文字设计和视觉文化

为美国科技创新铺路的亚洲移民

电华打字机,由高仲芹发明,IBM 制造。© The Smithsonian
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全球规模最大、最成功的电信公司之一,名字中却带有「铁路」二字,这是为什么?

我在每个学期的信息史课程中都会先用这个问题来刁难斯坦福的学生们。其中提到的电信公司是斯普林特(Sprint),全名是「南太平洋铁路内网电信公司」(Southern Pacific Railroad Internal Networking Telecommunications)。随后,我就会简明扼要地普及一番关于美国通讯基建的历史知识,而这些史实总是能让他们大开眼界。

铁路,以许多方式为现代美国及至全球的信息架构铺设了第一层历史基础,我这样解释。在电报技术兴起时,工程师基本上都会选择沿着南太平洋铁路等已经打通的铁道线路来铺设电报线,毕竟有现成的工程,何必再重新砍树开路、穿河过桥呢?不久后,又有了光纤通讯,大多也以同样的方式,沿着一百五十多年前初次联通美国各地的火车轨道来进行基础建设。

「铁路是谁建的呢?」我接着问。一位学生答:「中国移民。」

为铁路凿挖隧道的华工。Alfred A. Hart 摄于 1866-1869 年间。图:斯坦福大学图书馆

「没错,」我说。当然不完全是中国移民,但他们对美国第一条横贯大陆铁路的贡献程度高到不成比例。而且除了卖力,他们在那个年代,还要面对充满恶意的、甚至往往诉诸暴力的反华歧视。

「那么我们刚才说的其他基础建设呢,那些依靠铁路而兴建的设施呢?难道亚洲移民、亚裔美国人造完了铁路就不再出力了吗?电报线呢?光缆呢?阿帕网呢?英特网呢?还有更广泛的科学、技术、工程、医学领域呢?」

到了这儿,课堂才进入正题。学生们的兴致尤为盎然,准备深入了解亚洲移民以及广泛的亚太裔群体在如今科学技术基建的创造史中扮演了怎样的角色。

高仲芹:将 IBM 带向中国

「尊敬的沃森先生:我十分荣幸地向您致上第一封用打字机写成的中文信件,这台打字机得以实现,完全仰赖您的远见卓识和慷慨支持。」

这是历史上第一封用电动中文打字机印出的信件的开头。这台机器由华裔美国工程师高仲芹在 1940 年代末发明,由 IBM 制造。

电华打字机宣传册。© IBM

高仲芹的姓名在文献中亦有 Chung-chin Kao、Kao Chung-Chin、C.C. Kao 等写法。他 1906 年生于中国,1936 年赴英国切尔姆斯福德的马可尼学院学习电机工程,两年后前往德国继续深造,但二战的爆发打断了他的计划。1942 年,他来到了美国。

此前,高仲芹已经是中央通讯社电务部主任,兼任军事委员会的电讯专家。他主要的工作地点在纽约市东 37 街的一个厂房里。在这儿,他开始着手研究他最新的大项目:制造第一台为中文服务的电动打字机。

与同时代的许多发明家和工程师一样,高仲芹第一个想到的是去找 IBM,希望与这个全球巨头建立研究生产的伙伴关系。1940 年代初,他向 IBM 公司的工程师和管理层展示了机械的初步设计,与他们开始了往来,在 1947 年终于修成正果,「电华打字机」首度面世。

IBM 总裁托马斯·J·沃森观看操作员演示高仲芹发明的打字机。© The Smithsonian

要用这台机器敲出一个中文汉字,必须在键盘上几乎没有延迟地连按四个键(一位旁观者把这个操作比作在钢琴上弹奏和弦)。这套四位数字键码是用来定位汉字的,在炮铜材质的灰色机架内部有一个旋转金属筒,键码则将字粒在筒上的「地址」告诉机器。这个字粒筒以每分钟 60 转的速度不断旋转,它直径约 18 厘米,长约 28 厘米,表面上刻着 5,400 个中文汉字、英文字母、标点、数字和其他符号——整整 5,400 个字符,每个都配有独一无二的四位数字键码——在那个时代,实属工程设计上的惊世之作。

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高仲芹呈请褒奖 IBM 总裁沃森协助发明中文打字机的相关信函。图:台湾文化部「国家文化记忆库」网站
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高仲芹的中文打字机专利书(US2412777A

看到今天 IBM 在亚洲的地位,我们也许会觉得他们当时决定为中国市场制造电动打字机的原因显而易见,但在 1940 年代,这个理由还并不充分。高仲芹的电华打字机是 IBM 第一批针对中国市场推出的产品之一,也是其中规模最大的。虽然这台机器本身从未真正上市——当时中国深陷内战,投资者们的犹疑是可想而知的——但这个项目预示了 IBM 此后将在东亚市场大展拳脚。

叶晨晖:计算机中文处理

在二十年代后期,IBM 仍然不断吸引着世界最顶尖的亚洲和亚裔美国工程师。来自台湾的美国工程师、发明家和企业家 叶晨晖就是其中的佼佼者。叶生于台湾,在朝鲜战争期间当过翻译官,随后移民美国,在加州英格尔伍德的诺斯洛普航空学院(现诺斯洛普大学)就读。毕业后他先在洛杉矶郊区伯班克的斯利克航空公司(Slick Airways)担任货机机械师,后来进了弗吉尼亚军事学院(VMI)1。他原本想读历史专业,但由于当时英语太差,担心自己毕不了业,才决定攻读电机工程。

叶晨晖 © The Mercury News

不过叶晨晖对历史的喜爱丝毫没有消减,他在 VMI 旁听了英国历史学家阿诺德·约瑟夫·汤因比(Arnold Joseph Toynbee)的文明兴衰史课程,继续滋养着这股热情。汤因比的最后一堂课关注的是中国,而熟悉汤因比著作的人都知道,这是他研究中最异于主流观点的部分。他在巨著2中分析的其他文明形态均由兴盛走向衰亡,不同的是,中华文明延续了下来。

汤因比将中华文明的持续性归因于中文的书写:尽管中国地域辽阔、族群多元——尤其是各种各样的方言,如广东话、福建话等,形成了彼此之间无法理解的语言屏障——但是中文作为统一的媒介,在使众多帝国与文明分崩离析的时代巨浪下,成为了中流砥柱。中文「将人们连结在一起,哪怕他们正被其他国家统治着,」叶曾经向我解释,「所以他们总能重新团结起来。」他继续说道:

所以那时候,我想,凭借我所有的技术知识——机械、电动、电子技术等等——加上一个中国人对于中文汉字自身的理解,我必须做点什么来维护这一文化。

1960 年,叶晨晖从电机工程系本科毕业,主攻军事科学。随后他在康奈尔大学读研,1963 年硕士毕业于核工程学,1965 年则拿到电机工程博士学位。毕业后,他加入了 IBM。他的专长是自动化控制,负责研发计算机系统来管理造纸厂、炼油厂、钢铁厂、糖厂等工厂里的作业流程。他驻扎于加州圣何塞市,在 IBM 刚建立不久的新办公室里,为大规模生产工厂开发计算机模拟模型。

在 IBM 工作期间,他将业余时间投入到了一项完全不同的事业中,那就是中文汉字的电子化处理。他坚信汉字是可以被数字化的,由此就能将中文书写系统带入计算机时代。叶晨晖给这个副业项目起了个名字叫 Iron Eagle,「铁鹰」,这也是他最早完成数字化的两个汉字。

「鹰」字的数字化处理细节。© 斯坦福大学 Thomas S. Mullaney 东亚信息技术历史馆藏

「铁鹰」立刻吸引了台湾高层人士的注意。台湾的参谋部提出让叶离开 IBM,全力专注于这个计划。他同意了,原打算辞职,但 IBM 说服他先留职休假一年,这样可以更专心地钻研这个业余项目。

1971 年开始,叶晨晖暂别 IBM 一年,在台湾的国立清华大学担任应用数学系与核子工程系的访问教授。翌年,他建立了名叫 Ideographix 的公司,坐落于加州森尼韦尔市,成为在硅谷最早开张的公司之一。叶晨晖此后担任公司的总裁和总工程师,他的兄弟叶晨钟(Chan Jong Yeh, CJ)担任副总裁。

Ideographix 的旗舰产品叫做 IPX,它是一套数字化的照相排版系统,此后一举改变了中文印刷的局面。

Ideographix IPX 照排系统的汉字转码器 © 斯坦福大学 Thomas S. Mullaney 东亚信息技术历史馆藏

在它面世后的大约七年里,IPX——也就是曾经的「铁鹰」——仅限在台湾和美国的军队中使用。最早的两个非军方大客户则分别是台湾电信局和台北国税局。Ideographix 帮电信局处理和传输上百万张电话单据,并且让电话簿的制作时间大幅缩减;而国税局有了 IPX 的神助,也前所未有地提升了报税表的制作效率。

媒体机构开始纷纷找到叶晨晖,其中就有台湾最大的日报《联合报》。报社里原有多达四百个排版工人,这支庞大的队伍每天都连夜排版,赶制次日早晨的报纸。而在引进 IPX 系统之后,人力缩减到区区五十人,他们完成工作的时间一下子减少了。

为了充分利用提升的效率,《联合报》把印前的时间尽量拉长,相比起同行们在当天晚上就得开始印刷,《联合报》可以将每天的新闻截稿时间延长至次日凌晨两点。这让它们的早间专栏能够抢先登出其他报纸来不及报道的最新消息,令对手们望尘莫及。

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联合报系的工作人员正在操作 IPX。© 台湾文化部
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《联合报》在 1982 年的社庆日宣布报纸开始采用电脑排字。当时技术处于第一阶段,即电脑排版输出相纸,由人工组版后进行照相排印,往后才发展为电脑直接输出纯文字乃至图文版面的负片。

穿墙之人:江崎玲於奈与电子学的秘密

通讯技术只不过是亚洲移民和亚太裔群体开拓的诸多领域之一,他们的贡献延伸到了更广泛的医学、工程、建筑、化学,以及物理学的领域——这里便要提到日裔美籍科学家江崎えさき(Leo Esaki)。

江崎出生于 1925 年的日本大阪,社会动荡、战争的破坏以及生离死别,萦绕着他的青少年时代。这些经历在他内心深处埋下了渴望,他想厘清这个世界——透过生命喧嚣纷扰的表面,希望看到一种更稳固的内在秩序。对这种意义的追求,让他走上了物理学的道路。「在所有的自然科学里,」江崎在 2004 年的一次访谈中说道,「我认为物理学当然是最基础的。」

江崎在东京大学读书的前几年,美军对东京进行了一系列轰炸。大约十二年后,江崎博士毕业,进入了东京通信工业株式会社——它正是索尼公司的前身。

在这里,江崎实现了他人生中最重大的突破之一:他在半导体材料中发现了当时无人知晓的「隧穿效应」。「大家也许听过杜蒂耶尔的故事,」耶鲁大学的物理学者何宇用小说《穿墙人》的主人公举例,向我解释江崎的发现,「在许多现代电子芯片中,电子实际上能够易如反掌地穿透『原子壁垒』,这不为人知的一面因为江崎博士才得以揭晓。」

巴黎蒙马特,梅埃纪念广场的穿墙人雕塑。在国内教学中,则会用《聊斋志异》中的穿墙人「崂山道士」的故事来类比隧穿效应。

江崎和同事们在 1957 年演示了首个物理学中的固体隧穿效应,由此还诞生了以他命名的「江崎二极管」,也称隧穿二极管,是世界上第一个量子元器件。隧穿二极管的发明不仅为固件中的电子传导研究打下了基础,也启发推动了半导体学和电子学的其他进展。计算机历史博物馆策展人大卫·布罗克(David Brock)说,「江崎的隧穿二极管在半导体行业里掀起了一股研发器件的热潮。」江崎也亲自主导了许多相关应用的开发。

江崎玲於奈展示隧穿二极管,1959 年朝日新闻社图。

1960 年,江崎加入了 IBM 位于纽约州约克城高地的托马斯·J·沃森研究中心。在 IBM 期间,江崎和几位同事主导了「人工设计半导体量子结构」的开发,例如人造的半导体超晶格。这种人造超晶格的理念,也影响了之后半导体、金属、磁性材料等广泛领域的研究。

江崎凭借他的发现,在 1973 年与另两位物理学家共同获得诺贝尔物理奖,此后继续屡获殊荣,如在 1991 年的 IEEE 荣誉勋章,1998 年的日本国际奖等。1992 年回到日本后,江崎在筑波大学(日本领先的研究型大学)以及芝浦工业大学担任校长。他回国的消息成了头版新闻,因为他当时是日本唯一在世的诺贝尔奖得主

从横贯东西的铁路,到联通四海的 Zoom

亚洲移民和亚太裔群体对美国及全球科学技术基础建设的贡献,用一篇文章是不可能解释完的。这里所分享的,只是其他千千万万个故事中的只字片语——譬如还有韩裔美国工程师安基英博士(Kie Y. Ahn 안기영)对磁性薄膜和记忆体元件的研究(还有他名下的五百多个专利);印度裔美国计算机架构师阿贾伊·巴特(Ajay Bhatt),他参与发明的USB(通用串行总线)标准已经家喻户晓;王安和他的电脑公司「王安实验室」(Wang Laboratories);以及杰出的计算机科学家 Jenny Chuang,王安的多款机型系统在她的帮助下才变成了现实。3

史蒂芬·金的畅销回忆录《谈写作》封面的这张照片中间,桌上放着的就是一台王安的文字处理终端机。© Scribner

单说去年这一年,我们的数字世界就倚赖着一批由亚裔美籍企业家创立的公司才得以维持——包括 Youtube、Airtable、DoorDash,当然还有 Zoom。正如第一批来到美国的亚洲移民为这个国家最早的大型实体基础建设打下了基石,今天,一代又一代的亚洲移民以及更广泛的亚太裔群体仍在通过创新,不懈地构建着一个无比繁复的、联结共通的世界。


First published on Quartz with the title “America has a rich history of innovation by Asian immigrants”. 本文首发于 Quartz 网站,由作者和网站授权翻译刊登,本站编辑 Mira Ying 翻译并增补部分图片。

关于作者:Thomas Mullaney(墨磊宁),斯坦福大学中国历史教授,古根海姆奖学者,美国国会图书馆克鲁格中心讲席学者(科技与社会方向)。他已撰写和主编了六本书,包括《中文打字机》(The Chinese Typewriter)《你的电脑着火了》(Your Computer is on Fire)等;他即将出版的新书《中文计算机》(The Chinese Computer)将是第一部全面研究中文计算机信息处理技术历史的著作。

感谢周乾飞博士对译文中材料物理相关术语的解释与核对。

注释

  1. 弗吉尼亚军事学院(Virginia Military Institute),美国最老的军校之一,与西点军校齐名 ↩︎
  2. 指十二卷本的《历史研究》(A Study of History),于 1934–1961 年间陆续出版。 ↩︎
  3. 译注:根据 Autumn Stanley 的 Mothers and Daughters of Invention: Notes for a Revised History of Technology 一书中记录,Jenny Chuang 是王安电脑的拳头产品——文字处理系统(WPS)的四位创始程序员之一,她一直负责开发王安多款机型中的表意文字处理系统。然而业内采访中几乎没有提及过她的姓名。 ↩︎

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作者 / 译者

斯坦福大学中国历史教授,古根海姆奖学者,美国国会图书馆克鲁格中心讲席学者(科技与社会方向)。
平面设计师,译者,西文书法研究者。
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