诚如我们的想象

万尼瓦尔.布什著    李博阳译

《大西洋周刊》1945.7

这已不再是科学家们的竞争，所有人都已参与其中。科学家们不再追求其在旧有专业上的竞争力，而是为了一个共同事业，彼此积极交流，广泛学习。这种以有效的合作方式开展的工作是令人振奋的。而如今，对许多人而言，这种合作方式即将结束。科学家们又该如何做呢？

毫无疑问，对于生物学家，特别是医学家而言，他们的工作完全没有因其彼此间的竞争而脱离原有的工作模式。实际上，许多生物学家一直都在他们熟悉的“没有硝烟”的实验室里进行着他们的研究，他们的目标仍与以往大致相同。

步伐迈得最大的其实是物理学家。他们已将学术追求转移到制造一些奇特的具有破坏性的新发明上。他们必须设想出新的举措以应对他们意想不到的结果。他们策划得十分充分以使自己有能力溃败其他竞争对手。他们一直努力地与其盟友——其他的物理学家协同工作。他们从中获得了成就感。他们一直就是一个伟大的团队。如今随着和平的临近，有人会问，他们为之奋斗的最终目标在哪里呢？

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人类应用科学、使用从研究中开发的新型设备所带了的长久利益是什么？首先，它们增强了人类对自身物质环境的控制力。它们改善了人类“衣、食、住”三方面；增强了人类的安全感，也使人类部分摆脱了自身束缚。它们增加了人类对其自身生命过程的了解，使人类逐步摆脱疾病，延长寿命。它们启发人类了解其身心功能的交互作用，有望改善人类的心理健康。

科学提供了人类个体之间最迅捷的交流方式；它提供给人类记录思想的渠道，使人类能够对这些记录下来的东西加以利用和提取，这样一来，知识就会跨越整个人类的生命周期而非人类个体得到传承和发展。

人类正在开展大规模的研究，但是更多证据表明，目前随着专业化的延伸人类正在逐步走入困境。研究人员看起来一时无法掌握其他研究者所提出的数以万计的研究成果和结论，能够记忆下来的更是少之又少。而专业化对科学进展来说变得越来越重要，相对地，在学科之间架起桥梁的努力也越来越表面化。

在专业方面，我们传播和概括研究结论的方法陈旧了，无法完全满足我们现今的需要。如果花在撰写学术著作和阅读它们的时间可以被估算的话，这些大量的时间之间的比率可能是惊人的。那些不遗余力试图获取最新思想成果的人，即使他们针对一些范围狭窄的领域进行密切关注、持续阅读，仍难以说清他们在数月以前努力阅读的所得。孟德尔提出的遗传定律淹没在当时那个时代，是因为在当时几乎没有人能够掌握这一理论并加以推广的；而这样的灾难无疑正重复在我们身上，因为我们难以在大量无意义无结果的事物中提取那些真正具有重大意义的成果。

我们所面临的难题看起来并不是我们从当前兴趣的深度和广度出发发表了不恰当的观点，而是我们现有能力根本不足以使这些观点产生多大影响。人类获取的经验正在以飞快的速度增长，而我们从知识迷宫中获取信息与知识的方法，却与过去造横帆船时一样工程浩大。

但随着新型而高效的工具的使用，情况也所改观。光电管使人们能够从物理角度观察事物；先进的摄影技术帮助人们记录下他们看到的事物，甚至那些没有看到的事物；热离子管能够在极小动力驱动下操控巨大能量，而使用的动力甚至比蚊子震动翅膀是需要耗费的能量还小；阴极射线管能够在瞬间将影像可视化，与这一瞬间相比，百万分之一秒可以说是一段很长的时间了；人们可能运行的有关运动序列的中继设备比任何一个人类操作员和高出其成千上万倍速度的控制器都更为可靠——这些设备都能够辅助我们在科学资料中进行转换。

莱布尼茨曾在两个世纪以前发明了一台计算器，这一计算器包含了目前我们所看到的键盘装置的大部分特点，但在当时并未投入使用。因为当时的经济状况无法支持这一研究：参与构建这一设备的劳动者，在大规模生产前就已付出巨大劳动，这些劳动远远超过使用这台设备时可能被节省下来的劳动量。所有用来完成这台设备所消耗的人力甚至是充分利用笔和纸张完成计算的两倍。另外，这一设备也可能会经常发生故障，因此这在当时是并未得到人们的认可，人们认为它可靠性低，因为在那个年代甚至后期，复杂性和不可靠性是一对同义词。

巴贝奇，即使在他的时代得到了人们更为广泛的支持，但仍然没能制造出伟大的计算器。他的想法不错，但在当时建造和维修的成本都太大了。要是一个法老得到一份详细而明确的机动车的设计书，同时他能够完全读懂这些设计，法老就会向全国征集资源来制造成千上万个汽车零件组装出一辆汽车，可是，那辆汽车极可能在它第一次开往吉萨的途中抛锚。

如今人们能十分省力的生产出带有互换零件的机器，尽管构造十分复杂，但性能很可靠。简陋的打印机，或电影摄影机，或汽车就是证明。当人们深入理解之后，电触点材料就不再粘连了。注意一下自动电话交换台，尽管有着数以十万计的联系，但是很可靠。金属交织的丝网，密封在一个薄薄的玻璃容器里，钢丝加热就会得到明亮的光芒；收音机里的热离子管，简单地说，是由一亿个金属丝组成，反复密封，插入插座——然后它就工作了。在制造时涉及的游丝部分的精确定位和调整可能会占用专业技师数月的时间，而现在完成它只需三十美分。事实上，一个可生产具有可靠性、廉价的、复杂的仪器的时代已经到来，我们一定会从中获得一些新的事物。

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如果一条记录对科学具有实用价值，它必然会得到不断扩展，人们也必须把它存储下来，而最重要的就是它必须能够被查询到。现在按照惯例，我们通常是将记录以书面和摄影的方式存储下来，其次可通过印刷方式；我们也使用胶片、增大磁盘以及录音磁线来存储记录，即使不会出现一些全新的记录方式，当前这些形式也一定会得到不断地修正与扩展。

当然，摄影技术发展的脚步是不会停歇的。更快的材质和镜头，更为自动化的相机，精细微小的构造使得迷你相机的构想得以扩展，这些都将成为现实。如果不是不可避免的，就让我们将这一趋势导向一个合理的结果吧。未来的摄影爱好者们会在他们的前额上戴上一个比核桃稍大的物体。它能够拍摄三平方毫米的照片，而后可以被制作或放大，这与我们目前技术相比较也只有十分之一的曝光系数而已。镜头是固定焦距，可调至任何距离以适应肉眼的观测，仅仅因为它是短焦距成像。在这个设备中有一个内置的光电元件，就像我们现在至少在一台照相机中装置的那样，它可以自动调整曝光时间以适应大范围的照明。在设备中有胶卷可以进行100次曝光，而当插入胶片夹时，操作快门和更换胶卷的弹簧只弯曲一次。它拍摄的影像是彩色的。画面的立体效果会很好，而且可以记录下完整画面，立体技术的突飞进步已经指日可待了。

操作快门的方法简便易学。快速下按，照片就拍完了。人们所能看到的是镜头片上方一个细线条的方框，当物体出现在方框中，它就被添加上边框拍摄下来。随着未来科学家在实验室或该领域逐步地取得进展，每次当人们看到值得记录的事物时，按下快门就可以拍摄下来，甚至都听不到任何咔嚓声。所有这一切都很神奇吧？唯一奇妙的其实是拍摄许多照片并加以利用的想法。

可能会出现干法摄影技术吗？它已经通过两种形式来到了我们身边。布雷迪拍摄南北内战的照片时，底片在曝光时还是需要保持湿度的。现在不同的是我们在冲洗时要保持底片的湿度。未来或许根本不需要这样做了。我们一直就有一种用重氮染料浸渍的胶片，它不需要冲洗就能形成图像。只要一操作相机图像就出来了。氨气的释放会破坏未曝光的染料，而后就可以在日光下取出照片看到影像。目前这种处理方法其速度较慢，但人们可以加快它的速度，而且不会出现让摄影研究者感到头痛的晶粒问题。如果在按动相机后即刻便能看到图像，对我们来说将是极为便利的。

目前使用的另外一种处理方法速度也很慢，而且多少有点冗长。半世纪以来人们一直在使用浸渍纸张，浸渍纸在电触点材料接触过的每一点上会转变成黑色。由于会产生这种化学变化，所以人们在相纸中加入了含碘化合物。人们利用这种纸张记录资料，因为指针在纸上划过时会留有余线。如果指针移动时改变其电位，线条就会根据电位的变化转变为白色或黑色。

现在这种方法已被应用与传真发送中。指针在纸上一个接一个地画出一系列彼此间隔很小的线条。当指针移动时，其电位会根据从远端台导线接收到的不同电流而变化，这些变动的电流是通过远端台的一个类似扫描图片的光电管产生的。线条变为黑色的那一刻也就是光电管扫描到图像中的黑点的那一刻。这样，当整个图像被扫面完成时，接收端就将它完整地复制了下来。

将光电管产生的所有线条整合起来看整幅画面与在照片上看到的一样好。整个装置是由摄像头、和一个在拍摄远景时可调节的附加功能组成的。它速度慢，图像效果差。然而，它的确是一种干法摄像的形式，在这一过程中画面一经拍摄我们即能获取图像。

如果有人能预见到这一处理方法表现出的粗陋、缓慢，以及图像不细致的问题，这个人就是一个勇敢的人。今天电视器材能够每秒传输16副相当不错的画面，与上述我们描述的处理方法相比这种技术只包含两个重要差异。首先，这一技术使用的是一束移动的电子光线而不是移动的指针，因为电子光线能够迅速地扫描整幅图片。另一点不同仅仅在于屏幕的使用上，当电子光线触击时屏幕即刻亮起来，而不是那些被永久取代的经过化学处理的纸张和胶片。因为电视呈现的是移动的画面而不是静态的事物，因此速度是十分重要的。

用经化学处理的胶片取代发光屏幕，使设备传输单一画面而非连续画面，并用一个快速摄像头达到干法摄像的效果。经化学处理的胶片需要在动作上比当前技术更快，但这只是可能。更为严重的是人们对这种方法中将胶片至于一个真空室里的想法心怀质疑，因为电子光线只需在一个稀薄的条件下就可以正常运行。如果让电子光线在隔板的一侧运行，而在另一侧按动胶片，使电子光线垂直经过隔板表面，同时避免照射到旁侧就可以避免这一难题的发生。这种隔板，天然材质构成，当然是可以加工的，不会阻碍其整体发展。

像干法摄像一样，缩微摄影技术的发展也要经历一个较为漫长的过程。减小记录尺寸以及通过投影检验而不是直接检验的基本方法，可能因为太重要因此得到人们的重视。光学投影与缩微摄影相结合在学术领域的缩微拍摄中产生了一些成果，而且前景深远。今天，有了缩微技术，能够实现缩微拍照的线性系数缩小为20时仍然能在材料被重复放大检验后产生清晰完整的画面。缩微技术的局限性表现在胶片的晶体颗粒、光学系统的性能以及采用光源的效率上。所有这些都在迅速改善。

假设一下未来应用中线性比例呈现为100。胶片与纸张一样薄，尽管薄但仍然可以应用。即使在这样的条件下，也还是会出现书籍中存有的大量的普通记录间总系数达10000的情况，还有它的缩微摄像复本。《大百科全书》可以被压缩至一个火柴盒大小。一个仓鼠百万册的图书馆也可以被压缩到一个桌面的大小。如果将自可移动记录发明以来的人类记录，杂志、报纸、书籍、小册子、广告宣传单、通信，对体积相当于10亿书籍的东西进行集中和压缩的话，仅有一个小货车大小。当然只进行压缩是不够的；我们不仅要记录和存储信息资料，还要使其能够被查询到，这就是随后的事情。即使现代大型图书馆不能普遍做到这一点，但还是有一些人会这样做的。

无论怎样，当谈到成本时压缩就很重要了。缩微版百科全书资料的成本可能相当于一个镍币，而且只要一美分就可被邮寄到任何地方。印刷一百万份复本需要多少成本呢？要印刷一页报纸，一个大版面，成本只是一美分的一小部分。缩尺形式的百科全书的全部资料在一张8.5乘11英寸的纸张上即可容纳。一旦这行得通，随着未来摄影复制法的发展，大量的复本很可能会每美分一份，而不再考虑其信息资料的成本。原始拷贝的备份？那介绍的是我们所讨论的另一个方面了。

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要进行记录，我们现在需要推一下铅笔或轻敲打字机。然后是校对和修正的过程，再往后就是排版、打印和发行的复杂程序。看看整个程序的第一阶段，未来的作者是否不再使用手写或打字的方式，而是直接对着记录机讲话就可以了呢？他会通过速记员或者一个大圆桶间接地去做这件事。如果他想直接录入一条键入的记录，所需的东西都是现成的。他需要做的就是充分利用现有装置并转换他的语言。

在最近的一次国际展销会上展示了一台仪器，被称作语控防鸣器。一个女孩按了仪器的按键，它就发出了可识别的语音。没有人的声音进入到程序当中，按键只是连接着一些电感振动器并传感到一部扬声器上。在贝尔实验室有一台功能相反的仪器，他们叫它声音合成机。扬声器被话筒取代，话筒用以收集声音。对着话筒讲话，对应的按键就会移动。这可能是该实验设备的一个构成要素。

在公共展会上总能碰到速记器这种让人略感不安的设备，在这一设备中可以发现另一个构成要素。女孩无力地按了一下按键，环顾四周，时而不安地看看旁人。设备中出现一条打印带，它用语音学的简化语言记录下说话者刚刚说过的话。过了一会儿，这条打印带被重新输入正常的语言，因为在初始模式中只有初学者能够理解。结合这两个构成要素，让声音合成机运转速记器，结果就是一台与之交谈时打字的机器。

实际上，我们当前使用的语言不十分适用于这种机械化生活。不可思议的是，发明世界语言的人仍然不清楚开发何种语言才更适用于这种传送和记录语音技术。机械化可能会导致这样的问题，尤其在科学界；科学的专业术语在外行人眼中仍然晦涩难懂。

人们可以生动描绘出一个未来研究员在实验室的工作情景。他的双手空空，但并未停止工作，他一边移动和观察，一边摄影和评论。时间被自动记录下来将前后两条记录衔接起来。当进入试验区时，他会通过无线电连接到记录器。他的文本记录以及照片都是缩样的，因此可以进行投影检验。

在收集数据与观察过程之间还要做很多事情，对现有记录中相同资料进行提取，将新资料最终插入共同记录集合中。对于审慎思考而言，是不存在机械替代品，但创造性的思考，必要的重复思考就不一样了。因为后者可能成有有效地机械辅助设备。

添加一栏数字就是一个反复思考的过程，很长时间以前它就交由机器进行处理了。机器实际上是由键盘控制的，以读取数字键入相应的按键的方式输入一种思想，但这甚至是可以避免的。人们制造了那些能借助光电管读取文本数字并按下相应按键的设备；光电管的集成构造用以扫描文本，电路用于将结果的变异加以分类，而中转电路则用以将结果转化为螺线管运转程序拉动这些按键。

所有的复杂程序都是必要的，因为在粗陋的方法中我们已经学会如何记录数字。如果我们仅仅借助卡片上一组小圆点的排列在位置上记录他们，自动读取器将变得相当地简单。事实上，如果小圆点是空心的，我们有郝勒瑞斯很久前制造的穿孔卡片机可以实现对数字的统计，而现在它已被用于商务领域中。没有这种仪器，一些复杂的商务符号就难以运转。

添加只是一步操作。要执行算术运算还涉及到减法、加法和除法，另外还涉及一些对结果进行临时存储的方法，从存储中移出结果进行进一步运算的方法，而后通过打印将最终结果记录下来。有这种用途的机器有两种类型：用以计数的键盘器以及与之相类似的用以插入数据的人工操控器，还有通常涉及到操作序列的自动控制器；而用穿孔卡片机进行的独立操作通常被一系列的机器所取代，而后一个接一个地转换为有形的卡片。这两种形式是非常有用的；但就复杂计算而言，这两种形式是远远不够的。

当物理学家发现可以计算宇宙光时，快速的电子计数器很快就出现了。物理学家根据自身研究需要及时地构建了热电子管设备，能够以每秒100000的速率计算电冲。未来先进的算术计算奇将是电子属性的，他们能以当前速度100倍或更快的速度运行。

另外，他们比当前商用机器的用处大，因此他们能迅速地实现各种各样的操作。他们会受控于一张控制卡或胶片，他们将选择他们各自的数据根据插入的指令进行操作，他们将以极限高速执行复杂的算术计算，而他们会将结果以一种可获得的形式记录下来以备分类或日后进行更进一步的操作。这种机器应用性广泛。其中的一台机器会从一屋子女孩手臂推动键盘的动作中接受指令和数据，每隔几分钟就会提供一次计算结果。当成千上万的人处理复杂事件时，在事务的明细上总会需要进行大量的计算。