网络通信的奠基人：保尔．贝恩
本文是对著名科学家保尔.贝恩的人物传记，他以对网络通信的发展而闻名史册。
保尔.贝恩(Paul Baran)在ARPANET问世前若干年，就产生了两个重要思想：一个是建立分布式网络系统;另一个是传输报文应该使用报文块，也就是后来的采用分组交换技术进行通信。当时，许多人怀疑他的想法，但这两条原理都成为网络技术的核心内容。
移居美国
保尔.贝恩于1926年生于波兰。在波兰语中，Baran读作“BEAR-en”，所以我们把他的姓名译为保尔.贝恩。保尔两岁时，随父母移居美国。刚开始他们住在波士顿，后来搬到了费城。当时的费城欣欣向荣，工业经济发达，文化教育繁荣。众所周知，在费城的宾州大学莫尔学院，莫奇莱教授和他的学生埃克特博士曾制造了世界上第一台电子计算机ENIAC。
当然，保尔的父亲到费城后，只能开一个小杂货铺，孩提时代的保尔经常推着红色小货车帮助爸爸送货。中学毕业后，他进入费城一所普通的大学Drexel读书，在这里他获得了电气工程学士学位。
大师熏陶
大学毕业后，保尔找了一份工作。也算是缘分吧，正好来到埃克特-莫奇莱计算机公司(Eckert-Mauchly Computer Corporation)。我们知道，ENIAC的这两位研制者想把他们的发明变成商品，后来离开宾州大学，开办了自己的计算机公司。保尔在这里当了一名技术员，受到大师们的熏陶，参与了制造UNIVAC的工作。
顺便说一句，在美国舆论界通常把UNIVAC当作第一台迎来计算机时代的机器，而不是我们习惯所说的ENIAC。为什么呢?因为ENIAC不是商品，而且仅用于军事计算;UNIVAC则首先作为商品卖给美国人口统计局，进行的工作是社会性而非军事性的数据处理。特别是在1952年美国大选时，通过UNIVAC对部分选票的分析，预言了艾森豪威尔当选。该消息在媒体披露后，不胫而走，一般公众才真正意识到：“啊!电脑时代到来了。”
不过，保尔在该公司的时间并不长，他结婚后便和妻子一起去了洛杉矶。
在洛杉矶他进入休斯飞机公司(Hughes Aircraft Company)工作。保尔非常勤奋，一边工作，一边上夜校，到加州大学洛杉矶分校(UCLA)念研究生。功夫不负有心人，1959年他获得UCLA的工程硕士学位。
兰德公司
1959年，他离开休斯公司，进入兰德公司(RAND Corporation)工作。
说起兰德公司，这可是大名鼎鼎的战略研究公司。它是美国政府在二次世界大战后于1948年5月14日在Santa Monica建立的非赢利性的研究开发机构。RAND，实际上就是Research and Development的缩写。兰德公司的研究焦点是冷战时期的军事战略问题。时至今日，兰德仍在研究新世纪反恐怖的.战略问题。在德国柏林、英国剑桥、荷兰莱登都有它的办事处。
在兰德公司，保尔工作的部门是数学学部的计算机科学分部。他最有兴趣的研究课题是：在前苏联的核进攻面前，如何保持美国通信网络的存活性。他写到：“美国和前苏联都建立了一触即发的核弹道导弹系统。如果战略武器的指令与控制系统能存活得更长，那么抵御侵略的报复能力就更强，国家也更加稳定。”
构思网络
但是，当时美国的远程通信系统极其脆弱，不能抵御突然袭击。保尔.贝恩的想法还不是现实可行的概念，他认为：“由于缺乏可靠的通信系统，正在引发最危险的形势。这就是课题。”由于他有在计算机公司工作的经验，保尔.贝恩利用数字计算机和冗余技术，设计了更加健壮的通信系统。当时他的许多同事对计算机知之甚少，对他的想法十分怀疑。他认为可能的事，别人则认为是没有意义的。
尽管许多人说“不”，保尔.贝恩还是继续他的思考。他开始撰写一系列技术论文，回答批评意见，并进一步发挥自己的思想。他还经常与MIT电子学研究实验室的著名精神病学家 Warren McCulloch讨论人脑的问题。Warren介绍说：有些时候，把人脑的机能障碍区域旁路掉，可以恢复病人失去的功能。看来脑子的某个给定功能不会只依赖单个的专用细胞。于是他想到，通信网络也许要用类似的方式来构建。
当时，构建通信网络有两种基本模式：集中式(Centralized)和非集中式(Decentralized)。在集中式网络中，所有结点都与惟一的中央交换结点相连，所有数据都要发给中央结点，再通过它传送到目的地。如果该中心受到损坏或功能不正常，所有通信就会完全中断。而非集中式网络使用了若干个中心结点，相当于许多集中式网络连接在一起，固有的缺点仍然无法避免。当时美国的通信系统基本上是这样的模式。
于是保尔.贝恩建议了第三种方式，即分布式网络(Distributed network)。他写到：“在敌人进攻后，通信网络必须能让几百个主要站点彼此通话。”分布式网络没有中心交换结点，每个结点都有若干个近邻结点，从而形成格子状的构形。因此，每个结点有多个路由可供发送数据，如果某个结点损坏了，还有其他路径可用。今天，这些道理已经天经地义，无可置疑，而当时甚至五角大楼也对此不以为然。
报文分块
保尔.贝恩的另一个思想是通过网络发送数据之前，要把报文(Message)分成报文块(Message blocks)。每个块要分别发送，可以走不同的路径，而到达目的地后再把它们组合在一起。这正是今天普遍接受的“分组交换技术”的来由。后来，大家不再使用“报文块”，而是用“报文分组”(Packet)，这个术语是英国科学家戴维斯(Donald Davies)的一个更好的建议，他也独立地设计了非常类似的系统。
我们知道，计算机发送信息时都是突发的，而不是连续的。传统通信网络都使用专线，这很不经济。电话网的例子表明，当出现一个呼叫时，就为它建立了一条专线。只要通话还在进行，别人就不能使用这条线路。如果通话暂停，但没有挂机，别人还是无法使用这条线路。这就意味着线路带宽的浪费。
于是保尔.贝恩想象着一个无人操纵的网络，每个结点都像交换机那样，为分组选择路由，以便把它传送到最后的目的地。这些结点将使用“热土豆路由算法”(Hot potato routing)，即一种快速存储转发的设计(Rapid store-and-forward design)。当结点接收到分组时，先存储它。接着决定它的最佳路径，并把它发送到下一个结点。通过使用数字计算机，这些工作会很快完成，使得传送基本上是实时的通信。计算机可以经常修改网络的统计数据，使每个结点都能决定最好的路径。如果一个结点损坏，分组可以绕道而行。这种连续修改网络路由信息的方法，被称为“动态路由算法”(Dynamic routing)。
主流技术
大约五年之后，1966年罗伯茨(Larry Roberts)开始负责ARPANET项目。他听到了保尔.贝恩的想法。Roberts没有立即设计发生战争时使用的网络，而是促进ARPA研究人员之间的通信，使他们能有效地利用远程计算资源。
尽管如此，保尔.贝恩关于建立强壮网络的想法还是感染了罗伯茨。他的分布式网络和分组交换模式被接受，并且他也成为ARPANET项目的非正式顾问。
作为一位发明家和企业家，这些年来，保尔.贝恩创建了许多成功的企业，如Cabledata Associates、Packet Technologies、Metricom、Interfax、Com21，这些公司都建立在他开发的技术上。他的发明正在成为今天的主流技术，例如：离散多音质技术(discrete multitone technology)是DSL的核心技术，广谱传输技术(spread spectrum transmission)则是无线扩频的基础。像Cisco这样著名的因特网公司，都离不开他创造的技术。保尔.贝恩与别人一起还建立了未来学研究所。
安度晚年
在他的专业领域内，保尔.贝恩为人熟悉，但是在领域以外他却鲜为人知。许多专业组织授予他多种荣誉，如富兰克林学会2001年的Bower奖、科学成就奖章，以及IEEE和ACM等组织的一系列荣誉称号。
最近，Stewart Brand在Wired Magazine上发表了一篇对保尔.贝恩的访谈录，题目是Founding Father，其中介绍了他的近况。保尔.贝恩现在安静地居住在加利福尼亚的Atherton小镇，整洁的家庭办公室里一切都显得井井有条。年近八旬的老人，非常谦逊、十分拘谨，仿佛没有任何特殊之处。
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