包云岗:“Matlab被禁”事件启发:我们如何做出能卡别人脖子的软件?

今年6月,哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学因被列入美国商务部实体名单,并被禁用数学基础软件Matlab,引发了关于国产软件的大规模讨论。

对于大多数理工科学生而言,Matlab并不陌生,Matlab是一款被广泛应用于教学、科研、工业领域的基础软件,而这类EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)软件,却刚好又是我国的短板。正因如此,不少行业人士感慨,这次我们真的是被卡脖子了。

6月19日,中科院计算所研究员、先进计算机系统研究中心主任,中国开放指令生态联盟秘书长包云岗在微博上分享了他在「CCF YOCSEF杭州· Matlab被禁之特别论坛」上关于“Matlab被禁”事件带来的思考与启发的发言。

包云岗指出,当我们在思考如何解“Matlab被禁”这个燃眉之急的同时,更需要考虑如何才能在未来做出像Matlab这样的工具,做出能卡别人脖子的技术。

至于如何做出像Matlab这样能卡别人脖子的软件,包云岗总结为如下四点:

第一,把东西做出来,而不是追求把论文发出来;

第二,把东西用起来,而不是做完就扔了;

第三,把教学场景用起来,而不是把教学当作负担;

第四,把持久战意识树立起来,而不是期望速胜论。

包云岗:“Matlab被禁”事件启发:我们如何做出能卡别人脖子的软件?

以下为包云岗在「CCF YOCSEF杭州· Matlab被禁之特别论坛」发言原文,雷锋网做了不改变原意的编辑整理:

很多人都在思考如何解决“Matlab被禁”这个燃眉之急的问题。大家回顾了中国的工业软件发展之痛,批评国内的盗版问题、知识产权保护问题、重硬件轻软件等一系列问题。也提出了很多好的建议,比如给了针对Matlab各种功能的开源软件替代方案。这些都算是“昨天和今天”的事。

现在我想和大家一起讨论一下关于“明天”的事。我们每个人可以问自己一个问题:从现在这个时间点开始,给10年时间,甚至20年时间,我们能做出一个卡别人脖子的东西吗?(并不是说真的要去卡别人脖子,而是说要成为别人离不开的东西)

如果从这个角度来看这次“Matlab被禁”事件,那么给我们更多的是启发。

我们都知道Matlab最初只是新墨西哥大学Clever Moler教授在1970年代用于教学中的一个小工具软件,那它为什么能在几十年后成为卡我们脖子的利器?

我们一起来梳理一下Matlab发展过程中折射出来的几个理念:

一、把东西做出来,而不是追求把论文发出来。Matlab网站上有一篇Moler教授自己在2018年写的Matlab简史。他在开头就写道,在1971年和1975年他所在团队向NSF申请了两个项目,目标是“探索开发高质量数学软件的方法、成本和资源”。他自己也认为,从某种程度上来看,这两个项目是失败的,因为他们没有发表出一篇论文,他们只是开发出了两个软件:一个是EISPACK,另一个是LINPACK。而且这两个软件也谈不上有多大的学术创新,因为EISPACK就是把1965-1970年发表论文中用Algo60写的算法翻译为Fortran,而LINPACK则是直接用Fortran重写一遍。

二、把东西用起来,而不是做完就扔了。虽然EISPACK、LINPACK没有相关论文发表,学术创新也似乎不是很高,但确实是两个很有用的软件。EISPACK的开发团队在1974年写了一本使用手册,我在Google Scholar上查了一下,到现在已经被引用了1800多次,1970-1980年代使用非常广泛。LINPACK更是世界超级计算机排行榜Tops500的基准测试程序,可以说是影响了世界超级计算机的发展。

三、把教学场景用起来,而不是把教学当作负担。Matlab是Moler教授想把EISPACK和LINPACK应用于教学过程中的产物。如果Moler教授不是用心去做教学,不是为了能让学生更好地掌握线性代数与数值分析,更容易地使用EISPACK和LINPACK这两个软件,那么他就不会有动机自己动手去写一个Matlab小工具来把这两个软件接口封装起来,从而方便学生使用。

今天,由于严苛的科研竞争环境和考核压力,很多人都把教学当作了一种负担,认为会影响科研。但教学其实是试验新技术、新工具最好的应用场景,因为试错成本很低,而且学生的创新性和主动性,还能帮助改进优化技术和工具。Matlab最终走上了商业化道路,就是因为Moler教授在斯坦福大学给学生上课时,有两个学生对Matlab很感兴趣,主动提出用C重写一遍,同时移植到IBM PC上。很多技术最早都是从课堂上发展起来,比如RISC架构是David Patterson教授在伯克利的课程实验。

四、把持久战意识树立起来,而不是期望速胜论。坚持围绕一件事做,几十年后的累积效应是惊人了。中国今天被卡脖子的东西,几乎都是别人积累了20年以上的东西。

从第一版Matlab算起到现在已经有40年,1980年代初的第一代EDA软件到现在也有快40年,Intel在1970年左右第一代微处理器到现在已经有50年。台积电1987年成立到现在也是积累了30多年。其实在学术界也有很多有影响力的工作也是多年积累的产物,我们可以看一下ACM System Software Award,获奖的软件基本上都是持续积累了几十年,比如LLVM持续优化了17年、Eclipse优化了19年、Wireshark优化了22年、Coq优化了31年,GCC则有33年。

再仔细剖析一下Matlab以及MathWorks这家公司,可以说是持久战的典范。MathWorks在1984年成立,只有1名员工。第一笔收入是1985年卖给了MIT10个Matlab版权,收入500美元。MathWorks公司早期很不起眼,有个玩笑称它前7年员工数每一年翻一番——1984年1个员工,1985年2个员工,1986年4个员工,直到7年后的1991年也才只有128个员工。和今天很多初创公司相比,这个成长速度就像是蜗牛了。但是他们力出一孔,围绕着Matlab不断增加功能,使Matlab成为一个行业领先的工具软件。1997年,MathWorks的营业额达到了5000万美元,380名员工。如今2019年MathWorks公司营业额是10亿美元,3000多员工,全球有400多万用户。虽然从营业额看并不大,但其实我们更应该学习这种模式——不断积累。把一项技术做到极致,成为某个细分领域的隐形冠军。

最后总结一下,当我们在思考如何解“Matlab被禁”这个燃眉之急的同时,更需要考虑如何才能在未来做出像Matlab那样的工作,做出能卡别人脖子的技术。这需要我们做出改变,观念上的改变,行动上的改变。

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