技术简史|个人电脑(8)

为了实现恩格尔巴特所谓的人类智力的第四阶段，需要某种自动外部符号操控技术。和弦键组提供了自然语言这种外部符号的快速输入技术，但是仍然需要一种恩格尔巴特所谓的广义语言的符号操控技术。这种技术不仅能够快速输入符号信息，更能够随心所欲地进行组合，就像人们在纸面上作图一样。

事实上，就在恩格尔巴特于1962年完成提交给空军科学研究办公室关于增强智能的概念框架的报告的同时，利克莱德与其合作者克拉克（Welden E. Clark）就在一个学术会议上发表了一篇题为《在线人机通信》（On-Line Man-Computer Communication）的论文^[10]。在这篇论文中，利克莱德及其合作者提出需要研制一种可以在CRT显示屏幕上绘制图形的人机通信输入和输出装置，并将其命名为绘图板（sketchpad）。

1963年，麻省理工学院林肯实验室的博士研究生伊万·萨瑟兰（Ivan Sutherland）在TX-2计算机上实现了这一设想。计算机用户可以使用光笔和由按钮、开关和旋钮组成的控制板，通过互动的方式在屏幕上生成图像。这实际上是今天计算机辅助设计技术的雏形，萨瑟兰的博士论文也因此被认为是计算机科学领域最有价值的学位论文之一。

光笔（light pen）源于光枪（light gun），是光枪的缩小版。光枪像一把倒置的手枪，用指关节操作的板机处有一个瞄准器。枪管里有一个光倍增器，通过导线连接到计算机上。操作员触发板机选择并激活屏幕上的点。

这种光枪由旋风实验室（Whirlwind Laboratory）的技术主管罗伯特·埃弗雷特（Robert Everett）于1949年研发，并于1954年应用于SAGE防空系统中的雷达装置，用于选择并跟踪雷达屏幕上的亮点。

1957年，麻省理工学院的林肯实验室将光枪改进为更小版本的光笔。直到1963年，萨瑟兰将其改进为绘图板上的手写笔。

最早的光笔是一种光敏感应设备，1965年，麻省理工学院的电子系统实验室（Electronics Systems Laboratory）将其改进为电子感应设备，感应速度更快，但分辨率较低。

光笔因此可以作为一种输入工具借助屏幕与计算机进行通信。事实上，在恩格尔巴特1962年设想的增强智能方案中，使用计算机的文员乔的面前就悬挂着一支可以用于与计算机交流互动的光笔。然而，与此同时，在远离麻省理工学院所在的东海岸的西海岸，研究人员却采用另外一种与光笔不同的计算机输入模式，这种模式就是平板（tablet）。

作为计算机输入设备的平板的研发始于兰德（RAND）公司1950年利用约翰尼亚克（JOHNNIAC）计算机开发的开放系统（Open Shop System，简称JOSS）。约翰尼亚克（JOHN von Neumann, Integrator and Automatic Computer）是以有“计算机之父”之称的约翰·冯·诺伊曼命名的由普林斯顿大学高等研究院研发的大型计算机。兰德公司在约翰尼亚克计算机上开发的JOSS系统是一种计算机分时系统，旨在为非程序员或计算机科学家的其他科学家或工程师提供一种更为简单直接的方式使用计算机解决数值计算问题。为此，需要解决人机通信中的输入问题。

和当时的其他计算机系统一样，JOSS也提供了QWERTY键盘输入方式，但兰德公司决定研发一种更便于非计算机专家的其他科学家或工程师使用的人机图形通信设备，这种设备被称为兰德平板，由ARPA资助。

这种平板采用一种更为小巧的手写触控笔，在以电容传感器为基底的平板上，用一种被称为GRAIL（GRAphical Input Language）的图形输入语言，向计算机输入字符、数字、符号和几何图形信息，直接创建程序，可以方便地绘制流程图和电路图等。

平板与光笔的不同在于，光笔利用的是光信号，而平板则是电信号。此外，由于光笔在CRT上输入信息的同时得到反馈信息，手眼合一。而平板作为一种纯输入设备，输出的反馈信息在分离的CRT屏幕上显示，手眼分离。但这并不妨碍用户的使用，因为使用标准键盘的用户习惯于手眼分离的输入方式。更为重要的是，平板主要以图形的方式输入信息，而非以字符的方式输入文字，因此并不太需要手眼分离地关注屏幕上输出的文本信息，可以手眼合一地关注在平板上。

由于及时刷新屏幕上显示的内容需要很大的存储空间，早期的平板输入系统需要一个直径达6英尺（约1.83米）的存储硬盘做支撑，整个系统显得十分笨重，兰德公司因此并未推广平板输入系统。

当恩格尔巴特试图利用兰德公司的平板技术实现其人机交互的符号操作时，兰德公司以产品稀缺为由婉拒。恩格尔巴特只好自寻出路，研制自己的可以手眼分离的没有平板的“平板”式输入工具，这就是更加颠覆性的输入工具——鼠标。

有意思的是，鼠标这种颠覆性的输入工具的基本原理却也有悠久的历史，来源于一种被称为求积仪或面积计（planimeter）的测量工具，在无需光笔的情况下实现绘画板功能的同时，又实现了兰德公司的GRAL平板的功能。

更有甚者，鼠标的成功发明也是恩格尔巴特对资助方空军科学研究办公室信息科学部主任伍斯特尖酸讥讽和质疑的绝妙回应：将所谓过时或已经被淘汰的技术创造性地应用于新的情境中也是一种创新，甚至可以是颠覆性的创新。恩格尔巴特并没有辜负乃至滥用政府的信任和资金。

正如几乎所有重大技术发明一样，恩格尔巴特的鼠标发明也有一个可以为后人津津乐道的尤里卡时刻。尽管这些所谓的尤里卡时刻都来自于成功的当事人多年后不无自得的回忆，甚至可能都不一定是真的。即便如此，却也无伤大雅，反而各有其趣，各有其义，使人印象深刻，流传甚广。

欲知详情，请待后续

[1]Isaacson, Walter. The Innovators: How a Group of Inventors, Hackers, Geniuses, and Geeks Created the Digital Revolution[M]. New York: First Simon & Schuster, 2014.

[2]沃尔特·艾萨克森. 创新者[M]. 关嘉伟，牛小婧，译. 北京：中信出版集团，2017.

[3]Bush, Vannevar. As We May Think[J]. The Atlantic Monthly, July 1945.

[4]Markoff, John. What the Dormouse Said—: How the sixties counterculture shaped the personal computer industry[M]. Penguin Books, 2005.

[5]Bardini, Thierry. Bootstrapping: Doulas Engelbart, Coevolution, and the Origins of Personal Computing[M]. California: Stanford University Press, 2000.

[6]Engelbart, D. C. Augmenting Human Intellect: A Conceptual Framework[R]. Stanford Research Institute, Menlo Park, California, 1962.10.

[7]Licklider, J. C. R. Man-Computer Symbiosis[J]. IRE Transactions on Human Factors in Electronics, March 1960: 4-11.

[8]Korzybski, Alfred. Manhood of Human: The Science and Art of Human Engineering[M]. New York: E. P. Dutton &Company, 1921.

[9]Whorf, B. L. Language, Thought, and Reality: Selected Writings of Benjamin Lee Whorf[M].  Edited by J. B. Carroll, Cambridge, Mass: MIT Press, 1956.

[10]Licklider, J. C. R. and W. E. Clark. On-Line-Computer Communication[C]. In Proceedings of the AFIRS Spring Joint Conference, 113-128, Washington D. C. Spartan Books, 1962.