开源运动的新纪元

——————从软件到电子,从信息技术延伸到产品开发制造的开源运动

 

专利制度的起源

专利制度的雏型萌芽于中世纪的欧洲。15世纪中期,出现了以封建君主政府以特许,授予一些商人或工匠的某项技术已独家经营的垄断权。1474年威尼斯制定了世界上第一部《专利法》。为了吸引和鼓励发明创造,威尼斯授予著名科学家伽利略发明的“扬水灌溉机”20年的专利权。《威尼斯专利法》为现代专利法律制度奠定了基础,是现代专利的雏型。

世界第一部完整的专利法诞生于工业革命前夕的英国,这就是英国1623年颁布的《垄断法》。该法被视为现代资本主义专利法的始祖,已初步具备了现代专利法的基本要素。英国早期的专利制度,如同一张巨大而细密的网,将世界上最优秀的人才和技术都搜罗到了英国。

其他国家在本国工业革命前夕,纷纷效法英国,相继建立了专利制度。美国1787年宪法颁布,美国人第一次把专利权写入了宪法,用国家的根本大法来保护发明创造。如今在美国商务部的大门口上还刻有林肯总统的一句话:“专利制度就是将利益的燃料添加到天才之火上。”

专利制度的是与非

现代专利制度制定的初衷是提供给发明者在一定期限内保护自己想法的法律措施,将聪明才智纳入实用轨道的各种机制,这样做被认为可以鼓励创新。这一点在专利 制度诞生的初期确实让这些保护知识产权的国家吸引了大批优秀的人才,并且使社会形成了尊重知识的风气。最为典型的例子当属发明万能蒸汽机的詹姆斯瓦特,瓦 特早年生活非常艰难,还抚养了数个孩子,但晚年的瓦特非常富庶,凭借的就是被到大量转让万能蒸汽机的使用权。

现代专利制度诞生至今近500年,不可否认它在一定程度上对于创新起到了激励和推动作用。但随着时间的推移,信息和医药等新兴技术的发展,在这些技术发展迅速的领域,传统的专利制度在实践过程中渐渐表现得偏离了原来的制定者的初衷,其副作用也越来越明显。简要归纳为以下几点:

1、专利的申请者需要花费大量的时间、金钱来申请专利,甚至还要请律师帮忙,在整个专利数十年的保护期内,他们仍需要花费金钱和时间来继续维护专利,通过向法院起诉所怀疑的侵权者。对于国家而言,它也要花费大量的金钱和司法资源来鉴定、保护、处理各种与专利权相关的事务。

2、 科技研究者个人,匆匆将自己的想法申请专利。为了防止在申请过程中出现可能的竞争者,往往在申请专利的一年半载期间,将技术或者想法对外保密,这阻止了技 术人员之间正常的交流,造成人为的技术封锁,在技术高速发展的时代,很可能当你获得专利权的时候,你所申请专利的技术已经失去了使用价值。

3、 专利的经济学色彩非常浓厚,趋利与垄断是专利的本质属性。很多的大公司利用专利制度来巩固自己的垄断地位,以获得高额而稳定的利润,破坏了市场竞争的公 平。那些拥有相当经济价值的专利要么被大公司抢先申请,要么被他们通过高价在申请者个人手上购买后,就成为推动自己垄断地位形成的工具。

计算机诞生初期的开放

早在上个世纪60、70年代的时候,计算机还是各个大学、研究所、大公司才能拥有的庞然大物时,这些机器上面普遍运行着的是一个被称为Unix的操作系统。Unix是由AT&T公司开发的一款优秀的操作系统,你虽然在使用的时候需要向AT&T公 司支付许可费用,但那个时候的代码从技术上来说是开源的,因为你可以获得它,甚至修改它。在那个时代,使用计算机的往往极少数由于工作等原因而接触到计算 机的工作者,他们都是熟知计算机工作原理的骇客。软件在一些计算机爱好者组成的社团之间相互分发,而且往往是免费的,这样他们就可以在别人的软件上面略作 改动以开发出适应自己需要的软件。

其中较为著名的一件事件就是1976年,“佳酿电脑俱乐部”的两位青年在汽车车库里以开源拼装的方式造出了世界上第一台个人电脑—————苹果I。当初的苹果电脑,完全是DIY爱好者用芯片拼接起来的,目的是以满足那些白天在工作中使用单位计算机,下班回家后还想使用电脑的人。但今天的苹果公司,创造的却是世界上最大的闭源生态系统。

所以,现在称为开源世界的最初想法并非一种全新的东西,而是在闭源的版权软件破坏了整个社会风气之后,一场拨乱反正的运动。

软件领域专利制度的推广-版权(copyright

上世纪约70~80年代,随着电脑价格的下降,越来越多的人在业余而非工作需要开始接触到个人电脑,在那个时候,“佳酿电脑俱乐部”的众多会员仍然保持着自由分发软件的习惯。当时的微软联合创始人比尔·盖茨给“佳酿电脑俱乐部”写了一封公开信,阐述了他在软件产权领域的观点,以下是他的主要观点:

在爱好者中当前最为严峻的问题是,缺乏好的软件和教程,如果不懂编程的计算机用户没有好的软件,他的计算机资源就是一种浪费。业余爱好者难以写出高质量的 软件,软件为什么不能出售牟利,因为你们大多数人盗用了别人的劳动成果,硬件需要付费而软件却可以免费共享。那些为软件而开发工作的人却没有应得的回报, 这公平吗?谁会拿没有收入的工作作为自己的职业?这种社团里相互对内对外派发免费软件的方式不仅让劳动者无法获得回报,还阻碍了优秀软件的诞生。欢迎任何 愿意购买软件的人提建议和我联系。

众所周知,此后的微软渐渐走上了以闭源方式开发和出售软件的道路,并支配着当今大多数个人电脑的操作系统。如今的软件公司也大多追随微软,采用同样的盈利 模式来开发应用软件,刻录在光盘上并且出售给普通消费者。他们认为软件的算法和源代码是公司赖以生存的机密,是公司财富的一部分,为了保持自己的领先地 位,决不允许不必要的人能够获得,即使是自己的开发人员,也可能只能看到和自己开发工作相关的一部分。

 

开源软件与开源组织的形成

查理·斯托曼是一位计算机爱好者,上个世纪70年 代他在麻省理工的人工智能实验室工作。他加入了一个计算机骇客社团,这个社团保持着和“佳酿电脑俱乐部”类似的运作模式。但后来他渐渐接触到有产权的商业 软件,闭源软件令他感到不安,这让继续开发和完善软件的愿望被限制,人们无法从软件公司获得源代码以便做些修改来适应自己的需求,即使这样的修改是有益 的。让我们来听听他的一些阐述:

那(商业软件)把我推到了一个道德上两难的境地,当你得到了一个授权的操作系统,你就必须和开发者签署一个所谓的协议,你不能和其他人共享软件,相反用户 却受到软件开发公司的支配和限制。对我来说,这个协议的本质就是要我去做坏蛋,去背叛世界上的其他人。把我从社会,从一个合作的团体中分割出来。我体验过 这种待遇,当别人拒绝和我们分享时候的感受,因为他们也签署了类似的协议。这在阻挠我们做某些有益的工作,所以软件版权的理念是错误的,我们要的不是这样 的生活方式。

在幼儿园的时候,老师就教育我们,当我们获得了一些糖,我们就应该和同伴分享,而不是独吞。分享是一种好的社会风气,我们需要这种好的社会风气。

被称为开源软件之父的查理斯托曼辞掉了当时在麻省理工的工作,创立了自由软件协会(FSF/Free Software Foundation),并公开发表声明,号召有志之士参与联合开发GUN项目。这个项目的目的就是编写一个又一个新的程序以替代Unix系统上应用程序。只有一点是不同的,这些软件都是开源的,你可以轻易的从互联网获得他们的源代码并且做出修改。当他们把文本编辑器、C编译器、调试器、E-mail收发程序等一系列必备软件都开发完成以后,他们开始尝试项目中最难的一个,开发一个类Unix的操作系统,以完全替代Unix,让之前的程序不需要再在版权软件的操作系统上运行,以构建完整的开源软件计算机软件系统。不过在这一过程中,据查理·斯托曼自己后来回顾,他们刚开始的思路可能不是很恰当,导致了后来调试的困难,进度缓慢。而在大洋彼岸的芬兰,在赫尔辛基大学的学生林纳斯·托瓦兹却也在做同样的事情,不过因为他的进度更快,当他把自己所写的操作系统的源代码释放到网上供大家免费下载的时候,许多电脑爱好者才发现,这正好是GUN项目中空白的操作系统。这样,一个完整的开源软件系统就完成了,它就是我们今天熟知的Linux操作系统。

 

开源社区的形成和“反版权协议”的使用

首先,Linux只是一个操作系统的内核,并且时至今日已经成为移动平台操作系统标准安卓的内核。这一令人惊叹的操作系统是由开源社区的程序员共同开发出来的。

开源社区一般由拥有共同兴趣爱好的人所组成,通常以类似论坛的形式出现,根据相应的开源软件许可证协议公布软件源代码,同时提供一个自由学习交流的空间。 由于开放源码软件由这些分散在世界各地的程序员类似于蚁工一般的点滴贡献来开发新程序,因此开源社区在推动开源软件发展的过程中起着巨大的作用。

开源运动的元老级人物之一的埃里克·雷蒙在他著名的论文——《大教堂与市集》中说明了利用开源社区进行软件开发的显著优势:

大教堂模式(The Cathedral model):由专门的公司组织专门人员开发的闭源软件或者源代码在软件发行后公开的项目,软件的每个版本在开发过程中是由一个专属的团队所控管的。

市集模式(The Bazaar model):源代码在开发过程中即在互联网上公开,供人检视及开发。以Linux核心的创始者林纳斯·托瓦兹带领Linux核心的开发为例

“让够多人看到源代码,错误将无所遁形”(Given enough eyeballs, all bugs are shallow)。作者表示大教堂模式的软件开发让程序开发过程中调试debug的时间大幅增加,因为只有少数的开发者可参与修改工作。市集模式则相反。

大教堂与市集也被延伸到非电脑软件的开发上面。例如维基百科就是市集模式,而Nupedia与大英百科全书就是大教堂模式。

为了保护开源软件不被闭源模式的企业或个人用以牟利,保证共享精神的延续,GUN计划中提出了“Copyleft”一说。开源软件其实是有版权的,只不过大家会选择一些协议,来保证在你赋予用户获得、修改和重新发布你作品的同时,也必须保持你给他同样的权利来发布他改进后的作品,不多也不少,这样才能保证分享的劳动成果不会被私吞及派生作品的延续。有人也将其译为“著佐权”,以彰显Copyleft是补足著作权(Copyright, 版权)不足的意义。另有译为“反版权”、“版权属左”、“脱离版权”、“版权所无”、“版权左派”、“公共版权”或“版责”,但这些译名的其中几个在意义上有所偏差。Copyleft许可协议不反对著作权的基本体制,却是通过利用著作权法来进一步地促进创作自由。

开源软件的商业模式

对于开源模式开发软件的商业化进程,可谓好事多磨。不仅在开源社区诞生之初,就遭到了微软等传统闭源软件公司的敌视、魔化甚至企图给开源运动者安上某些罪 名后将他们送上法庭。时至今日,许多对开源运动全貌并不了解的人也会时常像宣扬世界末日论那样宣称开源软件的商业模式行将就木。

一位开源元老埃里克·雷蒙时常说,如果你跟被人提及开源软件,比较幸运的反应是:

“自由/免费软件?那一定是质量差、不稳定、不可靠、没保障的东西。”

如果比较不幸,你得到的回应就会是:

“自由软件协会的行为严重侵犯了尊重知识的专利社会,是无耻的商业交易行为。”

不过,摆在走开源模式的工程师、商人、企业家、服务商面前的第一节事就是,如何赚钱。虽然开源运动创立之初是由不少乐于分享和贡献的开发者所带动的,但开 源的软件开发模式本身也应该寻求自己的盈利模式,否则开源运动就难以回答比尔盖茨给“佳酿电脑俱乐部”的公开信中所提到的问题————“谁会以没有报酬的 事情作为自己的职业?”,而开源运动也难以持续扩大。就好比我拿起一把扫把自发的去扫大街,确确实实为社会做出了贡献,但是如果不能从中获得合理的回报, 这样的行为又能发动多少人去做,长期不懈的去做并且做好。

首先我们来探讨传统软件的盈利模式,闭源软件的盈利模式显而易见,自己封闭起来开发,然后把软件产品放出去卖钱,如果你知道程序设计的原理,你就会明白经 过编译以后的程序几乎是不可能让人看懂的,只能给机器执行,这样的软件你很难改进或者学习研究。他们的理由是这些代码或者算法是公司的商业机密,公司赖以 生存的摇钱树和镇山之宝。这样的软件,升级和漏洞问题等售后服务只能由他们独家提供,也难怪这些公司的服务会如此的差了。

那开源软件呢?开源软件由社区协力开发,谁都可以免费下载获得并装载运行在自己的计算机上。这些开发者如何从中牟利?事实上当软件用于商业用途,那么就会 有许多问题需要人来维护支持,甚至是在原有的软件上修改或者二次开发,以适应自己的需求,那么我们的生意就来了。而且,对开源软件贡献越多,在开源社区声 望越高的开发者,雇用他们进行商业维护和开发的费用也越高,又或者他们可以成立咨询服务公司,开源社区事实上为开发人员提供了一个完全开放的展现自己实力 的舞台,正所谓是骡子是马,拉出来遛一遛就知道。开源可以让整个社会都重用别人开发过的优秀代码,如果可以重用的部分就用上,不需要自己再从头写一遍,而 只需要专注尚未有解决方案的新功能、新需求,这让整个社会都提高了资源的利用率。

开源运动扩大至电子领域

在过去的十多年里,陆续有一些开源易用的电子硬件平台诞生,譬如BasicStamp、beagleboard、wiring。但真正让开源硬件运动形成风潮,当属Arduino的贡献最大。

Massimo Banzi是意大利一所设计学校的老师。他的学生们经常抱怨找不到便宜好用的微控制器来发挥他们在设计上的创意。2005年冬天,Massimo Banzi 跟David Cuartielles 讨论了这个问题。David Cuartielles 是一个西班牙的芯片工程师,当时在这所学校做访问学者。两人决定设计自己的电路板,并请Banzi 的学生 David Mellis 为电路板设计编程语言。数天后,电路板和开发环境都已完成,并被命名为Arduino。这个名字的灵感来源于意大利历史上一位著名的国王。

很快,他们发现这块板子交给即使完全不懂电子和程序设计的学生,只要稍加指点,他们就能用 Arduino 迅速实现他们的创意,做出很酷的东西。之后,三位作者把设计放到了互联网上,数月后,他们的设计作品就在网上得到了迅速的传播。

现在,Arduino论坛和社区不仅有了大量的访问者和支持者,诸如Seeed Studio和Sparkfun这样为Arduino提供扩展电子元器件的公司也越来越火热。通过这些资源,即使没有电子基础的人也很快能够上手,实现自己在电子设计方面的想法,而且论坛和社区上也不乏乐意分享和指导初学者的高手们。

这些实现想法的爱好者们实现形形色色的制作,有自己DIY的机器人、3D打印机、CNC机床甚至更多我们闻所未闻的稀奇古怪的东西。

前《连线》杂志主编克里斯安德森将这些人称为创客,并且他自己也亲身投入到这场创客运动之中,并撰写了一本书《创客——新工业革命》来鼓励大家不仅把想法实现,还可以做成产品拿到市场上去卖,成为从创客到创业者的新路线。

而一向关注IT行业技术与未来的奥瑞来出版社也按捺不住,出版了《爱上制作》和一系列相关的图书来普及Arduino和创客文化,让这场运动变得越来越平民化、大众化。

开源运动的新领地,产品的开发与制造

我们生活在真实的物理世界中,我们需要食物、饮水还有各种各样实在的物品来实现我们生活质量的提高。然而在过去数十年计算机技术迅速发展的影响下,电脑、 手机、互联网等深深影响着我们的生活,似乎这些存在于虚拟的“比特”世界中的东西似乎对我们更有吸引力。因为它们发展得很快,而我们真实生活中各种产品的 进步却远远滞后了。

由软件带动着电子,还有3D打印机这样一类新工具,是时候把我们的创造力重新拉回到真实的“原子”世界了。不仅仅人人都有权利去享有甚至参与优秀的软件开发、电子制作,而一向被视为高门槛的制造业也将要迎来开源的新革命。

设想某一天,特例独行的你不喜欢现在的iPhone单调的外观,你不仅不想在大街上“撞衫”,还希望自己的物品都有用定制的特性,想自己设计制造一个iPhone外壳,那么你可能就会先到网上去挑选你喜欢的模型,在电脑里打开并自行改造一番,连上自己的3D打印机,将你想要的外壳立即打印出来。

还有一种产品开发模式,就是当你觉得有需求要做点什么,而市场上找不到现成产品或者你觉得你可以做得更便宜的时候,其实你无意中已经驱动了商业产品开发的第一步,如果你所做出来的东西不仅仅是你需要,很多场合的其他人也需要,那你的东西就很有前景。

工程项目在开发的不同阶段有着不同的特点,当上述的发现需求的阶段过后,我们就进入了一个称之为头脑风暴的阶段,这个阶段是要在创意和风险之间寻找到一个 平衡点,不仅创意可能多种多样,实现的途径也可能有多种方案。正所谓送欲善其事,必先利其器,这个时候,柔性化的产品开发工具就是我们必不可少的利器。通 常的产品往往并非纯机械、纯电子或者纯软件的产品,而绝大多数是这三者的有机结合。

综上所述,我们在软件和电子领域已经有了许多不错的柔性工具可以使用,那机械方面呢?也许有人会提出使用乐高,创客中也有结合Arduino和 乐高积木来制作机电一体化产品的提议。乐高已经是在机械灵活度上最好的一个,但它的价格太贵而且是塑料材质,乐高本身的电子模块也不多,可以扩展使用的各 类传感器、电机非常有限。此外,乐高是完全封闭的平台,乐高官方几乎没有为人们在扩展其零件和功能上给出足够的支持,也难怪乐高的电子模块如此有限。如果 你基于乐高制作新零件并发放到市场,弄不好还会因为无意中触犯专利的法律条文而被乐高公司告上法庭。

我们的目标和工作——构建开源的百搭平台

在以Arduino为代表的趣味电子制作和开源软硬件运动浪潮席卷国外后,动手制作一些自己感兴趣的项目已经不再是少数技术极客们的专利。随后又出现了各类易学易用的图形化编程工具,大大降低了大众进入这个领域的门槛。而机械结构领域的发展则最为滞后,这也是日后可能做的一些工作的出发点。

如果有一个类似乐高但更加专业、便宜且开放的机器人搭建平台,将会受到欢迎。因此就有创客创业团队开始尝试创立Makeblock这个品牌。Makeblock是一款铝积木式的结构模块和电子模块的组合,包括基本结构部件,传动部件,电机,传感器,控制器等等。主要零部件是铝合金材质,以Arduino作为控制器。利用此平台,你可以在很短的时间里实现自己的各种创意想法。动手制作机器人或者自动化装置的原型需要制作者同时拥有机械、电子、软件编程三个方面的专业技能,这就使得DIY这类产品的门槛很高。Makeblock主要宗旨是让制作变得很简单,让初学者易于登堂入室,人人都可以动手做一些东西,并体会其中的乐趣,让大人和孩子们共同学习。

和传统的玩具制造商不同,Makeblock不仅打算把它出售给那些需要的人,还要发动大家来提意见来共同提升和改善大家的百搭平台。Makeblock是完全开源的,不仅仅软件、电路板还有机械零件的设计思路和图纸,我们都会放到社区上供大家一起来讨论,借助中国物美价廉的制造水平向世界提供一流的开放搭建工具。相信有了这样的工具以后,大家的许多想法会更快更容易的验证并实现。

3D打印机和百搭平台的优势互补

最近两年,由于3D打印机的火热和普及,越来越多的人尝试使用3D打印来验证或者制造他们自己的产品。这是个不错的选择,不过3D打印仍有许多问题需要克服,相对于传统的制造业,他尚未能完全替代,我认为主要有以下几个因素:

1、    平民级的3D打印机多使用的是有限的几种塑胶材料,某些场合塑胶材料不能满足需求。

2、    大部分3D打印机的精度仍然较低,而且打印耗材较贵,显然不适合大批量生产。

3、    3D打印较为费时,对操作者也需要一定的经验和三维建模能力,并未能做到快速上手。

在头脑风暴阶段,许许多多的想法需要验证,所以百搭平台仍然有其不可替代的优势,尤其是开放的百搭平台,会有更多零件合供应商可以选择。

而我个人的观点是,与其争论到底是百搭平台还是3D打印好,何不把他们结合起来用于产品的开发制作当中,我们可以先选择百搭中的零件,相信它们能满足你产品中大部分零件的需求,也就是起到搭骨架的作用,许多需要装饰或者特殊要求的零部件,尤其是起到装饰设计的部分,你就可以使用3D打印机来制造,这些零件往往不需要承受负载,使用塑胶件既美观又轻便。

感谢大家花费宝贵的时间来阅读这篇文章,如果你对这篇文章有任何意见或者建议想与我交流,请随时欢迎大家与我联系,我是创元素发起人@张成wust

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