界的失落女性》，由加州科学中心（www.californiasciencecenter.org）慷慨支持，是 PRX 的《失落的女性》播客网络的一部分。 感谢收听。 **结束语：** 如果你喜欢这个节目或这篇文章，请考虑订阅《科学美国人》（https://www.scientificamerican.com/getsciam/）。每一份订阅都有助于确保关于塑造当今世界发现与思想的重要故事在未来继续引发共鸣。