兰德如何创造战后世界（译文）

兰德如何创造战后世界卫星、系统分析、计算机、互联网——几乎所有信息时代的特征都在一定程度上是由兰德公司塑造的作者：弗吉尼亚·坎贝尔弗吉尼亚·坎贝尔（VIRGINIACAMPBELL）是居住在洛杉矶的自由撰稿人。肖进翻译.2023.08.21对一些一流的分析头脑来说，拥有开展高级研究的智力空间可能比金钱、权力或职位更具吸引力。学术机构明白这一点，企业界的某些部门也是如此。但是强调等级、纪律和礼仪的军事组织传统上最不可能提供必要的自由。然而，在第二次世界大战期间，美国陆军航空兵司令H.H.（“Hap”）阿诺德目睹了富有创造力的工程师和科学家们提出了一些关键发明，如雷达、近炸引信，当然还有原子弹。他知道，在未来的战斗中，研发将更加重要。因此，在战争结束前，他开始采取措施，确保战时的创新精神在战争结束后继续下去——并确保重视创造一个灵活和创新的知识环境.。集中式、去中心化和分布式网络，摘自PaulBaran1964年的一本有先见之明的书。这就是最初的“智囊团”兰德计划的起源，这个名字是研发的缩写。（智囊团一词是在第二次世界大战期间在英国创造的，后来被引入美国来描述兰德公司的使命。）该项目于1945年12月正式开始，1946年3月，兰德公司作为加利福尼亚州圣莫尼卡道格拉斯飞机公司的一个独立部门成立（其创始人大卫·道格拉斯是哈普·阿诺德的长期密友）。战争期间，许多其他航空企业在南加州兴起或蓬勃发展，使该地区成为飞机、太空和导弹开发的温床，因此这里是一个自然的位置。阿诺德确保兰德公司与空军的协议给了它两个非凡的自由：它可以发起自己的研究，也可以回应空军的请求，它可以拒绝空军认为不适合其200名员工的提议。集中式、去中心化和分布式网络，摘自PaulBaran1964年的一本有先见之明的书。一种神秘感一直围绕着兰德，几乎是无限的如今，兰德公司是一个拥有800多名研究人员的非营利组织，自1948年5月从道格拉斯公司独立以来一直被称为兰德公司。它为除空军之外的许多资助方进行研究，其中大多数是非军事资助方。在其整个历史中，它进行了无数次研究，经常取得改变世界的结果，涉及军事和民用技术。然而，由于种种原因，它的一些最杰出的作品却默默无闻。首先，兰德的工作包括想法和评估，而不是发明或制成品。其次，它在技术上最有趣的研究有很大一部分是在保密下进行的。第三，兰德公司偏爱的公开立场一直是轻描淡写。因此，兰德公司总是被某种神秘感所笼罩，支持者和批评者都认为它几乎拥有无限的影响力和成就。不可否认的是，兰德公司在二战以来关键技术发展的创造中发挥了核心作用，最突出的是在冷战时期。兰德公司在创立后迅速出现的非凡之处在于其识别、评估和应用技术的跨学科方法。该组织的结构遵循传统的学术路线，包括数学、物理、工程、经济学、心理学、化学和空气动力学系。但在前道格拉斯试飞员和工程师弗兰克·科尔博姆以及数学系的约翰·威廉姆斯等杰出部门负责人的领导下，兰德公司试图抓住一切机会跨越这些界限。它的数学家和物理学家被敦促熟悉它的工程师和经济学家所追求的概念，反之亦然。正如道格拉斯飞机公司的总工程师亚瑟·雷蒙德在1947年所说，兰德公司研究的是“系统和做事方式，而不是特定的设备、特定的工具、特定的武器，我们不仅关注这些系统的物理方面，还关注人的行为方面。”由此产生的智力杂交取得了划时代的成果。事实上，所有的想法都集中在具体的军事挑战上，这对兰德公司的创造性知识自由产生了坚定的务实影响。这是兰德公司1946年第一份关于“环绕世界的宇宙飞船”的报告中的一幅插图。该组织的第一份报告《实验性环绕宇宙飞船的初步设计》于1946年5月发布，也就是兰德公司成立后的几个月内。它开创了一个直接的先例，成为精心策划的想法如何有力地影响几个不同领域技术发展的典范。该报告是对拟建卫星的详细工程可行性研究。它阐明了为什么应该开发这样一种运载工具：太空是未来；空军应将太空视为其自然栖息地；太空在侦察、通信和天气预报方面具有巨大优势。它指出，发射到太空、在太空中进行活动和脱离轨道的技术触手可及。这是兰德公司1946年第一份关于“环绕世界的宇宙飞船”的报告中的一幅插图。它的影响力该报告在工程上是可靠的，建议对酒精-液氧和液氢-液氧作为推进剂进行平行研究，规定了最大理想加速率，并为多级火箭提供了理由。它在其他方面也是预言性的：它明确定义了实用领域，并推测，例如，在未来，卫星将被用来引导导弹到达目标。《环绕世界的宇宙飞船的初步设计》是如此直接和清晰，以至于它启动了空军内部那些人的思维，他们将在未来的关键岁月里，通过激进和昂贵的提议所产生的自然阻力，推动一系列太空倡议。兰德公司的分析师詹姆斯·利普在随后的一篇论文中说:“由于掌握元素是物质进步的可靠指标，首先在太空旅行中取得重大成就的国家将被认为是军事和科学技术的世界领导者。想象一下对世界的影响，可以想象如果美国突然发现其他国家已经成功发射了一颗卫星，人们会感到多么惊愕和钦佩。”当然，这是十年后发生的事情，当时苏联发射了人造卫星。幸运的是，兰德的第一份报告引发的发展让美国在苏联在太空取得初步成功后迅速做出反应。兰德公司的功能使其成为专门建造的设施的建筑中的驱动因素。1953年，兰德搬进了这座建筑。约翰·威廉姆斯计划了这座建筑的布局，以提高来自不同领域的研究人员在日常活动中面对面交流的可能性。从外面看，兰德公司的总部具有实用的、不起眼的世纪中叶外观。然而，在内部，分析师工作的小而安静的办公室（没有传统的实验室，因为兰德公司致力于铅笔论文研究）被布置在一套方形室外庭院周围的两层网格中。任何经济学家或心理学家都不可能走远而不遇到物理学家或工程师，这意味着理论结构稳步面对经济现实、人类行为和功利主义关注的塑造力量。与此同时，跨学科方法正在产生具体成果。一位名叫埃德·帕克森的研究人员使用术语“系统分析”来描述分析过程，不仅分析军事行动，而且分析行动发生的整个复杂活动。这在今天被普遍认为是理所当然的，但是直到系统分析的概念被定义并被反复论证，人们才这样想，尤其是军事机构的人。后来成为RAND最有影响力的分析师的数学逻辑学家艾伯特·沃尔斯泰特将系统分析应用于一项研究，该研究重新调整了美国的国防政策，并确定了国防驱动的技术研究将转向的方向。空军曾要求兰德公司为在战争中向苏联投掷核弹的飞机制定尽可能好的基地方案。在请求中，空军假设其轰炸机将先发制人，以应对迫在眉睫的威胁。沃尔斯泰特说，但假设你从如何在苏联的第一次打击中幸存下来开始，然后看看这对轰炸机、基地以及突然发挥作用的一长串其他因素意味着什么。美国压倒性但短暂的核优势可能是空军在珍珠港事件发生后这么快就忽视突然袭击危险的部分原因。无论如何，沃尔斯泰特（他的妻子罗贝尔特是兰德公司的研究员和历史学家，从事珍珠港的早期经典研究）写了一份报告，引发了一场巨大的变化，影响了从具体的机械程序到整个战略政策方向的方方面面。在最简单的层面上，它将战略轰炸机部队的空中加油作为一种常规做法。沃尔斯泰特的研究清楚地表明，战略轰炸机应该安全地驻扎在美国大陆，而不是欧洲，因为在那里它们很容易受到攻击。这使得在飞行中加油成为必须。沃尔斯泰特的工作也高度重视提高包括通信在内的军事资产生存能力的技术。兰德公司分析师布鲁诺·奥格斯坦于1949年从普渡大学来到圣莫尼卡，在与沃尔斯泰特的工作平行的工作中，他为空军加速开发洲际弹道导弹奠定了技术基础。从本质上讲，他将核爆炸的想法与火箭推进的想法结合在一起。当时的核弹又重又笨重，火箭也不精确。但奥格斯坦意识到，如果你能在导弹制导中实现更高的精度，你就需要对目标进行威力较小的爆炸，这意味着更小的弹头可以由更小的火箭携带，需要更小的推进力。奥格斯坦和他的团队计算出了精确制导、火箭技术、高产武器、再入技术和战略侦察等方面的计算结果，并得出了一套可行性方案和设计权衡。然后，他们向数学家约翰·冯·诺伊曼主持的国防部委员会做了四个小时的简报，该委员会根据兰德的结果提出了建议。奥格斯坦在1954年的一份备忘录中报告了他的工作，该备忘录被广泛认为是导弹时代最重要的文件。如果没有它，空军的弹道导弹计划早在1955年就不会获得最高优先考虑，而且由于该计划有助于发展至今使用的基本太空发射能力，美国的太空计划也会进展得更慢。尽管系统分析是兰德最引人注目的工作背后的宏大概念，但兰德整体创造力的最重要的关键是其数学系的纯粹智力力量，其中包括威廉姆斯、冯·诺依曼(担任顾问)和威利斯·威尔(1952年从普林斯顿大学来到兰德)。在新泽西州普林斯顿的高级研究所，冯·诺依曼开创了博弈论这门学科，用数学术语将人类在游戏、谈判等方面的决策形式化。在他的影响下，兰德公司的研究人员将博弈论加入到他们的技术宝库中，例如，用它来预测涉及核对抗的各种场景的结果。JOHNNIAC是在分析人士发现他们做不到之后建造的虽然兰德公司的大多数研究人员都回避实验工作，但正是数学家，在所有人中，制造了一台计算机，他们亲切地将其命名为“约翰尼亚克”（Johnniac），以纪念冯·诺依曼。这台计算机之所以如此命名，是因为它是根据冯·诺依曼在高等研究所开发的逻辑构建的不到10台的“普林斯顿型”并行科学计算机之一。四年前，威廉姆斯和其他人决定，他们不能简单地购买他们想要的东西——这是定制的，于1953年投入使用——这台机器由兰德公司制造，其一系列功能使其具有开创性，并能坚固地适应最实际的问题。它使用穿孔卡输入和输出设备，其设计允许轻松访问其所有80个真空管，以便随时进行维护。保持其运动部件冷却和运行的努力如此彻底（大多数先锋计算机只能在极短的时间内不间断地运行），以至于在维护期间接触过闭式循环空气冷却系统的研究人员开始将约翰尼亚克称为Pneumoniac。约翰尼亚克在当时非常可靠；兰德公司很快收购的IBM701在这方面从未与它匹敌。由于兰德公司需要越来越复杂的计算来解决它通过系统分析定义的问题，Johnniac不断得到改进。当RCA制造的存储管被证明太麻烦时，兰德公司让国际遥测公司开发了第一个商业生产的磁性核心存储器。Johnniac还作为后来被商业计算机制造商采用的先进技术的试验台，例如第一台140列宽的高速冲击打印机和一个交换滚筒，以支持首批在线分时系统之一的多个用户。分析人士玩的是一场兵棋推演，有炸弹爆炸和飞机对于兰德这样从事分析的智库来说，实际具体物体的产生即使不是偶然的，也是附带的。兰德公司的研究人员和其产品的用户长期以来一直开玩笑说兰德公司代表“研究而非开发”，这是有充分理由的。Johnniac是这个规则的一个主要例外。另一个是1955年出版的《一百万个随机数字与100000个正常偏差》。（根据兰德公司的传说，书名的后半部分导致这本书被纽约公共图书馆编入《心理学》目录。）兰德公司通过首先构建一台机器，基本上是一个电子轮盘来生成随机数，然后对结果进行重新随机化和严格测试，以剔除任何无意的模式，从而开发了随机数集合。兰德公司需要这些数字来进行其研究所要求的各种各样的概率程序。从民意调查到社会学调查，世界其他地区也需要他们。在一个稍微深奥一点的应用程序中，有一个潜艇指挥官的故事，当他的潜艇执行巡逻任务时，他把一百万个随机数字放在身边，用于设置他的躲避路线。到1971年，这本书经过了三次印刷，作为一本标准文本经受住了时间的考验，并于2001年重新印刷。在兰德公司内部，关于这一令人惊讶的经典的笑话是，这可能是唯一一种随机印刷错误不会被视为错误的情况。冷战的考虑直接影响了兰德在发展中的作用兰德公司在侦察方面的工作始于最初几年，持续了几十年，并取得了一些令人印象深刻的成就。该组织在1950年代早期对红外探测的研究直接导致了针对苏联攻击的天基预警系统。兰德公司的研究人员通过计算证实，传感器可以探测到位于发射台上的火箭的排气羽流。直到20世纪90年代中期，随着20世纪50年代的工作被解密，兰德公司在太空侦察方面最有趣的工作才被正确看待。早在1946年，兰德公司就热衷于宣扬太空飞行器的重要性，而世界其他地方则将这些概念视为好莱坞的素材。20世纪50世纪50年代初，兰德公司研究员詹姆斯·利普领导了“反馈计划”，这为侦察系统的可行性提供了有力的理由，在该系统中，轨道电视摄像机将向地球传输电子数据，为空军提供敌方资产的实时图像。实现这一目标所涉及的技术——包括火箭推进、电视摄像机和电子传输——处于不同的发展阶段，其中一些还不够成熟，以至于空军不得不暂停。总的来说，五角大楼对间谍飞机的信任要大得多，但空军允许兰德公司继续其太空侦察工作。项目反馈设想的一个重要元素是使用磁带存储来保存视频图像，直到卫星飞过一个可以将其传输回地球的点。作为研究的一部分，兰德公司与加利福尼亚州一家名为AmpexCorporation的小公司签订了合同，该公司正在录像和磁带方面进行开创性的工作。兰德公司的支持激励了Ampex公司的努力，这对我们今天的商业录像行业的发展至关重要。兰德公司的研究人员阿姆罗·卡茨和默顿·戴维斯不知疲倦地向决策者介绍了反馈项目，继续主张将太空作为空军的侦察舞台。兰德公司1954年的反馈项目报告成为空军太空侦察飞行器开发的蓝图，该飞行器的合同被确定为WS-117L，于1956年授予洛克希德公司。回到兰德公司，卡茨和戴维斯看到电子传输的困难开始阻碍WS-117L的进展。但是他们的同事理查德·雷蒙德提出了一种不使用摄像机的设计，因此不需要视频存储或传输。它使用传统的摄影技术，并依赖于重返大气层的飞行器，该飞行器将被脱离轨道，将胶卷带回空中回收。这个想法听起来很奇怪，它只需要已经开发的技术。重返大气层技术——基本上是寻找足够的隔热罩——在洲际弹道导弹研究的推动下进展迅速。空中胶卷回收程序已经被证明在高层大气中与天气和侦察气球一起工作。空军反对雷蒙德的想法，主要是因为它想要实时侦察，并认为他的方法太慢了。然后，苏联在1957年发射了人造卫星，向五角大楼发送了冲击波。突然间，空中检索系统开始看起来非常好，作为一种临时战略，它产生的图像至少和侦察机一样快。在新的紧迫性的刺激下，WS-117L被重新定义，并在中央情报局的管理下被高度保密。公众从新闻报道中了解到WS-117L，被告知该项目已经被取消。甚至卡茨和戴维斯也从未被告知真相，他们的宣传帮助促成了现在正在发生的事情。原因是卡茨是一个健谈的人，如果他突然放弃他最喜欢的主题，他会引起怀疑，就像他不得不做的那样。整个20世纪60年代的太空侦察在很大程度上是按照卡茨和戴维斯的要求进行的。该系统对国家国防至关重要，因为直到20世纪70年代，与将高清视频图像电子传输回地球相关的问题才最终解决。揭示了我们现在所知的互联网背后的概念。在发展我们现在所知的互联网背后的概念时，冷战的考虑也直接影响了兰德的作用。1959年，兰德在知识自由方面的声誉促使一位名叫保罗·巴兰的年轻工程师离开休斯飞机公司，在几英里外的兰德公司追求自己的利益。巴兰对提高军事“指挥和控制”系统的可靠性非常感兴趣。军事“指挥和控制”系统是将关键信息和命令从一个指挥级别传达到另一个指挥级别的手段。一旦敌人发动攻击，这个系统在最需要的时候可能会受到严重的压力。兰德公司的罗杰·约翰逊展示了一架实验飞机的模型。甚至在到达兰德之前，巴兰就已经在思考冗余和重新路由的概念，这些概念是在神经生物学家沃伦·麦卡洛克关于“神经网络”的工作中提出的当他听说空军要求兰德研究核战争中指挥和控制结构的生存能力时，他加入了这个项目，认为麦卡洛克对人脑的研究可能会提供一个富有成效的类比，甚至是一个模型。兰德公司的罗杰·约翰逊展示了一架实验飞机的模型。巴兰首先遇到的问题是：如果美国遭到袭击，可能会摧毁指挥和控制体系的关键点，如何传达反击的“做”或“不做”命令？这是一个令人不寒而栗的悬而未决的问题，在1960年，当时美国和苏联之间的紧张局势激烈而不稳定。巴兰听到兰德公司总裁弗兰克·科勒博姆对空军依赖高频通信表示保留，并建议使用调幅电台来生存。因此，巴兰利用兰德公司的约翰尼亚克绘制了全国调幅电台的地图，并概述了一个冗余网络，用于传达简单而关键的“做”或“不做”信息。在巴兰工作的基础上，空军通过“劫持”调幅网络并发送无线电听不到但可以在节点之间传输的信号，建立了第一个紧急广播系统。然而，一旦巴兰与全国各地空军基地的人交谈，他知道传达“做”或“不做”的信息是一个非常最低的要求，最终需要的是无限的通信。为了在一个强大的冗余系统中实现这一点，需要数字技术。这就是巴兰的关键思想的来源。他设想将每条消息分解成标准化的数据块，每个块包含有关其接收者、其来源、它在网络中的时间长度以及它在消息中的位置的信息，它是消息的一部分。一系列块将进入网络，并以任何可能的顺序通过它——每个块都将确认从新节点发送回前一个节点——直到所有块都到达目的地。如果某个节点不可用，发送给它的块将反弹回来，并告诉它刚刚来自的节点，以避免以这种方式发送任何进一步的块。当所有块到达目的地时，它们被重组成一条消息。对于那些理解数字技术概念的人来说，巴兰的想法是一个绝妙的灵感。但40多年前，对于一个沉浸在模拟现实中的世界来说，数字世界不过是幻想。掌管美国最大、影响最远的通信系统——AT&T的电话垄断——的人是模拟人。AT&T甚至拒绝听取自己的创新研究部门贝尔实验室的意见，拒绝了空军研究数字网络可能性的请求。在兰德的敦促下，空军决定自己做这项工作。然后，国防部在1969年介入，下令这类工作只属于ARPA项目，在接下来的几十年里，它逐渐摆脱了军事方向，成为我们今天所知的互联网。从严格的技术角度来看兰德公司与兰德对互联网的贡献同样重要的是它在计算机软件方面的成就，特别是它为线性规划开发的软件。线性规划（用于规划或分配意义上的编程，而不是作为计算的参考）基本上涉及为一个由线性方程组控制的多变量函数找到最佳值。一个经典问题涉及设计一种包含特定最低水平某些营养素的饮食。考虑到各种可能的食物，以及它们的价格和它们所含营养素的清单，满足这一限制的最便宜的方法是什么？属于国防通信局（DCA）的职权范围，而不是空军的职权范围。但是DCA对数字技术不感兴趣，所以什么也没发生。兰德公司多年来出版了许多针对不同读者群体的书籍互联网的兴起最终始于1966年，当时国防部高级研究计划局（ARPA，现称DARPA）信息处理技术办公室主任罗伯特·泰勒（RobertTaylor）正在寻找一种在全国研究人员之间交换计算机文件的方法。尽管巴兰多次向ARPA介绍了他的网络概念，但研究人员为ARPANET确定的架构是英国物理学家唐纳德·戴维斯（DonaldDavies）提出的，他在1965年独立发明了同样的技术。戴维斯为他的网络概念创造了分组交换这个术语，并于1967年在美国做了简报。这是他的想法得到倾听的合适时机；巴兰在通信世界准备好用数字术语思考之前就想出了自己的网络版本。阿帕网开始将工作中的科学家联系起来。管理中出现了许多这种类型的问题。例如，输入可能是原材料、人员或机械零件，而限制可能涉及成本、时间、重量或其他一些限制因素。线性规划问题可以用矩阵和向量表示，并用线性代数技术处理，但由于它们通常是欠定的（也就是说，约束比变量少），求解精确方程组的标准方法不适用。20世纪40年代末，兰德公司的乔治·丹齐格开发了求解线性规划问题的单纯形方法。本质上，它包括将所有允许解的集合表示为多面体，并从一个顶点到另一个顶点，直到最佳解出现。单纯形法确实简单，而且非常高明，工业流程、管理计划以及许多其他可以用线性规划来表述的复杂情况，在计算机的帮助下，突然间就能迅速解决。在1963年兰德公司的一份报告中，丹齐格描述了行动中的单纯形方法：“用蛮力解决[前面描述的问题]。……这将需要充满纳秒级