通信产业中那些科学家的鲜活故事

202106 吴军老师自从入驻得到以后，不仅课程出了一个又一个，书籍出版也是没有落下。客观来说，有点过度耗费自己的品牌了，不过从挣钱的角度来说，是一个明智的选择。这本书本身没有太大问题，一贯的通俗易懂，故事性强，即使是非从业人员，也可以津津有味的读完，这就是吴军老师的厉害之处。不过如果你和我一样读过他所有的书，你就会发现他在针对不同群体用不同的角度在重复介绍一个事情，用他自己的话就是信息都是冗余的。 去年吴军老师提出了能量+信息的理论以后，我惊为天人，这个总结太强了。后来读了《历史的地理枢纽》发现能量这个概念早就被人提过了，信息更不用说，大神云集。所以吴军老师是个非常优秀的科普人士。不管动机是什么，他确实知识渊博，加上能够用自己的语言非常动人的描述各种技术背后的故事，还是值得一读的。 全书精华： 编码，电报，电话，寻址，从有线到无线，无线输出能量还是传输信息，声光影的存储 机械论，布尔代数，控制论，信息论，可计算性，摩尔定律，密码学=通信 雷达，近炸引信，车载电话 跨大西洋通信：人肉，有线，无线

全书的三个维度： 一：什么是信息？信息是对不确定性的度量——信息论 二：信息技术的本质是什么？是信息的传输、处理和存储技术。信息技术的发展是沿着如何用更少的能量，处理和存储更多的信息。 三：信息的历史？在香农前后区分为自发和自觉的时代，自发的时代是还没有掌握本质和规律，出于探索和经验总结。

以下不重要———————————— 一、发明电报的画家 莫尔斯，1791年出身，清教徒家庭，耶鲁大学接受通识教育，绘画能力强作为谋生手段。 1925.3，莫尔斯妻子去世 1928年底，前往欧洲学习绘画，看到法国信号塔系统（用视觉看机械臂姿势） 1931年底，莫尔斯从法国回到美国，在船上向杰克逊博士学习了电磁学原理；随后一直科学家约瑟夫 亨利请教电磁学知识和问题 1835年，找得到纽约大学化学教授伦纳德 盖尔解决传输距离问题 1837.9.2，纽约大学展示，可传播500多米，两个月后距离突破到10公里。随后在财务问题出现后，与韦尔合作，分享股份给韦尔，韦尔家具有铁厂可提供金钱支援 1838年，莫尔斯发明电线发报机，自动接收信息，解决了人的效率问题。开始在欧洲申请专利。 1943年，向美国国会申请了3w美金，建设华盛顿到巴尔的摩约64km的电报线 1944年，从国会大厦向巴尔的摩发出“what hath God wrought”的信息，第一次实现光速通信。 难点：信息编码（编码识别、编码效率、人工识别问题）和传输距离（绝缘电缆、信噪比提高、中继器） 二、电报改变的社会和商业 德国人看到信息的传递在股票市场有利可图，花钱开通了英国到欧洲大陆的电报线路，在股市交易所之间传递信息，成为这项技术最早愿意付费的用户，这也是路透社的由来。这里面有两个有意思的地方，一个是只有当股票这种靠金融信息的交易可以获利，而不是传统的实物交易，才能感受到信息的作用；另一个是愿意付费的产业才能反哺技术的发展。 电报出现以后，记者自然就开始利用电报来传递新闻消息，之前的报纸因为信息的实效性都是地方性的，当电报出现以后人们预测报纸的地方性会加剧（因为信息可以任意传递，可以容易获得远处的消息，因此买本地的报纸就足够了），但真实发生的确是地方报纸的全国性竞争。报纸也进一步成了纸面的权威性。 报纸+广告，经济利益让报纸便宜起来，又促使了报纸的蓬勃发展，也催生了报业大亨的诞生，对媒体的控制也形成了富豪对政治的影响。 电报线和铁路线路的同时搭建，也让时间同步向铁路沿线进行覆盖。 跨大西洋电缆铺设：菲尔德，从1854－1866年，经历了多次失败才最终成功，也依赖于航海、铜缆等技术的进步。 三、计算机的奠基者 玻意耳：提出了机械论，机械论认为世间万物的规律都可以用机械运动的规律来解释。这也构成了用机械来处理计算的思想基础。 19世纪的计算需求：三角函数计算、指数和对数的计算，计算量大、普通人不适用，数学用表错误多，产生了标准化的计算需求。 分析机的思想：程序、循环、递归、分支、数据流。 埃达：预言出了计算机科学和虚拟机的概念。 巴贝奇的历史局限性：不了解布尔代数，用复杂的部件实现复杂的功能，而不是简单的功能解决复杂的问题。 四、电话的发明 贝尔，父亲是语音学教授，母亲失聪让他开始声学研究。苏格兰爱丁堡人。1874年在波士顿启动全职研究工作，思考对电报的改进和如何用电流来传递声音。 1877年，贝尔的电话商业推广和研究工作开始同时进行，电话的最先使用者也是企业家和记者，因为这两个群体一个在意方便，另一个在意实效性。最初因为群体比较固定，是全连接的方式。 1878年，乔治w科伊受到启发，发明电话交换机，解决全连接问题。 物理地址和逻辑地址的对应问题：1）阶段一通过人脑记录人和插孔对应关系，2）阶段二通过电话号码本，号码和人对应 1885年，ATT公司成立，属于贝尔电话公司旗下 1895年，贝尔专利过期，美国出现6000家电话公司，电话技术迅速普及和降低成本。 电话是一个系统，而不仅仅是一项技术。 五，无线通讯 1901.12.12，意大利人马可尼在加拿大通过风筝接收到了来自英国的信号，无线通信的首次成功跨大陆尝试，也是新旧大陆的第三次握手。（哥伦布，电报电缆） 麦克斯韦的数学公式启发了一代人从事无线信号传递的研究，电磁学是能量还是信息的载体，认知的不同让科学家走入了不同的分支。 特斯拉只考虑用无线电磁波来传递电能，而不是信号，走入了误区。 马可尼富家子弟，靠父母的钱走出了第一步，申请意大利国家资助失败于是到了英国，后来逐步在无线电通信和无线电广播方面取得了成功突破。 六，声光影 1864年，17岁的爱迪生就已经熟练掌握了摩斯电码，他也是最早提出留声机专利了。 德国人艾米尔 贝利纳改进了留声机的发明，降低了成本。 摄影术，法国人达盖尔，建筑师和画家，为了即可留下影像。 七，盟军获胜的秘密武器 二战期间，信息技术融入了武器系统中，也让美国一直对信息通讯技术的发展背后带着政治和军事的眼光来审视。 道丁系统，世界上第一个大范围地面控制空中拦截的防空网络（是美国区域防御系统前身），核心是雷达站和专用的有线电话网络。道丁系统让英国空军在不列颠空战中战胜了德国空军。 近炸引信，参考雷达的原理，在导弹中安装检测仪器，在靠近目标附近时就可以爆炸，提高了命中效率。英国在二战时无力研究把idea交给美国研究，最终在火炮和导弹系统方面极大提升了战斗力。 八，谣言和被破译的信息 李鸿章，马关条约签订的背景，清政府的加密电文被破译，所有底牌在日本面前都被看到。 美国密码学家雅德利，是美国密码局奠基人破译大量日本密码，后被戴笠请到中国作为顾问，培养成第一批中国密码破译员。 德国特制的收音机让百姓只能听到官方宣传，二战期间大家都认识到宣传战的威力，也随之产生了对应的大众心理学的研究。 九，从偶然到必然 信息论发明之前，信息技术的发明都是试错的过程，成功者都是在排除了各种错误选项以后才成功的。 真实世界到人类符号再到计算机符号都是转换的过程，计算机符号是统一的。 布尔发明布尔代数的初衷不是为了计算机，但是有了计算机以后把布尔代数的优点发挥到了极致。他最早是为了做到代数的公理化和抽象化问题，用数理逻辑来表示信息。 十，香农开启信息时代 在学习哲学的过程中学会了布尔代数，设计机器自动调整的挑战下，用布尔代数设计了开关链路，完成了最底层的门电路基础，证明所有信息都可以用01表示，二战期间研究加解密，发现密码学和通信是一回事，提出了通信的数学原理。 十一，世界是不确定的 从索尔维会议到比克曼会议，世界上最聪明的人从研究能量（物理学）到研究信息。 香农的信息论在一开始就是完备的理论，指导了从诞生到现在的通信发展。 熵的思想在控制论中也有，但是代表的是被控系统的无序状态，而熵在信息论描述的是信源内部的不确定性。 信息论揭示了世界的本质是不确定的，而信息可以消除不确定性。信息不是含义，信息只是和随机性相关。 十二，计算机的发明 香农奠定了信息处理的理论基础，但是没有给出哪些信息可以用机器来处理，这个工作是由图灵完成的。 图灵解决了可计算性的问题，也就是划定了机器处理信息的边界，给出了计算机的数学模型（图灵机） 德国工程师楚泽在没有理论指导下，通过布尔运算的理解，独立开发出了楚泽机，只是因为他没有足够的资金用电子管来取代继电器，错失了发明第一台电脑的荣誉。 约翰 莫奇利和约翰 艾尔特发明ENIAC，驱动力是火炮的弹道计算，但是缺陷是专用计算机，不通用。 冯诺依曼在ENIAC制作一半的时候发现了这个问题，也促使EDVAC的诞生，也是冯诺依曼架构的来源。 十三，信息时代 肖克利发明晶体管，并且开启了选人选高智商的方式，提拔了一批青年才俊进入半导体行业，由于半导体产业的前景和相关年轻人的聪明与激情，从八叛徒变成更多的叛徒，造就了硅谷蓬勃发展的产业，一个产业如果处于上升期，即使是走人无数也是在给产业做出巨大贡献。 从晶体管到集成电路是架构性的飞跃，造就了产业的腾飞。 十四，能效提升 摩托罗拉从军用对讲机开始从事无线通信研究和产品开发，战后由于体积受限，把此系统搬上了汽车，汽车电话系统是第0G移动通信。 AT&T由于占据固网通信格局，没有下决心投入移动通信，在移动通信时代被摩托罗拉超越，从2G到3G有带宽容量的飞跃，因为引入了调频和编码技术，因此与原来的赛道发生了变化，摩托罗拉也随之被欧洲超越，4G以后改成正交频分复用技术，带宽的增加都是数学原理在起作用。 过去十年一代技术成熟，主要也是因为产品的更新需要依赖摩尔定律提供的红利，让能效比越来越高。 十五，摩尔定律 半导体产业的发展代表着信息时代最大的生产力，背后一方面是工程师的目标导向努力，另一方面是因为原材料的成本几乎为零，靠的是技术水平的提升，真正的价值在于工艺。 格鲁夫在公司管理上也有独到之处，宽严得当，通过沙盘推演敢于决策。