麻省理工这些改变世界发明
2023-09-04 10:42:40 
阿炯
大家都知道麻省理工MIT是世界数一数二的大学，更是计算机技术科学界的翘楚。去年麻省理工又投资十亿美刀建立苏世民（Stephen A. Schwarzman）计算机学院。在2019年2月的院庆活动中，麻省了推出了其CS科技成果展，罗列了一些了伟大的发明包括从数字电路到可消化胶囊肠壁治疗机器人。本文带大家一起来看看MIT这些改变世界的伟大发明。1937年-数字电路
1937年克劳德·香农（Claude Elwood Shannon）在麻省发表硕士论文《A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits》（继电器与开关电路的符号分析）：真/假逻辑的原理可以用来代表电气开关的开关状态。该论文开创了数字电路领域的基础，是整个数字行业，计算机的基础。基于该开创新的发现及后续一系列的理论，克劳德·香农被称为信息论之父。
上世纪40年代-数字计算机
世界上第一台可以实时运行的数字计算机来自旋风计划（Project Whirlwind）。这是二战期间的一项军方研究，1944年由麻省理工学院与美国海军合作开发完成旋风机器人，用于通用飞行模拟。该计划成功导致了世界上第一胎可实时运行的数字计算机旋风计算机，也为后续1951年麻省理工学院林肯实验室的成立奠定了基础。
Memex数据系统
Vannevar Bush教授1945年发表论文《As We May Think》提出了一个名为”Memex”的”扩展存储器（Memory-Extender）” 数据系统。该系统设想可以用来”存储用户所有的书籍，记录和通信信息”并能随意检索它们。这个概念启发了早期的超文本系统，正是由于系统的产生和繁荣，启发了几十年后万维网的诞生。
上世纪50年代-函数式编程语言LISP
第一种函数式编程语言LISP是由John McCarthy教授于1958年在麻省理工发明的。在LISP之前，基于功能事的编程很难同时处理多个进程。函数式编程可让您更简单地描述所需的行为，从而可以处理比以往更大的问题。LISP诞生带动了大量的语言产生比如Clojure, Scala, Erlang, Haskell和 Elixir等，甚至在当今的编程语言中，增加函数式功能也还是个热点。
实时传真
1959年麻省理工学院的学生Sam Asano发明了一种通过电话线传输扫描材料的技术，可以让你的听到声音的同时也能看到画面。但是该发明并未引起重视，日本电信公司NTT收购，NTT认为可以用来代替发电报，因为写下了传输图形，敲打字符要来的快。
上世纪60年代-多人制视频游戏
麻省理工电气工程系气采购了PDP-1计算机首先被用来不是计算，而是被一群贪玩的学生用来打游戏了。1962年Marvin Minsky AI团队的学生Steven “Slug” Russell和游友们一起开发了一款空战视频游戏”SpaceWar!”，并在码农中广为流行，这是世界上第一款多人制游戏。
CTSS、Multics和密码
我们每天都要和密码打交道，密码是保障我们安全的最重要的屏障。而密码的发明也是来自于麻省理工。世界上第一个使用密码的系统是麻省理工学院的分时系统CTSS，弗尔南多考巴托（Fernando Jose Corbato） 教授于1963年在开发CTSS时候发明了密码，当时系统为了实现一个多终端，多用户，又互相隔离，每个用户自有文件目录，通过密码来区别用户成了简便快捷的解决方案。需要提及的是CTSS系统和后续的Multics，为Ken Thompson和Dennis Ritchie开发UNIX操作系统奠定了基础。考巴托教授因为这些突出的贡献于1990年被授予了计算机图灵奖 。
图形用户界面
麻省理工的Ivan Sutherland博士生已经有了直接与电脑屏幕连接的想法，在前面提到的Memex系统的启发下，他于1963年开发”Sketchpad”系统，允许用户使用触摸笔绘制几何形状，开创了”计算机辅助绘图”的先河！
阿波罗导航系统
1969年玛格丽特.汉密尔顿（Margaret Hamilton）率领麻省理工学院的团队编写了阿波罗11号导航系统，该系统辅助宇航员Neil Armstrong和 Buzz Aldrin成功登月。系统功能强大，还覆盖了将飞行器计算机执行指令，比如从优先系统到雷达系统的切换等，更值得称道的的该系统在载人登月的阿波罗登月计划任务中始终未出现任何bug。汉密尔顿作为码农中的巾帼好英雄在2016年被奥巴马总统亲自颁发了自由总统自由勋章。
“软件工程” 术语创造者、计算机科学家 Margaret Hamilton 去世
Margaret Hamilton—— 那个站在一摞齐腰高的阿波罗代码打印纸旁边、让无数人第一次意识到『写代码』可以是什么的软件工程师 —— 于 2026 年 9 月 30 日去世，享年 90 岁。MIT 在讣告里称她是『极具影响力的计算机科学家』；而她自己更愿意被记住的，是那个在软件尚属荒地的年代亲手把它变成一门工程学科的人。
她为『软件工程』这个词本身争来了合法性。『我第一次用这个短语的时候，它被认为是相当好笑的，很长时间里一直是个玩笑，』Hamilton 2018 年对 El País 回忆，『我争取让软件获得应有的尊重，于是开始用 software engineering 把它与硬件及其他工程区分开，同时把各类工程都当作整体系统工程的一部分。软件最终、也必然获得了与其他学科同等的尊重。』她一生发表了 130 多篇论文。
真正的封神时刻是阿波罗 11 号。1969 年 7 月，鹰号登月舱即将落月前，机载计算机拉响警报 ——1202 错误，硬件开关故障导致计算机过载，可能无法支撑这个复杂的着陆流程。但 Hamilton 的团队做的是优先级驱动的软件：过载时它会主动关掉不紧要的后台任务，把算力让给最关键的步骤。Houston 信任这套软件，允许任务继续，人类第一次踏上月球。
还有那个后来被软件圈引为经典的『Lauren 错误』：她 4 岁的女儿在仪器实验室模拟器上玩时，无意中在飞行中段触发了发射前程序 P01，把模拟器直接弄崩了。Hamilton 提议在真实任务中修复这个漏洞，却被驳回 —— 理由是训练有素的宇航员绝不会犯这种错。结果 1968 年阿波罗 8 号上，Jim Lovell 真的在飞行中误触了 P01，导航数据瞬间消失。她的修正最终被集成进程序，这是『防御性编程』最早的实践注脚。
她 1965 年因为一条报纸广告申请书进了阿波罗项目 —— 是项目第一位程序员，也是第一位女程序员；到 1968 年她已是负责指挥与服务舱软件团队的负责人，手下 400 多人。她 1959 年入门编程是在 MIT 气象系（导师是混沌理论之父 Edward Lorenz），1961 年转入林肯实验室做 SAGE 防空系统。1976 年她创办了自己的软件公司 Higher Order Software，日后又创立 Hamilton Technologies，其旗舰产品 USL（Universal Systems Language）至今仍是面向可靠性优先的系统建模语言。
晚年的她成了女性进入科学与工程领域的象征 —— 特别是那张与代码打印纸的合照在网上流传之后。2015 年阿波罗软件整体被放上 GitHub，2017 年她成为乐高『NASA 女性』套装中的官方人偶。她获得的荣誉包括 2003 年 NASA 特别太空行动奖、2016 年奥巴马颁发的总统自由勋章 —— 引语写道：『她构建的软件架构，为人类带来了巨人的一跃。』Draper 实验室 CEO Jerry Wohletz 说：『Margaret 在 Draper 留下了不可磨灭的印记，我们永远感激。』，MIT 悼念她的 Olivier de Weck 则说：『她那预言大师般的成就，说超前于时代都太轻描淡写了。』
上世纪70年代-电子邮件Email
1971年麻省理工校友Ray Tomlinson发送了第一封通过计算机网络传递的电子邮件。他在BBN Technologies工作时，创造了Email，也是第一个使用@的人。
个人电脑
麻省理工教授Butler Lampson教授创立了施乐公司施乐帕克（Xerox Palo Alto）研究中心研究中心（PARC）。由于突出性研究工作，使Lampson教授赢得了”现代PC之父”的称号。1973年PARC创造世界上第一台个人电脑奥拓（Alto）。在奥拓电脑上有了世界上第一个图形用户界面（GUI），第一个位图显示，以及第一个”所见即所得”（WYSIWYG）编辑器。
数据加密
1977年麻省理工团队在发明电子商务时候，发明了数据加密的RSA算法，RSA算法是一种非对称加密算法，它基于大质数的因数分解的困难度，来保证RSA的可靠性。
RSA算法的名字也是来自于麻省理工的三个发明人罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）的名字，取他们名字的第一个字母就是RSA。
电子表格
1979年，Bob Frankston和Dan Brickson在麻省理工的大型机上工作夜以继日的工作，并创造了世界上第一个电子表格系统VisiCalc。VisiCalc一出世就受到广泛好评，第一年就卖出了超10万份的拷贝。有意思的是，VisiCalc还是推动苹果AppleⅡ电脑的大卖，因为当时VisiCalc和AppleⅡ是捆绑销售的。
上世纪80年代-以太网
通过以太网技术可让我们通过简单的电缆插件就可以联网。以太网技术的发明源于麻省理工校友鲍勃.梅特卡夫Bob Metcalfe。他曾在1973年了一篇有关以太网潜力的备忘录，1979他和助手一起发表了论文《以太网：局域计算机网络的分布式包交换技术》为以太网的诞生奠定了理论基础。1980梅特卡夫创建了3com公司，3com公司联合DEC、英特尔和施乐一起起早指定了太网标准化规范标志着以太网的正式诞生。由于以太网的发展和促进，才有了后来互联网的飞速发展和流行。
光学鼠标
麻省理工本科生史蒂夫.基尔希（Steve Kirsch）于1980年第一个申请了光学计算机鼠标专利。他设想使用最少的精密移动部件制作一个”点设备”，为此他创立了鼠标系统公司。还发明了跟踪方法专利，通过点击计数来计算在线广告展示次数。
自由软件的兴起
黑客文化和自由软件运动的主要先驱麻省AI实验室的Richard Stallman教父于1983年发起了GNU（GNU代表”GNU’s Not Unix”）计划，项目旨在开发Unix操作系统的免费替代品，GUN项目开发GCC、GDB、Gxxx等以G开头的自由软件。也为GNU/Linux操作系统和其他重要的计算创新奠定了基础。
生成树算法
Radia Perlman 是码农界的又一女豪杰，具有“互联网之母”之称。她于1985年开发了生成树算法是全球计算机网络数据传输路由的基础。该算法将以太网从原始有限可扩展的单线CSMA/CD转换为可处理大型网络的协议，并使以太网可极大地利用带宽。路由生成树算法对互联网数据传输产生了深远影响，提高了整改互联网的鲁棒性，从此，互联网具具有了自我管理和可扩展的特性。
值得提及的是她还创建了LOGO，这是第一种面向儿童的编程语言。
上世纪90年代-万维网联盟（W3C）
WWW之父Tim Berners-Lee在发明Web之后，于1994年加入麻省理工并成立了一个致力于建立全球标准的互联网联盟，为建站、浏览器和设备提供服务，这就是W3C的来历。W3C标准用于构建可访问，安全(HTTPS)，并可以轻松被搜索引擎优化(SEO)的网站标准。
区块链的诞生
1999年麻省理工教授Barbara Liskov的发表了关于实用拜占庭容错算法（PBFT： Practical Byzantine Fault Tolerance）论文奠定了区块链的理论基础，并生成了第一个区块链，这是一种广泛使用的密码系统。利斯科夫教授团队的区块链系统可以处理高吞吐量的事务，还首创了很多当今区块链平台至关重要的概念。
近20年-Roomba扫地机器人
Colin Angle在读本科的时候加入了AI 实验室，在实验室时他萌生了让机器人能够和真实的环境进行实时反馈的想法，他开发了一款可移动机器人GenghiS。Genghis仿生了蚂蚁的灵感，他的导师是著名的机器人之父 Rodney Brooks教授。1990年， Colin Angle和导师 Rodney 教授同学 Helen Greiner 一起创办了机器人公司 iRobot。iRobot创建很多NB的机器人，比如火星车火星（漫游者Sojourner Rover），但是他的商业模式都不是很成功，直到2002年Roomba的推出，对，就是它，没有腿的机器人。截止目前Roomba扫地人已售出超2000万台，并催生了整个自动化清洁产品行业。
移动个人助理
大家都知道苹果的Siri和亚马逊的Alexa。但是，很早之前就有了这样的系统。2007年麻省理工的教授Boris Katz就开发了StartMobile，一款可进行约会安排，信获取息以及使用语音完成各类任务的APP。
EdX在线开放课堂
由前CSAIL主管Anant Agarwal领导，2012年麻省理工联合哈佛大学开办了大规模在线开放课堂平台EdX，通过该EdX提供免费的在线课程。截止目前EdX免费在线课程已经吸引了全球逾1800万学习者。
可消化胶囊机器人
麻省计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）Daniela Rus于2016年等开发了可消化折叠胶囊机器人，可将其吞咽到肠胃，预热可从胶囊状自动展开，可以在体外磁场控制它攀爬你的胃壁，修复伤口，去除结石和误吞咽下去的异物等。
波士顿动力
Marc Raibert教授于1992年创建了波士顿动力公司。该公司制造了让人们大饱眼福的“大狗”，“Atlas”，“SpotMini”等机器人明星，可以攀爬，跑步，跳跃，甚至可以进行翻转。其中Atlas被用于DARPA机器人挑战赛，取得很棒的成绩。2013年波士顿动力公司被谷歌收购，2017年波士顿动力再次易主被日本软银收归旗下。