信息時代的底層邏輯

什么是信息

70多年前，我們這個星球上最聰明的一些頭腦，時常聚集在紐約最古老的比克曼酒店，討論后工業時代層次的科學問題，其中包括馮·諾伊曼、圖靈、維納和香農等人。信息的本質是大家討論的熱門話題之一。

雖然有些科學家依然將信息和其中所包含的具體含義相聯系，但是香農卻開宗明義地告訴大家，所謂信息的含義根本不重要，它的表現形式（比如文字、圖形或者聲音）更不重要，甚至很多信息就沒有含義。所謂信息，不過是對一些不確定性的度量。而信息的意義就在于，使用它能夠消除一個藏在黑盒子里的未知世界的不確定性，從而達到了解它的目的。用這種方式認識世界，是信息時代最根本的世界觀和方法論。

自從人類進入文明社會以來，能量和信息就是衡量我們這個世界文明程度的硬性標準。一種文明能夠開發和利用的能量越多，文明水平就越高；同樣，一種文明能夠創造、使用和傳輸的信息越多，手段越有效，其文明水平就越高。中國古代文明能夠在長達上千年的時間里在世界上維持較高的水平，和便宜的紙張、普及的印刷術有很大關系。進入19世紀之后，電的使用催生出了近代的信息產業，而我們能夠說得出來的對人類影響最大的那些發明創造，一大半都和信息有關，包括電報、電話、電影、無線電、大眾傳媒、計算機、移動通信、衛星技術、互聯網等。可以講，自那時開始，信息技術的發展歷史，就是半部技術和商業進步的歷史。可以說，信息是帶動經濟和社會發展的火車頭。

我們今天已經無法想象每天的生活如果離開了信息或者信息技術，將會什么樣。2018年，世界上制造出來的集成電路芯片首次超過1萬億片，它們廣泛地存在于我們生活的各種日用品中，幫助我們進行生產和提供服務，替我們節省了許多體力和腦力。今天，我們對整個社會的管理，對經濟生活的維持，都是在上萬億片芯片的幫助下完成的。而這些芯片的背后，則是流動的信息。

信息技術的本質

理解了信息是什么，我們或許應該更多地了解一下信息技術本身，以便我們在日常工作學習中可以更好地收集和利用信息。

信息技術從本質上講，可以概括成信息的傳輸、處理和存儲技術。電報、電話、手機通信和互聯網，都是傳輸信息的手段，計算機和各種控制系統則是處理信息的工具，紙張、膠卷、磁帶、光盤、半導體存儲器，則是存儲信息的媒介。全世界信息技術的發展，都是沿著用更少的能量傳輸、處理和存儲更多的信息這條主線來進行的。我們知道，電報比“六百里加急”（古代驛站傳送信息的方式）快，電話傳輸的信息比電報多，互聯網則更加方便有效。其實，從本質上來講，這些進步都可以看成單位能耗所傳輸信息量的提高。在移動通信中，從1G（第一代移動通信技術）到5G（第五代移動通信技術），單位能耗的信息傳輸率提高了5個數量級左右，這就是通信發展的根本趨勢。處理信息也是如此。盡管1946年世界上第一臺電子計算機埃尼亞克耗電量高達150千瓦，但是進行一次計算依然比機械計算機更能節省能量。2016年，谷歌的AlphaGo在圍棋比賽中戰勝了世界冠軍李世石九段，如果用埃尼亞克的技術來實現AlphaGo的計算量，則需要消耗掉400萬個三峽發電站的峰值發電量。類似地，在信息存儲方面，我們今天一臺服務器就可以存下世界上最大的圖書館——美國國會圖書館紙質媒體上的全部內容。這就是技術進步，而且這個進步的速度，比信息時代到來之前加快了很多。今天，每一個人對摩爾定律幾乎都不陌生，它道出了信息產業高速發展的規律。但是很多人會擔心，當半導體集成電路技術發展到物理的極限水平時，未來的世界該如何發展。其實，我們的世界依然會沿著用更少的能量傳輸、處理和存儲更多信息的趨勢繼續發展。2017年，谷歌和英偉達推出了人工智能芯片，用于機器學習。這些芯片單位能耗的計算速度比英特爾的處理器要快上千倍，盡管那些芯片的復雜程度相比后者并沒有提高。

信息的歷史

我們這本書講述的是信息的歷史，它的起點是莫爾斯發明電報碼。我們之所以選擇這件事作為起點，而不是更早的一些事件，比如文字的起源和印刷術的發明，不僅因為電報是第一項近代的通信技術，更因為它和我們今天理解的信息有較大的相關性，或者說我們今天用到的很多信息技術，比如信息編碼等技術，都和電報有繼承性。因此，對電報的了解可以幫助我們理解今天技術發展的脈絡。信息的歷史大致可以分為兩個階段——自發的時代和自覺的時代，而劃時代的代表人物是香農。

在香農之前，雖然人類有了電報、電話、無線電、電視機以及機械計算機等信息技術的成就，但是人類并不了解信息的本質和它的規律，因此依然處在黑暗中摸索的階段，那時候的成功有很大的偶然性。如特斯拉和巴貝奇這樣的天才，他們完全無法明白自己的很多努力其實完全走錯了方向。特斯拉的競爭對手馬可尼與其說比特斯拉水平更高，不如說比他更加幸運。由于不了解信息的本質，有時甚至還會受丟失信息和相信錯誤信息之害。因此，這個階段還只能被稱為信息科技發展的自發時代。

在香農之后，從信息的維度來看，整個世界為之一變。香農用一個被稱為“熵”的概念和三個非常簡潔的定律，描述了信息科學的本質。它們就是我們今天所說的信息論的核心。以后信息科學和工程的發展，其實都是在香農信息論的指導下進行的，人類從此幾乎沒有再犯過什么大的錯誤，也沒有走太多的彎路。從1G到5G移動通信的發展，無非是工程師按照香農第二定律指出的方向，根據各個時代能夠獲得的技術，對信息編碼和傳輸技術進行持續改進而已。在第二次世界大戰之后，世界上沒有再發生過災難性的密碼被破譯事件，這在很大程度上要感謝香農道出了信息加密的本質，即在噪聲通道中的通信問題。因此，從那時到今天，可以講是信息科技發展的自覺時代。在信息的歷史上，一方面我們會看到一些極為聰明與智慧的頭腦，他們幾乎是以一己之力改變了文明的發展進程。1936年，24歲的圖靈和20歲的香農，分別解決了使用機器處理信息的兩個基礎理論問題，這促成了后來電子計算機的誕生。從莫爾斯開始，這種宛如超新星爆發的時刻時有發生，那些歷史讀起來讓人蕩氣回腸，那些內容構成了我們這本書很重要的一部分。但是，另一方面，信息科學和產業的進步，則是很多科學家和工程師共同努力的結果。從1G到今天的5G，我們很少能聽到某一個特殊貢獻者的名字，但是我們今天每一個人都在享受著這個行業從業者們的貢獻。

內容簡介

本書將信息的發展史分為自發和自覺兩個階段，對信息發展脈絡進行了詳細地梳理，為我們了解信息的本質和發展規律提供了一個全新的框架和視角。理解信息不僅有助于我們在工作和生活中進行有效決策，也有助于我們理解未來經濟發展的趨勢。同時，書中講述的成功的人、成功的做事方法，也能夠為我們提供有益的借鑒和啟發，讓大家能夠獲得可重復性的成功和可疊加式的進步。

作者簡介

吳軍，畢業于清華大學、美國約翰·霍普金斯大學，計算機科學博士。于2002年加入谷歌，是當前谷歌中、日、韓算法的主要設計者。2010年加盟騰訊，擔任搜索業務副總裁，后回到谷歌負責計算機問答項目。2014年，作為創始合伙人創立豐元創投。著有《智能時代》《浪潮之巔》等多部暢銷書，并多次獲得包括“文津圖書獎”“中國好書”“中華優秀出版物獎”在內的國家級圖書大獎。