LaTeX的歷史：圖靈獎得主1977年開啟的計劃，引發(fā)學(xué)術(shù)圈重大變革

栗子 2019-06-09 13:03:42 來源：量子位

栗子 編譯整理

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△用LaTeX記筆記的超能操作

世界上的許多人類，都受到過LaTeX的恩澤。

經(jīng)它排版的論文，就算有再復(fù)雜的公式，格式也不會亂掉。

但人們可能并不了解，LaTeX有個祖先叫TeX，出生在1977年。

并且在一個沒有互聯(lián)網(wǎng)的年代，就紅遍了全球。

那么，身為世界上最早開源項(xiàng)目之一的TeX，究竟是如何誕生？又如以進(jìn)化形態(tài)LaTeX，活躍了幾十年不?。?/p>

專業(yè)排版師，找不到了

故事，開始于一本叫做《計算機(jī)編程藝術(shù)》 (The Art of Computer Programming) 的書。

作者是斯坦福計算機(jī)系教授Donald Knuth，中文名字“高德納”。后來也是因?yàn)檫@本書，他獲得了圖靈獎。

1968年，初版問世。在這之前，他給了出版商Addison-Wesley幾千頁手寫書稿，出版商用的是傳統(tǒng)金屬排版設(shè)備，需要專業(yè)人員手動操作。

那時候，電腦上還沒有圖形界面。

書里面有各種編程示例，高德納就一點(diǎn)一點(diǎn)向排版人描述，他到底想要怎樣的效果。成書的時候，他很滿意。

轉(zhuǎn)折發(fā)生在1976年，這本書準(zhǔn)備再版，擴(kuò)充了一些內(nèi)容。這一次，出版商改用了便宜的電子排版方法，小樣完全達(dá)不到高德納要求。

雖然高德納知道，高分辨率的數(shù)字排版機(jī)可以生成精確的形狀，但從前那些專業(yè)的排版人員已經(jīng)找不到了。

他想著，如果讓計算機(jī)軟件來代替專業(yè)人士呢？

于是，1977年高德納用了一個夏天，再加一整年的學(xué)術(shù)休假，執(zhí)行他的數(shù)字排版計劃：和學(xué)生一起寫出了排版程序，名叫TeX。

轉(zhuǎn)年，《計算機(jī)編程藝術(shù)》的修訂版，就用TeX排版完成了。

那時的高德納可能不知道，TeX會引發(fā)學(xué)術(shù)排版的巨大變革。

原來你是這樣的TeX

有了TeX，即便論文作者沒有排版的專業(yè)知識，也可以把自己想要的效果，直接告訴電腦。

只要在手稿里加入一些簡單的markup代碼：

叮當(dāng)法術(shù)變變變：

這就是TeX輸出的樣子。

就像60年代的高德納教授，可以和排版人員密切溝通那樣。而且，和電腦溝通還避免了人與人之間的誤解。

其實(shí)在文本中加markup，倒不算新鮮事。但TeX的新鮮之處在于，它可以捕捉到非常實(shí)用的排版知識和概念，并且把它們形成體系、表現(xiàn)出來：

高德納定義了幾百個排版命令。而用來理解這些命令的排版機(jī)，就是TeX引擎：它可以讀取作者的手稿，生成一個文件，直接能拿去打的那種。

不過，高德納也知道，不管它能理解多少命令，都不可能滿足手稿作者的所有需求。

所以，他寫了一個可擴(kuò)展的TeX，讓用戶隨意添加自己想要的功能：

只要給它一些新的宏?(Macro) ，就能定義新的命令。每個人都可以自己創(chuàng)建宏文件，這樣不用修改TeX引擎，就能擴(kuò)展TeX的功能。

當(dāng)然，既是高德納自己寫的工具，肯定夠自己用的了。1984年他還出版了The TeXbook，這本書詳細(xì)講述TeX了所有原始命令的含義，以及普通宏命令 (Plain Macro Commands) ，還有引擎內(nèi)部的工作原理。

這本書的出現(xiàn)，就是為了鼓勵開發(fā)者，去寫自己的宏。

在高德納的堅持之下，TeX引擎的源代碼已經(jīng)免費(fèi)了40年，每個人都可以修改。

不過他也規(guī)定，一切不兼容的修改版都不能叫做TeX；還發(fā)布了一組自動測試，修改版引擎必須通過測試，才能用TeX這個名字。

在那個沒有互聯(lián)網(wǎng)的年代，生在斯坦福的TeX走向了世界。它被移植到各種計算機(jī)系統(tǒng)、各種語言、各種打印設(shè)備上，為越來越多的人類排版。

1982年和1989年，高德納又修改了TeX兩次。

1992年，教授從項(xiàng)目里功成身退，接著寫《計算機(jī)編程藝術(shù)》。這本促成了TeX誕生的書，內(nèi)容一直在不斷擴(kuò)充。

雖然高德納不再更新項(xiàng)目了，但還有其他人在繼續(xù)他的工作。

從TeX到LaTeX，更更更簡單

TeX的命令集，都是偏低層?(Low-Level) 的，適合高德納教授這樣，希望從細(xì)節(jié)上把握排版效果的人類。

但這幾百個命令，對于大多數(shù)人來說，可能還是太多了。

“能讓計算機(jī)來做的決定，就不要問我。”

用戶常常希望自己手寫的排版命令越少越好，他們需要的是高層命令，是更加方便使用的markup語言。

最好是，可以把內(nèi)容 (Content) 和表現(xiàn)形式 (Presentation) 分開的那種工具。

Scribe：爆發(fā)之前奏

于是，1980年誕生了Scribe，是卡耐基梅隆大學(xué) (CMU) Brian Reid的博士論文項(xiàng)目。

在80年代早期，Scribe受到了許多學(xué)術(shù)作者的追捧。不過它并不免費(fèi)，這一點(diǎn)阻礙了傳播。

即便如此，它也不只是個插曲：

Scribe有位忠實(shí)用戶，來自斯坦福的Leslie Lamport?(簡稱“蘭波特”) ，當(dāng)時已是著名的計算機(jī)科學(xué)家。

就是他，在嘗到便利的滋味之后，想要把Scribe的易用性，轉(zhuǎn)移到Tex身上，最終發(fā)明了LaTeX。

LaTeX：大爆發(fā)

1984年，蘭波特自己創(chuàng)建了一個宏，叫做“lplain”，“l(fā)”是他姓氏的首字母。

這里面的一系列命令，比TeX的原始命令易用得多得多。

他把新的宏放出來給大家免費(fèi)使用：只要運(yùn)行一個LaTeX程序，讓TeX引擎先讀取這個宏。

蘭波特還寫了一本書，叫LaTex：a Document Preparation System，教學(xué)術(shù)作者怎樣用他寫的命令來給文章排版。

當(dāng)然，就算有了LaTeX，用戶依然可以用TeX的底層命令，來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的需求。

這下，TeX用戶數(shù)量大大大大大爆發(fā)。

而許多人用了很久的LaTeX命令，甚至不知道有TeX這個名字。

整個學(xué)術(shù)排版行業(yè)，也因?yàn)長aTeX的誕生，受到了深遠(yuǎn)的影響：

在這個領(lǐng)域，精確排版至關(guān)重要，從前只有手動排版才能滿足需求；但現(xiàn)代世界里，論文、期刊、書籍和其他出版物大量產(chǎn)出，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了手動排版能達(dá)到的吞吐量。

LaTex在實(shí)現(xiàn)自動化的同時，又不會損失排版質(zhì)量。

現(xiàn)在，許多學(xué)術(shù)出版機(jī)構(gòu)，都接受用LaTeX排版的稿件。

除此之外，連ArXiv這片機(jī)器學(xué)習(xí)論文的沃土，也是在LaTex的滋養(yǎng)下，才有更加蓬勃的生機(jī)。

因?yàn)?，即便沒有出版商排版，作者也可以把嚴(yán)謹(jǐn)整齊的研究成果，送給全球的人類觀賞。

真是一個美好的世界。

One More Thing

那么問題來了，LaTeX的鼻祖高德納，為什么會有個中文名字呢？

1977年夏天，他在中國度過了三個星期。中文名便是在那時解鎖的。

巧的是，排版計劃也是在那個夏天啟動的。

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