从发明史看办公用品的演变

办公用品随时代发展而变，随科技进步而变。古代的办公用品与现代不同，而未来的办公用品与现在所用的也会大不一样。
丰富多样的办公用品，追溯起来都是一件件发明，是在原创基础上不断改进的结果，都有详实的专利文献为证。就目前常见的办公用品来说，如订书机、回形针、大头针、铅笔、便利贴、计算器等，从发明史的角度考察，可见它们的问世都凝结了人类的巧思，是科技进步的反映，也是科技与艺术设计密切结合的反映。
 

一、订书机
订书机轻巧、方便，提供了把多页纸订在一起加以保存的理想手段，如今是办公的基本用品之一。

1. 丰富多样的办公用品，既有实用功能，也有美观的造型

2. 早期的订书机，每次只能装一枚书钉

3. 布里格斯的订书机专利图（1924）

订书机发明之初却不是用于办公，而是为装订图书制作的。早期的订书机结构复杂，体型笨重，不断改进才变得轻巧起来。西方传统装订图书是按照“贴码”的方法，即用细铁丝将书页缝合，工序十分繁琐。19 世纪中叶，为了适应印刷业发展的需求，有人想法制造装订图书的机械。1868 年，美国密苏里州的阿尔伯特·克勒泽克尔（Albert Kletzker）制成一台装订图书的机械，并申请获得名为“Paper Clip”的专利。
不过，这种机械一次只能装一枚书钉，当书钉穿过纸张后，机械本身无法将书钉弯曲，必须借助锤子把钉子敲弯，以固定于纸张背后。在这之后，纽约的乔治·W·麦克吉尔（GeorgeW. McGill）设计制造出一台新装订机械，可使插入、弯曲、固定钉子在一次操作中完成，这已与现代订书机非常相似。1879 年2 月18 日，麦克吉尔获得该订书机的专利。[1] 虽然一次只能装一枚书钉，效率不是太高，但在市场上有用。
1896 年，美国马萨诸塞州的托马斯·布里格斯（ThomasBriggs）更进一步，发明出一种集剪断、旋转、插入、弯曲铁丝于一体的机械装置。该机械复杂、笨重、昂贵，而且得花时间调整不同的厚度，但在需要大量印刷装订图书时，这些缺点都是可以接受的。产品推出后，受到市场的欢迎，布里格斯由此创建“波士顿铁丝装订机公司”（Boston Wire StitcherCompany），专门制造和销售他的发明。
在发展中，订书机复杂的缺点逐步得以改进，书钉改为先成型的单个U 形钉，并直接穿透纸张。早期可以装载一排松散订书钉的机器，操作时必须缓慢、谨慎，以免发生阻塞现象。后来有人想到，把一长条的订书钉用胶粘起来，“免除使用松散订书钉者在操作、装置、输送上的苦恼”，这不是更方便吗？这个好点子虽未申请专利，但在日渐竞争的行业中很快传开了。
不久，布里格斯的公司引进了这种订书钉，使订书机相应简化，制作成本也降下来，以至于最小的印刷店和装订所也买得起。布里格斯盯上迅速发展的各种“办公室”，把它视为轻型订书机的主要市场，1914 年，布里格斯的公司开始提供台式订书机，并根据需求定价，这使得订书机在20 世纪20 年代流行开来。
布里格斯很看重为公司起一个有特色的商标名，根据Boston Stitcher 缩合成“Bostitch®”，并以此登记为订书机的商标名。布里格斯公司早期获得的三次订书机专利（美国专利号：1,506,073 ；1,584,788 ；1,591,986）在市场上都很有名，由于商标的重要价值，公司在1948 年改名为“Bostitch”。[2] 公司有多年繁荣，直到1986 年因经营不善，终被史丹利（STANLEY）公司收购。
今天，订书机的使用如此普遍，不消说为办公室必备，甚至也成为家庭或个人用品之一。订书机的外观设计也是缤纷多彩，可让消费者有更多的选择。顺便说一下，与订书机相配合，起钉器也逐渐成为办公用品，有时装订的纸页拆开重订，这时起钉器就派上了用场。
 

二、回形针
回形针（又称曲别针）作为办公用品，已有百年历史。如今人们都熟悉用它来夹纸页，以至在电子邮件中把它作图标表示有附件。

4. 约安·维拉的第一个美国专利设计，获准日期为1901 年6 月4 日，其中Fig.12 已具今天回形针的雏形

5.20 世纪30 年代英国生产的回形针广告，可见回形针的基本形式近百年来没有改变

6. 回形针包上不同颜色的塑料皮，可以让使用者用不同颜色的回形针为纸页“编码”

关于回形针的发明有几个版本，其中一个是：最早的回形针是挪威人约安·维拉（Johan Vaaler）于1899 年发明的，当时的挪威尚未建立专利制度，维拉就申请了德国的专利。挪威人相当自豪曲别针的发明，二次大战中，许多挪威人甚至不惧被捕的危险，将回形针别在衣服领口，抗议德军的侵略。[3]
维拉发明的曲别针也在美国申请专利，他在专利文件中描述道：“用具有弹性的材质如铁丝，弯成长方形、三角形或其他形状，铁丝的首尾两段最后呈平行。”[4]
维拉的发明与现今常见的回形针已十分类似，不过有一个重要差别，它比现行的回形针少绕了一圈，因此夹纸张时不容易扳开。回形针多绕一圈在技术上并不复杂，但当时的发明家都没有想到。
1900 年，美国麻省的康利恩·伯若斯南（CorneliusBrosnan）也申请回形针的专利，申请书中附有插图。伯若斯南把他的设计取名为“科那”回形针（Kona-clip），而当时的技术刚好能配合生产较坚固的绕圈回形针。1905 年，伯若斯南改进他的回形针，用有弹性的铁丝来制造。他形容他设计的回形针：“造价便宜，容易使用，不易滑动，一堆回形针也不会纠结一团。”
与伯若斯南的“科那”回形针差不多同时，一种叫做“宝石”（Gem clips）回形针问世，然而不能确定谁是它的真正发明者，只能从现存的专利文献查知，1899 年4 月27 日美国康涅狄格州（也是机器制造大头针的重地）的威廉·米多德尔布鲁克（William Middlebrook）解决了用机器制造的问题。“宝石”回形针后来居上，很受欢迎，在西方几乎成为回形针的代名词。[5]
到20 世纪30 年代，回形针已大致定型，之后几乎没有大的变化，尽管发明家努力寻求改进的空间，发明出专夹大宗文件或大纸张用的，但宝石型回形针仍是基本的形式。
随着塑料的发明和应用，也在回形针外层包上不同颜色的塑料皮，为文件档案及办公室增添了色彩。但不足的是，塑料皮的摩擦阻力比金属强，夹纸张较费力，有时会使文件起皱。
再有，加了一层塑料皮，铁丝做得比原先细，因此回形针容易变形。然而，消费者不太计较这些缺点，这印证了风格及美学对器物演进的影响。[6]
近十几年来，办公也使用全塑料制的回形针，虽然力度不够，所夹的纸张极有限，但因没有磁性，不用担心破坏电脑资料，复印时也不会伤及复印机玻璃板，故较为流行。特别是采用不同颜色，可起到为纸页“编码”的识别作用。不过总体而言，金属回形针仍占居稳定的市场。
 

三、大头针
可能有人觉得大头针太简单，不值一提。不，大头针有着不同寻常的意义，因为把尾端敲扁、开出针眼就是缝衣针。用针缝制衣服，不仅御寒，也别男女，是人类文明中的重要阶段。再有，制针涉及大量的分工和协作，革命导师马克思曾以它为例在《资本论》中引用。

7. 彩色工字钉做成的艺术造型

西方古代用大头针较多，因为用手工缝衣服，要使衣料不窜，先得把衣料对齐用大头针固定起来。后来，随着近代航海贸易发展，欧洲银行业兴起，银行常要将钞票和发票别在一起，用大头针最合适不过，久之就成了不可或缺的办公用品。
古代制针（西方包括大头针、缝衣针、别针；中国主要是缝衣针、针灸针）都是手工劳动，工序极为繁琐：先要冶铁成小圆棒，烧红后经拔丝板的孔抽拉变细，经过多次抽拉，直到达到正常针的粗细。其后按长度切成小段，将一端敲扁成针尾，另一端磨出针尖。接下来还有淬火、打磨、抛光、分拣等工序。
近代著名经济学家亚当·斯密在《国富论》中结合制针专门论述劳动分工和协作；马克思在《资本论》中也以制针工场为例，说明分工协作与劳动生产率的关系，可知那时“制针手工工场的针条要经过72 个甚至92 个专门的局部工人之手”。[7]近代西方机器的兴起，推动了机器制针的发展，这是一个渐进的过程，先是发明出可代替人工一道或几道工序的机器，最后才发明出整合了几十道工序的制针机。
在机械化逐步改进的过程中，促进了制针业的发展，使产量大幅度提高。以英国制针中心勒迪彻（Redditch）为例，1824 年在少量使用机器时，每周可生产500 万枚针；到1847年，随着更多机器的使用，每周可生产5000 万枚针，产量翻了10 倍。机器的使用也对工人有益，例如过去磨针尖由手工完成，这在制针工场是报酬最高的工种，但却充满了危险，金
属屑乱飞会弄瞎磨尖工匠的眼睛，或者磨石碎裂，造成致命伤害。[8]
约在19 世纪末，在英国、美国先后发明出了制针机，可将多种工序整合起来，钢丝送入机器，抽拉变细，由切刀切成一定长度，被磨床研磨，形成针尖。对大头针来说，基本工序就是这些。对缝衣针来说，还要有冲模打针孔，淬火、抛光等工序。
大头针、缝衣针的体积小、产量大，价格低廉，很快成为西方国家销往海外的产品，对亚洲国家形成很大冲击。鸦片战争后，西方机器制针大量输入中国，最终冲垮了中国传统的制针业。
说大头针，也要提及与之相近的图钉，一根短针加一个帽组成，也是常用的办公用品。近年来办公也常使用工字钉，它结合了大头针和图钉的特点，很适于往木质告示板上订海报、通知等。工字钉的塑料尾部有多种色彩，也启发艺术设计者的灵感，可以用来做成漂亮的艺术造型。
 

四、铅笔
说来很有意思，曾经是办公必不可少的蘸水笔和墨水瓶，悄然退出了舞台，而铅笔的地位却没有动摇。若与圆珠笔、钢笔、签字笔比，铅笔很像是“三朝元老”。

8. 带橡皮铅笔，使用起来有其方便之处

铅笔看似普通，对人类文明却是有不可低估的影响。对亚洲来说尤其重要，铅笔自西方传入，改变了中国、日本等国长期形成的毛笔书写的习惯。
早在古希腊时代，人们就用铅金属或合金铅作书写工具，后来人们在铅条的外面包上羊皮纸，于是有了纸笔杆。
1564 年，在英格兰坎伯兰地区发现了石墨矿，由于石墨的外表有些像铅，起初人们便称之为“黑铅”（plumbago），并用这种东西书写，它不仅能留下清晰的字迹，而且容易擦掉。
1565 年，出现关于铅笔的最早描述，在德国人康拉德·格斯纳（Konrad Von Gesner）一部有关化石的著作中，作者写道：“它是用一种铅（我听说它叫英格兰锑）做成的，制作者将它削尖，而后插进木杆里。”[9]
1662 年，德国人施德勒（F.Staedtler）在纽伦堡建立世界上第一家铅笔厂。当时的铅笔是将采来的石墨块切割成薄片，粘上胶水嵌入到木制凹槽，再粘上另一片木条封起来。这种用
天然石墨制成的铅笔，柔软易书写，颜色深，不过写字时笔芯容易折断。1761 年，德国人卡斯帕·法伯（Kaspar Faber）改进技术，把石墨研成粉末，用水冲洗去掉杂质，再用硫磺等
与石墨混合加热，以此法制造笔芯，使铅笔制作前进了一大步。
法国人孔泰（N.J.Conté）对铅笔的改进作出了重要贡献。孔泰多才多艺，身为宫廷画家，平时他也热衷科学活动，甚至进行热气球实验。1793 年，由于法国大革命爆发，无法从国外进口铅笔，孔泰便设法研制石墨的代用品。他将石墨粉研成细末，先除去杂质，然后加上黏土与水混合起来，加以锻烧制成笔芯。通过调整黏土与石墨的比例，可制出笔迹深浅不同的笔芯，黏土的比例越高，笔芯的硬度也越高。1795 年，孔泰为他的发明申请并获得专利，并与他的弟弟合伙建起一座铅笔厂。[10]
19 世纪中叶，孔泰的铅笔制造方法传播到许多国家，至今欧洲铅笔制造业基本仍以孔泰的方法为准。孔泰还用阿拉伯数字来区分笔芯硬度，数字越大，硬度随之递减。英国商人首先用字母来标示笔芯硬度，H（Hard）表示硬，B（Black）表示软，英文字母前面的阿拉伯数字越大，表明铅芯越硬（或越软），HB 表示软硬适中。现在通常有6B 至10H 分18 个硬度等级。此外也有其他等级的软质铅笔，以满足铅笔绘画等特殊需要。
19 世纪中叶，部分英国铅笔制造商开始为铅笔上漆。长期以来的方形铅笔芯也逐渐被圆形笔芯取代。而铅笔的形状以六角形最为常见，因为它比圆形和三角形铅笔都能节省木材。铅笔上漆后，外表的设计也引起重视，厂家纷纷设计各种图案，以吸引不同的消费者。对办公室来说，当然还是常用沉稳的色调和图案。
19 世纪末，铅笔传入中国，逐渐成为办公和学习用品。
1932 年香港建立“大华铅笔厂”，此后北京、上海等地也先后建起铅笔厂。特别是1935 年上海建立的中国标准国货铅笔厂，在抵制日货，促使“中国人用中国铅笔”中发挥了积极作用。
说到铅笔，不能不提与之关系密切的橡皮擦。最早的天然橡胶产自南美，哥伦布航行发现新大陆后，探险家把南美的一些天然橡胶制品带回欧洲，引起人们的好奇。有科学家发现用这种橡胶能擦掉用铅笔写的不想要的标记，便把这种物质称为“印第安橡胶”（India-rubber），意思就是来自“印第安的擦子”。
后来，美国人查尔斯·固特异（Charles Goodyear）发明了硫化工艺，改善了天然橡胶的性能，不仅影响到胶鞋、雨鞋等产品，也影响到与铅笔相伴的橡皮。更有发明家为方便起见，把橡皮安在铅笔一端，成为带橡皮铅笔。再后来发明塑料，于是又有用塑料（也添加其他成分）制成的塑料橡皮，甚至还添加了香味。
 

五、便利贴
办公室常用便利贴（英语post-it，据音译又叫报事贴，百事贴、或贴纸等），在电脑屏幕、白板、文件夹上，几乎随处可见它的彩色身影。

9. 便利贴和便签纸外观上相似，二者区别是便利贴背面上端有黏剂，便签纸没有

说起这些看似简单的彩色小纸片，它背后有一个生动的发明故事。
便利贴是由美国3M 公司发明，该公司的全称是“明尼苏达采矿制造公司”（Minnesota Mining and ManufacturingCompany），后被习惯缩写为3M，再后来就简称3M 公司。一家采矿制造公司怎么会和小小的黏性便条纸扯上关系呢？说来话长。上世纪20 年代，3M 公司要开发一种防水砂纸，指派一位年轻的技师理查德·朱（Richard Drew）带样品到圣保罗的汽车厂进行测试。此行让理查德·朱发现了另外的问题，最终使他研制出一种不容易粘的纸胶带，不仅能卷成胶带卷，也能容易、利落地撕开胶带，从新烤漆的车体上除去。后来，针对企业的需求，理查德·朱又研制了玻璃纸胶带，可用于各种修补、粘贴的工作。出乎意料，玻璃纸胶带也逐渐成为一种办公用品。
正是3M 公司试验各种不同黏剂粘贴到各种不同材质的纸张或衬里，积累起丰富的技术和经验，这为后来便利贴等新发明奠定了基础。
时间到了70 年代初。化学工程师阿特·弗雷（Art Fry）当时在3M 的产品开发部任职，他平日上班，星期天到教堂的唱诗班演唱。弗雷习惯用小纸条夹在唱诗集里做记号，以便能在下一场演唱时很快找到曲目。这种方法开始很管用，但时间一长，夹的小纸条常会脱落，有时就让弗雷急得乱翻书页。说起来，利用纸条做书签的习惯从中世纪后期就有了，但却一直没有人想到有效的解决办法。
弗雷出于职业的敏感，想起一种黏性强但却容易去除的“脱胶”神奇黏剂，这是3M 的另一位研究员斯宾塞·西尔沃（Spencer Silver）在几年前研究中发现的，虽然这项发现当时没能解决西尔沃的问题，不过他认为这种新黏剂具有潜在的经济价值，就展示给同事们看，而弗雷也在场。一时没有人能想出什么实际用途，过了一段时间，这种黏剂的制作方式就被公司放进档案里了。[11]
由于3M 公司允许研发人员可用一定比例的工作时间，研究个人感兴趣的选题（如今Google 等高科技公司都采取了这种政策），故弗雷获得公司支持利用实验室的条件，花了一年多时间做实验，找出“有点黏又不会太黏”、可以作为“暂时永久性”的书签和贴纸。弗雷希望这种贴纸能轻轻粘在书页上，但又不至于让伸出的一端纠结在一起，所以黏剂只涂在贴纸的一端。可想，如果贴纸背面都是黏剂，就和标签一样，很难看到底下的东西，也很难除去。
弗雷认为他发明的贴纸上市时间成熟了，便拿一些样品给公司的营销人员，不料他们对这种小东西缺乏热情。弗雷再找
公司有关部门了解市场需求，市场调查结果也不如想象的乐观。弗雷不灰心，他把贴纸送给3M 公司的女秘书，秘书用了表示很喜欢。然后弗雷通过公司给全美财富500 强公司总裁的每位秘书各寄上一盒，这个新产品就这样被成功地推广开了。想不到，小小贴纸很快超出办公室的范围，扩展到许多领域，越来越多的人喜爱它，而用途也是五花八门。
 

六、计算器
计算器（确切说是电子计算器，与20 世纪60 年代使用的机械式计算器相区别）列入办公用品，是近几十年来的变化。电子计算器发明于20 世纪60 年代，它随晶体管技术的成熟应运而生，日本夏普、卡西欧等公司是新型计算器问世的重要推手。

10. 办公室常用的是体型较大、显示屏倾斜、数字直观的计算器

为了迎接1964 年在东京举行的奥运会，在开幕前4 个月，早川公司（夏普的前身）推出了它的第一台计算器Sharp Compet CS-10A。后来日本文献把Compet 描述为“世界上第一台晶体二极管计算器”，以把它与几个月前索尼公司推出的全晶体管SOBAX 计算器相区别。当时索尼公司的计算器还只是个原型，而早川公司的计算器已投入批量生产。[12]最初的Compet 计算器体型较大，像当今超市的收款机，重25 千克，面板上装有100 多个键。售价2500 美元，这样的大家伙，只有科研机构和大公司才买得起它。6 个月后，佳能公司推出新设计的计算器，改用类似电话的10 多个键的面板，此后很快成为该行业的标准。
为了减少内置元件，缩小计算器体积，并降低成本，日本几大公司展开激烈竞争。早川公司的高管佐佐木正治具有战略眼光，他主动赴美寻求技术合作。当时美国已开发出MOS（金属氧化物半导体）硅片，具有广泛的应用前景，然而美国厂商更关注军方需求，忽视计算器新市场的开拓。在经过多次碰壁后，佐佐木终于与“自动控制”公司（当时为北美航空公司的一家分公司）建立起伙伴关系。1969 年10 月，“自动控制”按合同把硅片样品送到日本，每只硅片装有大约200 只晶体管，这在当时是一个非常大的集成数目，从而使夏普（早川公司于1970 年改名）在竞争中夺得先机。[13]
日本的日立、三菱等公司在开发硅片上急起直追。当时的东芝公司相比要落后得多，但东芝渴望开拓计算器业务，公司派人征求佐佐木的意见。佐佐木高瞻远瞩，建议他们研发称为“互补-MOS（也简写为C-MOS）”的新的低能耗工艺技术生产硅片，因为装置MOS 的计算器得外接电源，而装置C-MOS 的计算器只用两节干电池就可驱动，可以成为真正的便携式计算器。在佐佐木的鼓动下，东芝公司集中力量研发C-MOS 技术，克服了诸多困难，东芝取得成功，新硅片给夏普所用，保证了夏普在第二代计算器的领先地位。
20 世纪70 年代，计算器的消费需求被开发出来，由此也引发了残酷的商战，世界上知名的电子行业纷纷卷入，最后当硝烟散去，所剩的企业寥寥无几——日本仅有夏普和卡西欧，美国是德州仪器和惠普。1980 年，计算器年产量达1.2 亿台，其中日本几乎就占了一半。这时的计算器不仅成为办公室的用品，也成为工程师的必备工具，后来没几年，也成了家庭主妇的用物。
从最早投入开发到1976 年，夏普公司把生产计算器所需的3000 件元件降到仅仅用3 件——一只硅片、一个显示屏和一节太阳能电池。1985 年，夏普计算器的价格低到最初的百分之一，重量是最初的两千分之一，能耗则是原来的千万分之一。[14]
计算器也刺激了工业设计，市场上造型新颖、色彩丰富的计算器数不胜数。如今，技术上可以使计算器做到火柴盒大小，但就办公室来说，常用的还是体型较大、显示屏倾斜、数字更直观的计算器。
以上所谈的办公用品中没有包括文件夹，其实文件夹也是办公用品的大类。只是考虑到当今的文件夹（还有文件盒、文件袋等）大都是塑料制成，它们更多是与材料有关，故本文从略。而如电话、电脑、打印机、复印机等，因都要配用电源，确切地说属于办公设备，故也未纳入讨论。仅从本文列举的这些办公用品，相信读者已能感受到发明者的巧思，感受到科技与艺术设计结合的魅力吧。

注释：
[1] 美国专利号No.212,316,1879 年；见美国专利局网站。
[2]( 美) 亨利· 佩卓斯基:《器具的进化》，丁佩芝、陈月霞译, 中国社会科学出版社，北京，1999，第85 页。
[3] 同[2]，第57 页。
[4] 美国专利号No.675,761,1901 年；见美国专利局网站。
[5] 同[2], 第61 页。
[6] 同[2]，第68 页。
[7]（ 德） 马克思：《资本论》第1 卷，中央编译局译，人民出版社，北京，2004, 第2 版，第398 页。
[8] 戴吾三等：《影响世界的发明专利》，清华大学出版社，北京，2010，第255 页。
[9]（美）亨利·佩卓斯基：《铅笔》，杨幼兰译，时报文化出版公司，台北，1997，第61 页。
[10] 同[9]，第65-68 页。
[11] 同[2]，第77-79 页。
[12]（美）鲍勃·约翰斯通：《我们在燃烧——日本电子企业研发史》，李先柏译，华夏出版社，北京，2004，第45 页。
[13] 同[12]， 第55-57页。
[14]同 [12]，第63页。