哈工大、北航等国内高校被禁止使用 MATLAB,这件事在国内社交媒体迅速发酵并登上热搜,引发学术界和技术界的广泛讨论。上个月,美国商务部宣布将新增 33 家中国公司及机构列入“实体清单”,除了奇虎360、云从科技、烽火科技等企业外,还包括中国公安部法医科学研究所等政府相关机构,以及哈尔滨工业大学和哈尔滨工程大学两所高校。

图0:部分高校被禁用MATLAB 替代开源软件重获关注

至此,中国大陆共有 13 所高校被列入该实体清单,除上述两所外,还有:中国人民大学、北京航空航天大学、西安交通大学、西北工业大学、四川大学、电子科技大学、湖南大学、国防科技大学、同济大学、南昌大学、广东工业大学。

这些高校将被美国《出口管理条例》限制出口、进口或转口,无法和美国进行任何商业交易,在获得美国科技方面面临新的限制。它们和去年被列入清单的华为、中兴等中国企业一样,和美国企业之间的进出口业务需要美国政府的批准,也就是所谓的“技术制裁”。迫于政府的压力,MATLAB 所属公司 MathWorks 被迫中止对这些国内高校的正版授权。

虽说能上这份清单的组织机构都不简单,至少证明其科研实力得到了美国的重视。但当这些我们常用的基础软件真的被别人卡脖子时,其带来的负面影响还是肉眼可见的。

MATLAB 是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,由美国 MathWorks 公司出品,是一种高级技术计算语言和交互式环境集成软件,由 MATLAB 和 Simulnk 两大部分组成,广泛应用于算法开发、数据可视化、数据分析、仿真建模以及数值计算,在工业制造、学术研究等领域具有近乎垄断的市场地位。大学读理工科专业的同学基本上都接触过这款软件。有分析人士指出,如果整个学校被禁用了正版 MATLAB,这意味着学校的人员再发表论文或者从事商业项目,其成果原则上就不应包含任何基于 MATLAB 的内容,这对国内相关企业和研究学者带来的影响不可忽视。

而随着 MATLAB 在国内高校被禁用,一些类似 MATLAB 的开源软件开始重获关注。

图1:部分高校被禁用MATLAB 替代开源软件重获关注

可替代 MATLAB 的开源软件

SCILAB

SCILAB 是一款与 MATLAB 类似的开源软件,可以实现 MATLAB 上所有基本的功能,如科学计算、矩阵处理及图形显示等。

由于 SCILAB 的语法与 MATLAB 非常接近,熟悉 MATLAB 编程的人很快就会掌握 SCILAB 的使用。有意思的是,SCILAB 提供的语言转换函数可以自动将用 MATLAB 语言编写的程序翻译为 SCILAB 语言。目前,SCILAB 可在 Linux、Windows 和 Mac OS 全 PC 平台运行。

作为开放源码的软件,SCILAB 遵循 GPL 2.0 开源协议,源代码、用户手册及二进制的可执行文件都可以通过官网免费直接下载使用。用户不仅可以在 SCILAB 的许可证条件下自由使用该软件,还可以根据自己需要修改源代码。

Octave

Octave 是一个类似 MATLAB 和 Scilab 的数学软件包,可以进行各种运算,编程。它还有丰富的 C++ 接口可以让用户编程时调用。其配套的绘图工具采用 gnuplot 。Octave 的使用也是基于字符终端模式的,当需要绘图时,将会调用 gnuplot 进行数据绘图,并显示出来。

Octave 是用 C++ 编写的,它内容丰富的库也可以供用户在编写软件时调用。Octave 同时还支持 Fortran 等的调用,GSL 绑定等。可以由用户定制自己的函数、子程序等。

Spyder

Spyder 是一款轻量级的 Python IDE ,提供高级的代码编辑、交互测试、调试等特性,适用于数据分析。Spyder 的界面与 MATLAB 非常类似,其作者早年也承认模仿了 MATLAB 的设计。如果对于 MATLAB 的仿真建模需求不高的话,Spyder 足以取而代之。

高校应拥抱开源

MATLAB 事件也引发了人们的反思,国内高校是否会因此事件掀起一波进一步拥抱开源的风潮?

自由软件运动之父 RMS 曾呼吁学校只应使用自由软件,因为学校具有社会使命:教育学生成为强大、有能力、独立、合作和自由的社会公民。“学校应该推动自由软件的使用,正如学校推动对话和投票一样。教育学生使用自由软件就是培育能够生活在自由数字社会的公民。这样就可以帮助整个社会避免为超级企业集团所主导。反过来,教授非自由软件就是在培育依赖性,这和学校的社会使命背道而驰。学校绝不应该这么做。”

图2:部分高校被禁用MATLAB 替代开源软件重获关注

如今看来,RMS 的担忧绝非危言耸听。我们很多人从学生时代开始,接触的就是 Windows 系统、MATLAB、CAD 等专有软件,对这些国外软件产生了很强的依赖性,尽管这些软件对学生来说或许是免费的。但归根结底,为什么专属软件的开发者会为学校提供非自由软件的免费拷贝?RMS 曾表示,“因为他们企图利用学校来培育对其产品的依赖性,正如烟草公司向学生发放免费香烟一样。一旦学生毕业,他们就不会再得到免费拷贝,他们的雇主也不会。一旦有了依赖性,你就会付钱,而且升级换代也会很贵。”

“自由软件允许学生学习软件如何工作。一些有编程天赋的学生,在他们的少年时代,渴求学习一切关于计算机和软件的知识。他们有强烈的好奇心,想要阅读他们所用软件的源代码。专属软件拒绝了他们对知识的渴求:它说,‘这些知识是秘密—学习是禁止的!’专属软件是教育精神的敌人,所以学校不应该容忍专属软件,除非是作为逆向工程的对象。”

尽管 RMS 的话中包含了个人对于专有软件厂商的敌意,但当越来越多的专有软件成为政治的枷锁时,国内高校拥抱开源确实是一个更好的选择。

写在最后

面对美国日渐加深的技术封锁,从开源社区中寻找替代品,或许是国内组织机构在短时间内解决问题的一条捷径。但从长远来看,只有我们拥有了自己的技术,才能完全摆脱别人的限制。当然,这是一条漫长的艰难道路,很难在一朝一夕内实现,但我们却不得不坚持走下去。

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