沙漠胡杨2022-02-06 08:22 大约在1986年，正在北大无线电系上学的我看到一则新闻：王选教授主持开发的华光二型激光照排系统研制成功。不知为什么，我对这则新闻印象比较深刻，当时还不知道毕业后我会参与其中。 和现在人手一部手机不同，那个年代沟通信息的手段，只有开会（当面交流）、报纸杂志（印刷品）、广播电视等手段，而印刷品是成本最低的一种。打电报是按字数收钱的，著名的“钱多人傻速来”就是出自电报稿，现在更被网友简化为“傻多速”，如果是当年的话又能省好几毛钱。长途电话非常难打通，有一次我出差四川某地安装调试设备，临行前电话怎么也打不通，只好发了一个电报。结果到那以后，客户说你的电报派了大用场，因为此前设备迟迟不能投入运转，当地广电报已准备交给别人印刷，他们向广电报出示了我的电报，以示设备即将运转，挽回了这一桩大生意。除了报社、出版社，比较大一些的单位都附属有印刷厂、打字室之类的机构。除了沟通信息的现实需要，文字对文化传承的意义之大，不言自明，可见排版印刷技术之重要。 中文激光照排项目于1974年立项，代号“748工程”。要知道计算机技术的发展是很快的，70年代的汽车和现在的汽车没太大区别，而70年代的计算机我实在想象不出来是什么样。80年代我上学的时候，我们无线电系的计算机兴趣小组只有系里的一台6个终端的小型机可用，屏幕只能显示绿色的字符。别说移动硬盘，就是软盘也没有，有用的信息只能打印出来才能“落纸为安”。我们这台小型机还有一个毛病，两个人同时打印的话，打印内容就会混淆在一起。有一次某人宣布要使用打印机，而兴趣小组组长（他后来开创了著名的门户网站）正在计算圆周率，算到500位，大约需要20分钟，时间正好差不多了。我记得经过一番争执，最后两人的打印件还是撞到一起了。后来有了个人电脑，居然可以显示彩色图形，但是内存以k计算，和现在随便一部手机就有几百G相比，相差是百万倍的级别！而计算能力也相差悬殊，我上学时曾听一位美籍华人演讲，说他拜访一位教授，这位教授展示了他的新成果：屏幕上显示一个简陋的立体图形，旋转手柄时图形随之旋转，这在当时被看作玄幻的高科技。由于通用计算机运算能力有限，教授说他使用了专门设计的芯片，后来得知我们的激光照排系统也使用了两片专用芯片。 相比之下排版技术则是从宋朝发明活字印刷以来变化不大。用铅字排版，效率低、污染大，已经到了不得不更新换代的地步，搁现在恐怕根本招不到排字工人。香港等地相对“先进”一些，采用“贴毛条”的方法：把字打印到纸上，然后用剪刀浆糊重新组合成需要的版面格式，最后照相翻拍。 激光照排系统所完成的工作，简单说就是编排一篇文章，然后用“激光打印机”打印出来，只是激光照排用于胶版印刷，需要“打印”在胶片上，而且精密度比激光打印机要高出1-2倍。这在今天已经不算多高的科技，但在当时，能用激光打印机打印出精美的打印件是非常稀罕的，尤其是中文。90年代初我在方正公司工作时，有一次副总裁给我打电话，让我打印一张纸，内容是“热烈祝贺西藏自治区成立XX周年”，而且要汉藏两种文字。可能是副总裁要去西藏出差，这张纸是给接机的人看的。另外可能也是一种“凡尔赛”式的炫耀，因为即使在当时，这样一张打印精美的纸也是非常稀罕的，而能打印出藏文的有可能全球只有我们一家。虽然设备都是现成的，可是没有一个人懂藏文，辗转联系到民族语言翻译局，最终没能来得及。 同时代的其他以代号命名的科研项目，很多都是“测绘仿制”外国的东西。而748工程不同，因为汉字字符集比外文字母多得多，笔画也复杂的多，要解决的是外国没有解决的问题。所以除了存储板可以借鉴国际主流机型外，是没有现成的样本可抄的。你可以想象在自行车发明之前，让你设计一款人力驱动的轻便个人客运交通工具，你能不能做出两个轮子的设计。从1974年立项，到1988年华光四型进入实用，历时十余年。期间有多少秘辛，因为没有亲历，知道不多。据说当时在只读存储器上写入微程序，还需要到香港去写，万一写错一条指令则白跑一趟。还听说出过一次严重的事故，设备损失惨重，各协作单位默默地分担了损失。 要理解那个年代的艰辛，也要提到当时的经济远不如现在财大气粗。以激光打印机的墨盒为例，作为打印校样的设备，响当当的大单位都用不起进口的一次性感光鼓+墨盒。一开始是暴力钻孔灌粉，后来是用尖嘴钳将带倒刺的塑料销子硬拔出来，然后拆开灌粉。甚至为此制作了专门的工具。至于一次性感光鼓磨损后影响打印效果，就管不了那么多了。《经济日报》社率先开创了这一极具经济价值的技术。 激光照排系统也像现在流行的办公软件一样，先生成一个类似“.doc”的文件，记录的是页面描述，例如字的位置和代码等等，然后驱动照排机之前需要将其全部转换成点阵图像，这样才能在激光扫描胶片的过程中及时送上数据，控制激光的通断，决定每一个扫描点的黑或者白。在当时的计算机技术条件下,这需要一台专门的机器做这件事，叫做“照排控制器”，简称TC，后来也依照国际上的叫法叫做“栅格图像处理器”，简称RIP。 TC是激光照排系统的核心设备，主板有约100块芯片，其中7片4K容量的只读存储器里是王选团队开发的微程序。在仅有4096 X 7的容量里写复杂的程序，无异于“螺蛳壳里做道场”，难度可想而知。微程序的设计文档，以我的层级只能接触到设备驱动部分，其占比极小，仍然发生过某条指令被其它程序不小心覆盖的情况（发现这条指令被覆盖是我写的微程序反汇编工具的唯一战果），可见其空间狭小拥挤。据说主板的体系结构类似于电脑中央处理器(CPU)的内部结构，可以笼统的说是自己设计了一款专门用于中文激光照排的CPU。主板上还有专门设计的两块芯片，在国外定做的，专门用于生成汉字。主板的图纸上的标注都是汉语拼音缩写，可以证明这完全是中国人自己设计的。例如图纸左上角一个信号标注“JDQ”，就是“加电清”的意思，用一个大电容开机充电前的低电平给各个寄存器复位。要装下一张四开报纸的全部点阵图像，加上其他需要保存的信息，需要40兆字节的存储空间(因为是16位总线，实际上是20兆字)，存储板上256K的动态存储器需要摞好几层。为了最大限度降低存储开销同时又能满足印刷需要，采用了每英寸742线这一独特的技术标准。 1988年，我从北大无线电系本科毕业后，进入方正集团的前身—北京大学新技术公司（以下简称北新公司），从事激光照排系统的硬件生产工作。此时公司尚未发达，总经理为了吸引无线电系应届毕业生就职，在紧张的经费中拿出几千元办了一场冷餐会。 当时激光照排的“圈子”是典型的计划经济模式：北大计算机研究所负责研制，W公司负责硬件生产，K公司负责销售，还有长春和杭州两家生产作为输出设备的照排机和激光打印机（杭州产的激光打印机最终没有推广开，主要还是用的日本C公司以OEM方式生产的激光打印机）。此外，多年来与研制单位和厂家密切合作、风雨同舟的“铁杆用户”们，也应该算进这一“圈子”。我在某出版社曾经遇到长春照排机故障，用户单位叫来了另一家出版社的同志，这位能人二话不说就把机器拆开检查。我当时还很惊讶：如果不小心把机器弄坏了责任可就说不清了。哪知道后来我也获得了杭州厂的非正式许可，可以拆他们的照排机。 1988年是计划经济与市场经济并存的时代。北新公司作为后者的典型挤进这个“圈子”，一开始对标的是代理商K公司，最终对标的是生产商W公司。1988年11月发布全新改进和生产的TC-88（这个代号比较混乱，本文一律称为TC-88）照排控制器，北新公司因此横空出世，从一个无足轻重的代理商变成了圈内巨头。 说我们是风口上的猪，至少不完全符合事实。我们补上了中文激光照排系统的最后一块短板：硬件质量问题。当时还处在匮乏的年代，产品质量问题并非罕见，重量不重质的情况还比较多，有一个相声《“忧(担忧的忧)”质产品》就是讽刺这种现象的。 我们发挥了市场经济的优势，采用外包生产的方式，选择最好的厂家，严格控制质量。例如印刷线路板就是委托位于四川的航天相关的厂家生产。记得是一位姓万的同志与我们接洽。交接的时候我们在航天相关机构云集的北京永定路工作了两天，一根一根地核对线路，期间老万请我们吃了四川名菜“锅巴肉片”。而74系列的通用芯片，当时市场上的很多都是东亚国家封装的，例如全斗焕治下的韩国和马科斯治下的菲律宾，质量参差不齐。我们委托国内顶级厂家对买到的芯片进行老化和筛选测试，冰箱、烘箱、加电连续运行等等走一遍，焊到线路板上后故障大大减少。其他生产环节也是类似的情况。线路板从工厂焊接回来后，一块一块调试，通常都是插上以后打开电源，运行检测程序，看到“Pass”后关闭电源，然后换下一块板，开电，按F3（重复上次命令）、回车……少数测试不通过的板子通常是短路，波峰焊工艺的虚焊极少，但短路较多，短路排除后通常不会复发。我们想了很多土办法，用简陋的设备完成了对如此复杂电路的芯片级调试和维修，只有一次一块主板的离奇故障让我想了三天才解决。 这样，我们生产的TC-88绝大多数插电即可工作，无需调试，故障率很低。市场大卖后，我从生产部门调入服务部门，成为这款机器的首席修理工。如果故障频发，我一个人怎么也修理不过来，事实上我还有大量空余兼做别的工作。次年，我们的竞争对手W公司也推出了质量大为改进的新版照排控制器。 此外，北新公司还承担了相当一部分研发工作。我所在的生产部门，技术含量较低，也做了很多技术改进。例如存储板的检测程序在改进之前不但运行缓慢，而且不能检测出相邻两根数据线短路的情况。我是学无线电出身，缺乏编程基础，写出的检测工具程序土得掉渣，但是管用。约100块芯片的主板，其线路图我几乎背下来了，有一次图纸中央被泡了一个大洞，类似电影《虎口脱险》一开始的烧了一个大洞的地图，也不需要换新图纸。后来我还写过TC-88的维修手册，至少有一次，一位没有硬件基础的工程师依照手册排除了一起故障。两年后申请助理工程师职称的时候，表格里写不下，又贴了一张纸上去。
图片说明：作者当年编写的技术资料和使用的逻辑笔 当时的市场竞争环境，除了我们与W公司的“内战”，还有几套从美国引进的系统，引进后都失败了。我去过一家中央级报社，他们引进的设备中还有一台照排机有剩余价值，改造后连接到我们的系统。一进机房，发现引进设备在里面一个套间，贴着一张纸写着“室温20度以上禁止开机”。当时是夏天，我们3个人都穿着单薄的衣服，被冻得够呛。因为做驱动程序的哥们出了点问题，下午三点才搞定。狼狈逃出之后上了出租车，司机问去哪儿，我说你先把空调关了。当然，引进设备失败也不足为奇，我们也是历时数年，迭代到四型才进入实用，期间完全是国家意志支撑下推进。这也从侧面证明中文电子排版的技术难题在当时的条件下并非轻而易举能解决。 后来还有公司用外国核心设备（主要是RIP）加上自己开发的部分软件凑成中文排版系统，也与我们竞争，被戏称为“洋枪队”。其中一家香港公司有一定实力，占领了香港大约一半市场，在内陆则与一家有实力的企业集团合作，参与竞争。竞争形式主要是香港《明报》开创的模式：各厂商集中一处，每天演习排版当天的报纸，系统优劣一目了然。演习期间各厂商均全力改进技术，以便占据优势。 对“洋枪队”来说，除了外国核心设备天然不适合处理汉字以外，因为不掌握“核心科技”，甚至谈不上“掌握核心设备”，像我们那样顺手就把检测程序改了的事情，恐怕难以实现。面对外国核心设备相关的故障，往往束手无策，有一家“洋枪队”(不是那家香港公司)竟然在我方人员的提示下才排除了故障。当时大家都在等着去吃饭，我方一位长得有点浓眉大眼的同事忍不住说了一句：你把机器重新启动一下试试？ 而我们因为核心技术在手、核心设备自产，与配套的外国照排机和激光打印机连接则比较顺利。曾有配套美国照排机的系统出现故障，我判断是接口信号驱动力不足，征得用户同意后，将5米的信号电缆截短为1.5米，结果不但问题解决，还赚了一截电缆回来。 也遇到过“卡脖子”的问题。那两块自主设计、在外国定做的专用芯片，不知什么原因，耐热性很差。不得不进行筛选，放一根温度表，盖上毛巾，开机后循环运行检测程序，直到温度上升到50度或者70度为止。此外还增加散热片。我一个刚毕业的学生，奉命独自闯进粘接研究所。人家给了我一罐导热胶用来粘散热片，收了我5块钱。专用芯片还曾两次遇到被困境外，无法到货的情况，每次都持续了几个月到半年，不知道是不是“帝国主义封锁”这方面的原因。当时的英特尔公司华裔副总裁虞有澄，他写的书里曾披露：他因为工作经常需要向台湾运送少量芯片，因为报关手续过于复杂，有时不得不直接装进手提包里带走。“自由世界”之间尚且如此，进入中国内陆可想而知。 而存储板可能是因为借鉴的国际主流机型过于古老，有两款冷门芯片也曾遇到采购难题，可见抄别人的也是有代价的。当时没有内存条，存储器芯片外围需要一些控制电路，其中主要是读写和刷新之间既要相互避让，又不能相互阻塞太久。其中一片74LS188是32字节的只读存储器，注意不是32k更不是32M，就32个字节。买不到怎么办？采用“发动群众”的方式想办法，结果群众的想法都一样：中关村电子一条街挨家问。不知道是不是因为问的人多显得这款芯片很有市场（其实都是我们一拨人），或者也许是出于支持民族高科技产业，S公司进货了一批。得到消息后我们都说赶紧去买吧，领导倒是很淡定：着什么急，他不卖给我们卖给谁去？ 而另一款芯片74LS24是“非门”，也就是进去0出来1、进去1出来0。两个串起来用，根本就是为了实现某种时序而拖时间的奇葩设计。74LS24时延特别长，记得大约是几十纳秒。好在存储板技术含量不高，修改电路解决。 其它主要芯片都是美国AMD公司生产的29系列，没有遇到过麻烦。 相对于外国产的供在冷气房的怪物，我们卖的是“白菜价”。另外实际上铅字排版的投资也很大，相对来说国产激光照排系统也是“白菜价”。而对于我们这样的厂商来说仍然有可观的利润。 自毕昇发明活字印刷以来，几百年过去，直到此时才终于有革命性的技术突破，国产激光照排系统的市场当即井喷。只要是需要阅读汉字的地方，就需要中文排版系统，全面覆盖党政军民学、工农商学兵。就连火车站卖的供旅客打发漫漫旅途的无聊刊物，也用激光照排系统排印。有同事见过，世界先进的中文激光照排系统，在土炕上就开工了。 曾有某考试中心排印试卷，因为事关重大、新设备操作不熟练，请求我司派人保驾护航。因为试卷保密，派去的人只能带上洗漱用品，告别家人，直到考试那天才能回来。接到这项任务的操作高手，一开始怎么也不相信，因为那天是4月1号，她认为这是精心编造的愚人节消息。 除了内陆市场，还有港澳台和海外华侨聚集地，都有我们的机器。台湾某报社因为要不要引进我们设备而分成两派，矛盾尖锐。主张引进大陆设备的一派费了很大功夫才说服反对派：用了“老共”的机器，印出来的还是咱家的报纸，不会是《人民日报》。 公司上下当然也忙得四脚朝天。因为接电话太多，有好几次对方还没说“谢谢”我已经说“不客气”了。滚滚利润在很大程度上弥补了学校办学经费的不足。年底评选先进员工，吴树青校长亲自发奖。 后来我逐渐淡出了方正集团，激光照排系统后来的发展不得而知。随着通用计算机系统的性能强大，应该不再需要专用芯片乃至专用设备。如今信息沟通已有更快捷的手机网络，不再必须印刷到纸上。当年排版技术革命的浪潮，最终淹没于时代的大势。 从1974年立项，历时十余年开发的748工程，起了个大早，没有错过赶集，有过一段比较长的市场寿命。仅TC-88这一代产品，就卖了大约一两万套。“告别铅与火，迎来电和光”，国产激光照排设备彻底改变了印刷行业的面貌。我曾亲眼见到从前的排字车间，偌大的厂房空空荡荡，只摆了一个乒乓球台。也曾亲眼见到藏文中学课本的制版胶片，上面除了数学公式以外都是我看不懂的藏文。记载着这段历史的TC-88控制器，被中国印刷博物馆收藏。正执青春的我也曾贡献过聪明才智，成长为一名经验丰富、训练有素的故障分析专家（自封的，没有官方认可）。 国产激光照排系统的历史，纵贯计划经济和社会主义市场经济两个时代，北新公司可以说机缘巧合地占有了两种体制的优点。 计划经济时代的厂商与客户、配套厂商的关系，不是甲方乙方那么简单。因为理论上大家都是为“人民”这一“老板”打工，自己还是“股东”之一，天然比较亲近，容易形成比较融洽的协作关系。有一次我到外地与杭州照排机对接调试，先期到达的我发现我方的控制器尚未发货。杭州厂的同志在北京转车，当即表示将这个比行李箱大得多的箱子随身带上火车。而我则先把杭州照排机调试到自检成功，这样他到达后，连上控制器运行一次成功，等于我们各自做了对方的工作。 高科技项目往往比较复杂，不可控因素多，而且所涉及的技术指标多如牛毛，几乎不可能在文档中穷尽描述，非常仰赖甲方乙方以及其他相关方相互信任、精诚合作。现在看来，当年极不“规范”的、“乱哄哄”的发展过程，也许才是高科技发展的正途。市场经济下，相对计划体制来说，不同实体之间缺乏信任，项目文档越来越厚，仍难以维系一个完美的协作关系。有时项目业主（出资方、验收方）和实际使用者不是同一个机构，都会产生很多麻烦。 市场经济下，前面说过，我们能够比较顺利地以委托生产的方式生产照排控制器。当然这也得益于我国在建国后的前几十年的积累，产业链有了一定规模。有的受托厂家收费低廉，可能多少是出于支持民族高科技产业。 市场经济的竞争，也促进我们不断完善产品和培训服务体系。与境外厂商的竞争，凸显了掌握自主核心技术的重要性。如今“掌握核心科技”已经深入人心，也许和这段历史有一点关系吧。 我们搞的是社会主义市场经济，竞争之中应该也有合作。遗憾的是，国内厂商虽然是同样的技术源流，却不能互相兼容。有些大的报社，涉及异地印刷等问题，出报纸一天都不能停。因为系统不兼容，用户在选择更换厂商时困难重重，以致需要党委会这一最高决策机关作出“艰难抉择”。 方正是一个奇迹，但是这个奇迹为何会发生的逻辑，却很少有人探究。甚至一度曾有“方正迷信”的现象，认为可以在其他领域重复这样的奇迹。可惜除了个人电脑领域外，大多不太成功。众所周知，方正集团后来发展得并不好。为什么这样？经过多年思考，得出一个有点“俗气”的答案：缺少马列主义、毛泽东思想的指导。 所谓“大海航行靠舵手”，其实小河里航行才需要高超的舵手进行闪转腾挪，大海航行最重要的是导航。人类社会在很大程度上是靠“经验”运行的，经过大量试错之后，每天重复运行，就不需要“导航”了。而高科技条件下，像北新公司那样“横空出世”的情况并不少见，在缺乏历史经验参照的情况下，特别需要正确的哲学思想的指导。即使不用马克思主义，用资本主义的“导航”，也总比没有强吧。资本主义也是历史发展的一个阶段，曾经创造过辉煌的物质文明（扣除剥削殖民地和发展中国家的部分，剩下的依然可观，你总不能因为封建剥削制度而全盘否定几千年封建社会的历史吧），其思想体系绝不可能像广为宣扬的“市场万能”之类的那样低俗。如果能研究吃透，肯定大有益处。而中国共产党奋斗多年，把自己的成功秘诀和盘托出，甚至让每一个中学生背诵。现成的“真经”，为什么不用呢？如今红色中国在世界崛起，也是前无古人的“横空出世”，能参照的历史经验也极为有限，需要从哲学的高度作出明智的方向性决策。 以上就是我作为一名普通工程师的经历和碎碎念，希望能够对我国的高科技事业有所帮助。 |
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