我成長在紐約市一間狹小的公寓裡，和我們的四隻貓以及我父親大約3000本書的巨大私人圖書館擠在一起。我的父親以設計書籍為生，他崇敬書籍。他的書遍佈公寓的每個角落，覆蓋了房子裡所有可能的表面，包括暖氣片和馬桶水箱。對我父親來說，這些書是藝術品：拿在手裡很美，看起來很美，讀起來也很美。
儘管我父親對書籍的過分迷戀並沒有完全影響到我，但他確實讓我體會到書籍作為一項技術發明的價值，它是一項卓越的工程，其重要性可以說前所未有。然而，鑑於閱讀的核心只不過是一個工具，它圍繞著一系列的妥協和限制而設計，因此它遠非完美。
不幸的是，我們從古代抄寫員那裡繼承下來的閱讀系統——你現在最有可能使用的閱讀方法——從根本上受到了幾個世紀前相關的工程限制的影響，但在我們的資訊時代，這些限制已經不再適用。當書籍稀少，很少有人能閱讀時，閱讀設計中可能存在的固有缺陷可能會阻礙閱讀，這一事實並沒有引起太大的關注。但是今天，在計算機時代，我們可以立即下載幾乎所有出版過的書籍，並在我們口袋裡攜帶的裝置上閱讀，限制我們閱讀的是大腦吸收可用內容的能力。我們這個千禧年的問題是，我們似乎根本無法足夠快地將資訊輸入到我們的頭腦中，以滿足我們的需求。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過 訂閱來支援我們屢獲殊榮的新聞報道。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
一千年前看起來可能是一個不錯的閱讀設計理念，今天可能就不是一個好主意了。以字母的形狀和間距為例。在印刷機發明之前的幾個世紀裡，抄寫員需要花費大量時間來書寫一本書。因此，快速工作的需要可能影響了我們字母形狀的設計，因為這些字母的形成是為了儘可能流暢和快速地手工繪製。我們從過去繼承下來的其他不再相關的設計限制與材料的高成本有關。羊皮紙很貴。因此，字母的設計是為了壓縮和塞滿頁面上的符號——以至於間距甚至標點符號都被省略了，並且必須在 12 世紀引入以方便閱讀。
雖然將符號緊密地排列在一起似乎是一種節省羊皮紙的絕妙方法，但科學家們現在開始認識到，這種設計決定與大腦處理視覺資訊的方式背道而馳。荷蘭的 赫爾曼·布瑪 在 1970 年代證明，當形狀相似的物體（例如字母）緊密地聚集在一起時，這種聚集會干擾大腦辨別叢集元素的能力，這種現象被稱為“擁擠”。
雖然科學家們不明白為什麼會發生擁擠，但它的影響很容易看到。 考慮以下字母串：Dwzrh k wbp。當您直接看著字母“D”時，您能辨認出字母“k”嗎？大多數人都可以。 但現在看看當“k”變得擁擠時會發生什麼：Dwzrhkwbp。一旦間距變得緊湊，大多數人發現不可能辨認出這個字母。這種現象限制了我們一眼就能感知到的字母數量，紐約大學的 丹尼斯·佩利 和他的同事在 2007 年的研究表明，擁擠從根本上限制了我們的閱讀速度。
意識到現在可能是重新考慮傳統閱讀設計的時候了，一群由來自世界各地的科學家和技術人員組成的現代古登堡樂隊開始尋找創新工程解決方案，旨在使更多人閱讀更高效和有效。 他們的最終目標是重新發明閱讀，以便我們不再受制於羽毛筆和鋼筆所施加的過時設計限制，而是設計一種新的閱讀形式，僅受限於人腦的能力。 我們在 視覺學習實驗室 的團隊——該實驗室是來自馬薩諸塞大學波士頓分校、麻省理工學院和哈佛大學的科學家合作組成的，其中包括 馬克·龐普倫、陳晨 和 我，很榮幸能在這個研究中發揮作用。
我之所以對這個領域感興趣，是因為我有閱讀障礙，閱讀對我來說一直是一個挑戰。事實上，閱讀對我來說是如此痛苦且毫無成效，以至於我大約有 20 年的時間幾乎完全停止了閱讀。但是，後來，我偶然發現，當我使用智慧手機的小螢幕閱讀我工作所需的科學論文時，我能夠更輕鬆、更方便地閱讀。受這種 個人發現 的啟發，在國家科學基金會的資助下，我們首先在 2010 年在一小部分大學生中測試了這種效果，發現該技術有前景。 然後，在 2013 年對 100 多名患有閱讀障礙的高中生進行的一項 綜合研究 中，使用包括 眼動追蹤 的技術，我們能夠確認，縮短的行格式確實為許多在閱讀方面有困難的人帶來了好處。
我們並不是唯一注意到這種效應的人。儘管智慧手機在他們在 1980 年代後期進行原始研究時還沒有被髮明出來，但麻省理工學院的 加迪·蓋格 和傑羅姆·萊特文，以及馬薩諸塞大學阿默斯特分校的 基思·雷納 和他的同事發現，一些人在閱讀時，透過限制閱讀時處理的文字跨度，閱讀障礙有所減輕。後來，當計算機、智慧手機和電子閱讀器的使用變得普遍時，更多人開始注意到這種短行效應，包括許多非科學家，例如大衛·奈特，他受此效應的啟發建立了一個網路流程來幫助人們縮短行，他稱之為“友好型別”。還發現了其他有益的格式修改。 例如，義大利和法國的 馬可·佐爾齊 和他的同事在 2012 年表明，當增加字母間距以減少擁擠時，患有閱讀障礙的兒童閱讀效果更好。
透過使用智慧手機上重新設計的文字，我能夠打破自己的齋戒，開始閱讀以前困擾我的書籍。雖然這幫助我重新發現了閱讀的樂趣，但它也激發了我作為科學家的好奇心：為什麼像縮短文字行這樣簡單的事情會突然讓我更容易閱讀？ 根據我們的 眼動追蹤研究，我們的理論是，短行可以幫助那些在其他方面有困難的人，因為它們有助於在閱讀時引導注意力，並促進文字中的向前追蹤。
縮短行雖然簡單，但並不是引導閱讀注意力的唯一方法。 舊金山的一位律師尼克·盧姆開發的名為 Beeline Reader 的智慧網路應用程式，可能會使用顏色來引導讀者沿著行向前移動，從而達到類似的效果。 Beeline 透過以顏色漸變來清洗每一行文字，建立看起來有點像扎染 T 恤的文字。相鄰單詞的顏色從一種顏色逐漸過渡到下一種顏色，或許有助於引導注意力向前移動。 儘管尚未進行研究來證實這一點，但盧姆報告說，許多使用者發現這種技術在閱讀方面有益。
研究人員用來最大程度地減少追蹤成本的另一種非常流行的方法是使用計算機在計算機螢幕上的同一位置依次閃爍單詞。 這種方法稱為快速序列視覺呈現 (RSVP)，最早由麻省理工學院的 莫莉·波特 和她的同事在 1976 年提出。 使用這種方法，波特的團隊表明，大腦可以在短短 15 毫秒內從文字或其他視覺場景中提取有用的資訊，而眼睛從一個詞移動到另一個詞需要 200 毫秒。
原則上，RSVP 應該能夠將閱讀速度提高十倍。但是，包括明尼蘇達大學的 戈登·萊格 在內的許多研究人員發現，使用 RSVP 獲得的效果要溫和得多，他是該領域最重要的先驅之一。 雖然當閃爍的單詞是隨機且不相關的時，可能會獲得很大的收益，但當這些單詞被排列成句子並且需要理解時，只能獲得適度的收益。 人們認為這種限制的一個原因是，即使 RSVP 消除了移動視線和追蹤行的需要，大腦也需要時間來處理和解釋單詞和句子。
閱讀的產生是為了將語言記錄在紙上。因此，當使用快速序列視覺呈現（RSVP）技術壓縮閱讀速度時，理解能力會受到大腦快速處理語音能力的限制。正常的語速比大多數人的閱讀速度稍慢，約為每分鐘 150-200 個單詞（wpm）。然而，令人矚目的是，由法國的 Laurianne Vagharchakian 領導的一個研究團隊在 2012 年發現，當使用計算機壓縮語音並以驚人的速度（約 600 wpm）播放時，人們仍然可以很好地理解語音。但是，當速度進一步提高時，理解能力會突然崩潰。當他們使用核磁共振成像檢查大腦對這種超快速語音的反應時，他們發現，當速度突破障礙時，高階語言處理區域的資訊會飽和。就好像大腦沒有足夠的空間來臨時儲存傳入的資訊流，壓倒了語言處理區域有限的速度。結果是，無論超加速資訊流是聽覺的（壓縮語音）還是視覺的（RSVP 閱讀），理解能力都會突然失敗。
因此，加速閱讀似乎從根本上受到高階語言處理速度瓶頸的限制。如果是這樣，我們如何才能有望設計出一種技術，使我們能夠跟上不斷增長的閱讀需求？為了解決這個問題，我們的實驗室正在研究兩種可能的技術解決方案：一種旨在透過改變大腦閱讀緩衝區的的資訊處理能力來提高其吞吐量，另一種則旨在啟用替代的閱讀通道，從而允許並行處理資訊，並增加閱讀期間能夠執行的語言處理能力。
據說大腦具有可塑性，這意味著可以改變其能力。海法大學的 Zvia Breznitz 及其同事證明，當人們被迫使用他們稱之為“閱讀加速程式”（RAP）的過程進行練習時，人們可以在不損害理解能力的情況下，學會將閱讀速度大致提高一倍。RAP 使用計算機以固定速度強制閱讀，就像吃豆人遊戲一樣吞噬文字。人們以逐漸加快的速度閱讀。這種練習會調整大腦用於閱讀的結構，因此人們即使在沒有計算機驅動閱讀的情況下，也可以在幾個月後保持加速的閱讀速度。
雖然 RAP 顯示出巨大的潛力，但我們認為，透過將閱讀設計從筆和羽毛筆的束縛中解放出來，從頭開始重新思考這個過程，可以獲得更多。想想看，我們首先是透過語音來處理語言的。然而，在傳統的閱讀設計中，我們被迫用眼睛閱讀。即使大腦已經包含了一個用於語言的完全開發的聽覺通路，傳統的閱讀設計也很少利用大腦的聽覺處理能力（也許只有在朗讀或默讀單詞時）。當視覺通路因閱讀而達到極限時，用於語言的聽覺網路仍然相對未被充分利用。這表明，可以結合視覺閱讀使用聽覺網路，在大腦中建立用於閱讀的並行通路，從而加速處理。
在我們的實驗室中，我們正在研究一種潛在的閱讀重新設計方案，旨在突破大腦對理解的速度障礙。我們打算透過建立在聽覺處理的神經迴路之上，並將其與閱讀並行使用來實現這一目標。在這裡，人們使用高度加速的文字視覺呈現（例如，使用 RSVP 或 RAP）進行閱讀，同時他們還可以透過壓縮文字轉語音來收聽同一文字的高度壓縮的聽覺呈現。強制同時加速視覺和聽覺領域的語言處理速度，大腦可以並行處理資訊。我們的理論是，來自每個感知流的高速語言輸入將相互加強，從而有效地提高大腦的緩衝能力，並使人們能夠以比單獨使用任何一種技術更快的速度進行理解性閱讀。
在我們位於馬薩諸塞大學波士頓分校的實驗室進行的一項對照實驗的初步跡象令人鼓舞。在這裡，我們研究了新的閱讀方法，其中 40 名患有或沒有閱讀障礙的大學生使用由 Voice Dream 閱讀器驅動的智慧手機進行閱讀，該閱讀器同時使用 RAP 並輔以壓縮的文字轉語音（以及其他視覺修改以解決擁擠和注意力問題）。雖然我們的結果仍是初步的，但我們發現，這種新的閱讀方法比迄今為止嘗試的任何方法（在理解和速度方面）都更有效，無論人們是否患有閱讀障礙。重要的是，我們早期的跡象表明，最無效的閱讀方法可能是社會幾個世紀以來一直堅持的方法：在紙上閱讀。
我們的研究表明，我們目前使用的閱讀方法（基於當今社會不再相關的古代工程限制）僅有限地利用了大腦的資訊處理能力。隨著技術不斷改變文字的交付和消費方式，我們所有人很快都將能夠利用世界現代古騰堡社群進行的研究，來突破大腦的速度障礙，並以更高的速度和效率進行閱讀。雖然在過去，閱讀方面的這種演變可能需要數千代人才能紮根，但隨著計算機技術的爆炸式增長，這種變化很可能在不到一代人的時間內為所有人所用。