*“.......他所创立的公司，历经多次合并与发展后，最终成为20世纪科技巨擘——国际商业机器公司（International Business Machines, IBM）。”*
2025-09-28
冯俊源
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19世纪末，美国政府陷入前所未有的“数据洪流”——一场人口普查耗时八年，几乎难以为继。就在这时，一位名叫霍利里思的年轻工程师，从织布机和火车票中汲取灵感，发明了打孔卡片制表机。这项创新不仅拯救了统计工作，也悄然拉开了信息时代的序幕。
在19世纪末的美国，进步浪潮正以前所未有的速度席卷全国。铁轨如血脉般连接美国东西两岸，为经济腾飞奠定了基础，移民洪流也从世界各地涌来。然而，繁荣背后隐藏着一个巨大的行政危机：人口普查。
1880年的美国人口普查，面对近五千万人口，动用上万名职员，在一望无际的分类账簿和统计表格中埋首苦干，耗费近八年时间才勉强处理完。这个结果令人沮丧，因为美国宪法规定每10年普查一次，这意味着结果尘埃落定时，下次普查已迫在眉睫。在这个历史背景下，每年9月成为信息处理史的重要纪念时点。1884年9月23日，一位名叫赫尔曼·霍利里思（Herman Hollerith）的德裔年轻工程师，为构想中的“编译数据艺术”（art of compiling statistics）提交了专利申请，这项发明正是日后穿孔制表机（tabulating machine）的雏形。
用孔洞记录人口信息
霍利里思本人是大移民时代的产物。他于1860年生于纽约州水牛城，父母是严谨的德国移民。他继承了德意志民族的精确与坚毅，年仅19岁便从哥伦比亚大学矿业学院以优异成绩毕业。他的第一份工作，恰恰就是在美国人口普查局。人口普查需要处理大量数据，还要统计出各城市的人口资料，如年龄、性别等。
霍利里思的上司约翰·肖·比林斯（John Shaw Billings）医生曾向他建议，是否能有一种机械装置来处理海量人口数据，就像法国人约瑟夫·马里·雅卡尔（Joseph Marie Jacquard）发明的织布机那样，用穿孔卡片来自动控制复杂的提花图案。这个想法如同一颗种子，深深种在霍利里思脑海中。当他看到火车列车长用打孔方式记录乘客特征时，突然灵机一动：如果一个孔洞代表一种人类特征，那么无数个孔洞组合，不就能记录一个人的所有信息吗？更重要的是，电流可以感知孔洞有无，从而实现自动计算。
这位充满雄心的发明家把这个概念转化成一套机电系统，基础是标准化穿孔卡片。每张卡片被划分为240个格位，每一格位对应一个特定答案。首先，人口普查员使用一台类似打字机的“键盘穿孔机”，将原始问卷上的信息逐一转化为卡片上的精确孔洞。
接着，操作员通过这套系统的核心“制表机”（tabulator）来读取资料。制表机有个装有弹簧加载的金属探针矩阵压板，每个探针对应卡片上的一个格位。当穿孔卡片被放入读卡槽时，操作员压下杠杆，探针矩阵便会朝卡片压去。如果探针的位置没有孔洞，它会被绝缘的卡片挡住；如果有孔，探针则会穿过卡片，浸入其下方一个盛有水银的小杯中。水银是优良的电导体，探针浸入瞬间就接通了一个独立电路。电信号会立刻驱动一个特定电磁计数器，同时还会敲响铃铛，提示操作员读取成功。
换言之，有孔处能接通电路计数，代表该调查项目为“有”（“1”），无孔处不能接通电路计数，表示该调查项目为“无”（“0”）。信息以二进制来记录和储存。
从制表机到科技巨擘
这套系统的威力在1890年人口普查中发挥得淋漓尽致。面对超过6200万的庞大人口数据，霍利里思的机器仅用短短六周就完成了初步人口总数统计，而全部数据的详细分析也只耗时两年半左右。这不仅为美国政府节省约500万美元的巨额开支，更重要的是，它证明了大规模数据自动化处理的可行性。正因为有了这项技术，1890年的普查才得以收集史无前例的丰富数据，包括移民状况、公民身份、英语能力等，为社会学家和政策制定者提供了一幅前所未有的美国社会全景图。
作为一名精明的企业家，霍利里思看到了这项技术在商业领域的巨大潜力。他辞去公职，于1896年创立“制表机器公司”（Tabulating Machine Company)，并开创性地采用租赁而非出售的商业模式。很快，他的机器就出现在铁路公司的会计部门，用于计算货运里程和成本；也出现在保险公司的办公室，用于整理精算表格。企业第一次能够快速、准确地了解自身的运营状况，从而做出更明智的决策。这标志着“商业智能”（business intelligence）的诞生，数据处理产业由此拉开序幕。他所创立的公司，历经多次合并与发展后，最终成为20世纪科技巨擘——国际商业机器公司（International Business Machines, IBM）。
霍利里思的发明影响深远，远远超出他的时代。他所推广的穿孔卡片，作为一种标准化数据载体，统治数据处理领域长达半个多世纪。他开创出全新思维范式，将抽象、复杂的社会信息转化为可被机器读取、分析和计算的物理格式。这种“数据编码”的思想，奠定了信息时代的基础。
小知识
霍利里思设计的穿孔卡片，摄于1895年。（美国国会图书馆）
霍利里思最初设计的穿孔卡片，尺寸与当时的一美元纸币完全相同。这并非巧合，而是一个极务实的设计考量。为了方便储存、运输、处理数千万张普查卡片，霍利里思特意采用这个尺寸，以便能直接使用美国财政部现成的、用于存放钞票的标准储存柜。这种将计算问题与后勤物流相结合的周全思维，充分展现出他作为工程师的远见。
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