重讀《誠如所思》：科學的作用究竟是什么？

在信息爆炸與人工智能高速發展的今天，重讀經典科學思想，往往能帶來超越具體技術層面的啟發。1945年7月，范內瓦·布什（Vannevar Bush）在《大西洋月刊》發表著名文章《誠如所思》（As We May Think），系統反思了戰時科研動員的經驗，并對戰后科學活動的組織方式提出了一系列前瞻性設想。

在第二次世界大戰期間，布什以美國科學研究與開發辦公室（OSRD）主任的身份，統籌協調雷達、火控系統、近炸引信等關鍵科研項目，并深度參與曼哈頓計劃的啟動與早期組織管理。同月，在第二次世界大戰接近尾聲之際，他又提交了《科學，無盡的前沿》（Science, The Endless Frontier）報告，為戰后美國科學政策以及國家科學基金會的建立奠定了思想基礎。

這一從戰時科研組織到戰后制度建構的連續實踐，使布什逐漸意識到：科學的力量并不只源于單項技術突破，而更取決于知識生產是否能夠獲得長期支持、被有效組織，并持續積累為可再利用的公共資源。《誠如所思》正是在這一背景下，對未來科學知識基礎設施和科研工作方式所作出的前瞻性思考。

正因如此，布什關注的并非武器技術本身，而是科學知識如何被保存、檢索、共享與利用——亦即科學作為一種集體事業，如何實現長期、可持續的運作模式。今天重讀《誠如所思》，并不僅是回顧一則技術設想，更是在技術條件發生深刻變化之后，重新審視一個根本問題：科學在現代社會中究竟應當扮演怎樣的角色。

為什么值得今天重讀？

在學術史與技術史的敘述中，《誠如所思》常被視為一篇關于未來信息技術的預言性文本，其中提出的memex也被反復解讀為超鏈接、搜索引擎乃至互聯網的思想先驅。然而，如果僅從技術預測的角度理解這篇文章，反而容易遮蔽其真正試圖回應的問題。

布什在戰爭時期主持跨機構、跨學科的科研協作，從中深刻體會到：科學的效能并不取決于個別天才或單項發明，而取決于科研活動能否被系統性組織、有效協作，并在時間尺度上持續積累。正是在這種經驗背景下，他開始反思一個當時尚未被充分討論的問題：當科學知識以前所未有的速度增長，人類應當如何保存、組織并使用這些知識，使科學能夠繼續作為一種集體事業而運轉。

與同年發表的《科學，無盡的前沿》形成互補關系，后者回答的是“國家為何以及如何支持科學”，而《誠如所思》則進一步追問：在知識規模急劇擴張的條件下，科學究竟應當如何被“做出來”。二者共同構成了關于現代科學制度的完整思考框架——既包括宏觀層面的政策與資助安排，也包括微觀層面的科研實踐方式與認知支持機制。

因此，今天重讀《誠如所思》，并非為了檢驗布什的技術預測是否準確，而是為了反思：在技術能力顯著增強之后，科學實踐中那些更為根本的組織與認知問題，是否已經得到真正解決。

技術預測在解決什么問題：來自memex的早期回答

《誠如所思》中最引人注目的，并非布什對某種具體未來技術的精準預測，而是他借助一系列設想，對科研工作應當如何被組織、支持與延續所作的整體性思考。在這些設想中，最具集中性、也最具象征意義的，是他提出的假想裝置——memex。

在文章中，memex被描述為一種“個人化的機械化工作臺”，能夠以高度壓縮的方式存儲個人所接觸的全部書籍、記錄與通信內容，并支持使用者按照接近人類思維方式的路徑進行檢索與聯想。乍看之下，這一描述容易被理解為對未來信息技術形態的預言，但布什真正關心的，并不在于裝置本身的物理實現，而在于科研活動在知識爆炸條件下是否還能保持連續性與可追溯性。

與當時主流依賴分類與層級索引的文獻體系不同，memex的核心并非預先設定的知識結構，而是聯想式路徑的建立、保存與重用。研究者可以將不同文獻、筆記與圖像通過“聯想鏈”連接起來，并在此基礎上不斷延伸、修改和共享自己的思考軌跡。這里被保存的，不只是信息本身，更是研究過程中形成判斷與理解的路徑。

正是在這一意義上，memex并非被設想為一臺替代人類思考的機器，而是一種服務于科研實踐的認知工具。在布什的構想中，機器負責承擔存儲、檢索與路徑維護等可形式化的工作，而研究者始終處于聯想、選擇與判斷的中心位置。通過memex這一具體設想，《誠如所思》將“在知識急劇增長的條件下，科研工作應當如何繼續被有效地進行”這一根本問題，轉化為一個關于科研實踐組織方式的思想原型。

當技術成為現實：科研實踐的問題是否因此消失

從整體上看，布什在《誠如所思》中關于信息處理與科研支持的諸多設想，已經在當代信息技術體系中得到高度兌現。然而，需要特別強調的是，技術能力的實現，并不等同于科研實踐中關鍵問題的解決。恰恰相反，正是在技術不斷成熟之后，那些原本被技術匱乏所掩蓋的組織與認知問題，才變得更加清晰。下表將布什在1945年提出的主要設想，與當代信息技術的發展路徑進行對照。

表：范內瓦·布什（1945）的設想與當代技術實現的對照

布什的設想（1945）

對應技術形態

技術成熟時間（約）

布什設想的作用

知識的極度壓縮與長期保存

數字存儲、云存儲

20世紀90年代—21世紀初

防止知識遺失，支持長期積累

高速、即時的資料檢索

搜索引擎、語義檢索

20世紀90年代末—21世紀初

降低重復研究成本

聯想式知識路徑

超鏈接、推薦系統、RAG

20世紀90年代以后

模擬人類聯想，促進發現

重復性思維的機械化處理

統計軟件、自動化分析

20世紀80年代起

釋放人的判斷能力

思想的無障礙記錄

語音識別、自動記錄

21世紀10年代

不打斷思考過程

知識整理與初步生成

大模型、生成式AI

21世紀20年代

承擔整理、歸納與初步表達

判斷路徑的保存與可追溯

判斷日志、證據鏈系統、可解釋AI

尚未成熟

防止判斷失憶，強化責任與反思能力

從表中可以看到，布什設想中的大多數功能——存儲、檢索、聯想、記錄、自動化處理乃至初步生成——都已經在不同階段成為現實。從技術層面看，人類社會已經具備支撐大規模科研活動的信息基礎設施。

然而，表格的最后一行同時揭示了一個關鍵缺口：判斷路徑的保存與可追溯，至今仍未形成成熟、制度化的解決方案。現實中的科研實踐往往更重視保存“結果”和“結論”，而較少系統性記錄判斷如何形成、證據如何被篩選、推理路徑如何展開。這種對判斷過程的忽視，正是布什在《誠如所思》中試圖提前預防的問題。

因此，這張對照表并非用來證明布什“技術預言的成功”，而是用來顯示：即便在技術條件高度成熟之后，科研實踐中那些更為根本的組織與認知問題，仍然沒有自然消失。

反思科學的作用

從memex的思想原型到當代信息技術的廣泛應用，科學工作的組織、記錄與聯想方式已發生深刻變化。科研人員可以更高效地訪問、整理與生成知識，重復性任務不斷被機器分擔，聯想式路徑的構建也不再受制于傳統索引體系。

然而，《誠如所思》的真正價值，并不在于它預見了哪些技術，而在于它始終提醒我們：科學不僅是知識與技術的積累過程，更是一種為人類判斷與創造性思考保留空間的制度安排。技術手段再強大，也無法替代人的判斷與責任；memex以及當代大模型所提供的，是對科學工作的增強，而非對科學本身的完成。

從這個意義上看，科學的作用不只是“做科研”，而是通過技術、組織與制度的協同，保證知識能夠長期積累，科研活動能夠系統運作，并在知識爆炸的條件下維持思考的連續性與可追溯性。

因此，重讀《誠如所思》的意義，不僅在于回顧布什的技術預言，更在于重新思考一個始終未被技術解決的問題：在機器日益智能的時代，科學究竟應當把什么保留給人來思考？科研工作又如何在技術與制度的輔助下，始終保持人類判斷的中心地位？

附：原文翻譯

誠如所思

范內瓦·布什，1945年7月發表于《大西洋月刊》

“設想一種未來的裝置……在其中，個人可以存儲自己所有的書籍、記錄與通信內容，并且這一裝置實現了機械化運作，使其能夠以極高的速度與靈活性被查閱。它將成為人類記憶的一個擴展而親密的補充。”

// 編者按

作為科學研究與發展辦公室（Office of Scientific Research and Development）主任，范內瓦·布什博士協調了約六千名美國頂尖科學家，將科學應用于戰爭之中。在這篇重要文章里，他在戰事結束之際為科學家們提出了一種新的激勵方向。他呼吁科學界轉向一項宏大的任務——讓人類龐雜而令人困惑的知識儲備變得更加易于獲取。多年來，各類發明主要擴展的是人的體力，而非心智能力：增強拳力的沖擊錘、銳化視覺的顯微鏡，以及用于毀滅與探測的各種裝置，都是現代科學的新成果，卻并非最終成果。如今，布什博士指出，相關工具已經出現——如果得到恰當的發展，將使人類能夠獲取并掌控歷代積累的知識。當科學家們從戰爭工作中走出來時，完善這些和平用途的工具，應當成為他們的首要目標。正如愛默生1837年著名的《美國學者》演講一樣，布什博士的這篇文章呼吁在人類思考者與知識總和之間建立一種新的關系。

這并非一場只屬于科學家的戰爭，它是一場所有人都參與其中的戰爭。科學家們在共同事業的需求面前埋葬了舊有的職業競爭，彼此密切合作，收獲頗豐、學習良多。曾幾何時，在這種高效協作中工作令人振奮。而如今，對許多人來說，這段經歷似乎正走向終結。接下來，科學家們將何去何從？

對于生物學家，尤其是醫學科學家而言，幾乎不存在猶豫的問題，因為這場戰爭并未真正迫使他們偏離原有道路。事實上，許多人得以在熟悉的和平時期實驗室中繼續從事戰時的研究，他們的目標基本保持不變。

真正被劇烈打亂節奏的是物理學家。他們離開了學術研究，轉而研究各種陌生而具有破壞性的裝置，不得不為從未從事過的任務設計新方法。他們為那些使敵人得以被擊退的設備作出了貢獻，并與盟國的物理學家展開協同工作。他們在內心深處感受到成就的激蕩，成為一支偉大團隊的一部分。如今，隨著和平臨近，人們不禁要問，他們將在哪里找到配得上自身才華的新目標？

01

人類對科學以及科研所催生的新工具的運用，究竟帶來了哪些持久的益處？首先，它們增強了人類對物質環境的控制能力，改善了我們的食物、衣物與居所，提高了安全性，并在一定程度上使人類擺脫了僅為生存而掙扎的束縛。它們還加深了我們對自身生物過程的認識，使人類逐步擺脫疾病的困擾，延長了壽命。同時，這些進步正在揭示生理功能與心理功能之間的相互作用，為改善心理健康帶來了希望。

科學為個體之間提供了最快捷的溝通方式；它保存了思想的記錄，并使人類能夠對這些記錄加以操作與摘取，從而使知識的演進與延續不再局限于個人一生，而是貫穿一個族群的生命。

研究成果正堆積成一座不斷增長的高山。然而，隨著專業化的不斷深化，越來越多的證據表明，我們正陷入泥沼。研究者被成千上萬同行的發現與結論所震撼——這些結論層出不窮，他既沒有時間充分理解，更難以記住。然而，專業化對進步而言又愈發不可或缺，而跨學科溝通的努力則因此變得相應膚淺。

在專業層面，我們傳播與評估研究成果的方法已經用了好多代人的時間，如今已完全無法滿足需要。若能評估學術寫作與閱讀所花費的總時間，兩者之間的比例或許會令人震驚。即便是在狹窄領域內，那些認真試圖通過持續而深入閱讀來跟進最新思想的人，也可能不愿面對這樣一種考核——它會顯示出上個月付出的努力究竟有多少能夠隨時被調取出來。孟德爾關于遺傳規律的概念曾被世界遺忘了一代人，僅僅因為他的論文未能傳達到那少數有能力理解并進一步發展的學者手中；而類似的悲劇無疑正在我們周圍不斷重演，真正重要的成果在大量無關緊要的信息洪流中被湮沒。

問題似乎在于，我們并不是因為人們巨大和多樣的興趣而過度地印書；而在于，出版的規模已經遠遠超出了我們目前有效利用這些記錄的能力。人類經驗的總和正以驚人的速度擴張，而我們在這片迷宮般的記錄中尋找當下重要信息的手段，卻仍然停留在橫帆帆船時代的水平。

然而，隨著新的強大工具逐漸投入使用，變化的跡象已經顯現。能夠在物理意義上“看見”事物的光電管；能夠記錄所見，甚至記錄不可見之物的先進攝影技術；在極微小能量控制下便可駕馭強大力量的熱電子管；能夠將極其短暫的事件可視化的陰極射線管——與之相比，微秒都顯得漫長；還有能夠以比人類操作更可靠、快上千倍的方式執行復雜動作序列的繼電器組合——這些機械輔助工具為科學記錄的變革提供了豐富手段。

兩個世紀前，萊布尼茨發明了一種計算機器，幾乎具備近代鍵盤計算裝置的大多數關鍵特征，但在當時卻無法投入使用。經濟條件對它極為不利：在大規模生產出現之前，制造它所需的勞動成本超過了使用它所能節省的勞動量，因為它所能完成的工作完全可以通過足夠多的紙筆運算來替代。此外，它還會頻繁故障，因而難以依賴；在那個時代以及很長一段時間之后，復雜性幾乎等同于不可靠。

即便在當時獲得了異常慷慨的資助，巴貝奇仍未能制造出他那臺偉大的算術機器。他的構想本身足夠合理，但當時的建造與維護成本過于高昂。假如一位法老獲得了一輛汽車的詳細設計圖，并且完全理解了這些設計，要為一輛車打造成千上萬個零部件也會耗盡整個王國的資源，而這輛車在第一次駛向吉薩時就會拋錨。

如今，帶有可互換零部件的機器可以以極低的勞動成本制造出來。盡管結構復雜，卻依然可靠運行。打字機、電影攝影機或汽車便是明證。電觸點在被充分理解之后已不再容易失靈。看看自動電話交換系統——其中包含數十萬個觸點，卻依然穩定可靠。再看那封裝在薄玻璃容器中的金屬蛛網、被加熱至熾亮的細絲，簡而言之，這就是收音機中的熱電子管。人們制造了數以億計的這種管子，被隨意裝入包裝、插入插座中——而且確實能夠工作！這些纖細如絲的部件，其精確的位置與排列，在過去足以讓行會中的工匠大師耗費數月時間；而如今，它們只需三十美分便可制成。世界已經進入一個廉價而高度復雜、卻又極為可靠的裝置時代，而某種事物就要從中誕生了。

02

一份記錄若要對科學真正有用，就必須不斷擴展、妥善存儲，而最重要的是能夠被查閱。如今，我們主要通過書寫與攝影來制作記錄，并隨后進行印刷；同時，我們也在膠片、蠟盤以及磁性金屬絲上進行記錄。即便全新的記錄方式不再出現，現有這些方法也顯然正處在不斷改進與延伸之中。

可以肯定的是，攝影技術的進步不會停止。更高速的感光材料與鏡頭、更自動化的相機、更細顆粒的感光化合物以推動微型相機理念的進一步發展，都已近在眼前。讓我們將這一趨勢推演至一個合乎邏輯——即便未必不可避免——的結果：未來的攝影愛好者在額頭上佩戴著一個略大于核桃的裝置。它能拍攝邊長3毫米的微型照片，之后再進行投影或放大——這實際上只比現有技術多一個十倍的放大系數。由于鏡頭焦距極短，它具備從無限遠到肉眼可視近距離的通用對焦能力。這個“核桃”上內置了類似當前某些相機所采用的光電管，可在極寬的光照范圍內自動調節曝光。其內部裝有可拍攝一百張照片的膠片，而用于驅動快門與換片的彈簧在裝入膠片夾時一次性上緊。它還能拍攝全彩影像。它甚至可能具備立體成像功能，通過兩只間隔開的“玻璃眼睛”進行記錄——立體攝影技術的顯著改進已近在眼前。

觸發快門的拉線可以沿著人的衣袖垂下，觸手可及。輕輕一捏，照片便拍成了。在一副普通眼鏡的一側鏡片上方，有一個由細線構成的小方框，位于不妨礙正常視野的位置。當某個物體出現在這個方框內時，就已對準取景。未來的科學家在實驗室或野外行走時，每當看到值得記錄的事物，便會觸發快門，將其收入記錄之中，甚至不會發出任何可聽見的聲響。這一切是否顯得過于幻想？唯一真正幻想的地方，或許只是由此產生的照片數量之多。

是否會出現“干式攝影”？事實上，它已經以兩種形式存在。當布雷迪拍攝南北戰爭照片時，感光板必須在曝光時保持濕潤；而如今，則是在顯影時才需要濕潤。未來或許根本不必再濕潤。早已有浸漬了重氮染料的膠片，能夠在無需顯影的情況下直接形成影像——相機一操作，圖像便已存在。隨后只需暴露在氨氣中，未曝光的染料便會被破壞，影像即可取出在光下查看。目前這一過程仍然緩慢，但有人或許會將其加速，而且它不存在當下困擾攝影研究者的顆粒問題。在許多場合，能夠按下快門后立刻看到照片將帶來諸多好處。

另一種目前使用中的方法同樣緩慢且相對笨拙。五十年來，人們一直使用一種浸碘紙：當電觸點接觸到紙面時，其中所含的碘化合物會發生化學變化，使接觸點變黑。這類紙張被用于制作記錄，例如移動的指針在其上劃過時會留下軌跡；若指針上的電勢隨移動而變化，所繪制的線條便會相應變深或變淺。

這一原理如今已用于傳真傳輸。指針一行接一行地在紙面上繪制緊密排列的線條；在移動過程中，其電勢會根據從遠端通過導線接收到的變化電流而變化。而在遠端，這些變化則由光電管掃描一幅圖像所產生。在任一時刻，正在繪制的線條的深淺程度都會與光電管所觀測圖像對應點的亮暗一致。于是，當整幅圖像被覆蓋完成后，接收端便出現了一幅復制品。

通過這種逐行掃描方式，光電管既可以“瀏覽”一張照片，也同樣可以直接掃描現實場景。整套裝置本身就構成了一臺相機，只是附帶一個可有可無的功能——在遠距離生成圖像。它速度緩慢，細節表現也較差，但確實提供了一種干式攝影的途徑，使圖像在拍攝完成的同時即告完成。

若有人斷言這種方法將永遠笨重、緩慢且細節欠佳，那他可真算是勇敢了。如今的電視設備每秒可傳輸十六幅相當清晰的畫面，而它與上述過程之間僅有兩個本質差異。其一，記錄是由電子束而非機械指針完成，因為電子束能夠極其迅速地掃過畫面；其二，僅僅是使用了一種在電子擊中時短暫發光的屏幕，而非發生永久化學變化的紙張或膠片。電視需要如此高速，是因為其目標是動態圖像而非靜態照片。

若以經過化學處理的膠片取代發光屏幕，并讓裝置只傳輸單幅圖像而非連續畫面，便可得到一種高速的干式攝影相機。所需膠片的反應速度必須遠快于現有產品，但這很可能是可以實現的。更嚴重的障礙在于，這種方案需要將膠片置于真空腔內，因為電子束只有在稀薄環境中才能正常工作。不過，這一問題可以通過讓電子束作用于隔板的一側，而將膠片壓在另一側來解決——前提是隔板能夠允許電子垂直穿透，同時防止其橫向擴散。這類隔板即便在粗糙形式下也完全可以制造出來，顯然不會阻礙整體發展。

與干式攝影一樣，微縮攝影仍有很長的路要走。其基本思路——縮小記錄尺寸，并通過投影而非直接觀看來查閱——所蘊含的潛力不容忽視。光學投影與攝影縮微的結合已經在學術用途的微縮膠片中取得了一些成果，其前景極具啟發性。如今，微縮膠片可實現線性縮小20倍，而在重新放大后仍保持完全清晰。其極限取決于膠片的顆粒度、光學系統的優良程度以及所用光源的效率，而這些因素都在迅速改進。

設想未來可實現線性縮小100倍。再假設膠片厚度與紙張相同——盡管更薄的膠片無疑可以使用。即便如此，普通書籍記錄與其微縮膠片副本之間的體積比也將達到1萬倍。《大英百科全書》可以縮小到一個火柴盒的體積。一座擁有一百萬冊藏書的圖書館可以壓縮到一張書桌的一端。若自活字印刷術發明以來，人類以雜志、報紙、書籍、小冊子、廣告傳單與通信等形式所產生的全部記錄，相當于十億本書的體量，那么將其匯集并壓縮后，甚至可以裝進一輛搬家卡車。

當然，僅有壓縮還遠遠不夠；人們不僅需要制作與存儲記錄，更需要能夠查閱它們，這一問題將在后文討論。即便是現代大型圖書館，也并未被普遍充分利用——它們往往只是被少數人零星取用。然而，在成本方面，壓縮卻極為重要。制作一套微縮膠片版《大英百科全書》的材料成本僅需五美分，郵寄到任何地方只要一美分。若要印刷一百萬套實體書籍，又將花費多少？在大批量印刷時，一張報紙的印刷成本不過是幾分之一美分。而《大英百科全書》的全部內容若以縮微膠片形式呈現，只需鋪在一張8.5英寸乘11英寸的紙張上。一旦這種形式可得，借助未來的攝影復制技術，大規模復制品的成本或許只需在材料費之外每份一美分。至于原始母本的制作成本？這便引出了本議題的下一個方面。

03

為了制作記錄，我們如今要么推動鉛筆，要么敲擊打字機。隨后還要經過消化、校正的過程，再進入排版、印刷與發行這一套繁復流程。若只考慮這一程序的第一階段，未來的作者是否會不再用手寫或打字機，而是直接對著機器講述呢？事實上，他已經在以間接方式這樣做了——通過對速記員口述，或對著唱片灌制機講話；只要愿意利用現有的機制并稍微改變語言方式，他的講話完全可以直接生成一份打字記錄。

在最近一次世界博覽會上，曾展示過一臺名為“Voder”的機器。一名女孩輕撫其按鍵，機器便發出可以辨認的語音。在整個過程中，沒有任何人類聲帶參與；這些按鍵只是將若干電產生的振動組合起來，并通過揚聲器播放出來。在貝爾實驗室，還有一臺與之相反的機器，名為“Vocoder”。它將揚聲器換成了麥克風，用來接收聲音。對它說話，相應的按鍵就會自動動作。這或許正是設想中系統的一個組成部分。

另一個組成部分則來自速記機（stenotype）——這種裝置通常出現在公開會議上，多少讓人感到不安。一名女孩懶散地敲擊著按鍵，目光在會場中游移，偶爾以令人不安的眼神看向發言者。從機器中吐出一條打字紙帶，用一種經過語音簡化的符號語言記錄下發言者“應該說過的話”。隨后，這條紙帶還要被重新謄寫成普通語言，因為在最初形態下，只有受過專門訓練的人才能讀懂。若將這兩種裝置結合起來，讓Vocoder驅動速記打字機，結果便是一臺“對它說話就能自動打字”的機器。

誠然，我們現有的語言并不特別適合這種機械化處理。令人驚訝的是，那些試圖發明世界通用語言的人，并未抓住這樣一個思路：創造一種更適合語音傳輸與記錄技術的語言。機械化也許終將迫使這一問題得到解決，尤其是在科學領域；而那樣一來，科學術語對外行人而言恐怕會變得更加難以理解。

人們現在可以想象這樣一位未來的研究者，在實驗室中工作。他雙手自由，不受拘束；在四處走動、觀察的同時，他一邊拍照，一邊口述評論。時間會被自動記錄下來，以便將兩類記錄對應起來。若他進入野外，還可以通過無線電與記錄裝置相連。夜晚整理筆記時，他再次將自己的評論口述進記錄之中。他的打字記錄與照片都可以是微縮形式，通過投影來加以查閱。

然而，在數據與觀察的收集、從既有記錄中提取相關材料、以及將新材料最終納入共同記錄體系之間，還需要經歷大量過程。成熟的思考并不存在機械替代品。但創造性思維與本質上重復性的思維卻截然不同；對于后者，已經存在、也還可能出現強有力的機械輔助。

對一列數字求和就是一種重復性的思維過程，早在很久以前便已理所當然地交由機器完成。誠然，機器有時仍由鍵盤控制，在讀取數字并按下相應按鍵時，仍需某種程度的思考；但即便如此，這一步也可以被消除。人們已經制造出能夠通過光電管讀取打字數字、并自動按下對應按鍵的機器；它們結合了掃描文字的光電管、對信號變化進行分類的電路，以及將結果轉化為電磁鐵動作、以壓下按鍵的繼電器電路。

之所以需要如此復雜的裝置，是因為我們記錄數字的方式本身過于笨拙。若能以位置方式記錄數字——僅通過卡片上一組點的排列來表示——自動讀取機制就會變得相對簡單。事實上，如果這些點是孔，那么我們早就擁有了由霍列瑞斯（Hollerith）為人口普查而發明的穿孔卡片機器，如今已在整個商業領域廣泛應用。某些復雜任務幾乎離開這些機器就無法運轉。

加法只是其中一種運算。算術計算還包括減法、乘法和除法，并且還需要某種方式來暫存結果、再從存儲中取出以供進一步處理，并通過打印來記錄最終結果。用于這些目的的機器目前主要有兩類：一類是會計等用途的鍵盤機器，由人工輸入數據，而操作順序通常是自動控制的；另一類是穿孔卡片機器，各個運算往往分配給一系列不同的機器完成，卡片再在機器之間整體轉移。這兩種形式都非常有用，但就復雜計算而言，仍處在初級階段。

在物理學家發現有必要對宇宙射線進行計數之后不久，快速電計數技術便出現了。為滿足自身需要，物理學家迅速構建了基于熱電子管的設備，能夠以每秒十萬次的速度計數電脈沖。未來的高級算術機器將以電為基礎，其運行速度將達到現有設備的一百倍，甚至更高。

此外，它們還將比現有商用機器靈活得多，能夠方便地適應各種不同的操作需求。它們將由控制卡或膠片進行控制，能夠自行選擇數據，并按照輸入的指令對其進行處理；它們將以極高的速度完成復雜的算術運算，并以便于分發或后續進一步處理的形式記錄結果。這類機器將擁有驚人的“胃口”：一臺機器就能從一整屋手持簡單鍵盤沖孔器的女孩那里接收指令與數據，并且每隔幾分鐘便輸出成頁的計算結果。在數以百萬計的人從事各種復雜活動的具體事務中，永遠不缺需要計算的事情。

04

然而，重復性的思維過程并不僅限于算術與統計領域。事實上，每當人們依照既定的邏輯過程對事實進行組合與記錄時，思維中的創造性部分只體現在對數據的選擇以及所采用過程的取舍上；而隨后的操作本質上是重復性的，因此完全適合交由機器來完成。除算術之外，這方面的發展遠未達到可能的程度，主要原因在于經濟條件的限制。商業領域的需求以及顯而易見、規模龐大的潛在市場，促成了算術機器在生產技術足夠成熟后迅速實現大規模制造。

而在高級分析機器方面，卻并不存在這樣的環境，因為過去和現在都沒有廣闊的市場；使用高級數據處理方法的人只占人口中極小的一部分。盡管如此，仍然已經出現了一些用于求解微分方程的機器——實際上也包括求解函數方程與積分方程的設備。還有許多專用機器，例如用于預測潮汐的諧波合成器。未來還會出現更多這類設備，而且無疑會首先掌握在科學家手中，數量也將十分有限。

如果科學推理僅僅局限于算術的邏輯過程，我們在理解物理世界方面將走不了多遠。這就如同試圖完全依靠概率數學來掌握撲克牌游戲一樣。算盤——那種將算珠串在平行金屬絲上的工具——曾在數百年前引導阿拉伯人率先發展出位值記數法與“零”的概念，而世界其他地區則遠遠落后；它是一種極其有用的工具——以至于至今仍在使用。

從算盤到現代鍵盤會計機，是一次巨大的跨越；而邁向未來的算術機器，將是同樣幅度的一步。然而，即便是這種新機器，也仍無法將科學家帶到他們真正需要抵達的地方。若要讓從事高等數學的研究者將大腦解放出來，用于更高層次的思考，而非依照既定規則進行重復而細碎的變換操作，就必須同樣在高等數學的繁瑣計算中獲得解放。數學家并不是那種能夠輕松操縱數字的人——事實上，他們往往并不擅長這一點；他們甚至也未必善于通過微積分來迅速完成方程變換。數學家首先是一種在高層次上運用符號邏輯的專家，更重要的是，他們在選擇所采用的運算過程時，依賴的是直覺性的判斷能力。

除此之外的一切工作，他都應當能夠放心地交由機器完成，就如同他毫不猶豫地將汽車的驅動工作交給引擎罩下那套復雜機制一樣。只有在那時，數學才能在實際應用中真正有效地將日益增長的原子層面知識轉化為解決化學、冶金學與生物學高級問題的有用工具。正因如此，還將出現更多為科學家處理高等數學問題的機器。其中有些裝置的形態將足夠奇特，甚至能滿足當代文明器物鑒賞家最挑剔的品味。

05

然而，運用邏輯過程來處理數據、審視周遭世界的人，并不只有科學家一類——盡管他們有時會通過把一切變得合乎邏輯的人吸收進圈子，來維持這種表象，這種做法頗像英國工會領袖因功受封爵士。凡是運用邏輯思維過程之處——也就是說，當思考在一段時間內沿著既定軌道運行時——機器便有用武之地。形式邏輯曾是教師用來考驗學生心智的鋒利工具。而如今，只需巧妙地運用繼電器電路，就完全可以制造出一臺依照形式邏輯來操作前提條件的機器。將一組前提輸入這樣的裝置，轉動曲柄，它便會不斷輸出一個又一個結論，全都嚴格符合邏輯法則，其出錯率不會高于一臺鍵盤加法機。

邏輯運算可能變得極其復雜，因此在其應用上獲得更高的可靠性無疑大有裨益。用于高級分析的機器通常是方程求解器。如今已經開始出現關于“方程變換器”的設想——這種裝置將依照嚴格且相當高級的邏輯，對方程所表達的關系進行重排與變換。進展之所以緩慢，在于數學家表達關系的方式過于粗糙。他們所使用的符號體系如野草般自然生長，幾乎沒有一致性——這在這樣一個以邏輯著稱的領域中實屬奇特。

顯然，在將數學變換簡化為機器過程之前，必須先出現一種新的符號體系，或許是一種位置式的表達方法。再進一步，超越數學家的嚴格邏輯，還有邏輯在日常事務中的應用。也許有一天，我們可以像如今在收銀機上輸入銷售額那樣，自信地在機器上敲出論證過程。但邏輯機器的外形絕不會像收銀機——即便是流線型的那種。

關于思想的操作及其納入記錄體系的問題就談到這里。到目前為止，我們似乎比以前處境更糟——因為我們能夠極大地擴展記錄的規模，而即便在當前體量下，我們也幾乎無法有效查閱它。這遠不只是為了科學研究而提取數據的問題；它涉及人類利用其積累知識遺產的整個過程。使用的首要環節是“選擇”，而正是在這一點上，我們顯得尤為遲緩。或許存在數以百萬計的精妙思想，以及支撐這些思想的經驗記載，全都被封存在結構優美的石墻之內；但如果學者即使費盡心力也只能每周找到其中一條，他的綜合成果便很難跟上現實的發展。

從廣義上看，選擇就像家具匠手中的一把石斧。然而，在狹義意義及某些領域中，選擇已經在一定程度上實現了機械化。一家工廠的人事主管將幾千張員工卡片放入篩選機器，按照既定規則設定編碼，短時間內便可得到一份居住在特倫頓且懂西班牙語的員工名單。然而，即便這種裝置，在面對例如從五百萬枚指紋中匹配某一枚這樣的任務時，仍顯得過于緩慢。這類選擇設備很快就會從目前每分鐘僅能檢查幾百條數據的速度提升上來。借助光電管與微縮膠片，它們將以每秒一千條的速度掃描項目，并打印出被選中的副本。

不過，這種過程仍屬于簡單選擇：它依次檢查大量項目中的每一個，并挑出具備某些特定特征的項目。還有另一種選擇方式，最典型的例子便是自動電話交換系統。你撥一個號碼，機器便在上百萬個可能的線路中選出并連接到唯一正確的一條；它并不會逐一檢查所有線路，而是先依據第一個數字關注一個類別，再依據第二個數字鎖定該類別下的一個子類，如此逐步推進，迅速而幾乎不會出錯地找到目標線路。整個選擇過程只需幾秒鐘；若在經濟上值得，還可進一步加速。若以熱電子管開關取代機械開關，便可在百分之一秒內完成全部選擇。當然，沒有人愿意為電話系統的這種升級支付所需成本，但這一原理完全可以應用于其他領域。

以一家大型百貨公司的日常問題為例。每發生一筆賒賬銷售，就有多項工作要完成：庫存需要更新，銷售員需要獲得業績記錄，總賬需要記賬，而最重要的是，客戶需要被記入賬單。如今已開發出一種中央記錄裝置，可以方便地完成其中的大部分工作。銷售員將客戶身份卡、自己的卡片以及商品卡——全部是穿孔卡——放在一個支架上，拉動手柄后，電接點便通過卡片上的孔閉合，中央設備完成所需計算與記錄，并打印出相應收據交給客戶。

然而，商店可能有一萬名賒賬客戶，在完整操作完成之前，仍需有人在中央辦公室選出正確的客戶卡并插入設備。如今，快速選擇裝置可以在一兩秒內將正確卡片滑入位置，并在之后歸還。但隨之出現另一問題：必須有人讀取卡片上的總額，以便機器將新計算的金額加上去。理論上，這些卡片可以采用前述的干式攝影形式，這樣現有總額便可由光電管讀取，新總額則由電子束寫入。

卡片可以是微縮形式，從而占用極小空間；它們需要快速移動，但無需遠距離傳輸，只需移至光電管與記錄裝置能夠操作的位置即可。數據可用位置點來表示。月底時，機器便可輕松讀取這些數據并打印出普通賬單。若采用無機械部件的電子管開關進行選擇，整個操作將幾乎不需耗時——一秒鐘便足以完成。如有需要，卡片上的全部記錄也可以不是光學可見的點，而是鋼片上的磁性點，沿用波爾森早年將語音記錄在磁性金屬絲上的原理。這種方法的優點在于結構簡單且易于擦除。而若采用攝影方式，則可以像電視設備常用的方法那樣，將記錄放大并在遠處投影顯示。

這種形式的快速選擇與遠距離投影還可用于其他用途。能夠在一兩秒內將一百萬張卡片中的任意一張調取到操作者面前，并隨后在其上添加注釋，在許多方面都極具啟發意義。它甚至可能對圖書館有所幫助——但那是另一回事了。無論如何，如今已經出現了一些頗為有趣的組合方式。例如，可以像前文所述語音控制打字機那樣，對著麥克風說話來完成選擇操作。這無疑會勝過傳統的檔案管理員。

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然而，選擇問題的真正核心，比圖書館在采用機械化設備上的滯后，或缺乏相應裝置的發展，還要更為深層。我們在獲取記錄方面的笨拙，很大程度上源于索引體系的人造性。當任何形式的數據被存儲起來時，通常都是按字母順序或數字順序歸檔；而人們在查找信息時（若能找到的話），只能從一個子類追溯到另一個子類。每一條記錄只能存在于一個位置，除非制作副本；人們必須事先規定哪一條路徑能夠找到它，而這些規則既繁瑣又僵硬。而且，即便找到了一項內容，也還得退出系統，再沿另一條路徑重新進入，才能尋找下一項。

人類的大腦并不是這樣運作的。它依靠聯想進行工作。當抓住一個概念時，思維會立刻跳轉到由聯想所提示的下一個概念，沿著大腦細胞所承載的復雜軌跡網絡前進。當然，大腦還有其他特性：不常使用的軌跡會逐漸消退，記憶并非永久存在，而是具有暫時性。然而，其反應速度、軌跡的復雜程度以及心像的細致程度，幾乎在自然界中無可比擬，令人驚嘆。

人類不可能指望在人工系統中完全復制這種心理過程，但完全可以從中汲取經驗。在某些方面，人類甚至能夠加以改進，因為記錄具有相對持久性。首先應當從這一類比中得出的思想，是關于“選擇”的方式。以聯想為基礎的選擇，而非依賴索引，或許終將實現機械化。雖然無法指望在速度與靈活性上與人腦的聯想路徑相媲美，但在從存儲中調取項目的持久性與清晰度方面，卻完全有可能顯著勝過人腦。

設想一種供個人使用的未來裝置，它類似于一種機械化的私人檔案與圖書館。它需要一個名字，隨意起一個，“memex”便可。memex是一種設備，個人可在其中存儲自己所有的書籍、記錄與通信內容，并通過機械化手段實現極高速度與靈活性的查閱。它是人類記憶的一種擴展而親密的補充。

它由一張書桌構成；雖然原則上可以遠程操作，但主要還是作為使用者工作的家具。桌面上方設有傾斜的半透明屏幕，材料可投射其上，便于閱讀。還有一個鍵盤，以及成組的按鈕和控制桿。除此之外，它看起來與普通書桌并無二致。

在書桌的一端存放著記錄內容。體積問題通過改進的微縮膠片技術得到了很好解決。memex內部只有一小部分用于存儲，其余則用于機械裝置。即便使用者每天塞進去五千頁資料，也需要數百年才能填滿存儲空間，因此他可以毫無顧忌地大量填進去內容。

memex中的大部分內容以現成微縮膠片形式購買并直接插入。各種書籍、圖片、當期期刊與報紙都可如此獲取并歸入系統。商務通信也采用同樣方式。此外，還設有直接錄入功能。memex頂部有一塊透明壓板，可將手寫筆記、照片、備忘錄以及各種材料放置其上；當材料就位后，按下一根控制桿，便會采用干式攝影技術，將其拍攝到memex膠片某一區域的下一個空白位置。

當然，系統仍提供通過常規索引方式查閱記錄的功能。若使用者想查閱某本書，只需在鍵盤上輸入其編碼，該書的扉頁便會立刻投射到其中一個顯示位置上。常用編碼多具備助記性，因此他很少需要查閱編碼表；若需要，只需按下一個鍵，編碼表便會被投射出來供其使用。此外，還配有輔助控制桿。向右撥動其中一根，便可快速瀏覽當前書籍，各頁依次投射出來，速度剛好足以讓人一瞥識別；再向右撥動得更遠，則可每次跳過10頁；再遠則每次跳過100頁。向左撥動則可按同樣方式向后翻閱。

還有一個專用按鈕，可立即跳轉至索引首頁。由此，任何一本書都能比從書架上取下來更方便地被調出與查閱。由于設有多個投影位置，使用者可以在保留一項內容顯示的同時調出另一項。他還可以在頁面邊緣添加批注與評論，利用某種干式攝影方式；甚至可以設計成使用類似現今鐵路候車室中“電報傳真機（telautograph ）”一樣，使用觸筆（stylus）系統，就仿佛真正面對紙質頁面一般進行書寫。

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除了將現有機制與裝置向前推演之外，上述一切都仍屬傳統方式。然而，它們卻為“聯想式索引”邁出了直接一步。聯想式索引的基本思想在于：提供一種機制，使任意一項內容都可以隨意地、立即且自動地調取另一項內容。這正是memex的核心特征。而將兩項內容“連接”起來的過程，才是關鍵所在。

當使用者要構建一條“路徑”（trail）時，他先為其命名，將名稱記入編碼簿，并在鍵盤上敲出該名稱。在他面前，待連接的兩項內容被投射到相鄰的顯示位置上。每一項內容底部都有若干空白編碼區，指針分別指向每項內容上的其中一個空位。使用者按下一個鍵，這兩項內容便被永久連接起來。在各自的編碼區中都會出現對應的編碼詞。而在視野之外、同樣位于編碼區內，還會插入一組供光電管讀取的點陣；在每一項內容上，這些點的位置標示著另一項內容的索引編號。

此后，只要其中一項內容出現在屏幕上，另一項便可通過按下相應編碼區下方的按鈕立即調出。此外，當許多內容以這種方式連接成一條路徑后，便可像翻書一樣，通過撥動控制桿按快或慢的速度依次瀏覽。仿佛原本分散在各處的實體資料被集中起來裝訂成了一本新書。甚至不止于此——任何一項內容都可以同時屬于多條路徑。

假設memex的主人對弓箭的起源與性能感興趣，尤其在研究為何在十字軍東征時期的小型土耳其弓似乎優于英格蘭長弓。他的memex中存有數十本可能相關的書籍與文章。首先，他翻閱百科全書，找到一篇有趣但較為簡略的條目，并將其保留在屏幕上。接著，他在一本歷史書中找到另一條相關內容，將二者連接起來。如此繼續，逐步構建起一條由多項資料組成的路徑。期間，他偶爾插入自己的評論，要么直接并入主路徑，要么通過支線路徑連接到某一特定內容上。當逐漸意識到可獲得材料的彈性特性在弓的性能中起了重要作用時，他又分出一條支線路徑，帶他查閱有關彈性理論的教材以及物理常數表。他還加入了一頁自己手寫的分析。就這樣，他在可獲得的大量資料迷宮中構建起一條反映自身興趣的路徑。

而這些路徑不會消失。數年之后，他與一位朋友談到人們抵制創新——即便是關系重大之事——的奇特方式。他舉出一個例子：盡管土耳其弓明顯優越，憤慨的歐洲人卻仍未加以采用。事實上，他正好有一條相關路徑。輕觸一下，編碼簿便被調出；再敲幾下鍵，路徑的起點便投射到屏幕上。撥動控制桿即可隨意瀏覽，停留在有趣的條目上，或轉入支線路徑深入查看。這是一條與討論高度相關的路徑。于是，他啟動復制裝置，將整條路徑拍攝下來，并交給朋友插入其自己的memex中，再將其連接到更為宏大的總體路徑之中。

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全新的百科全書形式將會出現——它們預先編織好一張聯想路徑網絡，可直接置入memex，并在其中進一步擴展。律師只需輕觸按鈕，便能調出自己全部經驗以及同事與權威人士經驗中相互關聯的意見與判決。專利律師可隨時調用已授權的數百萬項專利，并沿著熟悉的路徑追蹤到客戶關心的每一個要點。醫生在面對某位患者的異常反應時，可立即調出此前研究過的類似病例路徑，迅速瀏覽相似病史，并通過支線路徑查閱經典著作中相關的解剖學與組織學內容。化學家在為合成某種有機化合物而苦惱時，可在實驗室中調取全部化學文獻，通過路徑追蹤化合物之間的類比關系，并沿支線路徑了解它們的物理與化學性質。

歷史學家面對某一民族浩繁的編年史，可與一條僅停留在關鍵節點的“跳躍路徑”并行使用；同時還可隨時追蹤當時文明各領域的并行路徑，從而全景式把握某一時代。由此將誕生一種新的職業——“路徑開拓者”，他們樂于在龐大的公共記錄體系中建立有用的聯想路徑。大師留給后人的遺產，不僅是其對世界記錄本身的新增內容，更包括為弟子們搭建起這一成果的完整結構框架。

由此，科學將改造人類生產、存儲與查閱人類記錄的方式。若要描繪未來的工具裝置，完全可以采取更具戲劇性的方式，而不必像本文這樣緊貼當下已知且正在迅速發展的方法與要素。當然，這里忽略了各種技術難題，同時也忽略了那些尚未知曉、卻可能隨時出現并如熱電子管之誕生那樣猛烈推動技術進步的手段。為了避免因拘泥于當代模式而使圖景顯得過于平凡，不妨提及一種可能性——并非預言，僅作提示：基于已知的延伸所作的預測尚有依據，而建立在未知之上的預言則只是更為復雜的猜測。

我們在創造或吸收記錄材料時的一切步驟，都是通過感官完成的：觸覺用于按鍵操作，聽覺用于說話與聆聽，視覺用于閱讀。是否有可能有一天，這一路徑能夠更加直接地建立起來？

我們知道，當眼睛看到事物時，所有信息都是以電振動的形式，經由視神經傳送到大腦。這與電視系統中的電振動完全類似：它們將圖像從“看到”它的光電管傳送到無線電發射器，再由后者播出。我們還知道，只要用適當的儀器接近那根電纜，甚至無需接觸，就能通過電感應拾取這些振動，從而還原正在傳輸的畫面，正如電話線路可以被竊聽一樣。

打字員手臂神經中流動的脈沖，將她眼睛或耳朵接收到的信息轉譯后傳遞給手指，使手指敲擊正確的按鍵。這些電流是否也可以被截取——無論是在信息最初傳向大腦的形式，還是在經大腦奇妙轉化后再流向手部的形式？

通過骨傳導技術，我們已經能夠將聲音引入聾人的神經通道，使他們得以聽見聲音。那么，我們是否有可能學會一種方法，省去當前這種繁瑣的轉換過程——即先將電振動轉化為機械振動，而人體機制又會迅速將其轉換回電信號形式——直接將聲音傳入神經系統呢？如今，只需在頭骨上放置幾個電極，腦電圖儀就能產生筆墨描記的波形，這些波形與大腦內部發生的電活動存在某種關聯。誠然，這些記錄目前還難以解讀，除了能夠指出大腦機制的某些嚴重功能障礙之外；但是，誰又能斷言這項技術的發展將止步于何處呢？

在外部世界中，無論是聲音還是圖像，所有信息形式都已被轉化為電路中變化的電流以便傳輸；而在人類體內，同樣的過程也在發生。難道我們一定要通過機械運動，才能在兩種電現象之間轉換嗎？這是一個耐人尋味的設想，但若據此作出預測，恐怕會偏離現實與迫切需求。

若人類能夠更好地回顧自身朦朧的過去，并更全面、客觀地分析當下問題，其精神境界理應得到提升。他所建立的文明已如此復雜，若要將這一實驗推向邏輯終點，而不是因記憶負荷過重而半途陷入泥沼，就必須更徹底地機械化自己的記錄系統。若他能重新獲得“遺忘”的權利——將無需隨時掌握的無數事務放心放下，同時確信在其變得重要時仍能重新找到——他的探索也將更加愉快。

科學的應用為人類建造了一座物資充裕的居所，并教會他如何在其中健康地生活。科學使人類能夠以殘酷的武器驅使大批人群相互廝殺。但科學也許終將使人類真正掌握那浩瀚的知識寶庫，并從人類世代積累的經驗中汲取智慧、不斷成長。人類或許會在學會運用這些記錄為自身謀求真正福祉之前，便已在沖突中走向毀滅。然而，就科學應用于人類需求與愿望的進程而言，倘若在此階段便宣告終結，或對未來的結局失去希望，那似乎是一個極為不幸的時刻。

徐宏宇，上海圖書館（上海科學技術情報研究所）研究員，《競爭情報》執行主編。任曉波，上海圖書館（上海科學技術情報研究所）咨詢研究中心戰略咨詢部副主任、副研究員。文章觀點不代表主辦機構立場。

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