鲁弗斯·波特经历了一场非凡的技术变革。1792年他出生时，美国人出行靠步行和马匹，通信靠人工传递信件，生病了就放血疗法。十五年后，罗伯特·富尔顿的明轮蒸汽船开始在哈德逊河上从纽约市到奥尔巴尼运送乘客。到波特于1845年8月28日星期四出版第一期《大众科学》杂志时，蒸汽机正在驱动这个国家蓬勃发展的工厂、矿山和磨坊，蒸汽动力铁路正以惊人的速度在陆地上运输货物和人员。“极其壮丽的长车厢，”波特写道，可以安全、舒适和便捷地运送60到80名乘客，“以每小时30或40英里的速度飞驰。”
波特是一位富裕的新英格兰家庭的儿子，他曾涉足风景画家和发明家等多个职业；他只编辑了《大众科学》两年。但这足以将其打造成技术预言的喉舌。《大众科学》170年来一直在记录科学和技术领域惊人的进步，并经常就这些进步可能如何改变美国人的生活和工作方式发表评论。
波特在创办一本赞颂科学和技术的杂志方面很有远见。在19世纪70年代，美国开始耗尽西部边疆以外可供定居的新耕地。科学和技术提供了新的征服前沿。当时，改变游戏规则的技术主要来自富尔顿或电报的发明者塞缪尔·F·B·莫尔斯等个人发明家。然而，发明过程本身也在经历重要的转变。在从19世纪70年代末开始的半个世纪里，贝尔电话实验室等工业研究机构日益突出，它们利用了物理和化学的巨大潜力，甚至使亨利·福特等时代创始发明家的工业发展都黯然失色。它们越来越多地提供了正在改变美国生活的重大突破——主要是在电气、化学和汽车技术领域。
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第二次世界大战迎来了一场新的转型。从20世纪40年代开始，联邦政府开始通过拨款和合同来资助国家的大部分科学和技术发展，大大增加了技术职业的机会，并加快了创新步伐。公共和私人投资共同催生了抗生素和疫苗、晶体管电子产品以及数字计算机，并承诺提供廉价的核能。
20世纪70年代个人电脑和生物技术产业的兴起，体现了私人小规模创新的复兴。自由市场资本主义的推广、促进经济放松管制的政府政策、研究的税收减免、活生物体和重要软件的专利以及联邦研究支持获得的有用知识从大学向小型企业的转移，都鼓励了企业家精神。创新者在硅谷和其他地方催生了高科技初创企业，这些企业在重塑技术格局方面发挥了超乎寻常的作用。他们以惊人的速度将微处理器等如今无处不在的新技术推向市场。资金雄厚的联邦机构，如国家卫生研究院，推动了分子生物学和基因组学的进步，刺激了疾病诊断和治疗的巨大变革。
为了理解这些变化的广度和幅度，我设想了每个时期在一些好奇的观察者眼中会是什么样子。我们从奥罗拉开始，她是19世纪70年代的青少年，也是20世纪30年代的祖母，她与小孙子迈克尔一起反思美国生活的巨大变化。我们还将跟随迈克尔，从他在二战期间的童年到他在20世纪70年代的祖父时代，以及他的孙子乔尔，我们的当代人。
光明、声音和移动性
1876年，奥罗拉参观了费城百年博览会，她从火车站乘坐马车前往展馆。马力是人们在当地以及铁路和轮船无法到达的地方旅行的方式。奥罗拉走在布满粪便的街道上时，会提起裙子，捏住鼻子。她的母亲用手洗衣服和打扫卫生，用冰镇箱子保持家人食物的新鲜。当她的兄弟腿骨折时，医生只能猜测骨折的位置。她和她的朋友主要通过邮政邮件保持联系，尽管一些熟人通过他们的仆人发送信件。奥罗拉如果时间允许，主要从现场娱乐活动中获得乐趣——讲座、音乐会、戏剧、杂耍——她的兄弟尤其喜欢日益流行的棒球运动。
但奥罗拉知道，部分原因是她阅读了《大众科学》，巨大的变化正在萌芽。在百年纪念年，亚历山大·格雷厄姆·贝尔展示了他的新电话通过电线传输对话的能力。一些专家嘲笑这项发明只是个玩具，但该杂志的编辑在几年后指出：“谁……有勇气……预测时间和麻烦的消除，以及忘记或犯错的仆人的消失，将带来哪些社会和商业变革？很快，商业场所，甚至所有富裕人士的住宅，都将通过电话交换机相互连接，这将成为一种规则，而不是例外。”
第二年的一天，托马斯·爱迪生走进纽约市公园街的杂志办公室，在桌子上放了一个小玩意儿，然后一言不发地转动曲柄。令编辑们震惊的是，机器说：“你好吗？你喜欢留声机吗？”爱迪生正确地预测，留声机将录制和播放整部小说的口语文本，如《尼古拉斯·尼克尔贝》以及首席女主角、首相和总统的声音。
当时，爱迪生正致力于白炽灯的开发，他于1879年新年前夜在他位于新泽西州门洛帕克的开创性工业研究实验室向3000人首次展示了白炽灯。演示包括一个关键要素——一种实用且经济高效的发电和配电方式。“在电灯普及之后，只有奢侈的人才会燃烧牛油蜡烛，”爱迪生被广泛报道说过。电力照明很快开始取代街道、办公室和家庭中的煤气照明。《大众科学》详细介绍了其优点：它更亮，不闪烁，而且不会消耗空气中的氧气或使其充满烟灰。
在随后的几十年里，该杂志的编辑们预言了X射线在医学和违禁品检测方面的潜在用途；无马 carriage 的出现，它将消除城市中“灰尘和泥土”（编辑们太讲究礼仪而不提及粪便）“和噪音”——马蹄在鹅卵石路面上发出 clattering 的声音；以及重于空气的飞行前景。然而，他们未能认识到1907年三极真空管的发明，这种真空管通过产生和放大语音和音乐等可变信号，在短短十多年后，将被证明在电子学（包括无线通信）的发展中至关重要。
到20世纪30年代，奥罗拉可以认识到电力和化学对日常生活的改变有多大。她的儿子在电力照明的办公室工作，回到电力照明的家，然后去灯火辉煌的市中心吃饭。她和女儿将食物储存在电动冰箱中，并用真空吸尘器清洁地板。她直接在电话上拨打家人和朋友的电话，而无需通过接线员。*她和丈夫在收音机上收听政治会议、音乐会和拳击比赛，并在有空调的剧院里看电影。
化学和电力已将无马 carriage 变成了无处不在的“汽车”，这个名字意味着运动的自主性。1915年售价1500美元的敞篷旅行车变成了时尚的家用轿车，标价680美元，其中包括安全玻璃、耐用油漆、缓冲橡胶轮胎和电灯。有了电动启动器，奥罗拉不再需要转动曲柄来启动发动机。汽油很便宜，尤其因为在1910年至1930年间，石油公司化学家弄清楚了如何将从一桶原油中提取的汽油量增加三倍。
新技术也引来了一批批评家。汽车、有轨电车、嘈杂的收音机和难闻的气味的大都市创造了一个污染的粪坑，危害生命、肢体和理智。随着大萧条的来临，一些人将崩溃归咎于技术性失业。在20世纪30年代，汽车工业陷入了痛苦甚至致命的劳工冲突，这在很大程度上是咎由自取。
但对新前沿的工业押注已经得到了回报，创造了新的产业、新的就业机会，以及交通、通信和日常生活中的大量消费便利。汽车工业的领导者可以理所当然地说，算上维修店、加油站以及钢铁、油漆、玻璃、橡胶和织物生产商等辅助企业，他们的整体运营占全国五分之一或六分之一的就业岗位。即使在萧条的深渊中，美国人仍然乐观地认为，科学和技术将创造更美好的未来。
奥罗拉本人可能很欣赏1940年初《大众科学》上的一篇报道，该报道称杜邦公司开发出一种合成超级聚合物，并将其命名为“尼龙”，它可以制成编织连衣裙、泳衣、内衣和长袜——所有这些都宣传为像丝绸一样光滑。当迈克尔陪同他的祖母参观1939年纽约世界博览会时，他对电视等新的高科技奇迹更加兴奋，展览承诺这些奇迹即将进入消费领域。
医学和电子学
年轻的迈克尔在20世纪30年代末长大，他认为家庭收听收音机和留声机是理所当然的。这两种电器都很大，而且并非总是可靠，因为它们依赖于多个容易发生故障的真空管。他的父母非常清楚，他们的医生的药箱里几乎没有治疗传染病的药物，也没有对抗可怕的小儿麻痹症的药物。他们在萧条时期担心意外地承担起抚养另一个孩子的费用，因为他们使用的避孕措施——避孕套或子宫隔膜——并非完全可靠。癌症的主要治疗方法是手术；来自镭或X光机等来源的辐射本身也存在受伤的风险。迈克尔的姐姐在办公室里担任“计算机”——使用手动加法机处理数值数据。大多数计算机都是女性。
在1945年二战胜利后的十年里，迈克尔从《大众科学》了解到，战时科学和工程的动员已经产生了适用于民用生活的主要创新。其中最重要的是微波雷达，这是一种发射和探测超高频无线电脉冲回波的系统，用于跟踪空中的飞机和揭示地面上的目标。该杂志正确地预测，在和平时期，微波网络可以同时传输“数十万”个私人电话，并在全国范围内传输“高清和彩色电视”节目。
战时对化学武器的研究意外地导致了某些癌症的化学疗法；它对儿童白血病和淋巴瘤的存活率产生了重大影响。但战争带来的戏剧性医学红利是青霉素，霉菌的副产品。这是许多抗生素中的第一种，为梅毒和其他传染病提供了有效的治疗方法。到1952年，链霉素和四环素等其他抗生素的开发构成了该杂志正确地说的“医学革命”。
长期以来，脊髓灰质炎的研究一直受到科学家无法培养这种病毒的阻碍，除非在猴子的脊髓组织中，而猴子是一种稀缺商品。然而，在1952年，该杂志热情洋溢地报道了哈佛大学的科学家发现了一种在普通组织培养物中繁殖病毒的方法，这一突破“极大地推动了对该疾病的研究”以及针对该疾病的疫苗的开发。1955年，在全国范围内试验成功后，宣布乔纳斯·索尔克的脊髓灰质炎疫苗获得成功，全国各地响起了钟声。
战争也催生了电子数字计算机。第一批型号包含数千个真空管，占据整个房间并消耗大量电力。对这些真空管的依赖是提高机器可以完成的任务复杂程度的主要障碍。然而，在1948年，正如迈克尔在《大众科学》中读到的那样，工程师发明了一种名为晶体管的设备，它执行与真空管相同的工作，但体积更小，功耗更低。
到20世纪70年代，迈克尔乘坐喷气式飞机环游世界，这是国防研究的又一项副产品，他确信雷达将在他的整个旅程中跟踪他的飞机，电子仪器将引导飞机在恶劣天气中安全着陆。
迈克尔和他的妻子可以为他们的家购买廉价商品，包括微波炉、塑料家具和涤纶制成的衣服，这些衣服易于清洁，耐缩水和防皱，更不用说防蛀了。他不必担心他的孙子乔尔可能会感染小儿麻痹症，因为疫苗接种在美国很普及。癌症仍然是一种恐惧，但可以通过不断扩大的化学疗法菜单来抵御。他的妻子认为，她们的女儿，一个已婚，另一个未婚，可以使用避孕药将性快感与怀孕的风险分开，这真是太好了。
祖父迈克尔喜欢向乔尔和他的朋友们指出，他们在收听晶体管便携式收音机和紧凑型立体声唱片和磁带播放机上想听的任何东西时，享受着多么大的自主权。迈克尔本人佩戴着晶体管助听器，尺寸小巧隐蔽，由一块持久耐用的电池供电。他非常高兴能和乔尔一起观看远方的现场新闻和体育赛事，如温布尔登网球公开赛，因为正如《大众科学》在1961年预测的那样，在地球上方数千英里运行的通信卫星现在“不仅传输电报和电话信息，还传输电视图像……到地球最遥远的角落。”
然而，并非所有人都对高科技变革感到满意。在20世纪60年代，蕾切尔·卡森发人深省且文笔优美的《寂静的春天》帮助激发了一场新的环境运动，其目标是滴滴涕和有毒物质。批评家们指责计算机将人类贬低为仅仅是代码条目，由学术和工业官僚机构管理。对越南战争及其使用除草剂作为武器和从30000英尺高空进行大规模轰炸的愤怒，常常指向生产这些武器的科学和技术企业。
尽管如此，美国人作为一个整体并没有表示异议。参加反对环境污染游行的人们仍然津津乐道于喷气式飞机旅行、晶体管立体声音响、彩色电视和避孕药。一旦战争结束，大部分愤怒都消退了。污染仍然是一种威胁，尽管改革者找到了利用清理技术和基于科学的法规来减轻污染的方法。
生物医学和硅社会
在20世纪70年代，乔尔对生活的不便之处有着青少年特有的不耐烦。使用计算机意味着步履蹒跚地走到学校的计算机中心，提交程序并在第二天取回打印输出。他必须打电话给旅行社预订行程。他观看的电视节目仅限于三个国家广播网和几个地方电视台。要从银行取款，他必须兑现支票，要在家外打电话，他必须找到公用电话。当他的母亲被诊断出患有腹部癌症时，她必须接受探查性手术以确定恶性肿瘤的位置和程度。他很高兴在《大众科学》中了解到，新技术有望消除他感到不耐烦的原因。微芯片将使缩小计算机尺寸成为可能。“桌面大小的计算机将变得像打字机一样普及，”该杂志的一位撰稿人预测道。该杂志在1991年专门讨论互联网及其潜在用途的一期中表示，访问万维网也将如此。
《大众科学》与其他媒体一起，还报道了重组DNA的出现，这是一种分子生物学方法，可以操纵生命在其遗传本质上。利用这项技术，科学家可以从一种生物体中切除一个基因，并将其插入另一种生物体中。原则上，重组DNA可以用于多种目的：诊断遗传性疾病和应用基因疗法来治愈这些疾病；对玉米等农作物进行基因工程改造，使其对特定疾病具有抗性；以及改造微生物以生产用于制药目的的有益蛋白质。
重组DNA引起了人们的担忧，即操纵生命在其遗传本质上的能力将导致新的优生学，基因改造生物体会危及环境平衡，或者为任何目的进行基因工程改造都构成人类的傲慢，侵犯了上帝保留的特权。到20世纪70年代末，争议虽然没有消除所有反对意见，但在很大程度上已经平息，部分原因是联邦政府对实验室和田野中的重组措施进行了监管，以及这些新的基因力量带来的好处，例如生产用于治疗糖尿病的人胰岛素——这是几十年来开发的一系列广泛的药品中的第一个。
近年来，乔尔发现生活条件不仅更令人满意，而且更有利于维护自己和家人的健康。在20世纪70年代，《大众科学》展示了超声波，这是一种医学成像技术，与侵入性手术或X射线不同，它可以“无痛且以最小的风险和费用”揭示身体内部特征，包括胎儿。它很快也报道了一系列额外的改变游戏规则的成像技术——CT、MRI和PET扫描。如果乔尔或他的家人患上慢性病，医生可以获得他的身体过程（如血流和脑活动）或肿瘤和疼痛移位（如脊柱）的图像。
乔尔和我们所有人一样，生活在微处理器的世界中。它们使他的手机、平板电脑和计算机成为可能；它们调节他的汽车、烤箱、冰箱、房屋警报器、数码相机和24/7为他提供现金的ATM机。每当他使用互联网时，他都应该感谢微处理器，他经常这样做，以在地图上查找方向或查看他的Facebook帐户。
与过去一样，新技术也刺激了新的担忧，尤其是在信息时代个人和医疗隐私方面，计算机化社会容易受到网络核心攻击的脆弱性，技术和基因工程药物对医疗服务成本的影响，以及得知你可能注定要患上一种没有已知疗法或治愈方法的遗传疾病的人力代价。尽管如此，美国人仍然津津乐道于互联网随时随地访问商业和信息，以及基因学、成像和计算将导致更个性化、量身定制的医疗的前景。他们也希望世界各地的社会能够既满足他们对能源的巨大需求，又通过更廉价的风能和太阳能技术来减缓全球变暖的步伐。
如果历史是可靠的指南，美国人将欢迎科学和技术可能带来的一切，就像他们自鲁弗斯·波特在《大众科学》的最初几页中赞扬铁路以来所做的那样。过去170年的记录提供了充分的理由相信，尽管存在任何缺点，科学和技术将继续以绝大多数有益的方式改变美国人的生活，其中许多方式仍然是难以想象的。
*编者注（2015年11月17日）：打印文章中的这句话在发布后进行了编辑。原文错误地暗示，在20世纪30年代，无需接线员的干预，就可以直接拨打从海岸到海岸的电话。虽然本地电话是这样，但在20世纪50年代之前，长途电话需要接线员。