为数字化革命而设计
比尔·乔伊
比尔·乔伊是太阳微系统公司的首席科学家和创立者之一，也是未来信息技术研究总统委员会的主席之一，还是JAVA语言的作者之一。
计算机正在改变我们这个世界，我们要确保这个改变后的新世界为我们人类服务。
今后30年，计算能力将惊人地增强约100万倍。计算机功能强大、使用简单和无所不在，将彻底改变我们的生活。在这一变化惊人的时代，我们将面临一个设计上的极大挑战：怎样使我们的数字化设备、住宅、办公楼和公共场所更人性化；我们怎样才能使它们满足我们的需要；以及怎样才能使装备数字化设备的场所更加美丽。
我们这个正在形成的数字化世界仍处于原始阶段。尽管我们手里有令人难以置信的技术，而且进步显而易见，但是我们还没有掌握那些设计技巧，来使这个数字化世界成为一个舒适宜人的场所。例如，倘若你不知道自己身处何时何地，你的行为举止就很难恰到好处。小孩常常没有这种意识，不知道该在什么时候讲话，什么时候保持安静，什么时候坐着不动。现在我们随身携带的寻呼机和蜂窝移动电话等设备，就像别人家不懂规矩的孩子一样让人不快，因为它们响起来根本不分场合。
数字化网络和微型电子学已经在改变我们对空间和时间的感知。过去我们通常不得不在特定的时间赶到特定的地点，而现在这种事情已经越来越少见了——我们可以整天在虚拟和现实的空间工作、购物和娱乐。蜂窝移动电话正改变我们的空间概念，它们让我们能够跟人而不是跟一个地方通电话，如果你外出旅行，我的电话可以随时找到你。
直到最近，我们仍主要用计算机来编辑文件，处理储存在台式计算机的存储器、磁盘或光盘内的信息。随着因特网的兴起，目前计算机的主要用途是用作通信工具，对外而不是对内。机器联网已经十分必要。通常我不得不先浏览网上的其他一些信息，然后才能回复我收到的电子邮件。一旦断开与网络的连接，我的计算机就像处在服务区外的蜂窝移动电话一样，几乎一无是处。
各种电子设备日益微型化，使计算工作延伸到个人计算机之外。目前人们已经可以把整个计算系统纳入单个芯片，再把该芯片嵌入各种设备，其中许多看起来根本不象计算机。这些电器使用简单，形状各异，上面有各种把手和按钮，直观地告诉人们它们能做什么，怎样做，它们内部还有内建的因特网连接以让它们能协同工作，发挥更大威力。
我们正在使各种媒体甚至商业交易数字化，把各种信息从其传统的载体上解放出来。我们欣赏音乐不再需要光盘；看影视节目不再需要录像带或DVD碟片；看报不再需要新闻纸，买礼物不再需要乘车去商场，这种解放对我们的生活方式有着重大意义。乔治·卡林曾经幽默地指出，房子是用来摆放物品的，如果没有那么多物品，我们就可以四处走动。数字化把物品的重量降低到几乎为零，这样我们就会变得越来越像游牧民族。
今后十年最强劲的技术趋势是数字化装置将无处不在，这将大大提高我们的联络与交流能力；计算系统将无所不在，一切通电的东西都装有软件；网络将无所不在，所有东西都将通过网络连接在一起。
无线数据网络将天衣无缝地覆盖整个世界，因此各种无线装置都可以接收到数字化信息。今后十年，个人计算机将成为一种个人通信工具。你可以把它放在口袋里，让它总是陪伴着你，一直与因特网连接着，而且就像蜂窝移动电话一样方便有用。
我们拥有的蜂窝移动电话的数量超过人口数——我希望我的小狗脖子上也能有一只蜂窝移动电话，这样我就可以给它打电话叫它回家。（我的小猫的脖子上也可能会有一只蜂窝移动电话，但我还需要在它身上安一个全球定位系统定位装置，因为我要去把它捉回来，它是不会我一叫就回来的。）许多其他的东西上都需要无线数据连接装置，这样我就可以从远处找到它们并对它们进行遥控。
令人难以置信的无线网络技术已开始出现，比如超宽频带无线电，这种无线电装置可以发送大量信息而耗电极少，这样电池可以用上许多年。有线网络也将取得巨大进步，特别是依靠光纤网络速度将突飞猛进。任何接入交流电的设备通过电线网络将能实现数据的双向传递。
影响设计的另一个强大趋势是，网络越来越笨拙，而终端节点越来越聪明。内部简单的因特网正在取代内部复杂的公用电话系统。这是去中间化总趋势的一部分：实际零售空间正被虚拟电子商务空间所取代，介于仓库与顾客之间的实际商店将不复存在；继续教育的大学校园正在被远程教学所取代，教室将不复存在；买主与卖主可以在网上拍卖中碰面，从而使市场效率大大提高。这将导致最复杂的集中式控制系统让位于简单的分布式控制系统。
这些变化很可能会持续很长一段时间，而且变化速度很可能会加快。摩尔定律认为芯片速度每18个月左右就可以提高一倍。这一法则自20世纪60年代以来一直有效，最近在所谓的分子电子学——在电子电路上排列单个分子——方面取得的进展表明，这种提速很可能还要延续30年，它将使芯片的速度提高百万倍。从数量上根本无法理解这种巨大变化，这种变化太大，它将改变我们的对于问题的看法。喷气式飞机的速度比步行仅快1000倍，然而它就极大地改变了我们对于世界的看法。
我们可以预测一下这些进步带来的利弊。
通过网络把所有装置连接在一起并给它们安装智能软件，能使它们在出现问题时及时报告，这样维修人员就能在它们瘫痪之前发现并更换失灵部件。一个智能设备网络，如果设计得当，购买和维修的费用就会比较低廉。如果大多数设备是以无线方式连接在一起，断线事故就会减少。我们还能使系统在发生变化时自动进行重新配置。
随着这种无线网络使我们的天地更加广阔，我们将有能力消除生活中令人烦恼的空间和时间限制。不过，这些技术也对我们的隐私构成了威胁。超宽频带无线电根本无法探测，因此采用这种技术的无线麦克风也可能无法探测。我们很可能发现自己生活在一举一动都受别人监视的世界中，就像现在名人的举手投足都处在别人的监视之中一样。在我们的生活变得电子化时，我们很容易受到伤害，我们感觉到焦虑，这已成为好来坞电影的题材，比如《网络惊魂》。
如果未经仔细的设计就给许多不同设备装上软件连上网，我们就会面临一个危险，那就是我们发现我们在某一个世界里飘荡，不管我们往哪儿看，都看到实实在在的1000台录象机，上面的时间不停地闪烁着“12点”。
摩尔定律给我们创造了机会，让我们可以把事情做得更好。在任何选定的设备上我们已经拥有或是很快将拥有强大的运算能力，因此在设计数字化电器时，在软件方面我们主要关注人的因素。我们可以使软件和接口的设计满足我们的需求。
这种趋势是：这种新的数字化世界将使身居其中的人们暴露无遗，剧院里蜂窝电话响个不停，微型网络摄像机和麦克风暗中观察我们的一举一动，通过窃取数据可以得知我们的习惯和喜好。数字化设计能通过某种程度的隐私和保密意识的加强来为我们提供保护吗?历史告诉我们，我们迫切需要。人类制造出来的用以粉饰文明的最重要产品就是汽车。虽然我们喜爱汽车，但是我们却用它干了一件坏事：污染环境，它导致孤立的产生，它改变了我们世界的景色，其方式既令人万分沮丧却又绝对必要。如果这次我们要制造出新型数字化产品来装点我们所处的世界，那这一次我们一定要把它设计得更好。
我大部分的工作是担任电脑设计师。在过去十年中，我的工作重心一直是软件和硬件系统的建构，它们使得计算机能够很容易对新设备和新服务项目的定型与实施，这些新设备和新服务项目将装备我们的数字化世界。
我们对自然界的了解在很大程度上得益于对动植物的分类，这些动植物生活在这个地球上，它们构成一个层级系统，拥有相同的特点和共同的祖先。本人认为，一种称为“面向目标的程序设计”的类似办法在塑造人造数字化世界的装置和服务方面很有用。抛开技术细节不谈，你所需要了解的只是：通过把一种称作“目标”的软件与各种装置和服务联系在一起，我们就能得到一种构筑数字化世界的方法，以便以实用的、令人愉悦的方式把数字化世界跟现实世界联系在一起。
例如，从这一点来看，一个扬声器就是一个拾取音频信息流并将之转换为声音的对象。也许你的口袋里就有一个对象，就是你的移动电话的一个部件。你的车里也有一个，它们就是你的汽车音响系统的一部分。为什么口袋里的电话不能侦测到并利用你汽车上的扬声器呢？那样的话我们手握方向盘开车时也能接听电话了。现在所缺乏的是软件，它能让我们以协议的方式来实现事物所不能实现的事情，这些软件不是作为一个复杂操作系统上运行的应用程序，而是作为有行为能力的对象。通过运用软件对象来给我周围的设备动态地设计运行模式，我就获得了控制能力，我的个人通讯器就能找到一个合适的麦克风和扬声器，从而使我在车里不用把电话掏出口袋就可以打电话。我预计今后我们的衣服里就有麦克风（这就要求有可水洗的芯片，长寿命电池，但这些都是近期，或者最坏，中期就可实现的技术。）
我所提倡的设计方式是，各种装置和服务的设计简单，并且直接反映用途。这绝不是我们在当今个人计算机中看到的设计方式。可惜的是，个人计算机杂而不精：它们可以做许多工作，但与一种更简单合适的工具相比，它们绝大部分太难掌握，太复杂了。它们就象有50或者100把刀和各种工具的瑞士军刀，每一把都太小太脆弱，不能方便恰当地完成工作。
要获得更为简单的设计方式,除了软件以外我们还需要别的工具.我们要使数据和表格标准化以适应网络需要——计算机行业正采用一种叫做XML的技术来制定这些标准。我们需要一些软件“代理”——一些可以在网络中四处移动并且在移动后可以运行的程序。请比较一下在现实世界里带着一套印刷的旅行指南和带一个了解当地情况的导游旅行的差别——旅行指南很不可靠，如果我在某个地方拐错了弯，旅行指南就不再有任何用处，因为它们没有适应能力。 (你知道那种感觉：你从一个错误的出口驶下公路，然后又转回来，却发现没有上公路的坡道，然后你就，呕呦！) 然而，如果你给我一个代理人或导游，我就不会仅仅因为错过了一次拐弯就完全迷路。因为导游知道我要去那里，能够在具体情况下为目标而努力。代理是对这类问题的一个通用解决方案，极大地增强了网络的功能。
我们需要用更丰富的想象力来制作完美的数字化设计。我们必须使这些设备和服务能识别自己的空间和时间位置，尤其是当它们是移动设备时。一旦我们赋予它们这种识别场合的能力，我们所做的下一件事当然就是使它们了解用户在特定环境下的某些喜好，这些喜好是以特定场景下行为规范的形式出现的。这些规则很难用传统计算机语言编程。幸运的是，人工智能领域的基于群体规则的系统等非常适合于编写能识别环境的软件。
我们无需尝试使个人装置具备“知觉”。相反我们可以从多方面加强这些装置和服务的行为能力，以便使它们以更直接的方式对环境作出反应。例如，我们可以把车内的蜂窝电话、收音机、全球定位系统连接到传感器，让传感器来对各自的信息输入及对驾驶员作出反应，当任何一个都不在附近时就把它们关掉，我们无须对这些车内数字设备作一个复杂的集中管理。
有三个正在兴起的数字化景观需要完美的设计。首先是计算机屏幕背后兴起的虚拟世界。目前，这些虚拟世界以图形接口和文本与图形混合数据库等不成熟形式，出现在雅虎、美国在线和亚马孙等网址上。用于创造更深层次新感受所需的软件不久将很容易获得，由索尼公司Playstation2等装置提供的娱乐节目将成为宽带因特网的主要用途。
第二个数字化景观将出现在我们生活和工作的场所——新型数字化居室以及汽车和飞机内饰——的再设计方面。这种再设计是从把个人目标设计成上述空间的一部分着手的，并没有设法须先规定使用者最终将如何使用这些空间。这种设计方式工程师称之为自下而上的设计模式。我们再回到汽车的例子，此刻我写作时正巧坐在这样一辆车里。车上有一台收音机，其设计仍是传统的，它有一些旋钮，调频调幅调谐器，放大器，喇叭和显示屏。车上还有带麦克风和喇叭的蜂窝电话，不用你的手去操作。为什么这些设备都有各自的喇叭呢？这是因为收音机是集成的而不是模块化标准件，其收音机部件的单独的功能无法为其它车内设备所利用。
而在新的面向对象的设计方式中，收音机将被分解为更简单的部件，每一个部件都是网络中的一个设备或者能为网络中的设备所用。这将使电话能够把收音机的喇叭作为网络设施来使用，因为此时，其喇叭不再被隐藏在一个过度复杂的收音机里。我带进车的其它设备也将能同车内设备协调一致的工作，就象这些设备是内建的设备一样。
这种设计方式灵活多变，如果有几个设备可以做同样的工作，那么一个坏了，我可以利用其它照样工作，这些设备会自然的转换到还完好的设备上。在设计单个设备时。我不必把它所有的用途都考虑进去。
在这样一个空间里我想作的是给这些设备设计运行方式。我一坐进车里，我的个人电话或个人数字助理就通过无线网络定位本地有那些资源可供利用，然后根据我的需求协调它们的运行。
但是仅仅把一些设备装入到我们居住的地方是不够的，我们还需要对这些场所进行设计。我们希望这些设备成为房子本身的一部分。例如，显示器、扬声器、麦克风以及其它物件和传感器，它们需要知道彼此是怎样联系在一起，这样信息才能以恰当的方式在合适的显示器上显示出来。
重新设计这个世界使它包含旨在完成一些特别任务的功能，将耗资上万亿美圆。这是一个很大的问题。唐·诺曼的著作，比如《日常物品的设计》表明即使是简单的家用电器设计起来是多么困难。需要有巨大数字空间的设计比建筑设计难多了，建筑设计只不过是数字化设计这一大问题中的一个小部分。
我们需要设计的第三个数字化景观是影响我们公共场所、城市和户外空间的新装置的设计。我们用以装点这些空间的最重要的技术产品——汽车——是一个不小的祸害。正如杰里·曼德在他的警示性的书《缺少神灵：技术的失败和印第安民族的生存》中指出的那样，如果我们看到的竟是如此结局，我们起码会有所退缩：我们的城市塞满了汽车，我们被迫在汽车上耗费大量时间，由此导致的结果是我们的社区走向衰败。
这些意想不到的结果将使我们暂时停顿下来。这次我们在城里装备有线和无线网络、传感器和其他装置时，应设法把事情办得更好。在大规模的变革过程中，意想不到的结果是难以避免的，但是如果我们不去试一试，这些结果则更加难以避免。
大卫·格棱特1991年开山之作《镜中世界》一书中用很大的篇幅描述了这个电子世界的景象。该书不仅预测了网络也预测了虚拟世界是怎样实现的。格棱特生动地想象了一座城市，就象是城市本身的模拟。设想以下你来到一座城市，城市就感觉到了你的到来，就知道谁是你的朋友，他们在那里。你正在开车，这时你被告知一个很久没见的朋友就在那边喝咖啡（咖啡馆前碰巧还有一个泊位）。诸如此类的简单事情可能使我们现在如此巨大的城市变得人性化。
在设计数字化新景观的过程中，我们起码面临着两大挑战；首先是使这些景观更有人情味。如果一个人是在没有汽车的世界长大的，人们就很难让他认同汽车创造的景观是人之价值的体现。汽车使事物传播到对于汽车来说合适的距离，汽车也侵入到我们的空间，侵入到我们对这个对于步行者来说规模恰当的世界的欣赏能力。
我们需要设计新的数字化景观，使它们为我们所用，而不是简单地适应它们的价值观。它们应该反映我们感知世界的方式，反映我们的情感。要达到这样一个程度并不容易，它不是一种默认的结局。
我们面临的第二个挑战是如何使这些景观更美丽。要达到这一点，我们比以往任何时候更需要伟大的设计。克里斯托弗·亚历山大在其著作《一种模式语言》中提出的想法是重要和充满希望的。模式语言是从对我们建设的这个世界里一些小成分极其相互关系的研究中产生的。例如，如果房子两边都有光照进来，房子里就有不眩目的自然光，这样房子的效果就要好得多。天花板较低房子让人觉得隐秘；我们进入一座舒适的房子时经过一系列的空间，从最开放的到最隐秘的。这些模式不是定律，但那些美丽的设计都遵循他们。
自20年前写作《模式语言》以来，克里斯托弗·亚历山大就一直在试图了解是什么使事物美丽，试图揭示那些构成美丽事物基础的自然法则。我当然不相信所有美丽的东西都可以从数学上来把握，但我相信在那些我们喜爱和觉得美丽的东西都拥有某种组织原则。例如，美丽的东西通常都有一个强大的中心点深深吸引我们，不管是房子中间一间温暖的房间，或是桌子中间的一支蜡烛，还是一幅美丽的绘画的一个中心成分。我们可以设想依据这个原则来组织一种新的设计软件和其它生成的设计元素。
一个世纪前，这个世界被重新设计过了。因为火车时刻表的缘故我们使所有的钟同步了。通过文学艺术我们发现了新的感知时间的方法。而汽车则改变了我们的远近观念。
现在由于计算技术和通信技术的发展，我们的世界又在被重新塑造。正是由于这个新的数字化世界，由于它崭新的景色，我们需要伟大的数字化设计。这些将是电子世界，它们给设计者和探索者提供了多种可能。在这样的世界里我们能够把我们所能想象得到的所有美表达出来，我们所能想象得到的所有美我们也能经历到。
我们会发现自己处在一个一举一动都受人监视的世界，就象今天名人被人关注一样。
再想象一下当你来到一个城市，它知道你的出现，知道谁是你的朋友，知道你的朋友在哪里。
（全文完）