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条形码|扫了这么久的码，你还不知道“码”是怎么来的？

条形码诺曼·伍德兰大卫·柯林斯读码器

现如今 ， 我们的生活已经离不开“手机扫码” ， 去购物要扫条形码、扫付款码 ， 疫情期间出入各个场所要扫健康码......“码”在我们的生活中已经无处不在 。
几道黑线、几个黑方块的罗列 ， 怎么蕴含着那么多的信息？它们又是如何被发明的？让我们从条形码说起......
条形码更早一步诞生 ， 也被更早的应用在我们的生活中 ， 如果去超市购物 ， 只要用激光读码器把条形码一扫 ， 就能立刻知道有关商品的信息 ， 如名称、价格、数量、品种等 ， 既帮助顾客 ， 也方便收银员 。
上图就是一种通用的商品条形码图 。 在组成它的12位数字中 ， 国别代码2位 ， 厂商代码4位 ， 产品代码5位 ， 校验码1位；在黑白粗细条纹中 ， 黑线条为0 ， 白线条为1 ， 不同的粗细代表0和1的个数不同 。 按照这样的办法 ， 就可以把十进位的自然数0 ， 1 ， 2 ， … ， 8 ， 9等改变为二进制的0和1的组合 ， 例如0001101 ， 或是0011001等 。
读码器自带激光光源 ， 它从条形码的反光中接收到0和1的电脉冲信号 ， 根据信号的持续时间 ， 判断条形码的线条宽度和所用的编码类别 ， 再根据编码规则就可以将所收到的信号转换为0~9的数字 。 如果读码器装有识别数字功能的软件 ， 还可以直接读出条形码下方的数字 ， 当信号快速地传回计算机时 ， 从计算机数据库中就可以直接调出产品的信息 ， 更为神奇的是 ， 所有这一切 ， 只需一眨眼的工夫就可以完成 。
条形码|扫了这么久的码，你还不知道“码”是怎么来的？
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其实 ， 条形码的发明过程更是一个生动的故事 ， 这个发明由偶然的机遇与不懈的坚持所铸就 ， 还是一个长达近30年两代人的接力过程 。
早在60多年前 ， 有两个年轻人伯纳德·希尔弗和诺曼·伍德兰 ， 当时他们正在费城德里克塞尔技术学院就读研究生 。 1948年的一天 ， 希尔弗偶然在学院大厅里听到食品连锁超市董事长与校长的谈话 。 董事长希望学校能帮助他们研制一个设备 ， 在收银员结账时 ， 可以自动得到商品的信息 ， 然而这位校长婉言拒绝了 。 这件事却引起希尔弗和伍德兰的兴趣 。 两人一拍即合 ， 决定动手一试 。 他们没有研究经费 ， 伍德兰只好靠买点股票赚钱补贴 。 最后伍德兰竟然为此辍学 ， 一心一意地琢磨这件事 。
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左为伍德兰 ， 右为希尔弗
在佛罗里达的海滩上 ， 伍德兰获得灵感 。 他回忆道：“我把四个手指插入沙中 ， 不自觉地把手指划向自己 ， 划出四条线 。 这四条线可宽、可窄 ， 不是可以取代长划和短划的莫尔斯码吗？”(摩尔斯电码也被称作摩斯密码 ， 是一种时通时断的信号代码 ， 通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号 。 )伍德兰脑中的灵光一闪 ， 使他捕捉到条形码的秘诀 。
1949年10月20日 ， 他们提交专利申请 。 申请报告详细阐明条形码的结构和读码器的设计原理 。 1952年10月7日 ， 这项专利被批准 ， 由此奠定他和希尔弗两人作为条形码的发明人地位 。
【条形码|扫了这么久的码，你还不知道“码”是怎么来的？】1951年伍德兰受聘于IBM 。 在业余时间里 ， 他与希尔弗仍然在家中研究读码器 。 最初的读码器有桌子那么大 ， 还要用500瓦的灯泡照明 ， 再用光电倍增管接收条码纸的反光 。 尽管强光刺眼 ， 几乎把纸烤糊 ， 但总算接收到信号了 。 当时的计算机价格昂贵 ， 计算速度也很缓慢 ， 读码器又如此粗大笨重 ， 无论是谁看到它 ， 都认为这套设备很难投入使用 。 幸好专利的咨询师很有眼力 ， 经过他评估 ， 并没有因为不好使用给予“封杀” 。 他的结论是：项目有很好的应用前景 ， 但目前不具备开发的技术设备 ， 起码5年后才宜动手 。 这两人的研究只好暂告一段落 。
几年后 ， 大卫·柯林斯接过了他们手中的接力棒 。 在麻省理工学院就读时 ， 柯林斯曾在铁路上打工 ， 深知货车管理是一件令铁路公司头疼的事 ， 他们急需能自动识别进站货车、快速处理相关信息的装置 。 从学校毕业后 ， 他来到席尔瓦尼亚公司工作 ， 他决心为铁路系统研究一套可行的设备 。 那时 ， 他的手边已经有激光器和计算机 ， 具备读码器的光源和处理信息的设备 ， 而识别货车可以采用伍德兰的条形码 ， 于是在1961年 ， 第一台样机研制成功 。 又经过几年修改和补充 ， 制定出相应的读码规则 。
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大卫·柯林斯
到了1967年 ， 柯林斯终于研制成功实用的铁路读码器 。 又经过6年 ， 在1973年4月3日 ， 这种带有读码器的条形码首次用于工业生产 。 从此以后 ， 条形码在各个领域全面推广 。
1974年6月26日 ， 条形码首次在超市现身 。 俄亥俄州马什超市用读码器售出第一包绿箭牌口香糖 。 这是经过数人几十年的努力 ， 几百万美元投入而获得的成果 。
此后 ， 这种新技术走遍世界各地 。 如今它不只用于商业运输 ， 还广泛地引申到其他的领域 ， 在马拉松赛手的身上、住院病人的手腕带上、卡车的零件上、珍稀野生动物的身上 ， 几乎无处不在 。
如今 ， 在一维码的基础上 ， 条形码又发展出二维码 。 一小块方形图案包含各种黑白线段和条块 。 它比一维码增添更多信息 ， 除了字母、数字 ， 还包括各种文字和图像 。 更重要的是 ， 二维码可以不用与计算机数据库相连 ， 只利用码中的信息就足够了 。
诺曼·伍德兰并没有因发明条码致富 。 但科技的迅速发展使他能在有生之年目睹自己的发明在全世界开花结果的盛况 。 1991年 ， 他和已经去世的伯纳德·希尔弗因发明条形码获得时任美国总统的布什授予的国家发明奖 。 2011年因这项发明 ， 伍德兰和希尔弗双双入选美国发明家名人堂 。
来源：《科学史上的365天》
作者：魏凤文 武轶
图源：网络
版权归原作者所有
编辑：张润昕
来源：原点阅读
编辑：观山不易


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