魯弗斯·波特經歷了一場非凡的技術變革。1792年他出生時，美國人出行靠步行和馬匹，通訊靠人工傳遞信件，生病了就放血療法。十五年後，羅伯特·富爾頓的明輪蒸汽船開始在哈德遜河上從紐約市到奧爾巴尼運送乘客。到波特於1845年8月28日星期四出版第一期《大眾科學》雜誌時，蒸汽機正在驅動這個國家蓬勃發展的工廠、礦山和磨坊，蒸汽動力鐵路正以驚人的速度在陸地上運輸貨物和人員。“極其壯麗的長車廂，”波特寫道，可以安全、舒適和便捷地運送60到80名乘客，“以每小時30或40英里的速度飛馳。”
波特是一位富裕的新英格蘭家庭的兒子，他曾涉足風景畫家和發明家等多個職業；他只編輯了《大眾科學》兩年。但這足以將其打造成技術預言的喉舌。《大眾科學》170年來一直在記錄科學和技術領域驚人的進步，並經常就這些進步可能如何改變美國人的生活和工作方式發表評論。
波特在創辦一本讚頌科學和技術的雜誌方面很有遠見。在19世紀70年代，美國開始耗盡西部邊疆以外可供定居的新耕地。科學和技術提供了新的征服前沿。當時，改變遊戲規則的技術主要來自富爾頓或電報的發明者塞繆爾·F·B·莫爾斯等個人發明家。然而，發明過程本身也在經歷重要的轉變。在從19世紀70年代末開始的半個世紀裡，貝爾電話實驗室等工業研究機構日益突出，它們利用了物理和化學的巨大潛力，甚至使亨利·福特等時代創始發明家的工業發展都黯然失色。它們越來越多地提供了正在改變美國生活的重大突破——主要是在電氣、化學和汽車技術領域。
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第二次世界大戰迎來了一場新的轉型。從20世紀40年代開始，聯邦政府開始透過撥款和合同來資助國家的大部分科學和技術發展，大大增加了技術職業的機會，並加快了創新步伐。公共和私人投資共同催生了抗生素和疫苗、電晶體電子產品以及數字計算機，並承諾提供廉價的核能。
20世紀70年代個人電腦和生物技術產業的興起，體現了私人小規模創新的復興。自由市場資本主義的推廣、促進經濟放松管制的政府政策、研究的稅收減免、活生物體和重要軟體的專利以及聯邦研究支援獲得的有用知識從大學向小型企業的轉移，都鼓勵了企業家精神。創新者在矽谷和其他地方催生了高科技初創企業，這些企業在重塑技術格局方面發揮了超乎尋常的作用。他們以驚人的速度將微處理器等如今無處不在的新技術推向市場。資金雄厚的聯邦機構，如國家衛生研究院，推動了分子生物學和基因組學的進步，刺激了疾病診斷和治療的巨大變革。
為了理解這些變化的廣度和幅度，我設想了每個時期在一些好奇的觀察者眼中會是什麼樣子。我們從奧羅拉開始，她是19世紀70年代的青少年，也是20世紀30年代的祖母，她與小孫子邁克爾一起反思美國生活的巨大變化。我們還將跟隨邁克爾，從他在二戰期間的童年到他在20世紀70年代的祖父時代，以及他的孫子喬爾，我們的當代人。
光明、聲音和移動性
1876年，奧羅拉參觀了費城百年博覽會，她從火車站乘坐馬車前往展館。馬力是人們在當地以及鐵路和輪船無法到達的地方旅行的方式。奧羅拉走在佈滿糞便的街道上時，會提起裙子，捏住鼻子。她的母親用手洗衣服和打掃衛生，用冰鎮箱子保持家人食物的新鮮。當她的兄弟腿骨折時，醫生只能猜測骨折的位置。她和她的朋友主要透過郵政郵件保持聯絡，儘管一些熟人透過他們的僕人傳送信件。奧羅拉如果時間允許，主要從現場娛樂活動中獲得樂趣——講座、音樂會、戲劇、雜耍——她的兄弟尤其喜歡日益流行的棒球運動。
但奧羅拉知道，部分原因是她閱讀了《大眾科學》，巨大的變化正在萌芽。在百年紀念年，亞歷山大·格雷厄姆·貝爾展示了他的新電話透過電線傳輸對話的能力。一些專家嘲笑這項發明只是個玩具，但該雜誌的編輯在幾年後指出：“誰……有勇氣……預測時間和麻煩的消除，以及忘記或犯錯的僕人的消失，將帶來哪些社會和商業變革？很快，商業場所，甚至所有富裕人士的住宅，都將透過電話交換機相互連線，這將成為一種規則，而不是例外。”
第二年的一天，托馬斯·愛迪生走進紐約市公園街的雜誌辦公室，在桌子上放了一個小玩意兒，然後一言不發地轉動曲柄。令編輯們震驚的是，機器說：“你好嗎？你喜歡留聲機嗎？”愛迪生正確地預測，留聲機將錄製和播放整部小說的口語文字，如《尼古拉斯·尼克爾貝》以及首席女主角、首相和總統的聲音。
當時，愛迪生正致力於白熾燈的開發，他於1879年新年前夜在他位於新澤西州門洛帕克的開創性工業研究實驗室向3000人首次展示了白熾燈。演示包括一個關鍵要素——一種實用且經濟高效的發電和配電方式。“在電燈普及之後，只有奢侈的人才會燃燒牛油蠟燭，”愛迪生被廣泛報道說過。電力照明很快開始取代街道、辦公室和家庭中的煤氣照明。《大眾科學》詳細介紹了其優點：它更亮，不閃爍，而且不會消耗空氣中的氧氣或使其充滿菸灰。
在隨後的幾十年裡，該雜誌的編輯們預言了X射線在醫學和違禁品檢測方面的潛在用途；無馬 carriage 的出現，它將消除城市中“灰塵和泥土”（編輯們太講究禮儀而不提及糞便）“和噪音”——馬蹄在鵝卵石路面上發出 clattering 的聲音；以及重於空氣的飛行前景。然而，他們未能認識到1907年三極真空管的發明，這種真空管透過產生和放大語音和音樂等可變訊號，在短短十多年後，將被證明在電子學（包括無線通訊）的發展中至關重要。
到20世紀30年代，奧羅拉可以認識到電力和化學對日常生活的改變有多大。她的兒子在電力照明的辦公室工作，回到電力照明的家，然後去燈火輝煌的市中心吃飯。她和女兒將食物儲存在電動冰箱中，並用真空吸塵器清潔地板。她直接在電話上撥打家人和朋友的電話，而無需透過接線員。*她和丈夫在收音機上收聽政治會議、音樂會和拳擊比賽，並在有空調的劇院裡看電影。
化學和電力已將無馬 carriage 變成了無處不在的“汽車”，這個名字意味著運動的自主性。1915年售價1500美元的敞篷旅行車變成了時尚的家用轎車，標價680美元，其中包括安全玻璃、耐用油漆、緩衝橡膠輪胎和電燈。有了電動啟動器，奧羅拉不再需要轉動曲柄來啟動發動機。汽油很便宜，尤其因為在1910年至1930年間，石油公司化學家弄清楚瞭如何將從一桶原油中提取的汽油量增加三倍。
新技術也引來了一批批評家。汽車、有軌電車、嘈雜的收音機和難聞的氣味的大都市創造了一個汙染的糞坑，危害生命、肢體和理智。隨著大蕭條的來臨，一些人將崩潰歸咎於技術性失業。在20世紀30年代，汽車工業陷入了痛苦甚至致命的勞工衝突，這在很大程度上是咎由自取。
但對新前沿的工業押注已經得到了回報，創造了新的產業、新的就業機會，以及交通、通訊和日常生活中的大量消費便利。汽車工業的領導者可以理所當然地說，算上維修店、加油站以及鋼鐵、油漆、玻璃、橡膠和織物生產商等輔助企業，他們的整體運營佔全國五分之一或六分之一的就業崗位。即使在蕭條的深淵中，美國人仍然樂觀地認為，科學和技術將創造更美好的未來。
奧羅拉本人可能很欣賞1940年初《大眾科學》上的一篇報道，該報道稱杜邦公司開發出一種合成超級聚合物，並將其命名為“尼龍”，它可以製成編織連衣裙、泳衣、內衣和長襪——所有這些都宣傳為像絲綢一樣光滑。當邁克爾陪同他的祖母參觀1939年紐約世界博覽會時，他對電視等新的高科技奇蹟更加興奮，展覽承諾這些奇蹟即將進入消費領域。
醫學和電子學
年輕的邁克爾在20世紀30年代末長大，他認為家庭收聽收音機和留聲機是理所當然的。這兩種電器都很大，而且並非總是可靠，因為它們依賴於多個容易發生故障的真空管。他的父母非常清楚，他們的醫生的藥箱裡幾乎沒有治療傳染病的藥物，也沒有對抗可怕的小兒麻痺症的藥物。他們在蕭條時期擔心意外地承擔起撫養另一個孩子的費用，因為他們使用的避孕措施——避孕套或子宮隔膜——並非完全可靠。癌症的主要治療方法是手術；來自鐳或X光機等來源的輻射本身也存在受傷的風險。邁克爾的姐姐在辦公室裡擔任“計算機”——使用手動加法機處理數值資料。大多數計算機都是女性。
在1945年二戰勝利後的十年裡，邁克爾從《大眾科學》瞭解到，戰時科學和工程的動員已經產生了適用於民用生活的主要創新。其中最重要的是微波雷達，這是一種發射和探測超高頻無線電脈衝回波的系統，用於跟蹤空中的飛機和揭示地面上的目標。該雜誌正確地預測，在和平時期，微波網路可以同時傳輸“數十萬”個私人電話，並在全國範圍內傳輸“高畫質和彩色電視”節目。
戰時對化學武器的研究意外地導致了某些癌症的化學療法；它對兒童白血病和淋巴瘤的存活率產生了重大影響。但戰爭帶來的戲劇性醫學紅利是青黴素，黴菌的副產品。這是許多抗生素中的第一種，為梅毒和其他傳染病提供了有效的治療方法。到1952年，鏈黴素和四環素等其他抗生素的開發構成了該雜誌正確地說的“醫學革命”。
長期以來，脊髓灰質炎的研究一直受到科學家無法培養這種病毒的阻礙，除非在猴子的脊髓組織中，而猴子是一種稀缺商品。然而，在1952年，該雜誌熱情洋溢地報道了哈佛大學的科學家發現了一種在普通組織培養物中繁殖病毒的方法，這一突破“極大地推動了對該疾病的研究”以及針對該疾病的疫苗的開發。1955年，在全國範圍內試驗成功後，宣佈喬納斯·索爾克的脊髓灰質炎疫苗獲得成功，全國各地響起了鐘聲。
戰爭也催生了電子數字計算機。第一批型號包含數千個真空管，佔據整個房間並消耗大量電力。對這些真空管的依賴是提高機器可以完成的任務複雜程度的主要障礙。然而，在1948年，正如邁克爾在《大眾科學》中讀到的那樣，工程師發明了一種名為電晶體的裝置，它執行與真空管相同的工作，但體積更小，功耗更低。
到20世紀70年代，邁克爾乘坐噴氣式飛機環遊世界，這是國防研究的又一項副產品，他確信雷達將在他的整個旅程中跟蹤他的飛機，電子儀器將引導飛機在惡劣天氣中安全著陸。
邁克爾和他的妻子可以為他們的家購買廉價商品，包括微波爐、塑膠傢俱和滌綸製成的衣服，這些衣服易於清潔，耐縮水和防皺，更不用說防蛀了。他不必擔心他的孫子喬爾可能會感染小兒麻痺症，因為疫苗接種在美國很普及。癌症仍然是一種恐懼，但可以透過不斷擴大的化學療法選單來抵禦。他的妻子認為，她們的女兒，一個已婚，另一個未婚，可以使用避孕藥將性快感與懷孕的風險分開，這真是太好了。
祖父邁克爾喜歡向喬爾和他的朋友們指出，他們在收聽電晶體行動式收音機和緊湊型立體聲唱片和磁帶播放機上想聽的任何東西時，享受著多麼大的自主權。邁克爾本人佩戴著電晶體助聽器，尺寸小巧隱蔽，由一塊持久耐用的電池供電。他非常高興能和喬爾一起觀看遠方的現場新聞和體育賽事，如溫布林登網球公開賽，因為正如《大眾科學》在1961年預測的那樣，在地球上方數千英里執行的通訊衛星現在“不僅傳輸電報和電話資訊，還傳輸電檢視像……到地球最遙遠的角落。”
然而，並非所有人都對高科技變革感到滿意。在20世紀60年代，蕾切爾·卡森發人深省且文筆優美的《寂靜的春天》幫助激發了一場新的環境運動，其目標是滴滴涕和有毒物質。批評家們指責計算機將人類貶低為僅僅是程式碼條目，由學術和工業官僚機構管理。對越南戰爭及其使用除草劑作為武器和從30000英尺高空進行大規模轟炸的憤怒，常常指向生產這些武器的科學和技術企業。
儘管如此，美國人作為一個整體並沒有表示異議。參加反對環境汙染遊行的人們仍然津津樂道於噴氣式飛機旅行、電晶體立體聲音響、彩色電視和避孕藥。一旦戰爭結束，大部分憤怒都消退了。汙染仍然是一種威脅，儘管改革者找到了利用清理技術和基於科學的法規來減輕汙染的方法。
生物醫學和矽社會
在20世紀70年代，喬爾對生活的不便之處有著青少年特有的不耐煩。使用計算機意味著步履蹣跚地走到學校的計算機中心，提交程式並在第二天取回列印輸出。他必須打電話給旅行社預訂行程。他觀看的電視節目僅限於三個國家廣播網和幾個地方電視臺。要從銀行取款，他必須兌現支票，要在家外打電話，他必須找到公用電話。當他的母親被診斷出患有腹部癌症時，她必須接受探查性手術以確定惡性腫瘤的位置和程度。他很高興在《大眾科學》中瞭解到，新技術有望消除他感到不耐煩的原因。微晶片將使縮小計算機尺寸成為可能。“桌面大小的計算機將變得像打字機一樣普及，”該雜誌的一位撰稿人預測道。該雜誌在1991年專門討論網際網路及其潛在用途的一期中表示，訪問全球資訊網也將如此。
《大眾科學》與其他媒體一起，還報道了重組DNA的出現，這是一種分子生物學方法，可以操縱生命在其遺傳本質上。利用這項技術，科學家可以從一種生物體中切除一個基因，並將其插入另一種生物體中。原則上，重組DNA可以用於多種目的：診斷遺傳性疾病和應用基因療法來治癒這些疾病；對玉米等農作物進行基因工程改造，使其對特定疾病具有抗性；以及改造微生物以生產用於製藥目的的有益蛋白質。
重組DNA引起了人們的擔憂，即操縱生命在其遺傳本質上的能力將導致新的優生學，基因改造生物體會危及環境平衡，或者為任何目的進行基因工程改造都構成人類的傲慢，侵犯了上帝保留的特權。到20世紀70年代末，爭議雖然沒有消除所有反對意見，但在很大程度上已經平息，部分原因是聯邦政府對實驗室和田野中的重組措施進行了監管，以及這些新的基因力量帶來的好處，例如生產用於治療糖尿病的人胰島素——這是幾十年來開發的一系列廣泛的藥品中的第一個。
近年來，喬爾發現生活條件不僅更令人滿意，而且更有利於維護自己和家人的健康。在20世紀70年代，《大眾科學》展示了超聲波，這是一種醫學成像技術，與侵入性手術或X射線不同，它可以“無痛且以最小的風險和費用”揭示身體內部特徵，包括胎兒。它很快也報道了一系列額外的改變遊戲規則的成像技術——CT、MRI和PET掃描。如果喬爾或他的家人患上慢性病，醫生可以獲得他的身體過程（如血流和腦活動）或腫瘤和疼痛移位（如脊柱）的影像。
喬爾和我們所有人一樣，生活在微處理器的世界中。它們使他的手機、平板電腦和計算機成為可能；它們調節他的汽車、烤箱、冰箱、房屋警報器、數碼相機和24/7為他提供現金的ATM機。每當他使用網際網路時，他都應該感謝微處理器，他經常這樣做，以在地圖上查詢方向或檢視他的Facebook帳戶。
與過去一樣，新技術也刺激了新的擔憂，尤其是在資訊時代個人和醫療隱私方面，計算機化社會容易受到網路核心攻擊的脆弱性，技術和基因工程藥物對醫療服務成本的影響，以及得知你可能註定要患上一種沒有已知療法或治癒方法的遺傳疾病的人力代價。儘管如此，美國人仍然津津樂道於網際網路隨時隨地訪問商業和資訊，以及基因學、成像和計算將導致更個性化、量身定製的醫療的前景。他們也希望世界各地的社會能夠既滿足他們對能源的巨大需求，又透過更廉價的風能和太陽能技術來減緩全球變暖的步伐。
如果歷史是可靠的指南，美國人將歡迎科學和技術可能帶來的一切，就像他們自魯弗斯·波特在《大眾科學》的最初幾頁中讚揚鐵路以來所做的那樣。過去170年的記錄提供了充分的理由相信，儘管存在任何缺點，科學和技術將繼續以絕大多數有益的方式改變美國人的生活，其中許多方式仍然是難以想象的。
*編者注（2015年11月17日）：列印文章中的這句話在釋出後進行了編輯。原文錯誤地暗示，在20世紀30年代，無需接線員的干預，就可以直接撥打從海岸到海岸的電話。雖然本地電話是這樣，但在20世紀50年代之前，長途電話需要接線員。