回溯通信世界

信息的傳遞總是與信息的存儲密切相關。更好的存儲，帶來更好的傳遞。因此，在開始進一步的思考前，我們花一點時間來梳理一下互聯網發明之前，關於信息的存儲和傳遞。

信息的存儲

首先分析信息的存儲，我們假設一個每單位重量的載體可以存儲的信息量的單位（比特/噸和比特/千克）來進行測量：

大約40,000年前的洞穴壁畫，幾千噸的重量只能存儲幾個比特的信息。

大約2,000年前的羅塞塔石碑，用幾噸的重量存儲了幾千個比特的信息。

大約2,500年前的竹簡，幾千克的竹簡可以存幾千比特的信息。

公元105年蔡倫改進造紙術，一本書可以存上萬個比特的信息。

1887年愛迪生髮明留聲機。

從幾千噸存儲幾個比特到幾百克存儲上萬個比特，不過有趣的是，這些的信號都有一個特點就是都是以模擬信號的狀態，而非編碼的狀態存儲的。

信息的傳遞

接下來分析信息的傳遞，我們也假設一個表示單位信息量的傳播速度的單位（比特·千米/秒）來衡量信息的傳遞效率：

通過這個公式我們就可以看出，如果想提升信息的傳遞效率，要麼提升一次傳遞的信息量，要麼提升信息的傳遞速度。

早期的信息傳遞是依託於信息載體的發展的，方式是信息載體的物理位移上，比如汗牛充棟、學富五車，就是說你所掌握的信息如果想傳遞的話，牛都會累地出汗。

這種位移的缺點很明顯，就是速度的上限受制於了物理載體的速度上限，日行八百的神行太保也只能送一封信…

為了突破載體位移的速度限制，人類嘗試把信息搭載在一些更快的媒介上傳遞，通信自此走上分道揚鑣的兩條路徑。

一種想法我們稱之為模擬信號：

1892年貝爾發明電話；

1893年特斯拉發明無線電；

1925年發明的電視機。

這種方法的策略是追求儘可能多的傳遞信息，但會犧牲一定的穩定性，改進的策略是通過濾波整流電路的發展不斷提高信號的保真度，也就是提高其穩定性。

另一種想法我們稱之為數字信號，是一種利用狀態表示含義的思想：

大約3,000年前的狼煙，考慮到古代點一次火無論如何也需要半分鐘的時間，那我們可以認為狼煙可以用30秒的時間把1個比特的信息傳遞30公里；

1795年喬治穆雷發明的百葉窗電報機可以把6位的編碼，也就是2^6比特的信息通過望遠鏡用幾秒鐘傳導30公里以外。這象徵一個巨大的進步，人類嘗試把信息編碼，打開了數字信號和離散狀態的大門；

1837年惠斯通研製的早期電報每分鐘可以把6個字母傳遞到理論上無限遠的地方；

而電碼經過摩爾斯改良後每分鐘可以傳遞100個字母；

說來也是有趣，儘管到今天數字信號完全戰勝了模擬信號，但是在早期佔用帶寬更少的模擬信號是更加優越的。

然而脈衝藉由電線、光線、無線電頻率的摩爾般的指數增加扭轉了這一局面。

完美的閉環

我們之前論證過，位移是可以優化勞動的，開車送貨確實比跑馬拉松送信的雅典城邦戰士菲迪皮茨要輕鬆地多。但是改進工具，只能把騎自行車送信優化成開車送信，你的勞動的確優化了，但並沒有被取代。直到自主的位移得以實現。

想像一下，如果你的信寫好之後，它知道要把自己裝進信封（加密），把自己送到郵局（SMTP伺服器），拜託郵差（光纖），把自己送到對方的郵局（對方的SMTP伺服器），然後拜託你的助理把自己送到你的家門口（POP3伺服器），幫你拆開信封（解密）。

整個過程都是自動完成的，並且形成了一個完美的閉環，中間的郵局、郵差、私人助理都以無機物的形式所存在，並且自主工作。閉環的最大好處是最大限度地減少了人力，讓一個小公司可以為它員工的成千上萬倍的用戶提供服務。不得不說這是件美妙的事情。

通信的大廈就是這樣建立在簡單的0和1之上，然而我們總說計算機是0和1組成的，實際上即使是0和1，也都並不存在的，存在的只是高電位和低電位，是一種物理現象。計算機全部都是想像出來的東西，所有的編碼都是想像出來的編碼，人類也就依靠著自己的想像和簡單的物理現象創造了這個五彩斑斕的信息世界。

信息以其獨特方式駐留在世界中，比烏龜的壽命更長久，更可靠；又以其獨特的方式傳遞在線纜和空氣中，比獵豹更迅速，更穩定。當這種長久和迅速超過了一個質變的門檻，我們的生活方式就都被改變了。我們並不能說40,000年前亞索不達米亞平原上繪製公牛壁畫的遠祖相比於烏龜和獵豹，在信息上佔據了多麼了不起的優勢，但誰也不能否認這種技術的潛力有多麼巨大。

體會技術的潛力，提前預判它將產生的質變，是我們致勝時代的技術路線。

【參考資料】

1、《資訊理論》

2、https://www.khanacademy.org/computing/computer-science/informationtheory

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