Elektroniskt papper vänder sidan

Med PowerPoint-presentationer, Palm Pilot-strålande chefer och mobiltelefoner som trillar i publiken, verkade e-bokvärlden i november förra året vara typisk för de hundratals affärstekniska sammankomster som hölls varje år. Men det var det inte. Det var faktiskt den första konferensen som enbart ägnades åt den kommande omvandlingen av bokvärlden genom digital teknik. Hundratals människor från hela världen betalade så mycket som 995 dollar för att höra några av de mest inflytelserika redaktörerna och förläggarna i USA förutsäga radikala förändringar i skrivning, distribution och läsning av tryckt material.

Under den två dagar långa konferensen fick de närvarande agenterna, författare, teknologer och förläggare upprepade gånger höra att de vanliga böckernas, tidskrifternas och tidningarnas dag nästan var över. Den viktigaste orsaken till detta dödsfall, fick deltagarna veta, kommer att vara den nyutvecklade e-boken. Så kraftfull kommer den fortgående vågen av e-böcker att vara, förutspådde Dick Brass, Microsofts vice vd för teknologiutveckling, att den sista pappersupplagan av The New York Times kommer att dyka upp under 2018.

Den här historien var en del av vårt marsnummer 2001

• Se resten av frågan
• Prenumerera

De nya e-böckerna visades i utställningslokalen. De var för det mesta tangentbordslösa datorer, var och en ungefär lika stor som en pocketbok. Besökare knackade försiktigt på skärmen eller tummade på en knapp för att bläddra i dessa grå rutor; med vissa modeller kunde läsarna bokmärka favoritställen. Låt dig inte luras av deras anspråkslösa utseende, varnade konferensarrangören och författaren Michael Wolff i sitt huvudtal. E-boken, förkunnade han, är den viktigaste utvecklingen i bokbranschen sedan pocketbokens tillkomst.

Kanske. Digital teknik och böcker, tidskrifter och tidningar kommer säkerligen att kollidera, precis som Wolff sa. Och, som han också sa, kommer resultaten att få en enorm social och kulturell påverkan. Men nyckeluppfinningen kommer inte att vara den elektroniska boken - åtminstone inte de grå rutorna som ställs ut på e-Book World. Istället blir det en utveckling som inte en enda talare på konferensen tog upp – en produkt som inte ett av företagen i utställningen visade upp. Även om förlagsbranschens samlade fantasi har fångats av den nuvarande generationen av elektroniska böcker, kommer den teknik som mest sannolikt att förändra läsning och skrivning vara elektroniskt papper.

En handfull ledande teknikföretag tävlar om att skapa det första praktiska elektroniska papperet - en digital display som är tunn och flexibel nog att rulla in i ett rör eller vikas ihop som en karta, men ändå billig nog att säljas i packar eller kopplas till några hundra andra skärmar in i ryggraden på en anteckningsbok. Den senaste tidens framsteg har gått så snabbt att vissa forskare tror att denna nya typ av display på bara några år skulle kunna ersätta papper i många situationer, vilket leder till skapandet av böcker, tidskrifter och tidningar gjorda av ark av trådbunden plast.

Vi pratar om något som skulle vara den första verkliga förändringen av bokens teknik på 500 år, säger Paul Drzaic, teknologichef på E Ink, en startup i Cambridge, MA som presenterade en första prototyp av e-papper sent förra året. år. Du måste vara medveten om konsekvenserna. Vi jämför oss inte med Gutenberg på något sätt, men det är otroligt att tro att vi skulle kunna vara i en tid som skulle nämnas i samma andetag.

Historiker har länge hävdat att tekniken som behövdes för att skapa en tryckpress med rörlig typ hade funnits i Europa i mer än ett sekel före 1440-talet, då Johann Gutenberg och flera andra hantverkare i den tyska staden Mainz inrättade de första kompositrummen. Men det viktiga saknades, skrev historikerna Lucien Febvre och Henri-Jean Martin in Bokens ankomst , en klassisk redogörelse från 1958. Det hade varit omöjligt att uppfinna trycket om det inte varit för den drivkraft som papper gav, som [först] kom i allmänt bruk i slutet av 1300-talet.

Innan papper - en kinesisk uppfinning, skickad till Europa av araberna - skrev européer manuskript på veläng och pergament, som var gjorda av lammskinn respektive fårskinn. (Termen är inexakta; ibland gav getter eller kalvar råvaran.) Även om djurhudar kunde rakas till ark av fantastiskt tunna skikt, var de dyra, tog inte bläck bra och var i allmänhet för spröda för att passera genom en press. Även om skinn kunde tryckas på skulle stora upplagor kräva massslakt: historikern Aloys Ruppel räknade en gång ut att att stämpla ut hundra exemplar av Gutenbergbibeln på veläng skulle ha förbrukat 15 000 lamm. Först när papper fick stor spridning på kontinenten blev tryckta böcker tekniskt och ekonomiskt genomförbara.

Elektroniskt pappers historia är kortare och mindre färgstark, men som en historiker kan säga är den inte utan incidenter. Den kanske första forskaren som övervägde elektroniskt papper på allvar var Nick Sheridon, fysiker vid Xerox Palo Alto Research Center (PARC), födelseplatsen för datorgränssnittet för mus och fönster. 1975, när Sheridon gick med i PARC, märkte han en paradox. Hans kollegor på PARC föreställde sig ivrigt en framtida värld där tryckta böcker och tidskrifter skulle ersättas av datorskärmar. Men monitorerna som faktiskt användes på PARC-sklumpiga enheter med grön-vita skärmar hade så dålig kontrast att forskare ofta var tvungna att dra rullgardinerna för att se vad de gjorde. En Newsweek eller Time som ersattes av en platt version av en av dessa datorskärmar skulle ha varit nästan oläslig, säger Sheridon. Jag tänkte, antar jag, att istället för att byta ut papper mot bildskärmen så kan det vara smartare att byta ut skärmen mot papper.

Snabbt kom han på ett möjligt sätt, som han kallade Gyricon, från grekiskan för att rotera bild. I sin nuvarande inkarnation är Gyricon ett genomskinligt silikongummiark i vilket tusentals små plastkulor är inbäddade, var och en mindre i diameter än ett människohår. Varje sfär har en svart halva, som bär en mycket liten statisk elektricitetsladdning, och en vit halva, som är elektriskt neutral. Om ett elektriskt fält kommer nära sfärerna, attraherar eller stöter det bort deras svarta halvor, vilket får sfärerna att rotera. Om de vita halvorna slutar luta mot gummidukens ovansida, ser betraktaren vita prickar; om de svarta halvorna är vända mot betraktaren är prickarna svarta. Att placera ett Gyricon-ark mellan samma typer av kretsar som styr pixlarna på en bärbar dators skärm kommer att arrangera sfärerna på ungefär samma sätt, vilket skapar en svart-vit bild.

Snart hade Sheridon en grov arbetsmodell. Den liknar en landskusin till Etch A Sketch och kan producera ett X för Xerox. Han trodde att den skulle vara klar för marknaden runt 1985, om han bara kunde slicka på några praktiska problem. Den främsta bland dem var en tillverkningsfråga: medan Sheridon hade utarbetat ett sätt att tillverka de små bollarna, gav det inte enhetliga sfärer; han hittade sig själv att peta igenom de små jordkloten och letade efter bra.

Ett annat, mer skrämmande, problem låg framför oss. Gummiduken måste kontrolleras, eller adresseras, av elektroderna på ett kretskort, och alla kända platta kretskort var styva och oflexibla - helt olik papper. Ännu värre, de var dyra. Faktum är att sådana kretsar var (och är) anledningen till att bärbara datorer kostade mer än vanliga datorer. Som ett resultat var Gyricon-prototypen mer som ett styvt, dyrt elektroniskt urklipp än ett böjbart, billigt pappersark. Xerox kunde inte se mycket värde i forskning som verkade producera ett dyrbart svart-vitt alternativ för bärbara datorer och drog bort Sheridon från e-papper 1977.

År senare, i mitten av 1990-talet, anslöt sig en ung fysiker vid namn Joseph Jacobson till Media Lab vid MIT ( ser Skriv ut din nästa dator , TR november/december 2000 ). Även han hade tänkt på elektroniskt papper. Med två elever började han duplicera Sheridons arbete. Men MIT-gruppen kunde inte heller få de svart-vita bollarna att komma ut rätt. Istället kom de på en variant av idén. Liksom Sheridon använder MIT-gruppen ett tunt ark av gummiartad plast fullproppad med små klot. Men dessa sfärer är inte solida; de är ihåliga kapslar fyllda med färgad olja och små, elektriskt laddade chips av titandioxidfärg. När en ström passerar nära arket trycker eller drar den chipsen uppåt eller nedåt, vilket färgar toppen av kapslarna, som alltså fungerar som pixlar på en bildskärm. 1997 grundade Jacobson och hans två studenter E Ink, som har lockat mer än 50 miljoner dollar i riskkapital.

Under tiden hade Xerox intresserat sig igen för sin egen teknik; Sheridon sattes tillbaka på e-pappersspåret i mitten av 1990-talet. Han förfinade tillverkningsprocessen och Xerox tecknade ett avtal med 3M om att tillverka Gyricon-plåtar i stora kvantiteter. År 1999 var IBM också med i striden och det ryktades att Philips snusade runt på e-pappersmarknaden. Men trots att det grundades mer än 20 år efter att Sheridon började arbeta på Xerox, vann E Ink den första etappen av racet till marknaden. Dess första produkt, som introducerades i maj 1999, var en skylt i butik för J. C. Penney som kunde ändra meddelanden till shoppare. Men detta e-plakat saknade en viktig egenskap hos papper: det kunde inte böjas, eftersom kapslarna behövde adresseras av ett styvt kretskort. Dess oflexibilitet togs dock upp från en helt annan riktning.

I någon mening var Sheridon för tidig. Ungefär när han utvecklade Gyricon-kulorna - bläcket så att säga för elektroniskt papper - upptäckte andra forskare principerna som så småningom skulle möjliggöra den elektronik som är avgörande för att göra själva papperet. Men deras arbete kom att förverkligas väl efter att Xerox till en början övergav Gyricon. Och det kom som en biprodukt av en explosion av ny forskning om ett till synes orelaterade ämne: elektriskt ledande plast.

Länge känd som en isolator, har plast först nyligen blivit känd som en elektrisk ledare. Faktum är att de tre män som är mest ansvariga för upptäckten av plastens ledande egenskaper vann Nobelpriset i kemi i december förra året. Fältet de skapade är allmänt känt som organisk elektronik eftersom plasten som leder elektricitet är baserad på den typ av kolhaltiga molekyler som kännetecknar livet, även om just dessa ämnen inte finns i levande varelser. Plast kommer förmodligen alltid att leda elektricitet långsammare och ineffektivt än oorganiska material som kisel och koppar, säger forskare. Men plast är tillräckligt snabbt för många elektroniktillämpningar - och lättare, billigare och mer flexibel än kisel och koppar någonsin kommer att vara.

Runt om i världen lär sig kemister och fysiker inom akademin och industrin hur man skapar organiska kretsar i kontinuerliga processer, trycker eller sprutar eller stämplar kretsar på plastrullar i en process som är analog med att trycka en tidning. Trots den liknelsen kom den fantastiska idén med e-papper aldrig upp för upptäckarna av organisk elektronik, säger Alan Heeger från University of California, Santa Barbara, en av förra årets nobelister. Men kopplingen var uppenbar för forskare som arbetar med elektroniska bläck, som Sheridon och Drzaic på E Ink.

1999 kom E Ink och Lucent Technologies överens om att ägna ett år åt att försöka lära sig om de faktiskt kunde skapa den första fungerande modellen av äkta elektroniskt papper. Lucent använde sin expertis inom organiska halvledare för att gummistämpla adresseringskretsen på ett ark av transparent Mylar. I denna innovativa process sprayas en tunn film av guld på Mylaren; stämpeln, som har tunna åsar som är belagda med en speciell vätskeresist (ett kemiskt skyddande material) trycker mörka linjer över guldet; ett lösningsmedel tvättar sedan bort guldet, förutom linjerna som skyddas av resisten. När E Ink placerade ett lager elektroniskt bläck ovanpå, växlade arket, efter dess elektroniska instruktioner, fram och tillbaka mellan ett rutmönster och företagssymbolerna för E Ink och Lucent. En världsnyhet för den typen av visning, sa Pierre Wiltzius, chef för forskning om kondenserad materia vid Bell Labs, Lucents forskningsgren, när han tillkännagav resultatet i november förra året.

I december delade finansiellt oroliga Xerox ut Gyricon som ett oberoende dotterbolag. E-papper är fortfarande något vi överväger, säger en talesperson. Men just nu vill vi titta på nätverksansluten skyltning i butik. Visste du att det är en marknad på 14 miljarder dollar?

Ändå, säger Wiltzius, är elektroniskt papper det som fångar fantasin. Om tre till fem år, tror han, kan E Ink/Lucent-teamet ha e-papper med en upplösning som motsvarar cirka 100 punkter per tum. Det är lite bättre än en [Palm] Pilot, säger han. Vi har redan betraktningsvinkeln nere - du kan läsa över ett mycket bredare spektrum av vinklar. Och så är det frågan om färg, som jag tror kan göras. Han markerar utmaningar: hållbarhet, pålitlighet, tryckregistrering. Det finns en del bra arbete att göra innan den här tidningen är redo att förändra världen, säger han.

Framtidens bok, säger e-pappersforskare, kommer att se ut precis som en vanlig bok. Den kommer att ha ett hårt pärm och en ryggrad och flera hundra tunna, vita, flexibla sidor. Men ryggraden kommer att fyllas med elektroniska kretsar och en trådlös dataport och kanske en penna; sidorna kommer att vara elektroniska displayer. Läsarna öppnar omslaget och - här blir visionen lite fantasifull - konfronteras med en lista över verken i boken, ordnade efter titel, författare eller ämne. Eftersom det är 10 eller fler år från nu kommer datalagringsenheter att ha krympt ytterligare, och därför kan hundra romaner, till och med tusen, laddas ner via dataporten. Läsaren kan trycka på namnet Charles Darwin och erbjudas en lista över verk som sträcker sig från The Voyage of the Beagle till The Origin of Species.

Efter att läsaren valt Ursprung med pennan, simmar texten ljudlöst in på volymens tomma sidor. Tryck på en fotnot med pennan och lämplig text visas i ett fönster längst ned på sidan. Innehåller den boken en referens till ett annat verk av Darwin? Klottra en begäran på insidan av omslaget och hoppa in på nätet för att ta en kopia. Vetenskapliga texter kunde ständigt ändras för att hålla jämna steg med forskningen.

En del av detta kommer naturligtvis att vara möjligt med konventionella e-böcker. Men elektroniskt papper, som är reflekterande, är till sin natur mer läsbart än bakgrundsbelysta datorskärmar: även de råa prototyper som gjorts hittills är läsbara i en större vinkel och i starkare solljus än de flesta datorskärmar. Inte nog med det, konventionella e-böcker offrar många av de bästa designegenskaperna hos böcker – möjligheten att bläddra fram och tillbaka mellan sidorna, förmågan att förhandla fram en text genom att komma ihåg den fysiska placeringen av favoritställen och möjligheten att understryka passager och markera sidor. Dessutom kan elektroniskt papper vara så billigt att några hundra ark av det i en bok kan kosta mindre än de flesta laptopskärmar. Liksom tryckpressen före Gutenberg kommer e-boken att behöva papper för att bli viktig i de flesta människors liv.

Även tidningar kan vara lite förändrade till utseendet men i hög grad förändrade i funktion genom tillkomsten av elektroniskt papper. Robert Steinbugler, en IBM-designer, vann 1999 ett Industrial Design Excellence Award från Industrial Designers Society of America för en modell av morgondagens tidning. Det såg ut som en tunn version av The New York Times, förutom att de lösa sidorna var bundna till en aluminiumrygg monterad på en hård pad, något större än e-sidorna, som innehöll kommandoknappar. I Steinbuglers design rymde ryggraden och dynan ett batteri, en dataport och tillräckligt med minne för att lagra hundratals tidningar. Framtida läsare kunde bläddra i bladen, som hade de slumpmässigt sammansmälta artiklarna från riktiga tidningar, men växla mellan avsnitt genom att klicka på knappar; med ett stick från tummen skulle nyheterna försvinna från sidan och ersättas av sporten. Ansträngningen var inte bara konceptuell; IBM rustar upp sin egen e-paper-enhet med en annan variant av organiska kretsar. E-papper är nyckeln, säger Steinbugler. Jag säger alltid att den sista personen som tyckte om att läsa på en hård tablett var Moses.

Moses kan vara en lämplig referens, föreslår Steinbugler, eftersom de kulturella konsekvenserna av e-papper kan vara bibliska i proportion. Om varje tom bok är ett potentiellt bibliotek, kommer det att fortsätta att finnas ett behov av bibliotek? Vad kommer det att betyda för vår upplevelse av en roman om varannan roman vi någonsin har läst kan hämtas från dess sidor? Om texter omedelbart blir tillgängliga på nätet, kommer författare och förläggare att fortsätta kunna försörja sig?

Dölj