中 文 版 序　
計算機(jī)和通信系統(tǒng)，以及由它們所實(shí)現(xiàn)的許多事物遍布我們周圍。其中一些在日常生活中隨處可見，比如筆記本電腦、手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)。今天，在任何公共場所，都會看到許多人在使用手機(jī)查詢交通路線、購物以及和朋友聊天。與此同時，大部分計算機(jī)世界卻是隱形的，比如電子設(shè)備、汽車、火車、飛機(jī)、電力系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備中的計算機(jī)。這種幾乎不可見的基礎(chǔ)設(shè)施對我們產(chǎn)生了巨大的影響，如果沒有這些在后臺運(yùn)行的系統(tǒng)，我們所處的現(xiàn)代社會將會坍塌。大多數(shù)情況下，它們確實(shí)在正確地執(zhí)行任務(wù)，一切運(yùn)轉(zhuǎn)正常。但我們會不時得到令人不安的警示，這發(fā)生在當(dāng)這些系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，或當(dāng)我們聽到各種系統(tǒng)正在悄悄收集、共享，甚至濫用這些數(shù)據(jù)時。
本書篇幅不大，但對計算機(jī)和通信系統(tǒng)如何工作進(jìn)行了詳細(xì)和透徹的解釋。它主要面向希望能更好地了解他們所生活的世界的非技術(shù)人員，但本書也應(yīng)該會對那些對技術(shù)有所了解的人有幫助—這些讀者或者對本書的內(nèi)容感興趣，或者希望將本書作為向朋友和家人解釋技術(shù)系統(tǒng)的一份指南。本書展示了當(dāng)今的計算和通信世界是如何運(yùn)作的，從硬件到軟件，再到互聯(lián)網(wǎng)和Web。本書也討論了新技術(shù)帶來的社會、政治和法律問題（雖然主要是從美國的角度），由此你可以理解我們所面臨的難題，并理解為了解決它們所必須做出的權(quán)衡。
20多年來，我一直使用本書中的材料為普林斯頓大學(xué)的學(xué)生授課，告訴他們計算機(jī)技術(shù)是如何影響世界的。未來，他們在擔(dān)任有責(zé)任、有權(quán)威和有影響力的職務(wù)時，將能夠就涉及技術(shù)的復(fù)雜問題做出明智的決定。計算機(jī)和通信技術(shù)一直在發(fā)展，但那些基本的問題仍然保持不變。
我相信，無論人們的背景如何，位于世界何處，更多地了解這項(xiàng)了不起且應(yīng)用廣泛的技術(shù)是很重要的—這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)并將繼續(xù)對我們的生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。非常高興戴開宇博士作為譯者的中文版即將與中國讀者見面，對于他的卓越工作我深表感謝。我希望你會享受閱讀本書的過程，并開卷有益。

布萊恩·W.柯尼漢


譯　者　序　
收到機(jī)械工業(yè)出版社翻譯本書的邀請時，我欣然接受了這一任務(wù)。很重要的一個原因是，本書作者布萊恩·W.柯尼漢（Brian W. Kernighan）教授是計算機(jī)領(lǐng)域的著名學(xué)者和先驅(qū)。關(guān)于布萊恩教授，人們耳熟能詳?shù)囊粋�傳奇是，他與C語言的發(fā)明者丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）合著的The C Programming Language一書被奉為C程序設(shè)計語言的經(jīng)典之作。之后，許多編程語言教程中的第一個示例都是打印出一句“Hello，World！”，就像在用編程語言這一計算機(jī)語言向世界問好，這個示例就是布萊恩教授首創(chuàng)的。因?yàn)榉�譯這一機(jī)緣，我又了解到，布萊恩教授在大名鼎鼎的貝爾實(shí)驗(yàn)室工作了30年左右，見證了UNIX這一偉大的操作系統(tǒng)的誕生，并做出了卓越貢獻(xiàn)。他還與人合作完成了著名的圖劃分問題和旅行商問題的算法，也是AWK和AMLP兩門編程語言的設(shè)計者之一。其中任何一項(xiàng)成就都足以讓人倍感榮耀，但布萊恩教授的成就遠(yuǎn)不止這些。在這之后他任職于普林斯頓大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系，并開設(shè)了一門名為“我們世界中的計算機(jī)”（Computers in Our World）的課程，介紹計算機(jī)、通信、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)等方面的核心知識和其中的隱私、安全等問題。這本書便是這門課程使用的教學(xué)材料。
布萊恩教授作為計算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域和寫作方面的世界級大師，其作品自然值得精讀。能擔(dān)當(dāng)他的著作的譯者，我感到非常榮幸。翻譯的過程也是細(xì)細(xì)品讀的過程。本書一如布萊恩教授的其他著作，行文通俗易懂而又嚴(yán)謹(jǐn)，將構(gòu)建數(shù)字世界的關(guān)鍵技術(shù)和思想娓娓道來，并與實(shí)際應(yīng)用以及我們的生活關(guān)聯(lián)起來，尤其關(guān)注這些技術(shù)帶來的倫理問題。全書讀起來輕松愉快，令人受益匪淺。
我在大學(xué)里教授虛擬世界和計算思維相關(guān)的兩門通識課程，認(rèn)識到越來越多的人已離不開數(shù)字世界這一現(xiàn)實(shí)世界的“平行世界”，“人機(jī)共生，虛實(shí)交融”的數(shù)字化生存將不可逆轉(zhuǎn)�；ヂ�(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、區(qū)塊鏈、元宇宙這些數(shù)字化技術(shù)會把人們的生活塑造成什么樣子，以及可能把人類命運(yùn)帶向何方，無人可以準(zhǔn)確預(yù)測，哪怕是相關(guān)領(lǐng)域中的專家也眾說紛紜。但我想，數(shù)字世界帶給我們的思考總是有益的。比如，一個比特可以取值0和1，這些比特之間的簡單計算又可以產(chǎn)生新的編碼，由此竟然就可以構(gòu)建出復(fù)雜的數(shù)字世界。這不由得讓我們聯(lián)想到中國古代哲學(xué)提出的“道生一， 一生二， 二生三， 三生萬物”，以及達(dá)·芬奇所說的“簡單是終極的復(fù)雜”。聯(lián)系到實(shí)際的計算形態(tài)，現(xiàn)在流行的深度學(xué)習(xí)也是從無數(shù)小的簡單神經(jīng)元構(gòu)建出來的。這是否也會對我們的大腦是如何“涌現(xiàn)”出智能的這一問題給出一些啟示？我們從現(xiàn)實(shí)世界抽象出數(shù)字世界，又從數(shù)字世界中得到啟發(fā)并回過頭來指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)世界。由此我們看到，數(shù)字世界有助于“認(rèn)識你自己”，而隨著人工智能等技術(shù)的發(fā)展，重新思考這一幾千年前提出的哲思變得刻不容緩。所以，技術(shù)會把人類帶向何方，取決于人們從數(shù)字世界中獲得多少智慧和有益的反思。我想這本書會帶給我們很多這方面的智識。
在此書翻譯完成之際，我首先想感謝布萊恩教授，感謝他在書中分享的智慧和見識。當(dāng)我郵件聯(lián)系布萊恩教授，希望他能為中國讀者作序時，他很快回復(fù)了郵件。而當(dāng)時他正和夫人在英國旅行，也就是本書引言中說原計劃2020年出發(fā)，后來被新冠肺炎疫情打斷的旅行，郵件中甚至分享了許多旅途中的照片。世界級大師的謙遜和平易近人，本身就傳遞了教育的內(nèi)涵。感謝復(fù)旦大學(xué)外文學(xué)院郭曄老師在書中三首英文詩歌的翻譯方面給出了熱情而專業(yè)的幫助。同時，由于本人水平有限，翻譯中肯定還有紕漏，歡迎指正，先謝謝大家的善意賜教，這將有利于本書翻譯的改進(jìn)，從而讓更多讀者受益。

戴開宇
kydai@fudan.edu.cn
2022年6月

　前　　言　
從1999年起，幾乎每個秋天我都在普林斯頓大學(xué)教授一門名為“我們世界中的計算機(jī)”的課程。課程名稱有點(diǎn)含糊，但這是我不得不在5分鐘內(nèi)想出來的，結(jié)果現(xiàn)在想要改名就難了。不過，教這門課倒是給了我極大的樂趣，讓我的工作幾乎完全成了一種享受。
這門課的開設(shè)是基于這樣一種觀察，即計算機(jī)和計算已經(jīng)無處不在。有些計算是顯而易見的：每個學(xué)生都擁有一臺筆記本電腦，其性能遠(yuǎn)比一臺IBM 7094計算機(jī)強(qiáng)大得多。1964年，當(dāng)我作為一名研究生進(jìn)入普林斯頓大學(xué)時，IBM 7094計算機(jī)要耗資幾百萬美元，并占據(jù)一個很大的空調(diào)房間，可以為整個校園提供服務(wù)�，F(xiàn)在每個學(xué)生還擁有一部計算能力遠(yuǎn)超過那臺古老計算機(jī)的手機(jī)。與這個世界上的大部分人一樣，每位學(xué)生都可以高速上網(wǎng)。每個人都在線進(jìn)行搜索、購物，并通過電子郵件、短信和社交網(wǎng)絡(luò)與親友保持聯(lián)系。
然而這些只是計算的冰山一角，其中大部分隱藏在表面之下。我們沒有看到，通常也很少會想到那些潛藏在家電、汽車、飛機(jī)中的計算機(jī)，以及那些司空見慣的數(shù)碼產(chǎn)品中的計算機(jī)，如智能電視、恒溫器、門鈴、語音識別器、健身追蹤器、耳機(jī)、玩具和游戲機(jī)。我們更不會想到像電話網(wǎng)絡(luò)、有線電視、空中交通管制、電網(wǎng)、銀行和金融服務(wù)這些基礎(chǔ)設(shè)施對計算的依賴程度如此之高。
大多數(shù)人不會直接參與創(chuàng)建這樣的系統(tǒng)，但每個人都受到它們的巨大影響，有些人還需要做出與這些系統(tǒng)相關(guān)的重要決定。一個受過良好教育的人至少應(yīng)該知道關(guān)于計算機(jī)的基本知識：計算機(jī)能做什么以及如何做到，計算機(jī)技術(shù)的局限性以及目前來說哪些難以做到，計算機(jī)之間如何溝通，溝通時發(fā)生了什么，計算機(jī)和通信如何影響我們周圍的世界等。
計算的普及性以意想不到的方式影響著我們。盡管我們時常被提醒，監(jiān)視系統(tǒng)變得無處不在，隱私可能被侵犯，身份可能被盜竊，但我們可能沒有意識到它們在多大程度上被計算機(jī)和通信所賦能。
2013年6月，愛德華·斯諾登（Edward Snowden）—美國國家安全局（NSA）的一位承包商，向記者提供了5萬份文件，其中揭露了美國國家安全局曾定期監(jiān)測和收集世界上幾乎每一個人的電子通信，包括電話、短信、電子郵件和互聯(lián)網(wǎng)的使用，尤其是那些居住在美國并且對國家安全沒有任何威脅的美國公民。也許最令人驚訝的是，在最初引起公憤之后，一切又恢復(fù)了常
態(tài)，并且隨著政府的監(jiān)控和監(jiān)視越來越多，公民也無可奈何或漠然接受。
公司也會追蹤和監(jiān)控我們在網(wǎng)上和現(xiàn)實(shí)世界中的行為。許多公司的商業(yè)模式基于廣泛的數(shù)據(jù)收集以及預(yù)測和影響我們行為的能力。大量數(shù)據(jù)的可用性使語音理解、計算機(jī)視覺和語言翻譯方面取得了巨大進(jìn)展，但這是以我們的隱私為代價的，并且使任何人都很難匿名。
形形色色的黑客在攻擊數(shù)據(jù)存儲方面變得越來越老練。幾乎每天都發(fā)生著對企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)的電子入侵，大量客戶和員工的信息被竊取，并通常用于欺詐和身份盜竊。不僅如此，對個人的攻擊也很常見。過去，人們可以通過忽略來自所謂的“尼日利亞王子”或他們的親戚的郵件來免受網(wǎng)絡(luò)詐騙，但現(xiàn)在有針對性的攻擊變得微妙得多，并已經(jīng)成為攻破企業(yè)計算機(jī)的最常見方式
之一。
Facebook、Instagram、Twitter、Reddit等社交媒體改變了人們相互聯(lián)系的方式—與朋友和家人保持聯(lián)系，看新聞，各種娛樂。這有時會帶來積極的影響，例如，在2020年年中，警察暴力的視頻引起了人們對非洲裔美國人生活問題的關(guān)注。
但社交媒體也造成了大量的負(fù)面影響。種族主義者、仇恨團(tuán)體、陰謀論者和其他瘋狂的人，無論他們的信仰或政治立場如何，都可以很容易地在互聯(lián)網(wǎng)上找到彼此，協(xié)同合作并放大影響。言論自由相關(guān)的棘手問題，以及內(nèi)容審核方面的技術(shù)挑戰(zhàn)，都讓人們很難徹底阻斷仇恨和無稽之談的傳播。
在一個完全由互聯(lián)網(wǎng)連接起來的世界里，司法管轄權(quán)問題也很難處理。2018年，歐盟實(shí)施了《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》（GDPR），允許歐盟居民控制個人數(shù)據(jù)的收集和使用，并阻止公司向歐盟以外發(fā)送或存儲此類數(shù)據(jù)。GDPR在改善個人隱私方面的效果如何，目前還沒有定論，當(dāng)然，這些規(guī)則只適用于歐盟，世界其他地區(qū)的規(guī)則可能有所不同。
云計算的快速應(yīng)用增加了另一層復(fù)雜性。通過云計算，個人和公司在亞馬遜、谷歌和微軟等公司的服務(wù)器中存儲數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算。數(shù)據(jù)不再由它們的所有者直接持有，而是被第三方直接掌握，這些第三方有著不同的規(guī)程、責(zé)任和漏洞，而且可能面臨著相互沖突的司法規(guī)定。
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