大約700萬年前，在東非大峽谷西側(cè)的廣袤原野上，生活著一群人。我們對他們知之甚少，不知道他們來自哪里，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-乍得古人類學(xué)聯(lián)合考古隊的隊員阿溫塔？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游牧部落的語言，意思是生命的希望。

如果將這顆頭骨化石正對前方，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去600多萬年之后，距今大約7000多年前，在長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，后來逐漸當(dāng)作樂器，吹出各種旋律。1984年，在河南舞陽的賈湖遺址中，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)一些刻有符號的龜甲和骨頭，這些符號看起來是象形文字，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，他們稱自己為黑頭人。他們發(fā)明了楔形文字，寫在黏土片上。他們用豐富的詞匯來表達(dá)運(yùn)河、堤壩、水庫這些對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，中國的文字逐漸系統(tǒng)化。人們有時把文字刻在龜甲或獸骨上，有時把文字銘刻或鑄造在青銅器上，它們后來分別被稱為甲骨文和金文。

文字的力量是巨大的。有了文字后，人類可以書寫自己的思想，人與人之間可以通過文字進(jìn)行跨越時空的交流，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，文字是第一種可以清晰記錄和廣泛傳播人類思想的載體。

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

文字的進(jìn)步意義不容置疑，但文字作為人類語言的一種書面形式，也有著與生俱來的不足，那就是可能有歧義，特別是當(dāng)出現(xiàn)糾紛時，不同人出于不同的目的，可能做出不同的解釋。被稱為通才的德國哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家萊布尼茨（16461716）曾反復(fù)思考這個問題。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，一邊鉆研自己喜愛的數(shù)學(xué)和哲學(xué)問題。萊布尼茨持續(xù)努力的一個重要方向是開發(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：如果能找到合適的字符或符號清晰且準(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，萊布尼茨驚喜萬分，他認(rèn)為自己找到一種可以完美表達(dá)一切的簡單方式，并且這種方式是可以計算的，便于使用機(jī)械來實現(xiàn)。萊布尼茨寫信給在中國的法國傳教士白晉，希望白晉把自己的發(fā)明介紹給中國的皇帝。1701年11月14日，白晉回信給萊布尼茨，告訴萊布尼茨中國已經(jīng)有一套二進(jìn)制系統(tǒng)，稱為八卦，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《周易》的理解寫成一篇論文，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，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，并說明其對理解中國古代神話人物伏羲的意義。

萊布尼茨認(rèn)為二進(jìn)制數(shù)是一種可以表達(dá)世界的萬能方式，有了這種精確的表達(dá)方式后，在面對糾紛時，便可以通過計算來消除分歧。在寫于1685年的《發(fā)現(xiàn)的藝術(shù)》（The Art of Discovery）一文中，萊布尼茨說：精煉我們推理的唯一方式是使它們同數(shù)學(xué)一樣切實，這樣我們就能一眼找出我們的錯誤，并且在有爭議時，我們就可以簡單地說，讓我們來計算吧，不需要無謂地糾纏，就能看出誰是正確的。

在萊布尼茨去世100多年后，英國數(shù)學(xué)家巴貝奇（17911871）設(shè)計出一種機(jī)器，稱為分析引擎。巴貝奇用穿孔卡片記錄由0和1組成的二進(jìn)制數(shù)，并專門設(shè)計了一類卡片，用來表達(dá)指令，通過組合不同的指令即可實現(xiàn)不同的計算任務(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)方式稱為軟件。

在巴貝奇去世60多年后，另一位英國人圖靈（19121954）發(fā)表了一篇偉大的論文。在這篇論文中，圖靈設(shè)計了一臺通用的機(jī)器。一條長長的紙帶穿過這臺機(jī)器，紙帶上有要計算的二進(jìn)制數(shù)。這臺機(jī)器可以從指令表中獲取指令，然后執(zhí)行。這臺機(jī)器后來被稱為圖靈機(jī)。

在圖靈的這篇偉大論文發(fā)表后的第10年，匈牙利裔美國數(shù)學(xué)家馮？諾依曼設(shè)計了一套實現(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)計的數(shù)字化自動計算系統(tǒng)成稿后，成為指導(dǎo)自動計算技術(shù)的一份綱領(lǐng)性文件。不久之后，按照馮？諾依曼的設(shè)計生產(chǎn)的機(jī)器便在英國和美國出現(xiàn)了，而且數(shù)量不斷增多。逐漸地，這些機(jī)器有了一個共同的名字計算機(jī)，它們所遵守的設(shè)計架構(gòu)被稱為馮？諾依曼架構(gòu)。

如今，我們每天的工作和生活已經(jīng)離不開計算了：上班坐地鐵時，通過計算進(jìn)站，過一會兒通過計算付費(fèi)出站；到了單位后，很多工作需要依賴計算完成；周末外出時，通過計算確定最佳路線，通過計算尋找好評多的餐館就餐。

這些不同形式的計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創(chuàng)并由圖靈抽象化的圖靈機(jī)模型，通過不停獲取和執(zhí)行指令來實現(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歷史的開端，把契刻符號看作人類文字的起點，把巴貝奇發(fā)明分析引擎看作人類擁有計算機(jī)和軟件的起點，把馮？諾依曼架構(gòu)看作現(xiàn)代計算機(jī)規(guī)模化生產(chǎn)的起點，然后把人類歷史的這幾個關(guān)鍵節(jié)點標(biāo)注在一條一米長的坐標(biāo)軸上，那么文字歷史的長度只有0.1毫米，計算機(jī)和軟件歷史的長度只有2.68微米，現(xiàn)代計算機(jī)歷史的長度只有1.08微米。在長達(dá)700萬年的人類歷史中，大部分時間是沒有文字的；而在有文字的歷史中，大部分時間是沒有計算機(jī)和軟件的。

誠然，計算機(jī)和軟件的歷史很短，但它們對人類的生產(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，計算機(jī)的功能是由軟件賦予的。如果沒有軟件，那么單獨(dú)的硬件就無法工作，沒有任何實用功能。但是一旦為計算機(jī)設(shè)計好軟件，計算機(jī)就會按照軟件的指示來工作，具有軟件賦予的功能，并且只要換上不同的軟件，就會具有不同的功能。正如巴貝奇的學(xué)生埃達(dá)所言：分析引擎根本不會自詡生下來就能做多少工作，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)見到軟件的無限潛能和光輝前景，并且還用詩一般的文字將其描繪了出來。

從這個意義上說，軟件是計算機(jī)系統(tǒng)的靈魂，是關(guān)鍵所在。雖然本書不可避免地涉及計算機(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)明出來的，而是人類文明長期積累的結(jié)果。沒有這些基本的積累，軟件之夢就是空中樓閣。在某種程度上，軟件的歷史是人類歷史的延續(xù)。人類很早就有自動計算的夢想，如果從伏羲設(shè)計最早的二進(jìn)制系統(tǒng)算起，那么這個夢想出現(xiàn)的時間比文字出現(xiàn)的時間還要早。從這個意義上講，完整的軟件史幾乎就是人類的文明史，跨越數(shù)千年。這個過程猶如一場漫長的接力跑，很多人參加了前面的接力跑，但他們沒能看到抵達(dá)終點的那一刻。從漫長的歷史長河中找到曾參加軟件接力跑的那些人，把他們參跑時的精彩表現(xiàn)以及所做所想記錄下來，讓他們的貢獻(xiàn)隨著軟件文明的發(fā)展被照得越來越亮，而不是日漸暗淡和泯滅，這是激發(fā)我寫這本書的原因，也是激勵我完成本書的力量，更代表本書的選材原則。本書記錄的是那些沖鋒陷陣、舍我其誰的場上運(yùn)動員而不是圍觀者。本書的主角是那些開路的英雄和拓荒者。