文字設計和視覺文化

為美國科技創新鋪路的亞洲移民

電華打字機,由高仲芹發明,IBM 製造。© The Smithsonian
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全球規模最大、最成功的電信公司之一,名字中卻帶有「鐵路」二字,這是為什麼?

我在每個學期的信息史課程中都會先用這個問題來刁難斯坦福的學生們。其中提到的電信公司是斯普林特(Sprint),全名是「南太平洋鐵路內網電信公司」(Southern Pacific Railroad Internal Networking Telecommunications)。隨後,我就會簡明扼要地普及一番關於美國通訊基建的歷史知識,而這些史實總是能讓他們大開眼界。

鐵路,以許多方式為現代美國及至全球的信息架構鋪設了第一層歷史基礎,我這樣解釋。在電報技術興起時,工程師基本上都會選擇沿着南太平洋鐵路等已經打通的鐵道線路來鋪設電報線,畢竟有現成的工程,何必再重新砍樹開路、穿河過橋呢?不久後,又有了光纖通訊,大多也以同樣的方式,沿着一百五十多年前初次聯通美國各地的火車軌道來進行基礎建設。

「鐵路是誰建的呢?」我接着問。一位學生答:「中國移民。」

為鐵路鑿挖隧道的華工。Alfred A. Hart 攝於 1866-1869 年間。圖:斯坦福大學圖書館

「沒錯,」我說。當然不完全是中國移民,但他們對美國第一條橫貫大陸鐵路的貢獻程度高到不成比例。而且除了賣力,他們在那個年代,還要面對充滿惡意的、甚至往往訴諸暴力的反華歧視。

「那麼我們剛才說的其他基礎建設呢,那些依靠鐵路而興建的設施呢?難道亞洲移民、亞裔美國人造完了鐵路就不再出力了嗎?電報線呢?光纜呢?阿帕網呢?英特網呢?還有更廣泛的科學、技術、工程、醫學領域呢?」

到了這兒,課堂才進入正題。學生們的興緻尤為盎然,準備深入了解亞洲移民以及廣泛的亞太裔群體在如今科學技術基建的創造史中扮演了怎樣的角色。

高仲芹:將 IBM 帶向中國

「尊敬的沃森先生:我十分榮幸地向您致上第一封用打字機寫成的中文信件,這台打字機得以實現,完全仰賴您的遠見卓識和慷慨支持。」

這是歷史上第一封用電動中文打字機印出的信件的開頭。這台機器由華裔美國工程師高仲芹在 1940 年代末發明,由 IBM 製造。

電華打字機宣傳冊。© IBM

高仲芹的姓名在文獻中亦有 Chung-chin Kao、Kao Chung-Chin、C.C. Kao 等寫法。他 1906 年生於中國,1936 年赴英國切爾姆斯福德的馬可尼學院學習電機工程,兩年後前往德國繼續深造,但二戰的爆發打斷了他的計劃。1942 年,他來到了美國。

此前,高仲芹已經是中央通訊社電務部主任,兼任軍事委員會的電訊專家。他主要的工作地點在紐約市東 37 街的一個廠房裡。在這兒,他開始着手研究他最新的大項目:製造第一台為中文服務的電動打字機。

與同時代的許多發明家和工程師一樣,高仲芹第一個想到的是去找 IBM,希望與這個全球巨頭建立研究生產的夥伴關係。1940 年代初,他向 IBM 公司的工程師和管理層展示了機械的初步設計,與他們開始了往來,在 1947 年終於修成正果,「電華打字機」首度面世。

IBM 總裁托馬斯·J·沃森觀看操作員演示高仲芹發明的打字機。© The Smithsonian

要用這台機器敲出一個中文漢字,必須在鍵盤上幾乎沒有延遲地連按四個鍵(一位旁觀者把這個操作比作在鋼琴上彈奏和弦)。這套四位數字鍵碼是用來定位漢字的,在炮銅材質的灰色機架內部有一個旋轉金屬筒,鍵碼則將字粒在筒上的「地址」告訴機器。這個字粒筒以每分鐘 60 轉的速度不斷旋轉,它直徑約 18 厘米,長約 28 厘米,表面上刻着 5,400 個中文漢字、英文字母、標點、數字和其他符號——整整 5,400 個字符,每個都配有獨一無二的四位數字鍵碼——在那個時代,實屬工程設計上的驚世之作。

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高仲芹呈請褒獎 IBM 總裁沃森協助發明中文打字機的相關信函。圖:台灣文化部「國家文化記憶庫」網站
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高仲芹的中文打字機專利書(US2412777A

看到今天 IBM 在亞洲的地位,我們也許會覺得他們當時決定為中國市場製造電動打字機的原因顯而易見,但在 1940 年代,這個理由還並不充分。高仲芹的電華打字機是 IBM 第一批針對中國市場推出的產品之一,也是其中規模最大的。雖然這台機器本身從未真正上市——當時中國深陷內戰,投資者們的猶疑是可想而知的——但這個項目預示了 IBM 此後將在東亞市場大展拳腳。

葉晨暉:計算機中文處理

在二十年代後期,IBM 仍然不斷吸引着世界最頂尖的亞洲和亞裔美國工程師。來自台灣的美國工程師、發明家和企業家 葉晨暉就是其中的佼佼者。葉生於台灣,在朝鮮戰爭期間當過翻譯官,隨後移民美國,在加州英格爾伍德的諾斯洛普航空學院(現諾斯洛普大學)就讀。畢業後他先在洛杉磯郊區伯班克的斯利克航空公司(Slick Airways)擔任貨機機械師,後來進了弗吉尼亞軍事學院(VMI)1。他原本想讀歷史專業,但由於當時英語太差,擔心自己畢不了業,才決定攻讀電機工程。

葉晨暉 © The Mercury News

不過葉晨暉對歷史的喜愛絲毫沒有消減,他在 VMI 旁聽了英國歷史學家阿諾德·約瑟夫·湯因比(Arnold Joseph Toynbee)的文明興衰史課程,繼續滋養着這股熱情。湯因比的最後一堂課關注的是中國,而熟悉湯因比著作的人都知道,這是他研究中最異於主流觀點的部分。他在巨著2中分析的其他文明形態均由興盛走向衰亡,不同的是,中華文明延續了下來。

湯因比將中華文明的持續性歸因於中文的書寫:儘管中國地域遼闊、族群多元——尤其是各種各樣的方言,如廣東話、福建話等,形成了彼此之間無法理解的語言屏障——但是中文作為統一的媒介,在使眾多帝國與文明分崩離析的時代巨浪下,成為了中流砥柱。中文「將人們連結在一起,哪怕他們正被其他國家統治着,」葉曾經向我解釋,「所以他們總能重新團結起來。」他繼續說道:

所以那時候,我想,憑藉我所有的技術知識——機械、電動、電子技術等等——加上一個中國人對於中文漢字自身的理解,我必須做點什麼來維護這一文化。

1960 年,葉晨暉從電機工程系本科畢業,主攻軍事科學。隨後他在康奈爾大學讀研,1963 年碩士畢業於核工程學,1965 年則拿到電機工程博士學位。畢業後,他加入了 IBM。他的專長是自動化控制,負責研發計算機系統來管理造紙廠、煉油廠、鋼鐵廠、糖廠等工廠里的作業流程。他駐紮於加州聖何塞市,在 IBM 剛建立不久的新辦公室里,為大規模生產工廠開發計算機模擬模型。

在 IBM 工作期間,他將業餘時間投入到了一項完全不同的事業中,那就是中文漢字的電子化處理。他堅信漢字是可以被數字化的,由此就能將中文書寫系統帶入計算機時代。葉晨暉給這個副業項目起了個名字叫 Iron Eagle,「鐵鷹」,這也是他最早完成數字化的兩個漢字。

「鷹」字的數字化處理細節。© 斯坦福大學 Thomas S. Mullaney 東亞信息技術歷史館藏

「鐵鷹」立刻吸引了台灣高層人士的注意。台灣的參謀部提出讓葉離開 IBM,全力專註於這個計劃。他同意了,原打算辭職,但 IBM 說服他先留職休假一年,這樣可以更專心地鑽研這個業餘項目。

1971 年開始,葉晨暉暫別 IBM 一年,在台灣的國立清華大學擔任應用數學系與核子工程系的訪問教授。翌年,他建立了名叫 Ideographix 的公司,坐落於加州森尼韋爾市,成為在硅谷最早開張的公司之一。葉晨暉此後擔任公司的總裁和總工程師,他的兄弟葉晨鐘(Chan Jong Yeh, CJ)擔任副總裁。

Ideographix 的旗艦產品叫做 IPX,它是一套數字化的照相排版系統,此後一舉改變了中文印刷的局面。

Ideographix IPX 照排系統的漢字轉碼器 © 斯坦福大學 Thomas S. Mullaney 東亞信息技術歷史館藏

在它面世後的大約七年里,IPX——也就是曾經的「鐵鷹」——僅限在台灣和美國的軍隊中使用。最早的兩個非軍方大客戶則分別是台灣電信局和台北國稅局。Ideographix 幫電信局處理和傳輸上百萬張電話單據,並且讓電話簿的製作時間大幅縮減;而國稅局有了 IPX 的神助,也前所未有地提升了報稅表的製作效率。

媒體機構開始紛紛找到葉晨暉,其中就有台灣最大的日報《聯合報》。報社裡原有多達四百個排版工人,這支龐大的隊伍每天都連夜排版,趕製次日早晨的報紙。而在引進 IPX 系統之後,人力縮減到區區五十人,他們完成工作的時間一下子減少了。

為了充分利用提升的效率,《聯合報》把印前的時間盡量拉長,相比起同行們在當天晚上就得開始印刷,《聯合報》可以將每天的新聞截稿時間延長至次日凌晨兩點。這讓它們的早間專欄能夠搶先登出其他報紙來不及報道的最新消息,令對手們望塵莫及。

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聯合報系的工作人員正在操作 IPX。© 台灣文化部
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《聯合報》在 1982 年的社慶日宣布報紙開始採用電腦排字。當時技術處於第一階段,即電腦排版輸出相紙,由人工組版後進行照相排印,往後才發展為電腦直接輸出純文字乃至圖文版面的負片。

穿牆之人:江崎玲於奈與電子學的秘密

通訊技術只不過是亞洲移民和亞太裔群體開拓的諸多領域之一,他們的貢獻延伸到了更廣泛的醫學、工程、建築、化學,以及物理學的領域——這裡便要提到日裔美籍科學家江崎えさき(Leo Esaki)。

江崎出生於 1925 年的日本大阪,社會動蕩、戰爭的破壞以及生離死別,縈繞着他的青少年時代。這些經歷在他內心深處埋下了渴望,他想釐清這個世界——透過生命喧囂紛擾的表面,希望看到一種更穩固的內在秩序。對這種意義的追求,讓他走上了物理學的道路。「在所有的自然科學裡,」江崎在 2004 年的一次訪談中說道,「我認為物理學當然是最基礎的。」

江崎在東京大學讀書的前幾年,美軍對東京進行了一系列轟炸。大約十二年後,江崎博士畢業,進入了東京通信工業株式會社——它正是索尼公司的前身。

在這裡,江崎實現了他人生中最重大的突破之一:他在半導體材料中發現了當時無人知曉的「隧穿效應」。「大家也許聽過杜蒂耶爾的故事,」耶魯大學的物理學者何宇用小說《穿牆人》的主人公舉例,向我解釋江崎的發現,「在許多現代電子芯片中,電子實際上能夠易如反掌地穿透『原子壁壘』,這不為人知的一面因為江崎博士才得以揭曉。」

巴黎蒙馬特,梅埃紀念廣場的穿牆人雕塑。在國內教學中,則會用《聊齋志異》中的穿牆人「嶗山道士」的故事來類比隧穿效應。

江崎和同事們在 1957 年演示了首個物理學中的固體隧穿效應,由此還誕生了以他命名的「江崎二極管」,也稱隧穿二極管,是世界上第一個量子元器件。隧穿二極管的發明不僅為固件中的電子傳導研究打下了基礎,也啟發推動了半導體學和電子學的其他進展。計算機歷史博物館策展人大衛·布羅克(David Brock)說,「江崎的隧穿二極管在半導體行業里掀起了一股研發器件的熱潮。」江崎也親自主導了許多相關應用的開發。

江崎玲於奈展示隧穿二極管,1959 年朝日新聞社圖。

1960 年,江崎加入了 IBM 位於紐約州約克城高地的托馬斯·J·沃森研究中心。在 IBM 期間,江崎和幾位同事主導了「人工設計半導體量子結構」的開發,例如人造的半導體超晶格。這種人造超晶格的理念,也影響了之後半導體、金屬、磁性材料等廣泛領域的研究。

江崎憑藉他的發現,在 1973 年與另兩位物理學家共同獲得諾貝爾物理獎,此後繼續屢獲殊榮,如在 1991 年的 IEEE 榮譽勳章,1998 年的日本國際獎等。1992 年回到日本後,江崎在筑波大學(日本領先的研究型大學)以及芝浦工業大學擔任校長。他回國的消息成了頭版新聞,因為他當時是日本唯一在世的諾貝爾獎得主

從橫貫東西的鐵路,到聯通四海的 Zoom

亞洲移民和亞太裔群體對美國及全球科學技術基礎建設的貢獻,用一篇文章是不可能解釋完的。這裡所分享的,只是其他千千萬萬個故事中的隻字片語——譬如還有韓裔美國工程師安基英博士(Kie Y. Ahn 안기영)對磁性薄膜和記憶體元件的研究(還有他名下的五百多個專利);印度裔美國計算機架構師阿賈伊·巴特(Ajay Bhatt),他參與發明的USB(通用串行總線)標準已經家喻戶曉;王安和他的電腦公司「王安實驗室」(Wang Laboratories);以及傑出的計算機科學家 Jenny Chuang,王安的多款機型系統在她的幫助下才變成了現實。3

史蒂芬·金的暢銷回憶錄《談寫作》封面的這張照片中間,桌上放着的就是一台王安的文字處理終端機。© Scribner

單說去年這一年,我們的數字世界就倚賴着一批由亞裔美籍企業家創立的公司才得以維持——包括 Youtube、Airtable、DoorDash,當然還有 Zoom。正如第一批來到美國的亞洲移民為這個國家最早的大型實體基礎建設打下了基石,今天,一代又一代的亞洲移民以及更廣泛的亞太裔群體仍在通過創新,不懈地構建着一個無比繁複的、聯結共通的世界。


First published on Quartz with the title “America has a rich history of innovation by Asian immigrants”. 本文首發於 Quartz 網站,由作者和網站授權翻譯刊登,本站編輯 Mira Ying 翻譯並增補部分圖片。

關於作者:Thomas Mullaney(墨磊寧),斯坦福大學中國歷史教授,古根海姆獎學者,美國國會圖書館克魯格中心講席學者(科技與社會方向)。他已撰寫和主編了六本書,包括《中文打字機》(The Chinese Typewriter)《你的電腦着火了》(Your Computer is on Fire)等;他即將出版的新書《中文計算機》(The Chinese Computer)將是第一部全面研究中文計算機信息處理技術歷史的著作。

感謝周乾飛博士對譯文中材料物理相關術語的解釋與核對。

注釋

  1. 弗吉尼亞軍事學院(Virginia Military Institute),美國最老的軍校之一,與西點軍校齊名 ↩︎
  2. 指十二卷本的《歷史研究》(A Study of History),於 1934–1961 年間陸續出版。 ↩︎
  3. 譯註:根據 Autumn Stanley 的 Mothers and Daughters of Invention: Notes for a Revised History of Technology 一書中記錄,Jenny Chuang 是王安電腦的拳頭產品——文字處理系統(WPS)的四位創始程序員之一,她一直負責開發王安多款機型中的表意文字處理系統。然而業內採訪中幾乎沒有提及過她的姓名。 ↩︎

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作者 / 譯者

斯坦福大學中國歷史教授,古根海姆獎學者,美國國會圖書館克魯格中心講席學者(科技與社會方向)。
平面設計師,譯者,西文書法研究者。
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