我成长在纽约市一间狭小的公寓里，和我们的四只猫以及我父亲大约3000本书的巨大私人图书馆挤在一起。我的父亲以设计书籍为生，他崇敬书籍。他的书遍布公寓的每个角落，覆盖了房子里所有可能的表面，包括暖气片和马桶水箱。对我父亲来说，这些书是艺术品：拿在手里很美，看起来很美，读起来也很美。
尽管我父亲对书籍的过分迷恋并没有完全影响到我，但他确实让我体会到书籍作为一项技术发明的价值，它是一项卓越的工程，其重要性可以说前所未有。然而，鉴于阅读的核心只不过是一个工具，它围绕着一系列的妥协和限制而设计，因此它远非完美。
不幸的是，我们从古代抄写员那里继承下来的阅读系统——你现在最有可能使用的阅读方法——从根本上受到了几个世纪前相关的工程限制的影响，但在我们的信息时代，这些限制已经不再适用。当书籍稀少，很少有人能阅读时，阅读设计中可能存在的固有缺陷可能会阻碍阅读，这一事实并没有引起太大的关注。但是今天，在计算机时代，我们可以立即下载几乎所有出版过的书籍，并在我们口袋里携带的设备上阅读，限制我们阅读的是大脑吸收可用内容的能力。我们这个千禧年的问题是，我们似乎根本无法足够快地将信息输入到我们的头脑中，以满足我们的需求。
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一千年前看起来可能是一个不错的阅读设计理念，今天可能就不是一个好主意了。以字母的形状和间距为例。在印刷机发明之前的几个世纪里，抄写员需要花费大量时间来书写一本书。因此，快速工作的需要可能影响了我们字母形状的设计，因为这些字母的形成是为了尽可能流畅和快速地手工绘制。我们从过去继承下来的其他不再相关的设计限制与材料的高成本有关。羊皮纸很贵。因此，字母的设计是为了压缩和塞满页面上的符号——以至于间距甚至标点符号都被省略了，并且必须在 12 世纪引入以方便阅读。
虽然将符号紧密地排列在一起似乎是一种节省羊皮纸的绝妙方法，但科学家们现在开始认识到，这种设计决定与大脑处理视觉信息的方式背道而驰。荷兰的 赫尔曼·布玛 在 1970 年代证明，当形状相似的物体（例如字母）紧密地聚集在一起时，这种聚集会干扰大脑辨别集群元素的能力，这种现象被称为“拥挤”。
虽然科学家们不明白为什么会发生拥挤，但它的影响很容易看到。 考虑以下字母串：Dwzrh k wbp。当您直接看着字母“D”时，您能辨认出字母“k”吗？大多数人都可以。 但现在看看当“k”变得拥挤时会发生什么：Dwzrhkwbp。一旦间距变得紧凑，大多数人发现不可能辨认出这个字母。这种现象限制了我们一眼就能感知到的字母数量，纽约大学的 丹尼斯·佩利 和他的同事在 2007 年的研究表明，拥挤从根本上限制了我们的阅读速度。
意识到现在可能是重新考虑传统阅读设计的时候了，一群由来自世界各地的科学家和技术人员组成的现代古登堡乐队开始寻找创新工程解决方案，旨在使更多人阅读更高效和有效。 他们的最终目标是重新发明阅读，以便我们不再受制于羽毛笔和钢笔所施加的过时设计限制，而是设计一种新的阅读形式，仅受限于人脑的能力。 我们在 视觉学习实验室 的团队——该实验室是来自马萨诸塞大学波士顿分校、麻省理工学院和哈佛大学的科学家合作组成的，其中包括 马克·庞普伦、陈晨 和 我，很荣幸能在这个研究中发挥作用。
我之所以对这个领域感兴趣，是因为我有阅读障碍，阅读对我来说一直是一个挑战。事实上，阅读对我来说是如此痛苦且毫无成效，以至于我大约有 20 年的时间几乎完全停止了阅读。但是，后来，我偶然发现，当我使用智能手机的小屏幕阅读我工作所需的科学论文时，我能够更轻松、更方便地阅读。受这种 个人发现 的启发，在国家科学基金会的资助下，我们首先在 2010 年在一小部分大学生中测试了这种效果，发现该技术有前景。 然后，在 2013 年对 100 多名患有阅读障碍的高中生进行的一项 综合研究 中，使用包括 眼动追踪 的技术，我们能够确认，缩短的行格式确实为许多在阅读方面有困难的人带来了好处。
我们并不是唯一注意到这种效应的人。尽管智能手机在他们在 1980 年代后期进行原始研究时还没有被发明出来，但麻省理工学院的 加迪·盖格 和杰罗姆·莱特文，以及马萨诸塞大学阿默斯特分校的 基思·雷纳 和他的同事发现，一些人在阅读时，通过限制阅读时处理的文本跨度，阅读障碍有所减轻。后来，当计算机、智能手机和电子阅读器的使用变得普遍时，更多人开始注意到这种短行效应，包括许多非科学家，例如大卫·奈特，他受此效应的启发创建了一个网络流程来帮助人们缩短行，他称之为“友好类型”。还发现了其他有益的格式修改。 例如，意大利和法国的 马可·佐尔齐 和他的同事在 2012 年表明，当增加字母间距以减少拥挤时，患有阅读障碍的儿童阅读效果更好。
通过使用智能手机上重新设计的文本，我能够打破自己的斋戒，开始阅读以前困扰我的书籍。虽然这帮助我重新发现了阅读的乐趣，但它也激发了我作为科学家的好奇心：为什么像缩短文本行这样简单的事情会突然让我更容易阅读？ 根据我们的 眼动追踪研究，我们的理论是，短行可以帮助那些在其他方面有困难的人，因为它们有助于在阅读时引导注意力，并促进文本中的向前追踪。
缩短行虽然简单，但并不是引导阅读注意力的唯一方法。 旧金山的一位律师尼克·卢姆开发的名为 Beeline Reader 的智能网络应用程序，可能会使用颜色来引导读者沿着行向前移动，从而达到类似的效果。 Beeline 通过以颜色渐变来清洗每一行文本，创建看起来有点像扎染 T 恤的文本。相邻单词的颜色从一种颜色逐渐过渡到下一种颜色，或许有助于引导注意力向前移动。 尽管尚未进行研究来证实这一点，但卢姆报告说，许多用户发现这种技术在阅读方面有益。
研究人员用来最大程度地减少追踪成本的另一种非常流行的方法是使用计算机在计算机屏幕上的同一位置依次闪烁单词。 这种方法称为快速序列视觉呈现 (RSVP)，最早由麻省理工学院的 莫莉·波特 和她的同事在 1976 年提出。 使用这种方法，波特的团队表明，大脑可以在短短 15 毫秒内从文本或其他视觉场景中提取有用的信息，而眼睛从一个词移动到另一个词需要 200 毫秒。
原则上，RSVP 应该能够将阅读速度提高十倍。但是，包括明尼苏达大学的 戈登·莱格 在内的许多研究人员发现，使用 RSVP 获得的效果要温和得多，他是该领域最重要的先驱之一。 虽然当闪烁的单词是随机且不相关的时，可能会获得很大的收益，但当这些单词被排列成句子并且需要理解时，只能获得适度的收益。 人们认为这种限制的一个原因是，即使 RSVP 消除了移动视线和追踪行的需要，大脑也需要时间来处理和解释单词和句子。
阅读的产生是为了将语言记录在纸上。因此，当使用快速序列视觉呈现（RSVP）技术压缩阅读速度时，理解能力会受到大脑快速处理语音能力的限制。正常的语速比大多数人的阅读速度稍慢，约为每分钟 150-200 个单词（wpm）。然而，令人瞩目的是，由法国的 Laurianne Vagharchakian 领导的一个研究团队在 2012 年发现，当使用计算机压缩语音并以惊人的速度（约 600 wpm）播放时，人们仍然可以很好地理解语音。但是，当速度进一步提高时，理解能力会突然崩溃。当他们使用核磁共振成像检查大脑对这种超快速语音的反应时，他们发现，当速度突破障碍时，高级语言处理区域的信息会饱和。就好像大脑没有足够的空间来临时存储传入的信息流，压倒了语言处理区域有限的速度。结果是，无论超加速信息流是听觉的（压缩语音）还是视觉的（RSVP 阅读），理解能力都会突然失败。
因此，加速阅读似乎从根本上受到高级语言处理速度瓶颈的限制。如果是这样，我们如何才能有望设计出一种技术，使我们能够跟上不断增长的阅读需求？为了解决这个问题，我们的实验室正在研究两种可能的技术解决方案：一种旨在通过改变大脑阅读缓冲区的的信息处理能力来提高其吞吐量，另一种则旨在激活替代的阅读通道，从而允许并行处理信息，并增加阅读期间能够执行的语言处理能力。
据说大脑具有可塑性，这意味着可以改变其能力。海法大学的 Zvia Breznitz 及其同事证明，当人们被迫使用他们称之为“阅读加速程序”（RAP）的过程进行练习时，人们可以在不损害理解能力的情况下，学会将阅读速度大致提高一倍。RAP 使用计算机以固定速度强制阅读，就像吃豆人游戏一样吞噬文本。人们以逐渐加快的速度阅读。这种练习会调整大脑用于阅读的结构，因此人们即使在没有计算机驱动阅读的情况下，也可以在几个月后保持加速的阅读速度。
虽然 RAP 显示出巨大的潜力，但我们认为，通过将阅读设计从笔和羽毛笔的束缚中解放出来，从头开始重新思考这个过程，可以获得更多。想想看，我们首先是通过语音来处理语言的。然而，在传统的阅读设计中，我们被迫用眼睛阅读。即使大脑已经包含了一个用于语言的完全开发的听觉通路，传统的阅读设计也很少利用大脑的听觉处理能力（也许只有在朗读或默读单词时）。当视觉通路因阅读而达到极限时，用于语言的听觉网络仍然相对未被充分利用。这表明，可以结合视觉阅读使用听觉网络，在大脑中创建用于阅读的并行通路，从而加速处理。
在我们的实验室中，我们正在研究一种潜在的阅读重新设计方案，旨在突破大脑对理解的速度障碍。我们打算通过建立在听觉处理的神经回路之上，并将其与阅读并行使用来实现这一目标。在这里，人们使用高度加速的文本视觉呈现（例如，使用 RSVP 或 RAP）进行阅读，同时他们还可以通过压缩文本转语音来收听同一文本的高度压缩的听觉呈现。强制同时加速视觉和听觉领域的语言处理速度，大脑可以并行处理信息。我们的理论是，来自每个感知流的高速语言输入将相互加强，从而有效地提高大脑的缓冲能力，并使人们能够以比单独使用任何一种技术更快的速度进行理解性阅读。
在我们位于马萨诸塞大学波士顿分校的实验室进行的一项对照实验的初步迹象令人鼓舞。在这里，我们研究了新的阅读方法，其中 40 名患有或没有阅读障碍的大学生使用由 Voice Dream 阅读器驱动的智能手机进行阅读，该阅读器同时使用 RAP 并辅以压缩的文本转语音（以及其他视觉修改以解决拥挤和注意力问题）。虽然我们的结果仍是初步的，但我们发现，这种新的阅读方法比迄今为止尝试的任何方法（在理解和速度方面）都更有效，无论人们是否患有阅读障碍。重要的是，我们早期的迹象表明，最无效的阅读方法可能是社会几个世纪以来一直坚持的方法：在纸上阅读。
我们的研究表明，我们目前使用的阅读方法（基于当今社会不再相关的古代工程限制）仅有限地利用了大脑的信息处理能力。随着技术不断改变文本的交付和消费方式，我们所有人很快都将能够利用世界现代古腾堡社区进行的研究，来突破大脑的速度障碍，并以更高的速度和效率进行阅读。虽然在过去，阅读方面的这种演变可能需要数千代人才能扎根，但随着计算机技术的爆炸式增长，这种变化很可能在不到一代人的时间内为所有人所用。