只能存儲12KB數據，“碼農女神”是怎樣把人類送上月球的
01“碼農女神”和比她還高的代碼
工業軟件，原本興於工業巨頭。NASA、波音、洛克希德、福特等航太、汽車企業，從20世紀60年代就開始了軟件的研發。軟件代碼所形成的控制指令，早就像血液一樣流淌在產品之中，像中樞神經一樣控制着產品行為。
早年習慣用打印機將軟件程序打印成冊，供程序員審核查閲。作者在20世紀80年代初學習計算機的時候，還必須使用穿孔紙帶來保存自己的作業程序。在那個時候的軟件開發中，因為計算機少，可用機時有限，因此不得不把成千上萬行軟件程序打印出來，在紙面上仔細審閲修改。
三十多年後的今天，別説是穿孔紙帶，就連在紙面上打印程序，基本上都沒有人做了，因為程序代碼量實在是太多了！靠打印在紙上去查閲的方式已經無法滿足程序員在短時間內閲讀和調試大量代碼的工作需要，這個工作已經交給了專業代碼調試軟件。
在20世紀60～70年代阿波羅飛船計劃實施時期，軟件代碼是一定要打印在紙上的，以方便查閲和備份。
大家是否知道，當年NASA的“碼農女神”——軟件首席工程師瑪格麗特·漢密爾頓，給阿波羅登月飛船寫的導航和登陸程序的代碼量有多少？打印紙堆起來比她本人的身高還要高！
▲瑪格麗特和她為阿波羅11號飛船寫的源代碼
1968年12月21日，繞月的阿波羅8號飛船升空第5天，宇航員誤操作刪除了所有導航數據，致使飛船無法返航。瑪格麗特帶領MIT的程序員們連夜奮戰9小時，設計出了一份新導航數據並經由巨大的地面天線陣列上傳到阿波羅8號，讓它順利返航。
1969年7月20日，阿波羅11號飛船登月前，危機再次發生。當年電腦算速極慢，系統只能存儲12KB數據，臨時存儲空間僅1KB。飛船登月前幾分鐘，電腦因過度計算幾近崩潰。
正是瑪格麗特首創的“異步處理程序”，讓阿波羅11號學會了“選擇”：當電腦運行空間不足時，最寶貴的存儲空間只留給最關鍵的登月任務，其他任務暫停，由此而讓登月艙成功降落在月球表面。
從繞月到登月，瑪格麗特寫的軟件有序地控制了飛船，把人類首次送上月球。用軟件程序通過賽博空間（Cyberspace）來遠程控制物理設備，在1969年就已經實現了。以程序化指令不限時空地控制物理設備，其實一直是軟件的終極使命。
以今天的視角來看，上述代碼數量與現在先進設備中的代碼數量相比，簡直是微不足道。航太領域本來就是工業皇冠上的明珠，是先進軟硬件技術的發祥地。普通人可能會驚訝和歡呼於載人航天的成功和人類首次登月，但是對於這些看不見、摸不着的軟件在其中所起的“靈魂”般的控制作用，基本上不了解。
更重要的是，瑪格麗特走通了一條對當今工業來説極其重要的技術路徑：軟件可以在賽博空間中，不限時空地傳輸和安裝，不限時空地運行其中的指令，體現人類設定的邏輯和執行過程，讓遍佈各處甚至遠在天邊的物理設備按照人類意願工作。
當傳輸軟件的賽博裝置從地面巨大的天線陣列與航天器之間點對點傳輸，變成無處不在的互聯網數據傳輸，可以隨時上傳/下載軟件時，軟件就已經向着“泛在化”大舉進軍了。過去曾經嚴重阻礙工業發展的一些瓶頸問題，因為時空限制被軟件和網絡打破，而從夢想變為了現實。
02軟件正在吞噬整個世界
軟件是典型的數字虛體。
軟件，大隱者。“隱於市”且“無形”，看不見，摸不着。因此，很多人也就對其忽視、輕視或者無視。但是軟件又如同空氣之於人類一樣，它讓人類社會中的無數設備以正確的邏輯保持正常的高速運轉，以維護社會基礎設施的正常運營，須臾不可或缺。今天，一個沒有軟件的社會是不可想象的失控場面。
近十幾年來，軟件大舉進入了機器，成為機器中的“軟零件”“軟裝備”，進而成為機器的大腦和靈魂，主宰了機器世界的運行邏輯；同時，開發任何複雜產品，都已經離不開軟件手段的支撐，從此，世界上再不能缺少軟件。
而兩大類軟件——研發和管理手段數字化軟件（非嵌入式軟件）、產品本身數字化軟件（嵌入式軟件），統稱為工業軟件。
網景創始人、硅谷著名投資人馬克·安德里森（MarcAndreessen）認為：
60年前的計算機革命，40年前的微處理器發明，20年前的互聯網興起，所有這些技術最終都通過軟件改變各個行業，並且在全球範圍被廣泛地推廣。
他的研究結論正如他寫的文章名稱“軟件正在吞噬整個世界”。
這一切，隱於不知不覺，始於青萍之末，行於漣漪之間，蕩在時空之中。醖釀了幾十年之後，一場軟件定義、軟件控制、軟件賦能/賦智、軟件化生存的風暴，已經來臨。
03智能製造的幕後英雄
如果説五十年前的阿波羅飛船上的軟件還只是航天工業領域的軟件，那麼在今天，軟件已經融入日常生活，支配工業設備，甚至影響人類行為。
無論是手機中的APP，還是汽車上的數字化駕駛界面，或是數字化圖紙、數控程序或數字指令，它們都有一個共同的名字——軟件。
軟件不僅嵌入了我們身邊的器物，還在逐漸替代某些物理元件或零部件。我們不妨仔細觀察身邊的事物：家中的電器、代步的座駕、隨身的手機、車間的設備、試驗的儀器，一件一件，都已經開始了軟件替代部分實體零件和相關操作的進程。以下列舉幾例：
在那些看得見或看不見的角落裏，軟件都在發揮着我們想象得到或者想象不到的作用。在這些設備中，軟件“體量”或大或小，從幾十行代碼到幾十萬行代碼不等。有些特殊機器設備中的軟件含量，已經達到了令人咋舌的地步。
根據德國汽車製造商公佈的技術資料，奔馳、寶馬、奧迪等豪華汽車已經擁有1億行以上軟件代碼（大眾公司認為未來幾年將達到2億～3億行），一輛特斯拉汽車擁有2億行軟件代碼，而一架波音787飛機則擁有超過10億行代碼！毫不誇張地説，機載軟件已經成為當今民用飛機的大腦與靈魂。
這僅僅是開始。有人説“智能製造的核心是產品大數據”“大數據是‘互聯網+’的DNA和血液”或者説“按需製造的核心是數據”，其實這些話只説對了一半，沒有軟件，再多的數據也體現不出其價值。未來所有的數據都是天量的，是人力處理或單機電腦上的普通軟件所不可企及的。
因此，真正的幕後英雄是軟件，是基於雲計算架構的新形態軟件——所有的數據都要靠無處不在的軟件來進行分析和處理，才能判斷其是否具有使用價值和如何去使用它們，而人工是既不可能、也沒必要去分析大數據的。
大家看到的是被市場熱炒的大數據，而看不到的則是讀取數據、處理數據、給出分析處理結果、洞察數據中隱含的信息/知識的默默無聞的軟件。
現在，軟件進入各行各業（特別是工業領域），與各種傳統的物理設備相結合，是一個不以人們意志為轉移的大趨勢。於無聲處，軟件在積蓄着驚人的能量，在醖釀着靚麗的閃電與震天的驚雷。在軟件定義下，在軟件賦能/賦智的加速推動下，工業文明將發展到一個前所未有的嶄新階段，促進人類社會從數字社會走向智能社會。
20年前，美國學者尼葛洛龐帝在其《數字化生存》一書中説，人類生存於一個虛擬的、數字化的生存活動空間，由此而形成了一個“數字化生存”的觀點。其實今天看來，如果能夠再延伸一點的話，作者寧願説人類最後將走向“軟件化生存”。
未來，使用軟件的能力，將是人類一種基本的生存能力，不會用軟件可能就缺乏基本的崗位勝任能力甚至是生活能力。這不是一個你想不想、要不要、會不會的問題，而是一個你何時開始學習、何時達到基本要求的問題。
軟件，特別是工業軟件，依靠算法、機理模型、數據分析模型、數據和知識來驅動物理設備，以期更好地定義和優化物理世界，加速工業體系升級換代，促進工業文明創新轉型。
過去人們經常説，一代材料、一代設備，而今天的世界是由軟件和材料來共同決定的，是以軟件的速度和節奏來發展的。所有的企業、組織和個人，必須要跟上軟件發展的速度和節奏。因為軟件將會決定你的生存狀況。
關於作者：趙敏，走向智能研究院執行院長，中國發明協會常務理事，發明方法研究分會會長，正高工。工信部CPS發展論壇副秘書長，中國製造企業雙創發展聯盟專家委員會委員，中國工業技術軟件化產業聯盟（中國工業APP聯盟）專家委員會委員，國家工業信息安全專家諮詢委員會委員，U-TRIZ創始人。
寧振波，教授，中國航空工業集團信息技術中心原首席顧問，中國船舶獨立董事。參加多型飛機研製。國家科技進步二等獎獲得者。參與編制數字化、智能化製造系列叢書。發表相關製造業學術論文數百篇。也是多個行業、企事業單位的外聘專家。
本文摘編自《鑄魂：軟件定義製造》，經出版方授權發佈。
延伸閲讀《鑄魂：軟件定義製造》
推薦語：本書詳細描述了工業軟件如何建立了數據自動流動規則體系，如何打造了工業產品的“大腦、神經和五官”，如何集成、模擬、加速、放大、優化、創新了傳統制造過程，如何精確定義和控制了產品在數字空間和物流空間的狀態和行為，並由此而形成了一種新工業智能模式——軟件定義製造，並推動了一個製造新範式的誕生：智能製造。