一百年后,人类怎样编程?

  很难预测一百年后的人类生活,只有少数几件事是可以确定的。那时,汽车将具备低空飞行能力,城市规划的法规将放宽,大楼可以造到几百层,大街上一天到晚看不见太阳,女性个个都学过防身术。本文只想讨论其中的一个细节:一百年后,人们使用什么语言开发软件?

  为什么这个问题值得思考?原因不是我们最终会用上这些语言,而是幸运的话,我们从现在开始就能用上这些语言。

  

  我认为,编程语言就像生物物种一样,存在一个进化的脉络,许许多多分支最终都会成为进化的死胡同。这种现象已经发生了。Cobol语言曾经流行一时,但是现在看来没有任何后续语言继承它的思想。它就像尼安德特人 一样,进化之路已经走到了尽头。

  我预言Java也会如此。有人写信说:“你怎么能说Java不会成功呢?它已经成功了。”我觉得这要看你的成功标准是什么。如果标准是相关书籍的出版量,或者是相信学会Java就能找到工作的大学生数量,那么Java确实已经成功了。当我说Java不会成功时,我的意思是它和Cobol一样,进化之路已经走到了尽头。

  这只是我的猜测,未必正确。这里的重点不是看衰Java,而是提出编程语言存在一个进化的脉络,从而引导读者思考,在整个进化过程中,某一种语言的位置到底在哪里?之所以要问这个问题,不是为了一百年后让后人感叹我们曾经如此英明,而是为了找到进化的主干。它会启发我们去选择那些靠近主干的语言,这样对当前的编程最有利。

  无论何时,选择进化的主干可能都是最佳方案。要是你不幸选错了,变成了一个尼安德特人,那就太糟了。你的对手克鲁马努人时不时就会来攻打你,,把你的食物全部偷走。

  这就是我想找出一百年后的编程语言的原因。我不愿意押错赌注。

  

  编程语言的进化与生物学进化还是有区别的,因为不同分支的语言会发生聚合。比如,Fortran分支看来正在与Algol 的继承者聚合。理论上,不同的生物物种也可能发生聚合,但是可能性很低,所以大概从来没有真正出现过。

  编程语言之所以可能出现聚合,一个原因是它的概率空间 比较小,另一个原因是它的突变不是随机的。语言的设计者们总是有意识地借鉴其他语言的设计思想。

  对于语言设计者来说,认清编程语言的进化路径特别有用,因为这样就可以照着样子设计语言了。这时,认清进化的主干就不仅有助于识别现存的优秀语言,还可以把它当作设计语言的指南。

  

  任何一种编程语言都可以分成两大组成部分:基本运算符的集合(扮演公理的角色)以及除运算符以外的其他部分(原则上,这个部分可以用基本运算符表达出来)。

  我认为,基本运算符是一种语言能否长期存在的最重要因素。其他因素都不是决定性的。这有点像买房子的时候你应该先考虑地理位置。别的地方将来出问题都有办法弥补,但是地理位置是没法变的。

  慎重选择公理还不够,还必须控制它的规模。数学家总是觉得公理越少越好,我觉得他们说到了点子上。

  你仔细审视一种语言的内核,考虑哪些部分可以被摒弃,这至少也是一种很有用的训练。在长期的职业生涯中,我发现冗余的代码会导致更多冗余的代码,不仅软件如此,而且像我这样性格懒散的人,我发现在床底下和房间的角落里这个命题也成立,一件垃圾会产生更多的垃圾。

  我的判断是,那些内核最小、最干净的编程语言才会存在于进化的主干上。一种语言的内核设计得越小、越干净,它的生命力就越顽强。

  

  当然,猜测一百年后人们使用什么编程语言,这本身就是一个很大的假设。也许一百年后人类已经不编程了,或者直接告诉计算机想做什么,计算机就会自动完成。

  不过,到目前为止,计算机智能并没有取得太大进展。我猜测一百年后,人们还是使用与现在差不多的程序指挥计算机。可能有一些我们今天需要编程解决的问题,那时已经不需要编程了,但是我想,那时还会存在大量与今天一样的编程任务。

  你可能认为只有那些自以为是的人才会去预言一百年后的技术。但是,请不要忘记,软件发展的历史已经走过了50年。在这50年中,编程语言的进化其实是非常缓慢的,因此展望一百年后的语言并不是虚无缥缈的想法。

  编程语言进化缓慢的原因在于它们并不是真正的技术。语言只是一种书写法,而程序则是一种严格符合规则的描述,以书面形式记录计算机应该如何解决你的问题。所以,编程语言的进化速度更像数学符号的进化速度,而不像真正的技术(比如交通或通信技术)的进化速度。数学符号的进化是缓慢的渐变式变化,而不是真正技术的那种跳跃式发展。

  

  无论一百年后的计算机是什么样子,我们基本上可以断定它们的运行速度一定会快得多。如果摩尔定律依然成立,一百年后计算机的运行速度将是现在的74乘以10的18次方倍(准确地说是73 786 976 294 838 206 464倍)。真是让人难以想象。不过实际上更现实的预测并不是速度会提高这么多,而是摩尔定律最终将不成立。不管是什么东西,如果每18个月就增长一倍,那么最后很可能会达到极限。但那时的计算机比现在快得多大概是毫无疑问的。即使最后只是略微快了100万倍,也将实质性地改变编程的基本规则。如果其他条件不变,现在被认为运行速度慢的语言(即运行的效率不高)将来会有更大的发展空间。

  那时,依然会有对运行速度要求很高的应用程序。我们希望计算机解决的有些问题其实是计算机本身引起的。比如,计算机处理视频的速度取决于生成这些视频的另一台计算机。此外,还有一些问题本身就要求无限快的处理能力,比如图像渲染、加密/解密、模拟运算等。

喜欢真实的人,要做真实的人,所以从来不会想要刻意模仿任何人。

一百年后,人类怎样编程?

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