種豆得瓜：李政道與中國互聯網的誕生

　　2019年04月19日 09:39 科學大家

　　出品| 新浪科技《科學大家》

　　撰文| 董潔林 清華大學中國科學技術政策研究中心兼職研究員

　　短短几十年，互聯網大潮已把人類推入了一片完全未曾想象的信息汪洋。從火熱的互聯網建設時代，到群雄並起的網路服務時代，再到如今「你方唱罷他登場」的網紅時代，是否仍有人依稀記得，這一波信息革命始於象牙塔里的科學家們為自己創造「玩具」和「工具」的小目標？而中國互聯網的前傳里曾活躍著高能物理學家的身影？

　　互聯網：科學家創造的「大玩具」

　　科學家是一個善於想象和構建虛擬世界的群體。20世紀60年代初，美國科學家開始構建計算機網路，從計算機通訊原理，到交流協議和標準的構建，再到國家實驗室和大學計算機的連接，以及一些關鍵應用（如Email）的發明，計算機網路在探索中慢慢生長。

　　構建跨越大區域、連接多家廠商的計算機網路最大的挑戰是有一套開放、易用、可拓展、高效、並被大家都認可的通訊協議。上世紀70年代初，任斯坦福大學教授的Vinton G. Cerf和當時任職於美國國防部DARPA的科學家Robert E. Kahn於1973年設計了互聯網基礎體系結構並創造了網際網路關鍵通訊協議TCP/IP。他們決定不申請專利，於1974年發表相關論文使它成為開放的公共知識，1978年該協議成為OSI國際標準，接下來該構架和協議陸續被各國政府採用為基礎網路通訊技術。世界各地的政府部門、科研院所和大學的計算機也慢慢互聯互通起來成為一個科教網際網路（Internet），這是科學家們的一個「大工具」和「大玩具」。網際網路逐漸取代早期基於其他技術的計算機網路而成為主流網路，兩位科學家也因此於2004年獲計算機領域最高獎圖靈獎。

　　網際網路走入千家萬戶，讓尋常百姓能夠欣賞的關鍵技術發明是服務層技術標準的建立（也即與WWW相關的協議），而英國科學家蒂姆•伯納斯-李（Tim Berners-Lee）是這些技術最重要的發明者。1989年，伯納斯-李在歐洲粒子物理研究所（CERN）工作,這裡當時是歐洲最大的網際網路節點。他用自己發明的HTML（超文本協議）和HTTP(超文本傳輸協議)等WWW技術與計算機通訊的下層協議TCP/IP、DNS等結合起來，並於1991年建立了世界第一個互聯網（WWW）網站 http://info.cern.ch/（該網站至今仍然是CERN的官方網站）。另外，伯納斯-李把他所創造的互聯網技術免費開放給全世界自由使用。

　　從此之後，科學家們的「玩具」更好玩了，早期在互聯網上衝浪的學生們也逐漸畢業，然後在社會上大肆宣傳這個新事物。1994年，政治家、投資者和創業者成為推動和開發互聯網應用和服務的主力，互聯網商業化大潮在美國開始了，它帶著五彩繽紛的泡沫洶湧澎湃地進入普通人的視野和生活。

　　李政道：把中美高能物理學家連接起來

　　作為理論物理的世界級領軍人物，李政道先生非常了解世界高能粒子物理實驗領域以及相關支撐技術前沿的情況。從1979年開始，李政道先生就在鄧小平先生和其他中國領導人的支持下推動中美高能物理領域科學家們的合作。這項合作由李先生擔任總顧問，過去幾十年，每年都開一次聯合會議，在中國和美國的科學重鎮輪流舉行。

　　

　　退休后的李政道教授（2016年1月26日攝於舊金山。圖片來自上海交通大學李政道圖書館）

　　上世紀90年代之前，中美科學家合作的重點是討論北京正負電子對撞機、北京譜儀、北京同步輻射裝置的建造等工作。到了90年代初，已經建造好的實驗設施開始逐漸出數據了，於是重點轉到實驗設施的運行和改進、物理實驗的設計以及數據的處理和分析。21世紀之後，這個聯合小組的工作重點又轉向了北京正負電子對撞機重大改造工程、上海光源工程、大亞灣中微子實驗和散裂中子源工程等。

　　通過幾十年持續不斷的努力，這項合作取得了一系列重要科學成就，也為中國高能物理領域培養了大批骨幹力量，很多中國科學院和高校的科學家們先後參與這項工作，如上海交通大學的張傑校長，以及先後出任中國科學院高能物理研究所（下稱「高能所」）所長的葉銘漢、方守賢、鄭志鵬、陳和生等。由於李政道先生為了這個項目一直斡旋於中美高層之間，總是在解決最棘手的問題，中國同行們親切地稱他為「李政委」。在工作質量上，李政道先生要求很高、很嚴格，有些與李先生近距離工作的人，清晰記得自己曾受過的批評。

　　關於中美兩國高能物理科學家的正式合作，有大量的文獻記錄，現在科學家們也仍然在繼續這項合作。然而，這幾十年科學合作所帶來的多項高技術副產品卻鮮為人知，「互聯網進入中國」正是其中一項偉大的技術「副產品」。

　　

　　1979年6月10日-13日，中美高能物理聯合委員會第一次會議在北京召開，鄧小平、方毅接見了中美高能物理聯合委員會成員。（圖片來源：中國科學院高能物理所網站）

　　李政道與中國互聯網的誕生

　　如果說李政道先生是互聯網發展史上的一個關鍵節點和一台連接中國和美國的「路由器」，那麼許榕生博士就是李先生構建併發送回祖國的一個核心「軟體包」。

　　科學院高能所研究員許博士經由李政道先生創立的中美聯合物理招生項目（CUSPEA）於1982年春赴美，李先生特別安排他在美國加州大學Santa Cruz分校就讀博士。取得學位后，他在美國UCSC粒子物理研究所從事博士后研究。讀博和博後期間，他大部分時間都在斯坦福直線加速器中心（SLAC）學習和工作，熟悉加速器和美國能源部建立的早期網路APARNet。

　　

　　許榕生博士（CUSPEA 81學者，1982年春赴美留學）。中國科學院高能物理研究所研究員、原國家計算機網路入侵防範中心首席科學家。

　　現已年過花甲的許博士回憶說：「1988年的一天，李政道先生應美國UCSC粒子物理研究所所長Abe Seiden教授的邀請來所講座，他特意跟到場的中國留學生講北京正負電子對撞機的建設成果，並強調正急需軟體和物理分析人才。他熱切希望我回國到高能所工作，我當即表示請他給我寫推薦信。他寫了，並從他在北京建立的中國高等科學技術中心撥給我一筆美金作為資助。」

　　1988年秋回到祖國后，許博士加入高能所，迅速投入到高能實驗數據分析和軟體編程的工作中。當時的中國科學界還不太了解互聯網已經在國際科教界成為重要通訊手段的狀況。1988年年末，斯坦福大學高能物理教授瓦特·托基（Walter Toki）提出了中美之間應該連接一條互聯網專線，但這事由於後來的政治事態發展而擱淺。在1991年中美高能合作聯合會議上，美國科學家們再次提出基於北京正負電子對撞機實驗的合作來建設一條中美之間的國際計算機聯網專線，以解決實驗數據傳輸與通訊等方面的問題。

　　在80年代下半段，中國也有一些學校和科研所零零星星地通過電話撥號方式接入國外大學或研究所的聯網伺服器，進行Email通訊。據中科院辦公廳原副主任柳懷祖先生記述：1986年8月25日，高能所參與歐洲核子中心項目ALEPH的負責人吳為民先生通過一條輾轉的遠程撥號線在北京701所給歐洲核子中心的斯坦伯格教授發出了一封Email，這是從中國通向世界的第一封電子郵件。

　　但早期上網速度很慢、費用很高，因此只是個別人才能偶爾使用的「奢侈品」。高能所在1988年又建了一條與歐洲核子中心的X.25連線，並做了個機房。有好幾年，高能所的這個小小機房一直是科學家們爭相與外界聯絡的窗口。

　　

　　中美兩國科學家於1991年草擬的IHEP-SLAC聯網設計圖（許榕生保存的手稿）

　　許榕生小組歷時18個月的工作后, 從北京高能所到美國斯坦福直線加速器中心計算機的64K bps TCP/IP專線最終於1993年3月2日全程聯通。從技術上來說，這是中國的第一條國際互聯網專線。

　　TCP/IP專線接通后，在國家自然科學基金委的資助下，全國千餘名科教課題負責人很快在高能所的網路上設立了賬戶，率先使用電子郵件等互聯網服務與全球通訊。從此，中美之間不但可以傳送電子郵件、文章，而且實現了實驗數據的實時傳輸，過去把數據磁帶和書籍跨國背來背去的時代宣告結束！

　　

　　早期使用電子郵件的科學家向國家提出「建設全國性的計算機網路」的建議書（許榕生保存的信件）

　　早期互聯網上衝浪的用戶都是中國科技教育界的權威泰斗。1993年底，在一些德高望重的科學家的推動下，由郝柏林起草的一份中國科學家共同體的建議書「建設全國性計算機網路」提交給了政府，為中國全面建設互聯網吹響了號角。

　　1994年3月，中國正式簽約加入國際互聯網，之後更多國際通道開通了。同年，高能所率先建立了中國第一個WWW網站。接下來的兩年，許榕生等科學家像互聯網「傳教士」一樣在中國各地巡迴報告、科普互聯網技術和應用，美國留學生們也紛紛海歸創業。互聯網就這樣在中國閃亮登場了。

　　

　　中國科學院高能所於1994年4月設立了中國第一個互聯網伺服器和中國第一網站（這是當年的網頁 - 許榕生保存）

　　以今天的標準看來, 當年這一道基於TCP/IP 技術的64K國際互聯網專線的速率不可想象的慢,遠遠不如現在任何一部個人智能手機的數據傳輸速率。然而，這條原始信息通道不僅把中國科學家和世界同行們連在一起，也形成了一種「核聚變式」的社會反應，開啟了中國互聯網時代的新紀元。

　　從美國學成歸國之後的幾十年，許榕生博士對中國互聯網建設方方面面的成就和獲獎很多。但每當有人稱他為「中國互聯網元勛」的時候，他就會搖頭更正：「李政道老師才是中國互聯網誕生的真正推手。」

　　

李政道培養的互聯網「未來戰士」

　　2016年是李政道老師九十華誕之年。11月，世界各地的科學家、特別是CUSPEA學者們前後在紐約、矽谷、波士頓、新加坡、華盛頓、北京和上海等地聚集，也相聚於Email群和微信群之中。一方面感恩李政道老師及中美雙方很多老師當年的提攜之情，一方面也彼此了解三十多年的奮鬥和成就。

　　大家發現，理論物理學家李政道教授也曾「出軌」計算機，於1997年到2003年擔任美國RIKEN-BNL研究所所長時期曾經領導科學家們建造了當時最快的超級計算機。而相當一批CUSPEA學者也先後成為推動世界各地互聯網技術和應用的力量。可以說，他們是李先生無意之中選拔和培植的互聯網「未來戰士」。

　　在美國大學學習的CUSPEA同學們於上世紀80年代中期就開始活躍於計算機網路上，後來很多人成為計算機軟硬體領域的專家和學者，著書立說、教書育人、創新立業。令大家記憶深刻的一個早期故事發生在1987年11月，當時卡耐基-梅隆大學的研究生鄧冬平（CUSPEA 83）正式向Usenet管理者申請在網路上成立一個中國人的專門社區 Soc.Culture.China（社會.文化.中國），這項申請在三天之內就得到一百多人的網上附議而得以正式成立。這個虛擬社區迅速成長為一個全球超過三萬人的活躍平台，為全球華人學生學者的學術合作以及思想情感交流提供了一段獨特的集體記憶。

　　未來難以計劃、也不可預測。在人類科技發展史上，「種豆得瓜」的情景經常發生。李政道先生推動的中美高能物理合作項目、中美聯合物理招生項目(CUSPEA)、中國自然科學基金等本意都是為了提升中國的科學水平，無意中卻還結出了中國互聯網之「瓜」，這真是奇妙歷史的神來之筆！

　　*本文內容來自作者即將出版的書《人類科技創新簡史：慾望的力量》（中信出版社預計2019年5月出版）