译文

原文参考Relationship between OO and functional programming?, 以下是译文。

第 1 个阶段

第 1 个阶段是 50 年前我在（ARPA）研究生院的第一周，我的数学、分子生物学、系统和编程等背景与 Sketchpad、Simula 和拟议中的 ARPAnet 发生冲撞，无法协调。这导致了这样一种见解（几乎是同义反复）: 可以把一台真实计算机无限地划分为彼此通信的虚拟计算机，如此一来，（在虚拟计算机上）将:

  1. 保留全部的表达能力
  2. 能够对任何可以建模的东西进行建模
  3. 能够大规模扩展现有方法来拆分计算机

我喜欢这个想法。时间共享的 “进程"已经是这种虚拟机的表现形式，但由于它们的开销，它们缺乏普遍实用性（所以要想办法把开销去掉……）。

虽然你可以对任何东西建模（包括数据结构），但这对我来说根本不是重点（它将让你回到了汤（soup）里（译者注:原始材料/环境））。最重要的是封装和消息传递，以提供松散的耦合，这将在极端的扩展下工作（让人想起生物学和生态学的方式）。

第 2 个阶段

第 2 个阶段是将 :

  • Lisp 本身的 “Lisp 世界”
  • McCarthy 关于机器人和时间逻辑（Temporal Logic）的想法
  • ARPA 内部（尤其是麻省理工学院）正在进行的 AI 工作(尤其是 Carl Hewitt 的 PLANNER 语言)

结合在一起。其中一个想法是，对象可以对外提供服务，并且面向目标（使用 PLANNER 风格的接口语言）。

第 3 个阶段

第三个阶段是在 Parc 实施一系列的 Smalltalks，试图在未来必然需要的东西，和 Parc 的 Alto 计算机（128K 字节的内存，其中一半用于显示！）可以做的事情之间找到一个平衡。这是通过与 Dan Ingalls 以及其他富有才华的伙伴一同完成的。虽未完全抵达理想，但还算不赖。

第 4 个阶段

第 4 个阶段（在 Parc）重新认真地审视时间逻辑（Temporal Logic）和 “世界线”（world-line）的想法（下文会有详细介绍）。

第 5 个阶段

第 5 个阶段是再次认真思考扩展的问题，并将 诸如 Gelernter 的 Linda “协调语言” 作为一种方法，通过描述匹配，以一般的发布和描述的方式做松散耦合。我目前还是很喜欢这个想法，并期待看到它能发展到让对象之间可以真地"协商意义”。

麦卡锡的时间逻辑（Temporal Logic）: “时间中的真函数”

对过去的历史背景（context）有所了解，将有助于理解这儿提出的观点。让我们展开论述，也试着提供一些参考文献。

我对这一切的思考要追溯到 50 年代末的 John McCarthy。John 是一位优秀的数学家和逻辑学家。他希望自己能够进行一致的推理–而且希望他的程序和机器人也能做到这一点。机器人是一个关键，因为他希望机器人在某个时间在费城，另一个时间则在纽约。在普通的逻辑中，这是个问题。但 John 通过给所有的 “事实”（facts）添加一个额外的参数来解决这个问题，这个参数代表了一个事实为真时的 “时间帧”（time frame）。这创造了一个简单的时间逻辑，将 “事实集合"可视化为世界线（world-line）的堆叠"层”。

这很容易被推广到 “变量”、“数据”、“对象"等世界线。从个体的角度看，“值” 被值的 “历史”（译者注: 可以视为版本）所代替，从系统的角度看，整个系统在每一次系统处于计算之间的时候，都用它的稳定状态来表示。Simula 后来实现了这个想法，虽然较弱，但很有用。 （译者注: Daniel Ingalls 在 Lively 中实现的 undo 和 action-log（在对象级别）操作可能于此有关, 此外，Croquet 也关注这个概念）

我还应该提到 Christopher Strachey（Lisp 和 McCarthy 的忠实粉丝），他意识到多种编程可以被统一，并且通过总是使用 “旧"值（来自于前一帧（frame））来制造"新"值，并将其安置在新的帧（frame）中，从而使其更加安全。他通过观察 Lisp 中的 “尾递归 “是何等干净，看出它可以被写成一种涉及看似赋值语句的循环： 赋值语句的右侧从时间 t 取值，被赋值的变量（左侧）在时间 t+1 中存在（而且只能进行一次这样的赋值）。如此一来，通过模拟时间和状态，统一了函数式编程和 “类似命令式”（imperative like）的编程。

顺便提一下 Ashcroft 和 Wadge 的编程语言 Lucid，它扩展了 Strachey 的许多思想…………。

同样值得关注的是数据库上的 “原子事务”（atomic transactions），这是一个与 “粗颗粒” 非常相似的想法。没有什么东西会被粉碎，相反，事情被组织起来，这样新的版本是以一种非破坏性的方式创建的，没有竞争条件。这种系统里存在着 由不同版本的事实构成的历史。

这里的关键概念是 “时间是个好主意” – 我们想要它，我们想要以安全合理的方式处理它 – 这些方式大多（甚至全部）可以由纯函数将其在稳定的世界线（world-line）状态序列之间进行转换。

刚计算出来的稳定状态是非常有用的。它永远不会再被改变–所以它代表了系统模拟的一个"版本” – 它可以安全地用作原始值，之后函数将其转置到下一个稳定状态（值）。它也可以作为创建系统在当前时刻的截面的可视化的来源。历史记录可以用于调试、撤销、回滚等。

在这个模型中（部分来自 McCarthy、Strachey、Simula 等），“稳定状态之间不存在时间”: “时钟"只有在每个新状态完成时才会前进。就程序而言，CPU 本身并不充当时钟。(译者注，croquet 中采用“伪时间”的概念)

这就产生了一种非常简单的构建确定性关系的方法，它有一个内在的、干净的时间模型。

由于各种令人遗憾的原因，这种想法（关注安全）在 60 年代失传了，人们转而在命令式编程中允许竞争条件，然后试图使用可怕的信号符（semaphores）等来保护它们，这可能导致锁定。

我已经提到了一些我对对象的一系列想法。在某些时候，任何对对象之间的消息传递感兴趣的人，如果知道 Lisp，就会被吸引到 “apply”，并注意到一种对象（一个 lambda “东西”（thing），它可能是一个闭包）被绑定到参数上（这有点像消息）。如果意识到 Lisp 1.5 是如何实现晚绑定参数求值（evaluation）的可能性（采用 FEXPRs 而不是 EXPRs）– 未求值的表达式可以作为参数传递，并在之后进行求值，这就更深刻了。这使得那些不雅的 “特殊形式”（如条件）可以被省去，它们可以被写成一种普通的惰性函数（lazy function）。

通过上面提到的时间建模，可以松开 “eval-apply"之间耦合的"齿轮”，通过安全的消息传递得到时间层之间的函数关系。

因为我一向喜欢用 “模拟的视角” 来看待计算，所以我认为 “对象"和 “函数” 是相辅相成的思想，彼此之间并不冲突。(我还有许多其他的动机，包括一直在思考的，从认识论上来说，对于儿童来说，好的语言应该是什么……但这是另一个故事)。

参考