鼠标之父-恩格尔巴特

2017 年 9 月 7 日 算法与数学之美

道格·恩格尔巴特（Doug Engelbart，1925年1月30日－2013年7月2日，美国发明家，瑞典人和挪威人后裔）是电脑界的一位奇才，是“人机交互”领域里的大师。1968年12月9日，恩格尔巴特走上旧金山布鲁克斯大厅的讲台，向世人展示了他与斯坦福大学同僚用10年时间取得的研究成果：NLS系统。实际上，恩格尔巴特对NLS系统的深层思考与其科技成就同等重要。在他的理念中，计算机并不是执行大量运算任务的单一工具，它应该帮助人们实现更加高效、精巧的工作方式。他用最为生动的方式描绘出了他的梦想，深深地影响了整整一代科技人，也因此被冠以“演示之母”的美名。

后来谈及此事，恩格尔巴特说：“我和同事们感兴趣的是‘提升’（augmentation），而非‘自动化’（automation）。当时，我们不是在制造某种工具，而是在设计一整套知识劳动的系统。”计算机革命直到1990年代初才汹涌而来。彼时，人们如梦方醒，重新认识到恩格尔巴特的贡献。

来源：德先生

被忽略的天才

恩格尔巴特是电脑界的一位奇才，是“人机交互”领域里的大师，自60年代初期，在人机交互方面做出了许多开创性的贡献。令恩格尔巴特哭笑不得的是，他苦其一生研究计算机，想建造一套可以为人类增加智慧的计算机，他出版著作30余本，并获得20多项专利，其中大多数是今天计算机技术和计算机网络技术的基本功能。他所发明的视窗、文字处理系统、在线呼叫集成系统、共享屏幕的远程会议、超媒体、新的电脑交互输入设备、群件等等，已遍地开花，却少有人提及他。人们提起他，却仅仅是因为他创造发明的一个边角料：鼠标。如今数亿只鼠标遍布全球，而这位鼠标之父却仍默默无名。

1968年，旧金山秋季联合计算机会议(FJCC)，恩格尔巴特的演示震惊了同行。他利用远在25英里之外的一台仅仅是192 KB的原始大型机，就将上述发明集成在一起。当时“鼠标”还没有这个大俗的大名，而很雅致地称为“显示系统的X-Y位置指示器”。这个历史性的一幕，后来被拍成了电影。

恩格尔巴特的发明太超前了。直到1984年，苹果Mac推出才让鼠标流行起来。直到Windows 95巨大成功后，才证明了恩格尔巴特原始视窗的概念是多么英明。1996年6月，比尔·盖茨对恩格尔巴特开拓性的研究大加赞扬。《Byte》杂志将其列入对个人计算机发展最具影响的二十人之列，并评价说：“将他比作爱迪生并不牵强”，“无法想象没有恩格尔巴特，计算机技术将会怎么样”。

2003年，恩格尔巴特已经78岁了，但他还在自己创办的“解靴带学院”(Bootstrap)工作。在那里，他既是发明家，又是多用户商业计算系统的顾问。在他心目中计算机不仅仅是巨大的加法器，而应该成为人类更友善的工具。

当年过于超前的恩格尔巴特，如今却又显得陈旧、落伍。当他还在埋头扩大计算机多用户的性能时，外面的世界却是崇尚一人一台自己的计算机。无论是过去、现在，还是将来，恩格尔巴特永远置身于主流之外，留给历史一个独特而孤独的背影。

寻梦之路

1925年1月30日，恩格尔巴特生于俄勒冈州的波特兰市。9岁时，父亲去世，性情开始变得忧郁。1942年，考上俄勒冈州立大学。当时雷达技术刚刚出现，很让恩格尔巴特激动，就学习电气工程。二年级时扔下学业，应征入伍，进入海军，从事雷达工作。

1945年夏末，日本刚刚投降。20岁的恩格尔巴特是美国海军雷达技术员。一个闷热的日子，他踱进红十字会图书馆。里面安静、凉爽，在那里他邂逅了Vannevar Bush的文章。这是有关信息处理技术用于扩大人类记忆和思想的论文。从此，一个梦想植入他的大脑。

1951年，他着手设计基于计算机的问题解决系统。试图通过机器增加人类的智慧。这一工程一拉开，他就沉迷于其中，至今仍未停息。

战争结束后，他回炉续完学业。1948年，获俄勒冈州立大学的电机工程学学士学位，毕业后去旧金山的阿梅斯实验室(美国国家宇航局NASA的前身)当了三年电气工程师。没有很大收获，却认识了一个人，并成了他的妻子。就在订婚的那个星期一，恩格尔巴特突然意识到他的三个目标：一个学位、一份工作、一个妻子，全部都实现了。他成了一个没有目标的人。他在路上认真思考：这一生还剩下550万分钟的工作时间，有什么事值得他投资呢？1950年12月，25岁的他开始思考新的人生目标。

当时硅谷还是世界上最大的果园。电子工业刚刚从几个车库中冒出一点萌芽来。“当我第一次听到计算机时，凭我雷达的工作经验，我猜想如果机器能用穿孔卡显示信息，并在纸上输出，你当然可以将信息写在或画在屏幕上。当我将阴极投射线屏幕、信息处理器和显示符号的媒介联系到一起，仅仅用了半个小时。”

经过三十年的挫败与打击后，恩格尔巴特一回想起自己25岁时的想法时，仍难以抑制激动之情。至他还怀疑新一代的计算机专家，拥有了一流的硬件，但是否与真正的核心问题更接近了一步？

虽然历史证明，他是一个卓越的梦想家和思想家。但是，既使他的朋友也会用“顽固”这个词来描述他对理论的态度。他长期梦想的目标仍具有强大的磁性，一旦提及，仍会令他激动不已。1971年，他的朋友Nilo Lindgren在《创新》杂志上如此写道：“他微笑时，脸上充满着渴望和孩子气。但一旦他拘谨的动能消失，开始沉思时，他暗淡的蓝眼睛表达的是一种悲哀和孤独。当他向你打招呼时，他的声音低沉而温和，仿佛刚刚被长途旅行所减弱了。又仿佛他的词语被层层冥思所削弱了。他的身上缺乏自信，但有一种热情，他的天性温和但又顽固，使他受人尊敬。”而另一天才阿伦·凯则说：“他使我想起了离开红海的摩西”。摩西永远踏不上希望之土，而恩格尔巴特也永远不会有一个可以轻松共事的名声。

开始造梦

1951年，恩格尔巴特辞去工作，进入加州伯克利大学的研究生院。这里正在建造最早的冯·诺依曼架构的计算机。这时他开始注意到，人们不但不懂他所谈论的东西，而且一些科学家对他极度不友好。但这位年轻人仍表示质疑：“我们造出了计算机，但我能用他教导别人吗？我能给它挂上键盘让人和计算机相互交流吗？或者让它教人打字？”这些问题如果讲给学心理学的人听，或许不错，但工程人员却认为莫名其妙。

1955年拿到博士头衔后，当时已有过一项叫“双稳定气态等离子数字设备”的发明，随后又在斯坦福研究所工作。恩格尔巴特还想继续实施他的梦想。但系里没有人愿意听他谈论远大计划。大学只是让他拿到熟练工的证书，而不是实施梦想的地方。“如果你还是谈论这些，没有人会让你做，也没有人给你发表文章，你只能永远当一名助教。”

年轻的恩格尔巴特不得不重新踏入社会，去寻找新的机会，使他能够做成可以增加人类智慧的电子系统。他带着自己奇妙的想法，去Palo Atlo一带的新兴公司推销自己。还好，还真有不少人关心未来。那就是HP创始人威廉·休利特、戴维·帕卡德和公司研发负责人Barney Oliver。他们对恩格尔巴特的计划非常热心。协议达成了。恩格尔巴特兴高采烈地驾车回家。走到半路，恩格尔巴特典型的风格又发作了。他停车找到电话亭，给Oliver打电话，说下午谈论的建议只是向数字电子的一个过渡，他认为象HP这样的电子仪器公司，最好的路是全面迈向数字技术和计算机。Oliver说HP还没有做计算机的计划。恩格尔巴特就说：“很抱歉，我得去寻找数字的道路。”满怀鸿鹄之志的他就这样取消了刚刚与HP达成的协约，继续寻找他的理想之地。

1957年10月，正值苏联人造卫星上天。让美国人大为吃惊，对前瞻性的科研也突然重视起来。一天，恩格尔巴特忽然得到一个机构的邀请。这就是在Menlo Park的斯坦福研究学院(SRI)。他们对计算机在科学、军事和商业应用方面的长远研究深感兴趣。

恩格尔巴特对面试的人谈论了能与人相互交流的计算机构想。

“这些内容你跟多少人谈过？”那人问。

“还没有，你是我告诉的第一个人。”他回答。

“好，现在你不要再告诉别人。这个设想听起来很离奇，会引起别人的反对。”

于是恩格尔巴特闭上了嘴。这样工作了一年半，他又蠢蠢欲动，想把他的设想付诸书面。他向主管谈了他的打算，虽遇到点阻力，但最后居然同意了。美国空军的科研部给他提供了一小笔经费。恩格尔巴特终于可以着手他的研究了。但是他孤军作战，没有一个同事与之共事。那真是一个孤独的工作，没有人可以交换想法。但1962年他终于写成了文章，并于1963年发表。这篇论文的题目为“增加人类智慧的概念性架构”。

自然，人们对恩格尔巴特构想和工作了十年的概念性框架毫无反应。但还是吸引了几个人的注意。一代伯乐——NASA掌管部分研究经费的鲍伯·泰勒(Bob Taylor)是其中之一，他没有被恩格尔巴特超前的设想所吓倒，并为他的项目提供了最早的资金资助。幸运的是，还有另外一个人也能理解他的设想，这就是刚刚进入ARPA的Licklider。他们都对恩格尔巴特被主流计算机界所忽视的设想十分感兴趣。

1964年，从NASA转到ARPA的鲍伯·泰勒告诉恩格尔巴特和SRI，信息处理技术处(IPTO)准备投入100万美元的启动资金开发新的分时计算机系统，其中每年有50万美元用来支持恩格尔巴特的“智慧增加”项目的研究。恩格尔巴特的主管大为惊诧。多年来，他一直想争取ARPA的经费，却从来没能成功。而今突如其来的资金让人不可思议。

对恩格尔巴特来说，可谓恰逢其时。此时他的概念性框架已经完成，所需的技术也已具备。下一步就是组建班子，建造第一台样机。恩格尔巴特的“增智研究中心”(ARC)立马红火起来。大概ARC最大的影响就是许多非凡的人物不断来到实验室，又不断离去，去从事其他著名的研究项目。十年中，有几十位天才般的人物为恩格尔巴特的梦想工作后，成了其他大学和研究机构的项目领导人。

ARC的“轮机船”内放着新造的分时计算机。“智能工场”模型象古罗马的圆形剧场，数十位研究人员坐在巨大的显示终端前，编制系统软件，彼此通信交流，并浏览在线系统的信息。

鼠标之父

鼠标最早于1963年开始研究，早期的鼠标只是一个其貌不扬的纯机械结构的小木盒（如下图），精度低、反应迟钝，如果拿到现在来玩游戏一定像做噩梦。而且它的功能极其有限。1967年6月21日，恩格尔巴特为他的显示系统用“X-Y定位器”申请了专利，这就是如今众所周知的鼠标。为了这种装置，他已冥思苦想、辛勤工作了十几年。发明的目的不是赚钱或制造产品，相反，是恩格尔巴特希望“找到更好的方式，让人们共同使世界变得更美好”。Netscape通信公司的创始人之一马克·安德森(Marc Andreessen)这样谈及恩格尔巴特及其同事：“恩格尔巴特那样的发明家最大的与众不同之处在于，他们心目中最注重的是对人类的影响，这是一种今天不复存在的社会理想主义。”

1998年，鼠标已经度过了它的30岁生日。恩格尔巴特就鼠标及其开发过程接受了记者的采访。

问：你是如何想到发明鼠标的？

答：我曾在笔记本上把它勾划出来，随身携带这个笔记本数年之久。大约在1951年，我就开始考虑如何交互地使用计算机，并一直探索提高人们解决复杂问题能力的途径。60年代早期，我在参加一个不大感兴趣的会议时，以曾在实验室见到过的一种有趣的仪器(测面仪)为基础画出了草图。我把机械装置转换成数字距离，画出一种在下面使用两个互相垂直的轮子来跟踪动作的装置的草图。我想是在1964年，我们手头有了钱，可以做些实验来看一看我们能使用什么样的装置来定位，我又回过头去找到了我所做的有关这种装置的笔记。

问：为什么选择鼠标而非其他装置？

答：我们有四五个人参与了研究。在对光笔、控制杆等其他装置进行实验之后，发现鼠标效果最佳。我们自己开始使用它，以寻找最佳的、最有效的装置。研究小组设置了一套简单任务，指定一群人用各种装置来完成这些任务，结果，鼠标的性能最佳。

问：它为什么叫鼠标？

答：它拖着一条尾巴，就像一只老鼠，我们在实验室中都叫它鼠标。在我们自己开始使用它后，以及它后来越来越普及时，我们以为它会有一个适当而体面的名称，但却一直没有！

问：在1968年举行的、至今仍被称为“展示之母”的著名斯坦福研究所(SRI)展示会上，人们注意到了鼠标，是吗？

答：是的，鼠标只是“增强知识工人力量”展示会的一小部分。展示会绝大部分的注意力都集中在办公自动化上，人们认为计算机的“真正用户”是需要让工作任务自动进行的秘书。我们感到非常失望，一度被迫中断研究。我最终留在了SRI，在那里，我可以追求自己的目标，开发出能更大地发挥人类智力的系统。到1968年底，我们不仅开发出了鼠标，还有一种类似于Windows界面的全屏编辑程序以及链接程序超媒体—另一种PowerPoint。我们还利用租来的电视线路展示了会议电视功能，在电视摄像机上看到了实验室中的同事。它展示了直观展现事实画面的协作计算的效果。我们还使用了一种相当于用五个指头操作的键盘装置来作为定位设备，至今我仍在自己的计算机上使用这种装置。

随着Windows操作系统的不断普及和升级，鼠标作为电脑一个最不起眼的输入设备身价陡升，在某些场合它的重要程度甚至超过了键盘。看似简单的鼠标并不是一成不变，从发明之初的一个木盒子向着实用和多功能的方向不断发展。经过几十年的发展，鼠标科技得到了长足的进步，出现了光学式、光机式鼠标，轨迹球、特大轨迹球，以及衍生到笔记本电脑上的指点杆和手指感应式鼠标，还有红外线鼠标等等，鼠标家族可谓人丁兴旺。如今的鼠标与世界第一款鼠标相比简直是质的飞跃，并且鼠标家族向着多功能、多媒体、符合人体工程学的方向继续发展。这想必是恩格尔巴特都没有料到的，小小的鼠标在若干年后竟会有如此大的威力，甚至动摇了键盘在外部输入设备领域老大哥的地位。

恩格尔巴特在PC方面的贡献卓越，全世界每天有上亿的人在他发明的鼠标。他在网络方面的成就更是惊人。恩格尔巴特在阿帕网的创建中起了相当重要的作用。阿帕网最早相联的四个节点中，第二个就是他所在斯坦福研究院。

1968年，恩格尔巴特应邀参加一次在旧金山举行的电脑会议，在会议上，他拿出了许多令人吃惊的绝活：视窗(Windows)、超媒体(Super media)、群件(Groupware)，还有鼠标。这是鼠标第一次作为搜寻工具公开亮相。那场90分钟的多媒体演示无疑是一个高潮。那时候将字体显示在屏幕上还是一件石破天惊的创新。恩格尔巴特所使用的字处理文本编辑器更需许多年后才被人们广泛接受。当然，那时的显示技术实在原始，屏幕上的字母和数字看起来坑坑洼洼，就像手写体。

所有计算机演示之母

1968年12月8日，计算行业的同仁们聚集在旧金山的布鲁克斯大楼，召开计算机机械协会冬季会议。与会者代表了新工程学科——电气工程学中的顶尖人物。而处于这一学科前沿的就是计算。美国的力量大门集中在计算上，而这些人就是掌握钥匙的人。

讲台上，恩格尔巴特来回奔忙，安排他的演讲中需要的一些道具。他颇有贵族风度，身材修长，衣饰整洁，是一个话语不多的人。恩格尔巴特站到新发明的后面，他上方的银幕就亮起来，出现一幅计算机显示器的图像。其实，恩格尔巴特远离他的计算机有40英里之遥。人们目睹了远程计算机的第一次公开演示。这绝对是新颖而有趣的事情。在场的每个人都对计算机的人性化，创建巨型大脑、人工智能的想法着迷了。这是第一次有人把机器提升到人类的高度。从巨兽般的大型机演化出这种计算机，有可能变成人性化、友好，并能够迅速响应人的东西。

这一思想基本上是美国式的，就像世纪初汽车的大批量生产一样，它切合美国人对个人主义、不必依赖铁路时刻表或者轨道的位置到处开车的需要。这种思想击中了美国精神的精髓。当恩格尔巴特展示出对有关人机界面如何构架的想法时，无疑，他飞翔到了一个未知的世界，触动的将是整个人类。

“当信息与计算机联系起来时，最重要的一条就是从一个视窗跳到另一个视窗的能力，从而探究事实与设想之间的新关系。”恩格尔巴特娓娓道来。

观众入了迷。恩格尔巴特不仅仅展示了带有嵌入信息的可压缩的视图，实际上他把信息的图形化表示与嵌入的信息联系起来了。

大厅里静悄悄的。新奇的内容太多了，简直目不暇接：又是视窗，又是链接，又是地图。对于整天沉浸在穿孔卡片的工程师、程度员和设计师来说，坐在控制台前，能够实时操纵数据，几乎是无法想象的。

恩格尔巴特开辟了一个新天地，在那里，用户是操纵机器的人，他可以控制着一切。这与大型机的操作概念完全相背，在那里，机器以及使用机器的人都近似乎仪式主义的语言工作。

“为了能够使视图的变更和跳跃生效，我们必须改变在屏幕上操作的方式。这台设备是我们能够想出的最好的解决方案。我们已经开始叫它‘鼠标’我们觉得它真的不可或缺。”

这是绝大多数听众第一次看见屏幕上的“窗口”。到这时，观众已被彻底征服了。这是一系列思想的集合，它们在一起像一个智能整体一样运转。一切都合情合理，而且它是那么有人性，在机器与用户之间不存在任何鸿沟。它彻底地让人无可挑剔。

后来，人们将这次演示称为：“所有计算机演示之母”。因为，未来几十年的计算机技术都可以在这里找到源头。