原文

Software: Art, Engineering, Mathematics, or Science? by Alan Kay

译文

建造一座 500 英尺高的埃及金字塔，花了几十万工人几十年的时间。他们将材料一块块胡乱堆在一起，然后用石灰岩做外墙，使其外表光鲜。相比之下，1000 英尺高的帝国大厦由不到 3000 名工人在不到 11 个月的时间里从头建造完成。今天相当多的软件及其建造过程类似于埃及金字塔，我敢说，目前没有谁知道如何组织 3000 名程序员，花不到 11 个月的时间， 从头开始制作一个重要的软件。

我对这一点的解释是，“软件工程"仍然是一个矛盾的说法（像航空食品、大学停车场，甚至是 “计算机科学”）。不过，我们今天所做的事情颇像建筑学诞生之前， 建筑物的设计和建造（建筑学，从字面上看是"拱门"的 “技术化”）。我们偶尔可以做出一些有某些功能的东西，尽管它像一堆材料的胡乱堆放。这是一种古老的工程，是一本临时编写的食谱，在过去多少有些用处。

今天，科学（对现实(real)事物的关注）与数学（对真实(true)事物的关注）混合在一起，与工程（对如何制造某种东西的关注）混合在一起。这些领域中的每个工作者也部分地在其他两个领域工作。每个领域都有与之相关的不同气质：数学家往往是理想主义者，科学家是现实主义者，而工程师是实用主义者。而当他们利用其他领域知识来帮助他们最喜爱的领域取得进展时，每个人都发现自己临时采用了一种借用的气质。

如今，什么是计算(computing)？它似乎是一种数学–因为机器是一种推理引擎，可以计算出各种关系的结果 – 外加一种工程 – 因为通常必须构建相当大的语言表述，才能表达任何真正有趣的东西。

但科学在哪儿？在我们对这一术语的正常使用中，我们认为眼前是一个与我们的任何希望或信仰都无关的宇宙，而科学是了解这个宇宙如何运作的一种特殊方式。在现代，我们特别喜欢用数学模型来表达我们所认为宇宙的运作方式，这些数学模型似乎与现实世界有足够的对应关系，可以讨论和预测现实。我们倾向于认为科学是分析性的(analytic)。

相比之下，计算似乎是更多带有人造的(synthetic)味道，因为我们从规则开始，计算出一种 “现实”(reality)。会不会存在一门 “计算机科学” 呢？

我认为答案是肯定的，与物理世界的构建相类似。从历史上看，不可能从基本粒子的第一原理出发，来计算一幢大型建筑或桥梁是会倒塌还是会保持上升。我们的方法是尽可能地制造大型结构，并把它们当作宇宙的一部分来研究，以便于我们理解。这导致了一种新的科学工程，这不是一个矛盾的说法，它导致了巨大的改进，用于建造大型可靠结构的技术。

我认为这便是最终创造软件工程所需要做的。我们需要对重要的软件结构进行更多的建设，而且我们需要以一种允许分析、学习的形式来做，并根据刚刚学到的东西重新设计和制造。

这儿似乎有一个鸡和蛋的问题。如果我们没有一门真正的工程学科，那么要制造出足以让人理解的大型建筑不就太困难了吗？而我们所做的乱七八糟的东西会不会太难重新表述，以至于我们无法了解我们的新发现是否真的有价值？

我相信，在这里可以用来取得进展的秘密武器是极端的晚绑定(late binding)。对什么进行晚绑定？对系统中尽可能多的东西。

人们可以提出一个很好的论点，即硬件和软件设计中的大多数进步, 都是通过引入新的晚绑定机制来促进的。追溯到硬件方面，我们可以想到、内存管理单元等。在软件中，我们从绝对指令位置和格式，到符号汇编器，到子程序，到可重定位代码，到独立于硬件的数据索引和重定位寄存器结构格式，到垃圾收集，到对象的许多晚绑定优势，包括类和实例、消息发送、封装、多态性和元编程。

在 Squeak 中，你有一个有史以来最晚绑定但又最实用的编程系统。它也是一个兼具广度和深度的人工制品，足以允许进行真正的科学研究、创造新的理论、新的数学和新的工程结构。事实上，Squeak 已经准备好成为它自己的替代品。由于 Squeak 在自己的结构中使用的每一个机制都是显而易见的，并且可以被任何程序员改变，所以它可以被理解和摆弄。“极端的玩法” 很容易导致创造出一个比 Squeak 更好的系统，与 Squeak 非常不同，或者两者都有。

我们不仅允许你这样做，我们还强烈建议你去尝试! 为什么？因为我们的领域离合理的状态还有很长的路要走，我们不能让糟糕的事实标准（主要由供应商控制）来阻碍进步。你习惯于把编程系统作为一种具有某些功能的语言来学习，目的是利用这些功能来制造东西。Squeak 在这方面做得很好，而且有很多功能（实际上太多了！），可以用来制作东西。但是，对待你将要进行的学习的最好方式，是把 Squeak 看作是一种可以构建语言的元语言(metalanguage)。除了学习如何用现有的功能来制造东西，还要试着学习这些功能本身是如何被发明和制造的。所有的代码都是可见的，而且很多代码都有关于它们如何工作的解释。在这里，系统就是课程。即使是本书的在线版本也很难跟踪一个不断变化和改进的系统，所以最好是学习如何从系统本身找出它的作用。然后尝试添加你自己新的深度功能。最终，你会形成自己的观点，了解更好的编程方式。Squeak 将允许你添加这些功能，甚至用你发明的新功能来取代它目前所有的功能。其中一些想法将足以推动编程的艺术、工程、科学和数学的发展。

然后你就会以我们所期望的方式使用 Squeak。在某些时候，一个比 Squeak 更好的系统将被创造出来，没有什么能让我们更高兴的了 – 特别是如果你能在我们还在享受新想法的时候完成它的话。