كين تومسون: المهندس الهادئ لكل شيء

عندما انسحبت مختبرات بيل (Bell Labs) من مشروع مولتيكس (Multics) في عام 1969، تُرك كين تومسون (Ken Thompson) مع حاسوب صغير قديم من طراز PDP-7 في زاوية الغرفة ودون أي تكليف رسمي. ومع ذلك، استخدمه لبناء نظام تشغيل. يعمل نظام يونكس (Unix)، بأي شكل من أشكال نسله، الآن على كل خادم وهاتف وجهاز مضمن تقريباً على هذا الكوكب. قال دنيس ريتشي (Dennis Ritchie)، أقرب متعاوني تومسون والذي يُعد شخصية بارزة بحد ذاته، عن ذلك الإصدار الأول إن "معظم الأفكار، ومعظم العمل في هذا الشأن، كانت من صنعه."

الحساب الثنائي

وُلد كينيث لين تومسون (Kenneth Lane Thompson) في 4 فبراير 1943 في نيو أورليانز، لويزيانا. وصفه لطفولته بسيط ومميز: "كنت مفتوناً دائماً بالمنطق، وحتى في المدرسة الابتدائية كنت أعمل على مسائل حسابية بالثنائي، أشياء من هذا القبيل. فقط لأنني كنت مفتوناً." تلك العبارة الأخيرة هي جوهر الرجل — شهية فكرية لا يرتبط بها أي غرض نفعي.

حصل على درجة البكالوريوس في عام 1965 ودرجة الماجستير في عام 1966، كلاهما في الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب، من جامعة كاليفورنيا في بيركلي (University of California, Berkeley)، حيث كان مشرف أطروحته هو منظّر التشفير إلوين بيرليكامب (Elwyn Berlekamp). وظفته مختبرات بيل في عام 1966 في مركز أبحاث علوم الحوسبة في موراي هيل، نيو جيرسي.

يونكس (Unix)

بين عامي 1967 و1969 عمل تومسون على مولتيكس، وهو مشروع مشاركة الوقت المشترك الطموح بين مختبرات بيل، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، وشركة جنرال إلكتريك (General Electric). كان مشروع مولتيكس ضخماً وبطيئاً ومتأخراً؛ فانسحبت مختبرات بيل. ما أخذه تومسون منه كان قناعة بأن الأفكار كانت صحيحة ولكن التنفيذ كان خاطئاً.

قصة الأصل موثقة جيداً وسخيفة بعض الشيء. أراد الاستمرار في لعب "سبيس ترافل" (Space Travel)، وهي لعبة كتبها بنفسه، وأراد بيئة عمل لائقة. على حاسوب PDP-7 مُتخلص منه، وبأدنى الموارد وبدون دعم مؤسسي، بنى جوهر نظام التشغيل: نظام ملفات هرمي، وعمليات، وملفات أجهزة تعامل كملفات عادية، ومفسر سطر أوامر منفصل عن النواة، وأنابيب لسلسلة البرامج معاً. كل واحدة من هذه الآن معيارية جداً لدرجة أنها تتطلب جهداً لرؤيتها كخيارات.

فلسفة التصميم كانت الضغط. بدلاً من نظام يتوقع كل حاجة، قدم يونكس عدداً صغيراً من الأوليات القابلة للتكوين وترك المستخدمين يجمعون ما يريدون. بحلول عام 1973 كان هناك أكثر من عشرين تثبيتاً. ولتسهيل كتابة الأجزاء غير المتعلقة بالنواة، أنشأ تومسون لغة البرمجة بي (B)، المشتقة من BCPL، والتي طورها ريتشي لاحقاً إلى لغة سي (C) — وهي اللغة التي لا يزال معظم برمجيات البنية التحتية في العالم مكتوباً بها.

أدوات صغيرة، جذور عميقة

أعمال تومسون الأخرى تحمل نفس البصمة: فكرة مدمجة تبين أنها قادرة على تحمل الأعباء. قام بتنفيذ التعبيرات النمطية (regular expressions) في محرري QED و ed وابتكر "بناء تومسون" (Thompson's construction)، وهي الخوارزمية لتحويل تعبير نمطي إلى أوتوماتون محدود. كل محرك تعبيرات نمطية مستخدم اليوم تقريباً هو سليل ذلك التدوين.

بنى برنامج شطرنج في عام 1971، ثم مع جوزيف كوندون (Joseph Condon) بنى "بيل" (Belle)، وهي آلة شطرنج مخصصة سيطرت على شطرنج الحاسوب في عصرها، وبعد ذلك أنتج قواعد بيانات نهاية اللعبة الكاملة للنهايات المكونة من أربع وخمس وست قطع — حلول شاملة لفئات كاملة من مواقف الشطرنج، وهو عمل غير نظرية نهاية اللعبة بشكل دائم.

في عام 1992، مع روب بايك (Rob Pike)، صمم UTF-8، وهو ترميز الأحرف الذي يسمح لتدفق بايت واحد بحمل أي نص على وجه الأرض مع الحفاظ على التوافق مع ASCII. وهي تمثل الآن أكثر من 90 في المئة من الويب. كان أيضاً محورياً في خطة 9 (Plan 9)، نظام التشغيل الموزع الذي بنته مختبرات بيل في منتصف الثمانينيات لدفع أفكار يونكس أبعد مما يمكن أن يذهب إليه يونكس نفسه.

محاضرته عام 1983 في جائزة تورينج، بعنوان "تأملات في الثقة" (Reflections on Trusting Trust)، وصفت مترجماً يدرج باباً خلفياً في البرامج التي يترجمها، وكذلك في إصدارات مستقبلية من نفسه، بحيث لا يظهر الكود الخبيث في أي مكان في أي مصدر يمكن لأي شخص قراءته. تعد "اختراق تومسون" (Thompson hack) وثيقة تأسيسية لأمن الحاسوب؛ وتم شرح المصدر ونشره في عام 2023.

جوجل، ولغة جو (Go)

تقاعد تومسون من مختبرات بيل في أواخر عام 2000 وانضم إلى جوجل (Google) في عام 2006، حيث صمم مع روب بايك وروبرت غريسمر (Robert Griesemer) لغة البرمجة جو (Go). وصفه للدوافع صريح: "اجتمعنا نحن الثلاثة وقررنا أننا نكره لغة سي++ (C++)،" وهي لغة وصفها بأنها "كومة قمامة من الأفكار المتبادلة الاستبعاد." بُنيت جو على قاعدة مفادها أن المصممين الثلاثة يجب أن يقتنعوا بكل ميزة، وهو انضباط للحفاظ على لغة صغيرة.

تراكمت الأوسمة باطراد: انتخابه للأكاديمية الوطنية للهندسة في عام 1980، جائزة IEEE إيمانويل ر. بيوري في عام 1982، جائزة ACM تورينج مع ريتشي في عام 1983، الأكاديمية الوطنية للعلوم في عام 1985، ميدالية IEEE ريتشارد و. هامينغ في عام 1990، جائزة رواد الحاسوب في عام 1994، زمالة متحف تاريخ الحاسوب في عام 1997، الميدالية الوطنية للتكنولوجيا في عام 1998، جائزة تسوتومو كاناي الافتتاحية في عام 1999، وجائزة اليابان للمعلومات والاتصالات في عام 2011.

لماذا يُسمى كين عبقرياً

يقدم اقتباس جائزة تورينج من ACM ادعاءً دقيقاً بشكل غير عادي، ويستحق الاقتباس لأنه يحدد الجودة بدقة: "نجاح نظام يونكس ينبع من اختياره الذواق لبضع أفكار رئيسية وتنفيذها الأنيق... عبقرية نظام يونكس تكمن في إطاره، الذي يمكن المبرمجين من الوقوف على عمل الآخرين."

الذوق هو الكلمة الفعالة. موهبة تومسون هي الطرح — القدرة على تحديد أصغر مجموعة من المفاهيم التي ستولد أكبر مساحة من السلوك المفيد، ثم رفض كل شيء آخر. الأنابيب (pipes) هي المثال النموذجي: آلية تافهة لربط مخرجات برنامج واحد بمدخلات آخر، والتي تحول مجموعة من الأدوات الصغيرة إلى نظام تجميعي. تُظهر التعبيرات النمطية و UTF-8 و Go نفس النمط من الحد الأدنى من التصميم الكافي. يُسمى روتينياً من بين أعظم المبرمجين الذين عاشوا على الإطلاق، ويأتي الحكم من أشخاص يكتبون الكود لكسب عيشهم بدلاً من لجان الجوائز.

الحالة المعاكسة أضعف مما هي عليه بالنسبة لمعظم الأشخاص في هذه القائمة ولكنها موجودة. كان يونكس تعاونياً — ريتشي، براين كيرنيغان (Brian Kernighan)، دوغلاس ماكيلروي (Douglas McIlroy)، الذي اقترح الأنابيب، وآخرون شكلوه بشكل عميق، وتمت مشاركة جائزة تورينج. تم تكييف العديد من أفكار يونكس من مولتيكس بدلاً من اختراعها طازجة. لم ينتج تومسون أي نتيجة نظرية في علوم الحاسوب، وتأثيره يكمن بالكامل في المصنوعات اليدوية وأحكام التصميم. هل يشكل ذلك عبقرية أو حرفة متطورة للغاية هو سؤال عادل. الإجابة الأكثر صدقاً هي أنه في البرمجيات يصعب فصل الاثنين، وقد أثبتت حرفة تومسون أنها أكثر أهمية من نظريات معظم الناس.

الإرث

لينكس (Linux)، ماك أو إس (macOS)، أندرويد (Android)، آي أو إس (iOS) والبرمجيات التي تشغل كل خادم إنترنت تقريباً تنحدر من قرارات اتخذها تومسون بمفرده على آلة مهملة في عام 1969. يحمل ترميز الأحرف الخاص به كل النص المكتوب عبر الإنترنت تقريباً. تكمن خوارزمية التعبيرات النمطية الخاصة به داخل كل محرر نصوص. سجل تاريخاً شفهياً طويلاً لمتحف تاريخ الحاسوب في عام 2024، وقضى سنواته اللاحقة، بعد التخلي عن منتجات أبل، في تشغيل نظام تشغيل راسبيري باي (Raspberry Pi OS).