電腦發展史上有哪些偉大的思想和技術?


抽象,Abstraction.

Lampson也在圖靈獎獲獎演講時曾說過一句話:Any problem in computer science can be solved with another level of indirection. (有人也說是David Wheeler說的)。 如由於計算機體系結構與資源是「赤裸醜陋」的,於是抽象出來一層操作系統進行計算機資源的管理與操作。而為了與操作系統交互,於是抽象出來了Runtime Library層,方式是System Call。而瀏覽器、編譯器、Office等上層應用則僅需Runtime Library層交互即可,方式是Operating System API。

Application
|
| OS API
Runtime Library
|
| System Call
OS
|
| Hardware Specification
Hardware

清晰、簡潔、漂亮!

而在程序語言的發展中,抽象的思想也是無處不在,如C++17的Concept就是一個很好的例子。在如今的模板當中,我們的模板參數T沒有任何語意,所以出錯信息總是那麼的長。

template&
bool exist(const R range, const T value) {
for (const auto x : range)
if (x == value)
return true;
return false;
}
vector& vec {};
exist(vec, 47); // BUG!

GCC 5.2的報錯信息長達180多行。既然如此,那麼我們就為C++模板參數增加約束,抽象出來一個Concept (概念),對類型參數賦予類型約束。

template&
requires Equality_comparable&&>()
bool exist(const R range, const T value) {
for (const auto x : range)
if (x == value)
return true;
return false;
}
vector& vec {};
exist(vec, 47); // BUG!

使用Concept的GCC報錯信息只有3行!

可參考我在GitHub的演講PDF查看相關Concept的定義:presentation/pdf at master · FrozenGene/presentation · GitHub

清晰、簡潔、漂亮!

而抽象的思想也體現在已經廣為流傳的面向對象思想,在真實世界與程序世界之間,橋樑即抽象。如想表達女朋友的概念,提取出相關條件,然後進行程序表達即可

class GirlFriend
{
public:
bool hasLongHair() const {//...}
private:
std::string name_;
unsigned age_;
//...
};

清晰、簡潔、漂亮!


香農在1938年發表的偉大論文A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits(《對繼電器和開關電路中的符號分析》)將開關、繼電器、二進位、布爾代數聯繫起來。


圖靈機

lambda演算

分時多任務

WWW

關於lambda演算

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIwMDgyNzUzNw==mid=2247483658idx=1sn=2dde89033d2fef0cba307db9b8b5489escene=0#wechat_redirect


λ 演算啊

說圖靈機和馮諾依曼的都省省吧


先說一個最簡單、最基礎、最古老的。

太極思想與方法

電腦的基礎與起源是二進位,而二進位的一個重要起源是遠古中國的太極(陰陽)八卦。十七世紀偉大的德國科學家、數學家、哲學家 Gottfried Wilhelm Leibniz(萊布尼茲 1646-1716)在計算機科學史上最早把兩者(太極與二進位計算)聯繫到了一起。

讀過高等數學、微積分的你,是否還記得牛頓-萊布尼茲公式?可是有幾人知道,天才大牛——萊神竟然還是計算機之父!

Wikipedia: Gottfried Wilhelm Leibniz

太極即陰陽,陰、陽分別用不同的爻符表示,陽爻為 ——(相當於數字 1),陰爻為 — —(相當於數字 0)。爻符其實就相當於後來的比特(Bit),電腦所使用的最小信息單位。通過增加更多的爻符(比特位),以及陰陽(1 和 0)的排列組合,就可以表達出更多的數字和卦象(八卦、十六卦、六十四卦等等)。

萊布尼茲 1703 年那篇著名的論文《二進位算術闡釋》的標題翻譯成英文是:

Explanation of the Binary Arithmetic, which uses only the characters 1
and 0, with some remarks on its usefulness, and on the light it throws
on the ancient Chinese figures of Fu Xi.

Ref: Leibniz G., Explication de l"Arithmétique
Binaire, Die Mathematische Schriften, ed. C. Gerhardt, Berlin 1879,
vol.7, p.223; Engl. transl.

該文法文版的掃描件(Wikimedia:Leibniz Fu Hsi 1703.png):

大家可以看到當年的「伏羲」在法文里寫成 Fohy,而現在英文常見的寫法是 Fu Xi 或 Fu Hsi。

英文翻譯版全文在這裡:

leibniz-translations.com: Explanation of binary arithmetic

萊布尼茨寫到了他的基於阿拉伯數字 0 和 1 的二進位算術與 4000 年前的中國先祖伏羲的關係:

What is amazing in this reckoning is that this arithmetic by 0 and 1 is
found to contain the mystery of the lines of an ancient King and
philosopher named Fuxi, who is believed to have lived more than 4000
years ago, and whom the Chinese regard as the founder of their empire
and their sciences.

有知友問:

為什麼上面的英文會出現 Fu Xi,難道三百年前的萊布尼茨大神也懂漢語拼音?

當然不是,這裡有一個明顯的誤解。

首先,大家知道萊布尼茨是德國人,當然,如此天才他很可能也懂英語和法語。然而,Fu Xi 這兩字並非萊神所寫。上面我貼出引用的英文其實是 Lloyd Strickland 於 2007 年根據法文版翻譯的,去看 Leibniz Translations 網站你就知道,Strickland 把「伏羲」翻譯成大家更為熟悉、更標準的 Fu Xi(漢語拼音)是很自然的。

萊布尼茨三百年前的德文原文我還沒查到。但是當年的法文掃描件我們在上面已經看到了,寫成 Fohy,而 17 世紀的德文把「伏羲」寫成什麼,我不知道,很可能也是 Fohy(萊神正是從法國傳教士那裡學到伏羲和易經的),或其他的什麼寫法。也許有興趣的知友能幫我查到更為直接的材料。

我的結論是,三百年前沒有我們現在所用的漢語拼音(Fu Xi),萊布尼茨也不懂二十世紀的漢語拼音。當然,當時已經有許多中國文獻被翻譯成多種語言傳入了歐洲,而當時的那些譯法、寫法是我們所不熟悉的。

至於有些人想通過找一些所謂的「破綻」來千方百計地否認萊布尼茨、二進位與古老易經、太極的聯繫,我建議還是省省吧。那麼多明白無誤、白紙黑字的直接證據,還有什麼好 BB 的,可以直接無視。萊學(萊布尼茲學)在西方是一門專門的學問,多少年有許多人在持續地做研究,也出版了不少專著,而西方科學家、科學史家在這方面往往比我們要細緻、嚴謹得多。

萊布尼茲在他的著作中多次直接提到了古老中國的伏羲數字。萊布尼茲當時的發現:

He noted with fascination how the I Ching hexagrams correspond to the binary numbers
from 000000 to 111111, and concluded that this mapping was evidence of
major Chinese accomplishments in the sort of philosophical mathematics
he admired.

Ref note: On Leibniz, the I Ching, and binary
numbers, see Aiton (1985: 245–48). Leibniz"s writings on Chinese
civilization are collected and translated in Cook and Rosemont (1994),
and discussed in Perkins (2004).

文物證據:

上圖為當時的法國傳教士 Joachim Bouvet(白晉/進)送給萊布尼茲的易經六十四卦圖,其中的阿拉伯數字為萊布尼茲所加。出處:Perkins, Franklin. Leibniz and China: A Commerce of Light. Cambridge: Cambridge University Press, 2004. p 117. Print.。。。


沒有人說Lambda calculus?


首先不贊同所有關於二進位的答案。二進位其實是個被動的選擇,從電路的角度,0-1跳變只有兩個狀態,只要這兩個狀態之間的差異足夠大,容易區分,就可以作為一個bit,但不存在與0-1跳變電路同樣簡單的電路能夠實現清晰易區分的0-1-2跳變,而且012跳變本身就是不穩定的。實際上怎樣獲得清晰穩定的0-1跳變當年都是一個複雜的問題。我電路學的不好,大概這個意思吧。

計算機理論的基礎是圖靈-馮諾依曼體系結構和哥德爾不完備性定理,解決了可計算性與如何自動計算的問題,這倆的地位是不容置疑的,因為我們現在在發現馮諾依曼結構局限性的情況下,一直沒有任何有效方法跳出這個框架去找到效率更高的解決方案。

除此之外計算機發展史上有很多里程碑式的事件,比如進程和線程模型的提出和發展,微內核的提出與演變,7層網路體系的提出與完善,RISC,滑鼠的出現等等,不同研究方向的人眼中的最佳事件也是不同的,沒法找出最有意義的那一個來。


只說思想

圖靈機 和 通用圖靈機

要是沒這玩意 我們就只能每天打算盤 玩織布機 用計算器了

還有 遞歸和歸約 雖然都是從數學來的,但數學和計算機本不分家。

數學從有限的公理出發,演繹出萬千定理。計算機從一個有限規則集合的演算法出發,計算出無限的解依靠的就是遞歸。

至於歸約,怎樣證明一個問題不可計算?怎樣證明一個問題是NP complete?都需要用到歸約。

等待更新中……


沒有人提"計算思維"?


VPN,讓人類1/5人口可以翻牆看到外面的世界


緩存


函數

函數就是一個給出輸入得到輸出的子系統,,而且函數可以調用其他函數,,這樣一個巨大的系統就可以通過一層一層的調用函數來構成,,從而把一個大系統分解成模塊化、層次化的子系統


我覺得是結構化程序設計。

小時候在小霸王上自學basic,高中在文曲星上用Gvbasic編中文版遊戲,習慣了goto來,goto去,後來學了第一個結構化程序設計語言Pascal,最震驚的是不能goto了。然後更震驚的是,不用goto竟然更簡潔更有條理。

結構化的好處,一是程序更加易讀更好維護,二是可以方便地把一個大工程分成幾個模塊齊頭並進,大大提高了工作效率。這使得大型程序的開發成為可能。如果還是像Basic語言那樣自由散漫的話,恐怕一個團隊光花在研究自己前半段代碼上的時間都得好幾年。

我覺得這才是真正革命性的思想創新。


1.棧

2.中斷

3.虛擬化

排名不分先後


自然是圖靈機。

二進位在圖靈機問世之後才為世人所知。

說二進位的那些,萊布尼茨在圖靈機誕生兩百年以前就發明了二進位。為何兩百年間一直沉寂?

論重要程度,甚至二進位還要排在布爾代數後面吧。


1. 進化的核心在於優勝劣汰

2. 人類推進進化的方法是AB測試(想一下所謂的科學研究)

3. 計算機指數級的提高了AB測試的速度

因此,進化因此也有了指數級提升的潛力


本文將主要介紹由克勞德·香農於1948年提出的、以香農三定理為基礎的資訊理論。可以說,資訊理論在IT業的地位就如同牛頓力學體系在經典物理學中的地位一般。而目前炙手可熱的移動互聯網、各種軟體甚至人工智慧,無不以香農的資訊理論為基石。

將人作為一個組成部分包括到系統之中,並能清楚地區分出哪些工作應該由人去完成?哪些工作應該由機器去完成?在系統運行中,當進行到需要人去完成的工作時,系統就將工作交給人,當需要機器去完成時,就交給機器,構成一套和諧的、協調的、高效的運行機制以保證系統目標的實現。

系統論、控制論、資訊理論三門學科密切相關,它們的關係可以這樣表述:系統論提出系統概念並揭示其一般規律,控制論研究系統演變過程中的規律性,資訊理論則研究控制的實現過程。因此,資訊理論是控制論的基礎,二者共同成為系統論的研究方法。

舊三論:控制論、系統論、資訊理論。

新三論:耗散論、協同論、突變論。

一、信息、信息量與信息熵

信息:無法預測的實驗結果,與物質和能量並列為世界的三大要素,對應物質循環、能量流動和信息傳遞這三大過程。

維納的定義:信息就是信息,既不是物質也不是能量。

信息是物質、能量、信息及其屬性的標示。——逆維納信息定義

信息是確定性的增加。——逆香農信息定義

信息是事物現象及其屬性標識的集合。

近代科學的重要成就,就是發現物質的守恆和能量的守恆。愛因斯坦提出物質和能量可以相互轉化(E=mc2),但是一切物質和能量的總和依然是守恆的。而信息是不守恆的,並且一切信息的總和總是隨時間單調遞增的。

熱力學第二定律指出,世界的無序性(即「熵」)總是增加的。意圖減少某一體系的熵的努力,必然造成其他體系的熵更大程度的增加。熵的這一特點跟信息一致。

信息量:實驗結果的可預測性越小,隨機性就越大,包含的信息量也就越大。比如,「明天太陽會升起」所包含的信息量小於「明天會有日食」所包含的信息量,因為明天太陽是一定會升起的,而日食是難以預測的。

不管以何種方式描述同一信息,它所包含的信息量總是一樣的。比如,當你用各國語言表達「I am angry」時,如果我們能測量其中包含的信息量,測量結果都應該是一樣的。

信息熵:對信息隨機性的量度,指信息能被壓縮的極限。

信息量的最小單位是bit(binary digit即二進位數位的縮寫,中文翻譯為「位」),一切信息所包含的信息量都是1bit的正整數倍。計算機系統中常採用二進位,二進位數中的一個「0」或「1」就是1bit。1 Byte=8bit,Byte中文翻譯成「比特」,簡寫為B,1kB=1024B(2的10次方),往上依次還有MB、GB、TB等單位。

二、信息的採集、壓縮與存儲

(一)信息的採集

數字時代之前手動採集信息的弊端:

  • 在採集、拷貝、分析時容易出現人為誤差;
  • 傳遞遠距離信息時會出現顯著的延遲;
  • 分析大量數據的過程複雜而漫長。

數字時代信息採集的便利:

  • 利用電子設備自動進行信息採集,無線網路將測量數據自動送到中央控制單元處理;
  • 互聯網上有大量可用信息,社交網路成為用於社會分析的大數據樣本的來源,移動互聯網的普及使互聯網滲透進人們的生活每一方面;
  • 通過感測器和(無線)網路讓普通物理對象實現互聯互通。

物聯網:

  • 通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術,利用局部網路或互聯網等通信技術把感測器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起,形成人與物、物與物相聯,實現信息化、遠程管理控制和智能化的網路;
  • 兼容互聯網所有的應用,但物聯網中所有的元素(所有的設備、資源及通信等)都是個性化和私有化,如手錶→智能手錶、眼鏡→谷歌眼鏡。

大數據的一個應用:天文觀測中,通過從相對一般的望遠鏡集群中獲得眾多信號,而不是單純依賴一個昂貴的單片望遠鏡,天文干涉儀實現其高解析度觀測。

(二)信息的壓縮

壓縮信息的目的:減少信息傳遞的成本。

將拍攝的照片同時保存為bmp(無壓縮)和jpg(有損壓縮)格式,你會發現文件大小為16:1,這意味著你可以在你的內存上多存15倍的照片,而同樣的一張照片,當你想上傳到網路上時,所需的時間只是1/16。

數據包含的信息量越少,就越能被壓縮。數據中存在的信息量可以用信息熵從數學上量度。信息熵與我們需要猜測一個對象的次數相關。

假設一個信息可以被分成n個片段,第i個片段的長度是xi,取到這一片段的概率是pi,則信息量

信息熵

舉例,假設小明最喜歡的動物是老虎、貓、青蛙、蟹、豹子中的一種,用不等長的二進位代碼1、10、11、100、101分別表示這五種動物(長度分別為1bit,2bit,2bit,3bit,3bit)。小紅獲知小明選擇這五種動物的概率分別是10%,20%,45%,15%,10%。

這一信息最少能被壓縮到的信息量A=1×10%+2×(20%+45%)+3×(15%+10%)=2.15bit。

信息熵H=2×0.1×lg(1/0.1)+0.2×lg(1/0.2)+0.45×lg(1/0.45)+0.15×lg(1/0.15)=0.619

減少信息量的方法:排序不等式指出,在兩個n元數列{an}和{bn}中各取一個元素編為一組,在各組內的兩個元素的乘積的總和的所有可能值中,最小值是將{an}中的元素和{bn}中的元素按相反的大小順序排列並重新編號後,對應序號的兩個元素構成一組相乘後的加和。這就是說,出現概率越大的片段,就越要用較短的字長來傳遞。摩爾斯電碼中將出現頻率較高的「e」」t」等字母用較短的字長來傳遞。當然,有時人們出於加密的考慮,也會避免這樣的做法,甚至反其道而行之迷惑敵人。

減少信息熵的方法:由於n值實際上是難以調整的,因此只有從調整pi上下手。由拉格朗日乘數法:設=0,

L=H+KF(K為常數)

滿足上式的唯一條件是pi為不隨i變化的定值,故pi=1/n。即:每一片段的信息出現概率近似相等時,信息熵最小。

(三)信息的存儲

信息存儲:將獲得的或壓縮後的信息保存起來。

磁帶存儲:信息存儲在磁偶極子的兩個相反的方向中。

光碟:信息存儲在反射層上的凹處和凸處,形成「0」和「1」的信號。

快閃記憶體:寫入前刪除數據進行初始化。數據刪除不是以單個的位元組為單位,而是以固定的區塊為單位。

雲存儲:存儲互聯網上海量數據的方法——雲技術;在物理上位於存儲倉庫中。

大腦:信息存儲在管理神經元信號傳遞的突觸上。

三、信息的傳遞

(一)遊程有限原理

二進位中的「0」和「1」分別對應了電子電路的斷和通。為了限制鄰近符號間的干擾,我們要求數列中兩個「1」符號間必須間隔「0」符號,且至少間隔d個「0」符號。但為了保持同步性,又要求至多間隔k個「0」符號,即最小遊程和最大遊程。

比如,小紅和小明分別在兩個房間中,但小明房間里燈的開關在小紅手上。現在小紅要求小明做與小紅相同的動作,他們約定以燈光為信號,如燈亮兩次,就是蹲下;亮三次,就是跳起。那麼,小紅在開燈關燈時,就務必要考慮到兩個因素:第一,兩次開燈之間間隔的關燈時間不能太短,否則小明會誤把兩次開燈看成一次開燈;第二,兩次開燈之間間隔的關燈時間不能太長,否則兩人動作會造成嚴重的延遲。碼長越長d越大,就像小紅給小明的指令越複雜,小明所做的動作越複雜,需要的間隔時間就越長,延遲就越嚴重。

(二)糾錯碼

為使信息傳遞具有糾錯能力,在所有的由發送符號組成的序列中,僅挑出其中一部分做為信息的代表發送,並保證所挑出的這些序列之間有儘可能多的差異。每個被挑出的允許發送的序列被稱為一個碼字,而碼字的總合稱為碼。在發送端把信息變換成碼字的過程稱為編碼;在接收端從接收到的信號判定所發碼字、從而恢複信息的過程稱為解碼。在解碼時,若收到的信號不是碼中的一個碼字,則可以肯定在傳輸中出現了差錯,從而著手對差錯進行糾正。糾錯的方法是找到與接收到的信號最接近的碼字,並將其判定為發送信號。

比如,將二進位符號「0」和「1」分別編為「000」和「111」,這樣「010」就編為「000 111 000」。如果傳遞過程受到雜訊干擾使得接受的編碼為「001 100 111」,則第一個符號將被糾正為「000」,第二個符號將被糾正為「000」,第三個符號的錯誤則無法發現,最後輸出「001」。

(三)漢明距離

一般採用「距離」來度量信號間的接近程度,一種常用的「距離」稱為漢明距離,它被定義為兩碼字間對應位不同的個數總和。一個給定碼,其全部碼字兩兩之間距離的最小值被稱為這個碼的碼距。碼距是一個碼糾錯能力的重要參數,例如在漢明距離下,若接收到的信號出錯的位數不多於碼距的一半,則接收端總能正確地恢復所發送的碼字,從而正確地恢復所發送的信息。

糾錯碼能夠檢錯或糾錯,主要是靠碼字之間有較大的差別。這可用碼字之間的漢明距離d(x,y)來衡量。它的定義為碼字x與y之間的對應位取不同值的碼元個數。一種糾錯碼的最小距離d定義為該種碼中任兩個碼字之間的距離的最小值。一種碼要能發現e個錯誤,它的最小距離應不小於e+1。若要能糾正t個錯誤,則應不小於2t+1。一個碼字中非零碼元的個數,稱為此碼字的漢明重量。一種碼中非零碼字的重量的最小值,稱為該碼的最小重量。對線性碼來說,一種碼的最小重量與其最小距離在數值上是相等的。

(四)編碼方式

分組碼是對信源待發的信息序列進行分組(每組k位)編碼,它的校驗位僅同本組的信息位有關。碼長為n的碼中所有碼字的位數均為n;若要用一個碼傳送k比特信息,則碼字的個數M必須滿足

典型的分組碼是由k位信息位和r位監督位組成的,這樣構成的碼一般稱為系統碼。分組碼中應用最廣的是線性分組碼,碼字之間具有線性約束關係,即這些碼字總體構成了n維線性空間的一個k維子空間。稱此k維子空間為(n,k)線性分組碼。線性系統碼的特點是每個碼字的前k位均由這個碼字所對應的信息位組成,並通過對這k位信息位的線性運算得到後面n—k是位監督位。

線性分組碼中應用最廣的是循環碼,碼字可表示為多項式函數a(x)的係數。循環碼的碼字多項式都可表示成為循環碼的生成多項式g(x)與這個碼字所代表的信息多項式m(x)的乘積,即a(x)=m(x)g(x),因此一個循環碼可以通過給出其生成多項式g(x)來規定。

在構造線性碼時,要使各非零碼字的重量儘可能大。若一種碼的碼長為n,碼字數為M,最小距離為d,則可把此碼記作(n,M,d)碼。若此碼為線性碼,常簡記作(n,k)或(n,k,d)碼。人們還常用

表示碼率。R越大,則編碼效率越高。

(五)解碼方式

誤碼率=錯誤數/傳輸總碼元數。若用戶發現解碼錯誤的概率為P,則誤碼率的最小值

當R一定,n越大則M越大,pb越小。

人們希望找到的解碼方法是:誤碼率隨碼長的增加按指數規律下降;解碼的複雜程度隨碼長的增加接近線性地增加;解碼的計算量則與碼長基本無關。

四、香農三定理

(一)香農第一定理(香農信源編碼定理)

設離散無記憶信源包含n個符號,發出k重信號序列,則信源可以發出的信息數為,其中第i個信息出現的概率為pki,編碼後所得二進位代碼長bi,則代碼組的平均長度

(二)香農第二定理(香農信道編碼定理)

設某信道有r個輸入符號,s個輸出符號,信道容量為C,當碼率R&

其中

(三)香農第三定理(香農信道容量定理)

只要碼長足夠長,總可以找到一種信源編碼,使編碼後的信息傳輸率略大於率失真函數,而碼的平均失真度不大於給定的允許失真度,即D"≤D。

設R(D)為一離散無記憶信源的信息率失真函數,並且選定有限的失真函數,一定存在一種信源編碼W,其碼字個數為

而編碼後碼的平均失真度

D"(W)≤D+a

五、信息安全

(一)一次一密

一次一密密碼本:最能保證通信安全的加密方式,但因過於複雜,除了在二戰等特殊時期外,並未得到推廣。

密碼的要求:易於實現;絕對安全;長度大;不可重用;穩定性。

(二)RSA演算法

RSA演算法基於一個十分簡單的數論事實:將兩個大素數相乘十分容易,但是想要對其乘積進行因式分解卻極其困難,因此可以將乘積公開作為加密密鑰。

缺點:

產生密鑰很麻煩,受到素數產生技術的限制,因而難以做到一次一密。

人們已能分解140多個十進位位的大素數,這就要求使用更長的密鑰,速度更慢;另外,人們正在積極尋找攻擊RSA的方法。

速度太慢,由於RSA 的分組長度太大,為保證安全性,n 至少也要 600 bits以上,使運算代價很高,尤其是速度較慢,且隨著大數分解技術的發展,這個長度還在增加,不利於數據格式的標準化。

(三)哈希演算法

哈希演算法將任意長度的二進位值映射為較短的固定長度的二進位值,這個小的二進位值稱為哈希值,是一段數據唯一且極其緊湊的表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母,隨後的哈希演算法都將產生不同的值。要找到散列為同一個值的兩個不同的輸入,在計算上是不可能的,所以數據的哈希值可以檢驗數據的完整性。一般用於快速查找和加密演算法。

(四)密碼學的未來

利用無線介質的特性生成密鑰:

  • 優點:頻道變異——合法的接收器和竊聽者在相同的傳送中收到不同資料。多路徑性和反饋性。
  • 缺點:對黑客具有天生吸引性。

利用物理系統的特性為網路物理系統設計安全協議:

  • 優點:個性化
  • 缺點:異構應用程序間的互操作較為複雜

利用量子力學特性生成密鑰:

  • 優點:十分安全(海森堡不確定原理)
  • 缺點:傳輸距離和加密速率受阻

六、資訊理論在現代社會

(一)量子信息

量子位元的隨機測量:當從某一角度進行觀察,會隨機的出現兩種測量結果。

量子網路是量子計算和量子密碼系統的一個重要元素,允許物理上獨立的量子系統之間量子信息的傳遞,使得安全通信成為現實。

使用光纖連接或無線連接的光量子網路在以光子形成遠距離傳輸量子態方面發揮著積極作用。光膠子用於捕獲單個原子,作為這些網路中存儲和處理的節點。

單位量子信息存儲在單個粒子中,從系統論意義上看,比特是最簡單的兩態系統。在量子通信中,信息是一個個兩態量子系統,如具有兩個相反的偏振方向的光子就是一個兩態系統。量子通信以兩態量子系統——量子比特(qubit)作為單位,一個量子比特是兩個相反邏輯狀態的疊加。

量子信息的演化遵循薛定諤方程,要想實現量子通信,首先是製備量子態,進行信源編碼,將信源發出的信息轉化為量子態。

(二)無線通信

無線通信技術的發展:

  • 頻率復用:多區域行動電話系統,同信道區域頻率分配,任意子區域不存在互相干擾的信息。
  • 小區分裂:大容量移動無線通話系統。小區模型下的協調與增長。
  • 切換技術:多區域行動電話系統,地理布局,控制中心,子區域,互聯網。
  • 信道:射頻單元傳輸所產生的回波,不同位置的採樣脈衝。
  • 語音通話:以100赫茲的頻率快速衰減20~30分貝。數字語音壓縮,語音碼本的預測編碼,激勵線性預測編碼。

維特比演算法:

  • 維特比最優性原理:如果概率最大的路徑p(或者說最短路徑)經過某個點A,那麼這條路徑上的起始點S到A的這段子路徑Q,一定是S到A之間的最短路徑。否則,用S到A的最短路徑R替代Q,便構成一條比P更短的路徑,這顯然是矛盾的。
  • 最短路徑原理:從S到終點E的路徑必定經過第i個時刻的某個狀態,假定第i個時刻有k個狀態,那麼如果記錄了從S到底i個狀態的所有k個節點的最短路徑,最終的最短路徑必經過其中一條,這樣,在任意時刻,只要考慮非常有限的最短路即可。
  • 假定當我們從狀態i進入狀態i+1時,從S到狀態i上各個節的最短路徑已經找到,並且記錄在這些節點上,那麼在計算從起點S到第i+1狀態的某個節點B的最短路徑時,只要考慮從S到前一個狀態i所有的k個節點的最短路徑,以及從這個節點到B的距離即可。

小型手機的問題:

  • 背景噪音如大媽跳廣場舞時的音樂,人們對背景噪音的抱怨,有風環境下的風吹聲和其他聲音
  • 寬頻語音,信號差引起語音中斷
  • 對極端條件的音量無法實現自動控制的調節,意象不到的噪音傷害,另一端聲音太小
  • 對回聲的自動化識別不足,語音識別問題

無線網路的發展:

  • 現代蜂窩系統的功率控制;
  • 自適應編碼和使傳輸效率與信道信噪比相匹配的調製技術;
  • 混合ARQ能夠在高層實現魯棒數據包差錯恢復;
  • 自適應調頻和差錯控制編碼;
  • 多入多出系統和空時編碼,MIMO和STC的使用為用戶提高吞吐量;
  • 空間、時間、頻率三位一體;
  • 直接序列擴頻和差錯控制編碼。

超大規模集成電路的發展:

  • 處理器在手機上的應用(CPU+音頻、視頻、圖像處理器)
  • WiFi的廣泛應用
  • 單晶元手機設備
  • 多模無線技術,射頻製程

2015年全球移動數據流量每月3.7EB(1EB=1024PB=10242TB=10243GB),比2014年增長1.7倍,佔總數據流量的74%。2015年全球數據流量相當於2010年的15倍,2015年移動數據流量比固定IP流量網速快3.5倍。

手機的發展歷程:模擬語音→數字語音→文本信息→富文本信息(圖文並茂)→社交網路

周立波曾說現在人們拿手機當電腦,拿電腦當電視,拿電視當擺設。

拿手機當電腦:無線網路的普遍化,全面互聯互通的推進,網路交流的便攜化。個性化的APP設計是智能手機的靈魂。大數據的發展使用戶細分成為可能,私人訂製成為時尚。

拿電腦當電視:網路資源分享和信息交流的廉價化,內容選擇更加自由豐富。

我們無法預測太長時間移動互聯網的光輝前景,因為這個行業的業態隨時可能迸發出令全世界發生深刻變革的驚人潛力。試問,五年前有多少人能預料今日微信的成功:

  • 語音聊天、小視頻:為懶人考慮,為大眾考慮,用最簡單的方式征服最大多數的用戶。
  • 二維碼:智能手機獲取圖像能力的發展,全面互聯互通,新的信息存儲形式。
  • 微信掃一掃支付:更便捷的支付平台,未來出門不需帶錢包。
  • 微信群、紅包:新的人際交流方式,加強家庭、同事、同學的聯繫,中國是人情社會。
  • 朋友圈曬自拍、P圖:中國人比之前更大膽的展現自己的風采,P圖帶火了美圖秀秀、足記等手機APP,朋友圈成為真正的朋友圈。
  • 公眾號:量身定做的內容推送,個體用戶與傳媒的互動,管理微信公眾號是一種重要的職場素質。
  • 最近的例子——表情包。
  • 搖一搖:基於WiFi全面覆蓋的地理位置共享。

阿里巴巴的數據顯示,2015年11月11日全天,天貓雙11全球狂歡購物節的交易額達到912.17億元,超過去年銷售額(571億元)六成。網購是對中國傳統銷售模式的顛覆,電商崛起正在改變中國的經濟版圖。目前基於天量的網購市場,一手托起了數以億計的消費者,一手托起了數以千萬計的從業者,體現了互聯網的力量和市場的力量。

原因:

  • 馬云:感謝親愛的剁手黨,感謝路上的快遞員,感謝億萬客服,感謝每一位商家,感謝加班加點的技術宅,感謝每一面手機和電腦屏幕前的自己。
  • 雙十一是人造的消費熱點,處於傳統上的國慶和元旦兩個購物高峰中間,傳統上出現供過於求的局面。
  • 迎合了互聯網時代的草根文化。

互聯網金融模式介紹:

  • 020=online
    to offline,offline to online
  • C2C=consumer
    to consumer
  • B2B=business
    to business
  • B2C=business
    to consumer
  • B2F=business
    to family
  • S-S=software
    service
  • P-S=platform
    service
  • M-B=mobilephone
    business
  • B2G=business
    to government
  • B2M=business
    to market
  • M2C=manufacture
    to consumer
  • SoLoMo=social
    local mobilephone
  • ABC=association
    business consumer
  • BAB=business
    association business
  • P2C=platform
    to consumer
  • P2P=point
    to point,platform
    to platform
  • SN-EC=social
    network electronic commercial
  • B2S=business
    to share

未來發展:

  • WiFi的廣泛覆蓋,速率進一步提升;
  • 輔助授權頻譜接取技術;
  • 毫米波個域網技術;
  • 射頻前端的發展提供更寬的帶寬;
  • 大規模MIMO;
  • 感測器;
  • 電池技術;
  • 5G:高帶寬、高容量、低功耗。

(三)能量採集

發射率存儲所採集的能量同時有效利用它使可靠通信達到最大,以此來完成數據發送。

能量採集系統要素:

  • 能源:如振動、熱、光;
  • 能量轉化器(sensor):其他能→電能;
  • 能量採集區塊:捕獲、存儲並管理設備能量;
  • 結束應用的程序:低能耗無線感測器網路,監控設備。

未來:

  • 血管內的感測器和機器人納米器件;
  • 用於醫療監測的生物印章;
  • 尋找不間斷通信的方法,那就是優化由能量採集器作為動力的無線通信中的能量耗費:配有能量採集器的無線設備能在沒有電網的情況下持續通信並且降低碳排放;
  • 太陽輻射供能的空間勘探和太陽能手機;
  • 部署在河流中用於預測洪水的無線感測網路;
  • 射頻辨識標籤庫存系統。

挑戰:

  • 設備能量存儲空間有限;
  • 能量採集效率有限;
  • 能量存儲過程中存在泄露,容量損失等缺陷;
  • 所採集能量的預測精度;
  • 對可用能源意外變化的適應性。

七、資訊理論的現在與未來——人工智慧

(一)人工智慧(artificial intelligence,簡稱AI)的方向

  • 利用計算機強大的運算性能對大量數據進行分析,結合運籌學與控制論,從近乎無數中方案中幫助人們選出最優;
  • 利用計算機網路模擬人類的神經網路和認知(物質轉化為意識的嘗試),讓計算機模仿人類那樣思考,而其計算能力又遠高於人類。

兩次人機大戰,前者是「深藍」的思路,後者是「阿爾法狗」的思路。

(二)機器人的定義

美國斯坦福大學的Roth認為:

「所謂機器人是一種與人,其他動物或機器聯合做事的機器,它有自動和半自動的兩形式。機器人和其他自動化機器不太容易區別清楚,但它改變快,商品傾向較強,其含義也隨時間的推移而改變」。

美國K.J.Waldron提出如下定義:

「所謂機器人是一種具有較多自由度,靠與機構有介面的主動系統進行決策和控制運動的機械。這裡所提的主動系統是指工業機器人中計算機控制的伺服驅動器,或是指遙控操作機中,作為系統一部分的控制操縱桿的操作者。」

另一位科學家Wolovich給出的定義是:

「機器人是可再編程的多功能操作機,用各種編程的動作完成多種作業,用於搬運材料、工件、工具和專用裝置。」

機器人是一種在計算機控制下的可編程的自動機器。根據所處的環境和作業的需要,它具有至少一項或多項擬人功能,如抓取功能或移動功能,或兩者兼而有之,另外還可能程度不等的具有某些環境感知功能(如視覺聽覺觸覺接近覺等)以及語言功能乃至邏輯思維,判斷決策功能等,從而使它能在要求的環境中代替人進行作業。

(三)機器人三原則

1950年,美國著名科幻小說家阿西莫夫在他的小說《我是機器人》中,提出了著名的「機器人三守則」:

  • 機器人必須不危害人類,也不允許它眼看人將受傷害而袖手旁觀;
  • 機器人必須絕對服從於人類,除非這種服從有害於人類;
  • 機器人必須保護自身不受傷害,除非為了保護人類或者是人類命令它做出犧牲。

(四)機器人是一種典型的集成技術

機器人的覆蓋面非常之廣,可是說什麼合用就用什麼。現在新材料、生化技術、新能源、下一代互聯網和MEMS技術等已經成為機器人技術的新寵。以機器人技術為代表的集成技術,其發展與進步一定會得益於一系列的核心技術的逐步成熟。就集成技術本身而言,最關鍵的就是系統設計和尋找應用的突破點。

(五)三代機器人

第一代機器人主要是指只能以「示教——再現「方式工作的順序控制機器人,以1962年AMP公司和Unimation公司的「Versatran」與「Unimat」為起始產品。目前國際上商品化、實用化的機器人大都屬於第一代機器人,但是它們的技術進步也是很顯著的。它依靠人們給與程序,進行多種重複操作。由於其不具有感測器的反饋信息,因此不能在作業過程中從外界不斷獲取信息來改善自身的行為品質,故其應用範圍和精度受到限制。

第二代機器人具有一定的感覺裝置,能獲取作業環境、操作對象的簡單信息,通過計算機處理、分析,能作出一定的推理,對動作進行反饋控制,表現出低級的智能。由於其信息處理系統的龐大與昂貴,第二代機器人目前只有少數可以普及應用。

第三代機器人是指具有高度適應性的自製機器。它具有多種感知功能,可進行複雜的邏輯思維,判斷決策,在作業環境中獨立行動。

(六)機器人和AI的未來

· Robot-CAD CAD Multi-body Simulation;

· 動力學實時控制與補償,新機構、新結構、新控制器、新感測器的開發和新型伺服驅動系統的研究;

· 視覺、觸覺、力覺感測器和多感測器信息融合技術;

· MARS(多智能體機器人系統)技術;

· 微機械技術在機器人上的應用,微小型和微型機器人;

· 虛擬現實和增強現實技術在機器人上的應用;

· 多媒體和信息網路在機器人技術上的應用,網路化的群機器人的控制;

· 網路機器人與感測網路技術;

· 機器人共存技術,「軟機器人技術」,Soft Robotics;

· 仿人型和與人友好機器人技術;

· 機器人編程方法與方式的進一步研究;

· 伴隨著機器人應用工程的推廣,作為系統的一部分,開展系統研究。


八、資訊理論的現在與未來——計算機編程

計算機的工作方式:自頂向下逐步求精。

計算機體系結構:馮·諾依曼結構。

計算機的組成:

  • 存儲器(RAM - Random Access Memory):存儲程序指令和數據,包括隨機存取存儲器和只讀存儲器(Read Only Memory)
  • 中央處理器(CPU - Central Processing
    Unit):又可細分為控制器(CU)和運算器(ALU),即,CPU = CU + ALU。
  • 輸入輸出設備(I/O - Input / Output):也稱外部設備,負責對數據和程序進行輸入與輸出。

計算機設計者把計算機可以完成的動作編輯成一個機器指令表,並為每種動作賦予一個二進位代碼,通常由指令碼(操作碼)和內存地址(操作數)來構成。通過機器指令來編寫的程序稱為機器語言程序。

摩爾定律還適用嗎?

編譯程序系統:

  • 編譯:將高級語言源程序轉換為彙編語言源程序(目標程序)
  • 連接:將目標程序轉換為機器指令程序(可執行程序)
  • 執行:執行可執行程序,得到所需的結果

面向對象程序設計方法的特點:

  • 將數據以及對這些數據進行操作的方法放在一起,形成一個相互依存、不可分離的整體——對象。
  • 通過對事物的抽象找出同一類對象的共同屬性(靜態特徵)和行為(動態特徵),從而形成類。類是面向對象程序設計方法中的程序主體,類中的大多數數據只能用本類的方法進行處理,以保障程序模塊的獨立性以及數據的安全性。類通過一個簡單的公共對外介面與外界發生聯繫,對象與對象之間通過消息進行通訊。
  • 面向對象程序設計的三大特徵是:封裝性、繼承性、多態性。
  • 面向對象的計算機程序設計,才能使得軟體產品易使用、易修改、易測試、易維護、易擴展,才能使得軟體產品更便捷、更智能、更靈活、更穩定、更友好,才能勝任全面互聯網時代的海量數據和更複雜問題的衝擊。

九、三論的聯繫

(一)資訊理論與自動化系統及自動控制

將人作為一個組成部分包括到系統之中,並能清楚地區分出哪些工作應該由人去完成?哪些工作應該由機器去完成?在系統運行中,當進行到需要人去完成的工作時,系統就將工作交給人,當需要機器去完成時,就交給機器,構成一套和諧的、協調的、高效的運行機制以保證系統目標的實現。

系統論、控制論、資訊理論三門學科密切相關,它們的關係可以這樣表述:系統論提出系統概念並揭示其一般規律,控制論研究系統演變過程中的規律性,資訊理論則研究控制的實現過程。因此,資訊理論是控制論的基礎,二者共同成為系統論的研究方法。

舊三論:控制論、系統論、資訊理論

新三論:耗散論、協同論、突變論

(二)控制論

如果我們去追溯控制論思想的源流,就能發現它至少是三條悠長的支流匯合的結果。

一條是數學和物理的發展。特別是19世紀末20世紀初,麥克斯韋、玻爾茲曼和吉布斯推動了統計物理的建立,20世紀20年代後,量子力學又建立起來了。有不少科學家認為:與其說我們這個世界是建立在必然性之上的,倒不如說是建立在偶然性之上的,許多物理定律僅僅是大量事件統計平均的結果。科學的發展迫使人們回答必然性和偶然性之間的關係。於是,確定性與非確定性以及它們之間關係的研究成為科學界最熱門的課題。概率論的成熟,熱力學中的熵直至資訊理論的提出,就是這一研究的逐步深入。

另一條支流是生物學和生命科學的進展。科學家早就發現,生物界不是一個充滿必然性的機械世界,另一方面,生物個體行為也不能用統計力學和量子力學所用的純或然語言來刻畫。生命的活動中既有或然性,也有必然性。生命是怎樣把必然與偶然統一起來的?科學家對生命的機制發生了濃厚興趣。20世紀三四十年代,生物學家提出了「穩態」 概念,意味著人類對這一問題的認識已推進到新的階段,它直接為控制論的誕生奠定了基礎。

第三條支流是人類對思維規律的探討。它集中地反映在計算機製造和數理邏輯的進展。數學家特別是計算機的研製者們企圖用數學語言來模擬人的思維過程。第二次大戰前後,電子計算機的製造成為控制論成熟的前奏曲。

在 20世紀40年代,標誌著這三條支流匯合的科學著作終於出現了。1947年,維納的《控制論》就是作為統一它們的最初嘗試。儘管維納的這本書中有許多錯誤,有很多大膽的但後來被證明是不妥切的設想,但這本書震動了科學界。科學家們被建立各門學科的統一方法論的雄心所吸引。一大批各個領域中的專家紛紛互相對話,控制論、系統論成為二次大戰後直至今天的不可忽視的科學思潮。

在控制論中,「控制」的定義是:為了「改善」某個或某些受控對象的功能或發展,需要獲得並使用信息,以這種信息為基礎而選出的、於該對象上的作用,就叫作控制。由此可見,控制的基礎是信息,一切信息傳遞都是為了控制,進而任何控制又都有賴於信息反饋來實現。信息反饋是控制論的一個極其重要
的概念。通俗他說,信息反饋就是指由控制系統把信息輸送出去,又把其作用結果返送回來,並對信息的再輸出發生影響,起到制約作用,以達到預定的目的。

(三)系統論

系統科學是以系統為研究對象的基礎理論和應用開發的學科組成的學科群。它著重考察各類系統的關係和屬性,揭示其活動規律,探討有關係統的各種理論和方法。系統科學的理論和方法正在從自然科學和工程技術向社會科學廣泛轉移。系統論認為,整體性、關聯性,等級結構性、動態平衡性、時序性等是所有系統的共同的基本特徵。這些,既是系統所具有的基本思想觀點,而且它也是系統方法的基本原則,表現了系統論不僅是反映客觀規律的科學理論,具有科學方法論的含義,這正是系統論這門科學的特點。

系統論認為,開放性、自組織性、複雜性,整體性、關聯性,差序性、動態平衡性、時序性等,是所有系統的共同的基本特徵。這些,既是系統所具有的基本思想觀點,而且它也是系統方法的基本原則,表現了系統論不僅是反映客觀規律的科學理論,具有科學方法論的含義,這正是系統論這門科學的特點。

系統論的核心思想是系統的整體觀念。任何系統都是一個有機的整體,它不是各個部分的機械組合或簡單相加,系統的整體功能是各要素在孤立狀態下所沒有的性質。系統中各要素不是孤立地存在著,每個要素在系統中都處於一定的位置上,起著特定的作用。要素之間相互關聯,構成了一個不可分割的整體。要
素是整體中的要素,如果將要素從系統整體中割離出來,它將失去要素的作用。正象人手在人體中它是勞動的器官,一旦將手從人體中砍下來,那時它將不再是勞動的器官了一樣。

(四)耗散論

耗散論把宏觀系統區分為三種:

  • 與外界既無能量交換又無物質交換的孤立系;
  • 與外界有能量交換但無物質交換的封閉系;
  • 與外界既有能量交換又有物質交換的開放系。

孤立系統永遠不可能自發地形成有序狀態,其發展的趨勢是「平衡無序態」;封閉系統在溫度充分低時,可以形成「穩定有序的平衡結構」;開放系統在遠離平衡態並存在負熵流時,可能形成「穩定有序的耗散結構」。

耗散結構是在遠離平衡區的、非線性的、開放系統中所產生的一種穩定的自組織結構,由於存在非線性的正反饋相互作用,能夠使系統的各要素之間產生協調動作和相干效應,使系統從雜亂無章變為井然有序。

例如,生物機體是一種遠離平衡態的有序結構,它只有不斷地進行新陳代謝才能生存和發展下去,因而是一種典型的耗散結構。人類是一種高度發達的耗散結構,具有最為複雜精密的有序化結構和嚴謹協調的有序化功能。

耗散結構論認為,耗散結構的有序化過程往往需要以環境更大的無序化為代價,因此從整體上講,由耗散結構本身與周圍環境所組成的更大範圍的物質系統,仍然是不斷朝無序化的方向發展,仍然服從熱力學第二定律。由此可見,達爾文的進化論所反映的系統從無序走向有序,以及克勞修斯的熱力學第二定律所反映的系統從有序走向無序,都只是宇宙演化序列中的一個環節。

(五)協同論

協同論主要研究遠離平衡態的開放系統在與外界有物質或能量交換的情況下,如何通過自己內部協同作用,自發地出現時間、空間和功能上的有序結構。

協同論認為,千差萬別的系統,儘管其屬性不同,但在整個環境中,各個系統間存在著相互影響而又相互合作的關係。其中也包括通常的社會現象,如不同單位間的相互配合與部門間關係的協調,企業間相互競爭的作用,以及系統中的相互干擾和制約等。協同論指出,大量子系統組成的系統,在一定條件下,由於子系統相互作用和協作,
這種系統會研究內容,可以概括地認為是研究從自然界到人類社會各種系統的發展演變,探討其轉變所遵守的共同規律。應用協同論方法,可以把已經取得的研究成 果,類比拓寬於其它學科,為探索未知領域提供有效的手段,還可以用於找出影響系統變化的控制因素,進而發揮系統內子系統間協同作用。

事物的演化受序參量的控制,演化的最終結構和有序程度決定於序參量。不同的系統序參量也不同。比如,在氣體系統中,壓強(力學參量)、溫度(熱學參量)和體積(幾何參量)就是序參量。在化學反應中,取摩爾濃度或反應速率為序參量。在社會學和管理學中,採用「測驗」、調研或投票表決等方式來反映對某項「意見」的反對或贊同。此時,反對或贊成的人數就可作序參量。序參量的大小可以用來標誌宏觀有序的程度,當系統無序時,序參量為零。當外界條件變化時,序參量也變化,當到達臨界點時,序參量增長到最大,此時出現了一種宏觀有序的有組織的結構。

協同論指出,一方面,對於一種模型,隨著參數、邊際條件的不同以及漲落的作用,所得到的圖樣可能很不相同;但另一方面,對於一些很不相同的系統,卻可以產生相同的圖樣。由此可以得出一個結論:過程的不同模型可以導致相同的圖樣。在每一種情況下,都可能存在生成同樣圖樣的一大類模型。

協同論揭示了物態變化的普遍程式:「舊結構→不穩定性 →新結構」,即隨機「力」和必然「力」之間的相互作用把系統從它們的舊狀態驅動到新組態,並且確定應實現的那個新組態。由於協同論把它的研究領域擴展到許多學科,並且試圖對似乎完全不同的學科之間增進「相互了解」和「相互促進」,無疑,協同論就成了軟科學的重要工具和方法。

(六)突變論

在自然界和人類社會活動中,除了漸變的和連續光滑的變化現象外,還存在著大量的突然變化現象,如水的沸騰、岩石的破裂、地震、細胞的分裂、生物的變異、戰爭、市場變化、經濟危機等等。突變論認為,系統所處的狀態,可用一組參數描述。當系統處於穩態時,標誌該系統狀態的某個函數就取唯一的值。當參數在某個範圍內變化,函數有不止一個極值時,系統必然處於不穩定狀態。雷內托姆指出:系統從一種穩定狀態進入不穩定狀態,隨參數的再變化,又使不穩定狀態進入另一種穩定狀態,那麼,系統狀態就在這一剎那間發生了突變。突變論給出了系統狀態的參數變化區域。

突變論提出,高度優化的設計很可能有許多不理想的性質,因為結構上最優,常常聯繫著對缺陷的高度敏感性,就會產生特別難於對付的破壞性,以致發生真正的catastrophe。在工程建造中,高度優化的設計常常具有不穩定性,當出現不可避免的製造缺陷時,由於結構高度敏感,其承載能力將會突然變小,而出現突然的全面的塌陷。突變論不僅能夠應用於許多不同的領域,而且也能夠以許多不同的方式來應用。

九、資訊理論推動自然科學和社會科學的統一

(一)從關於形式和本質的爭論談起

1924年,一位名叫W.J.賴利的學者在研究零售市場問題中,提出一個數學模型,指出兩個城市之間的人口移動和它們的居民數的乘積成正比,和它們之間距離的平方成反比。天體物理學家施棣華認為這些概念實際上和牛頓的萬有引力定律是同型關係。1949年,經濟學家G.K.齊普夫對這個經驗公式加以改進,於1965年創立了所謂「人類行為中最小努力」原則。很多經濟學家和社會學家對這一類方法卻不以為然。在他們看來,牛頓萬有引力公式和人口流動規律的類同,純粹是形式上的。應用數學方法充其量只能描述事物的運動形式和數量關係。難道數學方法在社會學中的引用可以解決諸如人口流動、人口增長與社會制度之間關係的問題嗎?這一類問題才是更本質、更重要的問題。

在文學領域中也有類似爭論。英國數學家西爾維斯對行列式理論卓有貢獻,他曾頗有興緻地寫了一篇《詩的規律》的論文。論文對莎士比亞十四行詩的形式進行數學分析。近年來一些數學家把倍爾數用來研究詩詞格律,發現四行詩只有15種不同的押韻方式。象當年預言自然界只存在230種結晶方式一樣,這一小小的成果也使數學家感到歡欣。然而,文學家也許會說:你們分析的結論是對的,但這只不過是雕蟲小技,四行詩的押韻方式只不過是詩歌形式問題中的一個小枝節。確實,對於詩歌創作和研究來說,詩歌的內容、情感、意境才是更本質、更重要的問題。

經濟學中的例子就更多更典型了。政治經濟學家尖銳地批評數理經濟學派僅僅研究經濟運動的形式,市場均衡也好,邊際效用也好,都忽視了市場、商品和經濟活動的本質,而只注重了形式和數量關係。

這些爭論集中起來看,實際上就是自然科學和社會科學是否具有統一的方法的問題。一些人主張存在兩種截然不同的方法,自然科學方法只能用來處理形式化問題和定量關係;而社會科學方法則必須遵循從「事物質的規定性」出發的原則,探討這種質的規定性自身運動的法則。在處理事物本質問題及其聯繫上,自然科學方法是無能為力的。另一部分人則認為,社會科學的使命同自然科學一樣都是研究事物發展和運動規律的,因此儘管對象不同,應該具有統一的方法。

這是一場曠日持久的爭論。確實,從目前研究的現狀來看,很難判別孰是孰非。儘管如此,運用自然科學方法來解決社會科學問題,已經成為當今理論探索的一種時尚。經濟學家建立了許多數學模型來描述各式各樣的經濟過程,用線性代數和微分方程來研究和預測價格形成和市場均衡。歷史學家用電子計算機來處理數據,探討古希臘城邦戰爭的規模,出現了計量史學和科學史研究。社會學家則將人口波動過程表達成差分方程,模擬社會人口增長和城市發展。甚至在文學領域中,也出現了接受美學、傳播學、詩歌語義學等新分支。越來越多的青年學者對自然科學與社會科學的結合表現出濃厚的興趣。

另一方面,我們不能不承認社會科學家們自有他們的道理。雖然自然科學在社會科學中的運用已取得了不少成果並且呈現出迅速擴張的趨勢,但是也必須看到這種運用大多只是處理枝節性和技術性的問題,主要是局限於「形式和數量」研究方面。正如考古學中用放射性同位素測定文物年代一樣,它在整個社會科學中的應用還只是從屬性的和技術性的。考古學的主要方法還不得不用傳統的社會科學方法。

那麼,在自然科學奔向社會科學的強大潮流中,難到存在著在形式和本質上不可逾越的鴻溝,使得自然科學方法在社會科學研究中只能處於目前這種從屬的地位嗎?
究竟自然科學和社會科學是否具有統一的方法?這種統一的方法實質上是什麼?如果這些關鍵問題處於若明若暗的五里雲霧之中,那麼我們就無法進一步深入討論這個問題。

為此,我們有必要從認識論的角度對自然科學和社會科學的構造理論的基本過程進行分析。

(二)自然科學和社會科學的共同點

無論是自然科學還是社會科學,理性認識都基於感性認識之上。研究者必須從廣泛地搜集材料開始,然後分析加工材料,進行從個別到一般的抽象,然後提出觀點或理論。任何理論總是對它們所依據的材料的反映,概括和解釋。因此自然科學和社會科學研究的對象雖然不同,但從一般原則上看,它們的理論是否正確,也即認識從感性階段上升為理性階段這一過程是否能科學地進行,都必定取決於兩個重要環節。

  • 第一,材料搜集中的經驗(包括實驗)事實是否正確,是否完備、全面;是否能反映出事物的聯繫和全貌;
  • 第二,從感性認識向理性認識飛躍時,理論概括是否科學、是否正確。如果這兩個環節中有一個發生重大差誤, 那麼據此提出的理論必然靠不住。

問題就在這裡:一個研究者如何做到在研究中使這兩個環節不出差錯呢?首先,具體經驗事實和材料幾乎是無窮多的,幾乎不可能把它們全部收集在一起。佩雷菲特舉過這樣一個例子:

「有一位青年考古學家,腦袋裡想寫一篇論文,談荷馬時代的兵器學。文獻資料越搜越多,浩如煙海。他覺得明智的辦法是縮小範圍,只研究頭盔。但範圍還是太大,於是再限定為冠纓。最後他風趣地說:『今後誰要談荷馬時代、希臘戰士的冠纓,就非引用我的論文不可。』」

這個例子很典型。它說明研究者常用的方法是用嚴格限定和縮小研究對象來限制收集材料的範圍的。這固然使得材料精細準確,為象考古學這樣的學科或其他學科提供一種可靠的研究基礎,但也必然會使研究領域無限細分,甚至會出現鑽牛角尖的趨勢。我們可以問那個青年考古學家,僅僅研究冠纓就能反映古希臘的兵器學嗎?應該看到,這種方法特別不適應於整體規律和事物間互相聯繫的研究。在限制研究對象的一次又一次分割中,事
物間的本質聯繫也往往被割裂了。而且我們應該看到,很多時候即使對一個具體對象來說,嚴格限定對象以縮小研究範圍,也很難做到使材料充分、完備。

在自然科學中,亞里士多德理論體系是個很明顯的例子。眾所周知,亞里士多德廣泛收集了當時自然現象和各種社會現象知識中的經驗事實,寫出著名的《物理學》。我們姑且不論亞里士多德理論體系的歷史價值,而只是指出人類花費了一千多年的努力才擺脫了它的束縛。

亞里士多德最明顯的特點是,把研究對象進行主觀分類。他在《形而上學》中指出:「所有這些科學都只是割取存在的一個特殊部分——即某一個『種』,對它加以研究」。根據亞里士多德學說,天上的物體和地球上的物體是屬於完全不同的兩類研究對象,因此它們之間不可比,也沒有聯繫,它們有著完全不同的運動規律。從直觀上看,從亞里士多德時代的知識水平看,這似乎是無可非議的:天上的物體做著完美的圓周運動,地上的物體自然趨於下落,做直線運動。因此,在亞里士多德最初構造他的物理學理論時,力學研究的對象被人為地割裂開來。而亞里士多德的後繼者又用他的理論來規定物理學研究的對象,這樣,就束縛了人們的認識。雖然人們曾千萬次看到蘋果下落這一類現象,但在伽利略、牛頓作出他們革命性突破以前,沒有一個物理學家會把「蘋果下落」原因和天體運動規律當作同一力學研究對象,萬有引力定律自然不會被發現。

(三)三論與科學方法論

只要我們承認人類的任何理性認識都來源於實踐(包括經驗和實驗),任何理論都是相對真理,只要承認我們認識客觀事物過程中,在收集取捨材料時往往存在主觀性,片面性因而發生偏差,在概括材料進行抽象和推理時也經常失誤的話,那麼,我們就可以理解所謂「科學方法論」的本質了。無論對於自然科學研究還是社會科學探索,方法論的關鍵在於我們能否找到一種有效的途徑來排除這些偏差和失誤,使人的認識逐步逼近真理。確實,在這方面自然科學和社會科學不同,在近二千年的發展中,特別是近三百年來,已經建立了一整套相當有效和成熟的研究方法,依靠它可以使人類對自然界的認識從謬誤的陷阱中較快地擺脫出來,取得長足進步。只有從這個角度,我們才能理解,所謂自然科學的方法究竟是什麼?它在什麼意義上、在多大程度上可以在社會科學中運用?

波普有一句名言:「科學經常是錯的,而偽科學倒有時是對的」。實際上科學家並沒有什麼靈丹妙藥,以保證他們最初提出理論的時候,所依據的經驗事實一定完全正確,也不能保證他們任何一次理論概括都不出差錯。科學史證明,幾乎所有的科學理論在最初提出時,它所收集的材料都不全面,不能反映本質。它的理論也不完整,甚至有很大的錯誤。

最早化學家是本著尋找「哲人石」這樣的錯誤目的和理論來設計化學實驗的。甚至到了十八世紀,化學家在研究燃燒過程時,還沒有把最關鍵的物質——氧氣考慮進去。今天學過物理學的人都知道,磁偏角和磁傾角是揭示地磁現象本質的兩個必須考察的變數。然而在羅伯特.諾曼以前,幾乎所有西方學者都把磁針不能指向正北看做一種誤差。

然而,科學之所以成為科學,就在於它找到了一套有效的方法,可以一步步排除認識過程中兩個環節帶來的偏差。也就是說自然科學方法中最核心的部分是一種對經驗材料自組織的過程和理論自我改進的機制。它的運用保證了即使我們從不完備的經驗材料和不正確的假說出發,也可以一步步做到使材料變得完備,並使理論趨於正確的過程。為了說明這種機制,我們先來看一個具體的例子。

魏格納在最初提出大陸漂移的設想時,並不可能知道這一學說和研究對象的整個範圍。今天的板塊理論涉及到地質學,地磁學、古生物學、地球化學等廣闊的學科,
這是魏格納當初不可能涉及到的經驗事實範圍。他只能從一些局部的不完備事實開始構造他的理論。他發現非洲大陸的邊界可以和美洲大陸的邊界拼接成一個整體。正是從大陸邊界拼合這一觀察開始,魏格納構想出大陸漂移假說。如果這一假說的形成僅僅停留在這一次性的從經驗材料到理論概括上,那麼無論是這些材料還是理論本身都存在很多偏差和錯誤。比如,大陸邊界的拼合中就帶有很大的任意性。現在發現,魏格納當初提出的大陸海岸線可以拼合的設想並不正確。近年來劍橋大學
的布拉德設計了電子計算機拼接法,發現正確的拼合不是現在的海岸線而是水下1000米的等深線。而魏格納當初根據大陸海岸線可以拼合而構造大陸漂移假說
時,他並不知道這一點。並且,地質構造上的拼接還需要利用對大陸絕對年齡的測定,這是本世紀六、七十年代的地質學家才掌握的手段。而魏格納當時根本不可能 測定和收集有關大陸絕對年齡的數據。相反,這些數據的收集是在人們普遍接受大陸漂移說後才被注意的。那麼,板塊理論的建立是怎樣擺脫並糾正它在初始形成時的錯誤呢?這才是問題的關鍵所在。

我們考察一下魏格納大陸漂移假說,可以發現,第一,這一假說具有清晰性,它明確提出現有的大陸是由一塊整個的原始大陸在水平作用力下慢慢漂移開來的;第二,這一假說可以導出一些最初建立理論假說所依據的材料(大陸邊界拼合)以外的結論,這些結論可以用其他材料驗證,也即它具有認識論的預見性。比如,根據大陸漂移假說,既然存在一個整體的原始大陸,那麼古代曾經相連而目前相隔數千里的陸地兩岸的生物種群和古生物化石必定有一致性,這一現象生物學家已經注意
到了,並生硬地假定存在過「陸橋」來解釋這一奇異現象。而魏格納的假說卻能包容生物學家難於解釋的現象,從而把理論考察的範圍拓展到生物學和古生物學。這樣,它所依據的經驗和材料就不再局限於大陸海岸線的簡單拼合了。

如果理論不具有認識論的預見性,那麼人們就很難想到從與原有依據材料(大陸海岸線可以拼合)幾乎毫無關係的古生物學方面的材料去綜合考察大陸漂移理論假說。由於有了古生物學和生物學大量材料的支持,「大陸拼合」的任意性就相對減少了,魏格納可以得到更為細緻的理論。這些理論還可以進一步推出超出原有範圍的結論。比如,考慮到地球磁場在歷史上曾出現過倒轉,那麼根據大陸漂移說就能預見某些地區岩石中古地磁的反常現象。這就使得理論進一步要包容古地磁學知識領域。同樣,建立在這樣更為廣闊的知識領域上的理論比原有的假說更豐富,更精確了。它又能推出一些新結論,如對大陸水平移動力的研究導致對海底擴張的研究,從而使海底年齡、重力異常、火山分布等一系列原先想像不到它們之間有什麼聯繫的現象進一
步組織到統一的理論體系中去了。大陸漂移說經過了漫長的自我改進,逐步變成了板塊學說。這是現代最著名的地質學理論之一。

這個例子是頗有代表性的。因為,無論是物理學、化學,還是生物學,地質學,一種科學理論的成長或者是一門學科的研究對象的確定,我們都可以看到類似過程。
雖然學科研究對象不同,理論的具體內容也不同,但是理論成長的機制,研究對象明確的過程、收集材料由片面到全面的途徑都是通過在經驗→理論→經驗→理論一次次循環中實現的。它說明由感性認識向理性認識的飛躍,形成正確的理論並不是人們想像的那樣,一開始必須完備而全面地收集材料,明確研究對象(這是不可能的),然後進行理論概括,它不是一次性完成的(這也是不可能的)。只有通過一次一次的循環,研究對象才能明確,材料的收集才能趨於完備,理論才能趨於正確。因此,從認識論上看所謂科學方法最本質的乃是利用這一循環,實現材料自組織和理論的自我改進,以克服認識過程必然出現的兩種偏差。

這裡,理論所具有的清晰性和預見性起了十分關鍵的作用。如果理論沒有預見性,它不能推出超過原來提出理論時所依據的那些經驗事實之外的結論,那麼材料滾雪球般的自組織過程就
中斷了,循環成為一個自我封閉的由事實上升為理論,再由理論回到原有事實的同義反覆,理論也難以自我改進。這時,由理論推出的(或說明的)事實仍是屬於原有範圍。如果一開始收集的材料是片面的(這幾乎不可避免),那麼我們根據理論思維來限定下一次研究收集材料範圍時,就陷入了一個不能有效擴大收集材料範圍
的惡性封閉圈。這時理論是根據這些不完全的材料推導出來的,它很有可能是錯的,而由於錯誤的理論本身的規定使得人們在研究這個對象時總是看不到那些更為本質的材料。前面所說的亞里士多德的物理學就是例子。

同樣,如果理論沒有清晰性和預見性,那麼在循環中,錯誤倒有可能積累起來,由感性認識向理性認識飛躍
時,提出理論時發生的偏差也就不可克服了。為了克服這種偏差,唯一有效的辦法也是通過一次次的循環,把推出的結果和經驗事實不斷地比較,當出現不合時,就對理論修改並和經驗事實再一次比較驗證。一種模稜兩可邏輯上混亂的理論,一旦推出的結論和經驗不符,我們根本不能判別理論錯在哪裡,是假說錯了,還是推導
過程出了毛病?只有當理論成為一個井然有序的邏輯構造型大廈時,它才可能具有自我改進機制,這時,理論推斷和經驗事實的誤差才能成為修改理論中錯誤部分的信息源和推動力。一般說來,理論在邏輯上越嚴格,推導過程和結論越清晰,它的結論就越容易和經驗比較,出現的誤差給與理論自我修改的動力也就越大。

(四)什麼是自然科學方法

科學在近二千年發展中已總結出理論研究必須遵循的最一般的方法,各門學科理論內容可以完全不同,使用的具體方法也往往千差萬別。但它指出,只有那些
邏輯構造型的具備清晰性和預見性的理論才能算是科學理論。在近代構造自然科學理論必須遵循下述的原則,這些原則被科學哲學家稱為科學理論的規範:

  • 自然科學理論是建立在大量經驗和實驗觀察事實基礎上的,它通過對經驗和實驗結果的歸納和分析,提出一種邏輯構造型的理論體系作為理論框架;
  • 自然科學的理論必須具有邏輯的清晰性,它推導出的結論不僅符合邏輯而且還必須可以用經驗或者實驗來檢驗(證實或證偽);
  • 自然科學理論必須具有可以推出一些超出提出理論時所依據的經驗或實驗事實範圍之外的結論。我們認為,這些規範構成了自然科學方法最核心的部分。它們之所以
    成為自然科學的規範,其原因乃是只有這樣做,才能使研究過程中實行材料的自組織,使理論具有自我改進機制,以克服認識過程中必然出現的種種偏差。

自然科學方法實際上包含三個層次的內容:

  • 它是指認識過程中有效地組織材料(經驗和實驗事實),使理論具有自我改進機制的一種程序。理論的邏輯構造型、清晰性以及預見性保證了這種機制。研究者必須
    把這些原則自覺地貫徹到認識過程中,自覺地加快經驗(實驗)→理論(具有上述三個特點)→檢驗→組織更廣泛的新材料→新的理論的循環過程。
  • 它是以上規範在自然科學中的普遍實現。它在自然科學各學科中為了更有效地實現上述規範及循環,普遍採用了科學實驗的方法,來鑒別理論。科
    學實驗的功能是使鑒別理論和分析、拓展材料成為一種自覺的手段,有效地促成認識的循環。這樣,材料的自組織和理論的自我改進,被實驗→理論→實驗→新理論 這樣一種有結構的過程來實現了。這種循環過程越快,科學發展也就越迅速。為了保證這種科學的認識過程,實驗是指的受控實驗,而理論則是以構造性自然觀為基礎的。實際上,這就是我們在第一點中所講的科學認識的一般程序和自然科學的普遍特點相結合而產生的自然科學的一般方法。
  • 它的一般方法和原則應用到自然科學各學科中時,各學科根據自身的特點又發展起一套適合學科發展的特殊研究方法。比如,空氣動力學中的模擬試驗方法,天文學中的天文觀測方法,地球物理學中的高溫高壓實驗等等。這些具體方法都是結合學科特點而發展起來的,其目的是為了更有效地實現科學認識的一般程序。

隨著各門學科的不斷發展和深入,學科方法顯得五花八門,各不相同。我們稱它們為每一學科在具體運用中的特殊方法。人們所謂的自然科學方法實際上是指這三個不同層次上所有含義的總和。顯然就第二第三層次意義上的自然科學方法,即學科方法,在社會科學研究中的運用是有限的,因為它們是針對自然科學特定對象已經和
具體對象相結合而產生的特殊方法。這種方法在社會科學中應用的廣度要根據社會科學研究對象和自然科學相應方法對應的對象有多大程度的類似性而定。

但是,如果我們從第一個層次上來看,社會科學理論的提出,如同自然科學理論一樣,也有一個從感性認識向理性認識飛躍的過程,那麼,社會科學包應該有這樣一種科學認識的一般模式。實際上,構造自然科學理論最一般的規範早已滲透到社會科學研究中了,很多社會科學家也在運用著。在社會科學研究中,任何一個社會科
學家都是把理論建立在對經驗材料的分析的基礎上,並儘可能在理論構成中運用邏輯,使自己的理論成為嚴密的。社會科學家也同樣明白理論必須受實踐的檢驗,要用經驗來證明,並同樣期待著自己的理論有著預見性,能指導我們的實踐。那麼,現在我們提倡把自然科學方法應用到社會科學研究中,實行兩科方法的統一還有什麼意義呢?是不是說,現在社會科學家已經在運用自然科學研究最普遍的方法了呢?

事實並沒有這麼簡單。我們知道,近代科學建立三百餘年來,自然科學家們已經成功地建立了一套保證實現經驗→理論→檢驗→組織更廣泛的材料→新的理論的循環 的方法,形成了共同的科學規範,它制約著科學家們的行為。這樣,就使得這種循環不僅在某一個科學家個人研究中自覺地進行,而且還應在整個科學領域內廣泛地
進行。自然科學家有的從事理論研究,有的從事實驗研究,但他們都很理解自己在這整個認識論程序中的位置。實驗科學家鑒別理論科學家的設想,而理論科學家總 是想盡辦法去推出新的觀點,指導實驗科學家的實驗。推進這一循環已成為整個科學共同體自覺的事業。這一點,在目前的社會科學研究中做得是不夠的。很多理論家雖然明白理論要用實踐來檢驗,但他們在研究中往往忽視從經驗到理論再從理論到經驗這一反覆循環。他們常常忽視理論必須要具有材料之外的結論。他們很少用這種新結論去組織材料,從新的角度去分析材料,並通過一次一次循環避免材料的片面性和理論的失誤。我們知道,構造理論的科學規範一旦與科學家有意識地加速循環的努力相脫節,即使人們分別使用它們,它也不能組成理論的自我改進機制。目前社會科學研究中,還沒有形成象自然科學家那樣嚴密分工但又合作地共同加速這種循環的共同體。一種方法要成為一種革命性的工具除了提出一些抽象的原則和標準外,必須有實現這種原則的手段和途徑。僅僅在理論上認識到社會科學
理論應有預見性、可以接受檢驗、具有邏輯性是遠遠不夠的。我們必須找到切實可行的方法來實現這一點。 如果找不到切實可行的途徑,那麼泛泛地理解和使用這些規範就沒有多大意義。

自然科學家是找到了具體而有效的方法來提高自然科學理論的預見性、清晰性的。這就是廣泛地應用形式化和數學語言。一個清晰的、有預見性的理論不
一定是形式化的和數學化的,但一個數學化和形式化的理論往往是清晰的和有預見性的。自然科學各門類之所以要廣泛地運用數學,除了用數學精確地表達事物數量方面特徵外,更重要的是數學提高了理論的構造性,從而也使理論具有更大的清晰性和預見性。這方面最著名的例子是1845年勒維烈和亞當斯運用牛頓力學計算並預言了海王星的存在。應用了數學後,理論上的任何含糊其詞都可以被數學的嚴格性排除。實際上,數學化和形式化除了使理論具有高度的清晰性外,對提高理論的預見性促使科學家去開拓那些原來根本想像不到的經驗事實也是至關重要的。眾所周知,如果科學家不是從數學上發現了愛因斯坦引力場方程必定存在著一個奇異點,那麼是不可能把廣義相對論和宇宙大爆炸學說聯繫起來的。這時,紅移現象就不可能被納入廣義相對論研究的對象,30K微波輻射的意義也不可能被發現。也就是說,如果沒有數學的洞察力,宇宙大爆炸的發現幾乎是不可思議的。

自然科學家在提高理論的邏輯構造性、清晰性和預見性方面是不遺餘力的,科學家把理論在這方面的一點點進步都看作具有深遠意義的。為此,哲學家還專門提出了一條所謂「邏輯簡單性」原則,來鑒別自然科學理論在提高理論的清晰性、預見性方面有沒有新的進步。科學家認為,必須用儘可能簡單和儘可能少的假說來
說明更多的經驗,一個理論越符合「邏輯簡單性」原則,它就越美,也越可能「真」。確實,「邏輯簡單性」原則在一定程度上是對理論構造性、預見性和清晰性程度的衡量。

(五 )不僅僅是引進,而是創造

目前,社會科學在實現這些原則的具體途徑方面卻前進得很少。社會科學理論的構造性、清晰性、認識論上的預見性都還不能和自然科學理論相比,科學研究的程序並沒有成為社會科學家切實可行的方法。這方面主要的困難在於社會科學對象不能象自然科學研究對象那樣形式化、數學化,社會科學家往往找不到切實可行的方法來提高自己理論的構造性、清晰性和預見性。另一方面自然科學實驗大多是可以重複的,而社會科學中某些學科研究的對象純粹是過去的事情,比如歷史學,在這些學科中,自然科學理論規範中所要求的那種時間超前的「預見性」往往沒有意義。

我們認為在社會科學研究中實現這種程序不能硬搬自然科學中實現這一程序的那些方法,而應該根據社會科學特點作出創造。這正是探討社會科學和自然科學相結合
的方法和途徑的學者的歷史任務。社會科學中很多問題現在還不能形式化,數學化,但我們可以用其它辦法來提高理論的構造性、清晰性和預見性。實際上對於自然科學各學科中,那些和社會科學比較接近的學科,如生物學,地理學、生態學等,同樣遇到形式化和數學化的困難。達爾文開始提出進化論時,並沒有運用多少數學。我們前面提到過的魏格納,他那本闡述大陸漂移學說的專著《海陸的起源》中也沒有多少數學。但這些理論都具備構造性、清晰性、預見性等特點。它們表明,
在社會科學理論研究中,即使對於那些暫時不能形式化、數學化的研究對象,尋找適當的方法,提出構造性假說,系統地引進自然科學研究程序不是不可能的。它需要我們實行艱苦的創造。

(六) 三論的不朽意義 

系統論、控制論、資訊理論等橫斷科學的出現正在為提高社會科學理論的構造性,清晰性和預見性提供有力的工具。由於這些理論對組織過程、信息過程、有目的的運動以及局部行為和整體關係方面的研究邁出了可喜的一步,提出了一種清晰的構造性理論來把握它們,而這些過程在社會科學研究中往往是最難形式化、最難清晰地表達的,因此,它們往往成為目前自然科學和社會科學結合的介面,它們可能是把自然科學廣泛引進社會科學研究新的生長點。同樣,這些學科在社會科學應用時,也必須結合社會科學研究的具體對象進行一次再創造。

即使是對自然科學最一般的規範,在運用到社會科學研究時,還必須作出適合社會科學特點的改造。比如科學理論的預見性要求,對於歷史學研究,必須具備比自然科學領域中更豐富的含義。這時,預見性不僅僅是表現在某一種科學理論可以作某種時間超前的科學預見之上,也不僅僅是表現在它對理想實驗的設計之上,在這裡預見性是具有廣闊的認識論含義的,它表現在理論能推出超出它提出所依據的經驗範圍之外的結論上。它意味著能指導我們分析新的材料,從新的角度理解歷史事實,發現原來無關的歷史現象之間的聯繫,甚至是對考古發掘的指導方面。總之,結合社會科學的特點,從自然科學中抽出的科學研究的一般規範,都需要根據材料自組織和理論自我改進機制進行某種改造。可以想像,它不僅僅是把自然科學方法引進社會科學,而且社會科學的方
法也對自然科學研究產生著日益深刻的影響,在兩方學科尋求統一方法理論的努力下,把科學研究的一般方法發展到一個新的高度,一個能包容自然科學和社會科學更大的發展空間和一個更高的層次上去。這對自然科學本身方法的發展,也具有深遠的意義。

從認識論上看,從科學研究最一般的程序來看,自然科學方法和社會科學方法是可以統一的,而且也是必須統一的,只可能存在著科學和偽科學的分界線,而不可能有不同研究對象和學科之間絕對的分界線。那麼,人們會問,我們又怎樣看待現在社會科學中從分析事物「質的規定性』這種研究方法的功能呢?實際上關鍵在於「什麼是質的規定性」?目前社會科學中關於事物「質的規定性」的分析實際上是對規律的哲學解釋,它只能是認識的結果而不是出發點。有人之所以感到自然
科學方法和它是對立的,一方面是對自然科學方法本質不了解,另一方面很多人錯誤地使用了分析「質的規定性」這一原則,把它當作研究的出發點而不是終點。這樣就難免重犯亞里士多德的錯誤。當我們沒有認識有關對象時,我們並不能科學地知道對象「質的規定性」是什麼。它不是僅僅靠直觀思辨就能解決的。當物理學家揭示力學規律以前,人們不可能知道天上行星和地上蘋果在力學範疇中質的規定性是否一樣。在化學家發現有機物分子結構之前,我們怎麼能知道有機物和無機物質
的規定性有什麼不同呢?因此,先驗地靠直觀感覺和思辨來確定對象質的規定性,很容易落入錯誤的陷阱。它一旦成為構造理論選擇材料的出發點,就很可能中斷認識論中糾錯和合理組織材料的程序。因此,正確的關於事物「質的規定性」只能在用科學方法認識有關對象後才能確定,它只能是對科學認識的哲學解釋,因此它是
不會同科學方法對立的。在社會科學研究中也和自然科學研究一樣,哲學的總結是不可少的,但是我們不能用哲學來代替科學方法,來代替科學研究本身。

當我們回望香農、維納、貝格朗非這些創造三論的前輩們的不朽業績時,我們必須清楚,科學從來是人類一種艱苦的事業,它不可能是在哲學家的思辨的書齋里完成的。社會科學和自然科學一樣,它們是人類一代又一代認識世界和改造世界的運動。而科學方法也不僅僅只是探索者的工具,它象培根所說的是大自然點起的一盞明燈,人類用它驅趕那錯誤和無知偏見的黑暗。有了它,我們可以把自己的創造積累起來,使自己具備改進錯誤走向真理和光明的一種能力。

十、資訊理論和互聯網精神

(一)什麼是互聯網精神

同治七年(1868年),時任江蘇巡撫的丁日昌上書奏請朝廷禁絕歌贊青年男女自由戀愛的《西廂記》和宣揚「革命無罪,造反有理」的《水滸傳》,朝廷立馬准奏,下詔曰:「......至邪說傳奇,為風俗人心之害,自應嚴行禁止,著各省督撫飭屬一體查禁焚毀,不準坊肆售賣,以端士習而正民心。」

丁日昌高舉著朝廷發出的聖旨,加強禁書力度,遠逾歷朝歷代,自設專門禁書機構,自訂禁書條款,自圈禁書範圍,自開禁書目錄,不但禁小說,而且禁戲曲、彈詞、民間小調。平心而論,丁日昌的確不但是位能打善戰的好將軍,而且是一位稱職的政治能吏。不過,丁的舉措與其願望開了個大大的玩笑。

一是,他把禁書名目清清楚楚開列出來,敲鑼打鼓,吹號揚旗,張榜公佈於大街鬧市,等於反面宣傳。當時的中國,國敝民貧,斷字識文者少,這麼一鬧騰,引得人們好奇心頓起,於是,識字者流,便難免來個「雪夜閉門讀禁書」了;文盲者們,也便難免探頭歪腦,向那些知道「禁書」所以禁讀焚毀因由者們,打問個清清楚楚,明明白白了。當時就有人說:「按以上各書,羅列不可為不廣, 然其中頗有非淫穢者。且少年子弟,雖嗜淫艷小說,奈未知真名,亦無從遍覽。今列舉如此詳備,盡可按圖而索,是不啻示讀淫書者以提要焉夫?」

二是,丁大人的寶貝兒子丁惠衡,就在老爸大搞禁毀「邪說傳奇」書籍的當口,叫上同宗同族的丁繼祖者流,在逛妓院時,和另一夥嫖客為爭妓女,打了起來,弄出人命,最後,丁大人不得不借著為母丁憂的由頭,灰溜溜離職回鄉去了。

封建統治者意圖通過綰籠頭,套韁繩,上枷鎖,對勞動人民灌腸洗腦,以求皇位永固。然而,正如馬克思指出的,歷史發展是不以人的意志為轉移的。有時歷史往往朝著一心想管控其方向者們的願望的反面發展;那些一時套在人們腦袋頭顱上的籠頭韁繩枷鎖鐐銬,還是在時代前進的腳步中給一個一個地打碎了,掙脫了,留在歷史冊頁上的只是些焚書禁書的笑柄。想用政令或者是運動的形式,一棍子打死式的實行某種政策,既違背社會科學的規律,也背離三論的精神和互聯網精神,最終只能是一陣風,是掩耳盜鈴的鬧劇。

今天的我們與150年前有了很大的不同。互聯網成為影響我們這個時代的最偉大的發明。互聯網精神,來自互聯網的最初設計:對等、開放、容錯、共享、去中心、自組織、非商業,等等。

互聯網精神不要求人人具備這種精神,但互聯網的原始設計,卻會自動放大符合其精神的東西。


「自由」、「開放」、「平等」、「分享」並不僅僅是個人價值觀和意識形態偏好,這些東西是被寫死在互聯網的基礎協議中的,是早期天才們的設計產生的必然結果。一封從網易發出的電子郵件,可以送達Gmail,是因為有很多中間伺服器承擔了傳遞任務,這種傳遞既不是商業任務,也不是行政任務,它並不帶來直接的商業利益,也不存在任何行政隸屬關係。這個開放網路的存在,僅僅因為你要參與這個遊戲,就不得不接受開放的遊戲規則。

比如,電信運營商是痛恨這種設計的,但從3G到4G,電信的標準也不得不屈服於IP協議,因為這已經是一個等死還是找死的問題。這導致運營商被管道化的必然命運。iPhone
App Store是完全運營商無關的,開發者無須像過去的SP/CP那樣去討好運營商,他們只要討好用戶就可以了。

在具體的商業操作上,開放還是封閉,並不決定事情的成敗,也不決定賺錢的規模,這就好像不能簡單地說開放模式的代表——微軟的比爾蓋茨,和封閉模式的代表——蘋果的喬布斯,孰好孰壞一樣(事實上,兩位互聯網巨擘正如一個雙星系統,他們的旋轉中心與各自基點便是當代IT業的體現);也就像在計算機編程中也會有公有成員、友元和私有成員的區分一樣。但iPhone的去運營商化能夠成功這一事實,恰好證明了互聯網開放的價值。互聯網上的巨頭,從Google、Facebook,甚至到國內的BAT等,無不是互聯網開放架構的受益者。

正如約翰·密爾在《論自由》中指出:「進步唯一可靠和恆久的源泉是自由,因為只要有自由,有多少個體,就可能會有多少個獨立的進取中心。」

(二)信息時代與多元聲音

若批評不自由,則讚美無意義。——博馬舍

我不同意你說的每一個字,但我願誓死捍衛你說話的權利。——伏爾泰

生命誠可貴,愛情價更高。若為自由故,二者皆可拋。——裴多菲

我們要聽得進各種意見和建議,最害怕的是鴉雀無聲。——鄧小平

整整九十年前的1926年,在天津,《大公報》正式由張季鸞、吳鼎昌、胡政之三人合組創立的新記公司接辦。1926年9月1日,《大公報》復刊,張季鸞發表《本社同仁之志趣》一文,提出「不黨、不賣、不私、不盲」的辦報方針。直到今天的互聯網時代,張季鸞先生的思考依然有其積極作用。

從這時直至病逝的十五年間,張季鸞始終親自擔任社論主筆,使《大公報》的政論立場成為該報安身立命、乃至產生國際影響的根本所在;十五年間,他始終以「八字 方針」為辦報宗旨,不僅自己即便是在生活窘困時也從不接受任何金錢饋贈和職位誘惑,報社也一樣,即便是在最艱難時期,也從不接受任何政府方面的資金投入或協助;又始終以「不偏不倚」為獨立和公正的辦報立場,正因為其「獨立」而敢言,在汪精衛公開背叛孫中山國共合作綱領,大舉屠殺共產黨,而導致第一次大革命
失敗時,他曾以社評《嗚呼領袖慾之罪惡》痛罵汪精衛,又在蔣宋聯姻時,發表《蔣介石之人生觀》一文,痛快淋漓地指責蔣「甚矣不學無術之為害,吾人所為蔣氏惜也。」等等。在他罵過蔣介石一年之後,被馮玉祥介紹與蔣結識,對南京政府高官做了為期一月的深入接觸和採訪,連發《新都觀政記》、《論造成廉潔有為之政府》等評論文章,列舉軍政高官種種腐敗現象,並提出許多建設性意見,但並不為當局政府所採納。

每一個人總有那麼幾次,會做出與眾不同的事情,或不合常理的決定,因而被稱為「怪小孩」,被稱為「少數人」,被稱為「異類」,卻並沒有錯。因為有些事情是沒有對錯的,只是不同而已。不管我們自身的性向如何,支持同性戀是在支持一個包容的心態,支持一個寬容的社會,一個多元化的社會,在一個多元化的社會裡,我們需要聽少數的聲音,要尊重少數的權力。

支持LGBT的努力,不代表我們就是非異性戀,不代表我們需要喜歡LGBT人群。我們的支持,是為了促進一個多元的、包容的社會;是為了尊重少數的權利;是為了承認這個世界上的每一個人,都生而平等。

因為任何一份對平權運動的支持,都會反向回饋於自身。

(三)互聯網業吸引用戶的方式

先向大家提幾個問題:

  • 如何做出一個飛行器飛到太空,並把成本控制在100萬以內?
  • 如何做一個新的滑鼠,每隻售價2000元,我希望每年能賣出去5000萬隻,並且讓很多人瘋狂的喜歡我的產品?
  • 如何重新做一種手機,並且讓蘋果和三星都變成垃圾,起碼讓他們都學習我的外觀設計才能在市場上銷售出去?

這些問題是喬布斯當年做Apple Macintosh、ipod和iphone時的情況,喬布斯把它們都解決了。

喬布斯用極致的用戶體驗吸引了一大批忠實用戶,但他自己卻很少做市場調研,他曾說:

「用戶很多時候並不知道他們想要的是什麼,可能你做出來的東西就是他們想要的東西。」

喬布斯十分重視廣告,蘋果的每一條廣告喬布斯都要仔細看過,蘋果的經典廣告語:

  • 非同凡想(Think different.)
  • 我們把大量的時間,花在少數的幾件事情上,直到這些事情和其產生的影響,改變了我們和我們周圍的世界。

喬布斯斯坦福演講(2005):

  • 沒有人願意死, 即使人們想上天堂, 人們也不會為了去那裡而死。但是死亡是我們每個人共同的終點。從來沒有人能夠逃脫它。也應該如此。 因為死亡就是生命中最好的一個發明。它將舊的清除以便給新的讓路。你們現在是新的, 但是從現在開始不久以後, 你們將會逐漸的變成舊的然後被清除。我很抱歉這很戲劇性, 但是這十分的真實。所以,不妨把每一天當成生命的最後一天。
  • 求知若渴,虛懷若愚。
  • Reed大學在那時提供也許是全美最好的美術字課程。在這個大學裡面的每個海報, 每個抽屜的標籤上面全都是漂亮的美術字。我決定去旁聽這個課程,去學學怎樣寫出漂亮的美術字。我學到了san serif 和serif字體, 我學會了怎麼樣在不同的字母組合之中改變空格的長度, 還有怎麼樣才能作出最棒的印刷式樣。那是一種科學永遠不能捕捉到的、美麗的、真實的藝術精妙, 我發現那實在是太美妙了。當時看起來這些東西在我的生命中,好像都沒有什麼實際應用的可能。但是十年之後,當我們在設計第一台Macintosh電腦的時候,就不是那樣了。我把當時我學的那些傢伙全都設計進了Mac。那是第一台使用了漂亮的印刷字體的電腦。
  • 對於工作是如此, 對於你的愛人也是如此。你的工作將會佔據生活中很大的一部分。你只有相信自己所做的是偉大的工作, 你才能怡然自得。如果你現在還沒有找到, 那麼繼續找、不要停下來、全心全意的去找, 當你找到的時候你就會知道的。就像任何真誠的關係, 隨著歲月的流逝只會越來越緊密。
  • 你在向前展望的時候不可能將這些片斷串連起來;你只能在回顧的時候將點點滴滴串連起來。所以你必須相信這些片斷會在你未來的某一天串連起來。你必須要相信
    某些東西:你的勇氣、目的、生命、因緣。這個過程從來沒有令我失望,只是讓我的生命更加地與眾不同而已。
  • 你們的時間有限,所以不要把它花在為別人而活上。不要被別人的看法羈絆住自己前進的腳步,不要被別人的議論遮蓋自己內心的聲音。最重要的是,始終懷著忠於你自己的心靈的勇氣,找到自己想要的東西,其他一切都是其次。

廣告宣傳的對比:魏則西事件。魏則西會成為下一個孫志剛嗎?這取決於下一個程益中是否出現?

(四)廉價的信息獲取的必要性

從大的方向講,「自由」、「開放」、「平等」、「分享」,是互聯網發展的必然選擇和最大動力。在互聯網剛興起的時候,雅虎制訂了互聯網的最基本規則——免費。當時其他人提供互聯網服務,然後收費的。但是雅虎打破了這一規則,提供免費分類信息,其盈利來自廣告等業務。如果沒有免費這一規則(或者低價),互聯網便只能被少數人享受,而不會影響這麼大這麼深遠。因為免費,人們得以自由地通過網路獲取信息(事實上英文中「自由」和「免費」是同一個詞free)。因為免費,知識和信息變得廉價(P↓),(dP/dQ)&<0,(d2P/dQ2)&>0,使得人們接收知識和信息的量(Q)和速度(dQ/dt)都以幾何級數增長,從而以更加開放的態度認識外界與自身。因為免費,信息交換門檻幾乎為0,於是無論富裕或貧窮,人們都得以平等地進行溝通與交流。同樣因為免費,有更多而非更少的人願意將自己的資源與大家分享,以共同推動這個互通有無的平台。

網路上免費分享的做法有沒有缺點,當然是有的,就像當年丁日昌禁書的時候,也確實有些書是該禁的。但是我們要解決這些問題,最重要的是要把理性的思考更多的引入到每一個人的心裡(實際上,想要達到這樣的目標,最好的方式不正是想方設法地鼓勵大家更多地通過網路獲取知識,啟迪民智嗎?),同時健全法律法規 。至少就當下中國而言,進一步推動互聯網的自由、開放、平等和共享,推動知識的免費化獲取,還是一個帕累托演進。

如果居里夫人沒有放棄鐳的專利,她將獲得十分不菲的經濟利益。但是,居里夫人放棄了鐳的專利,為的是讓鐳更好地造福人類。鐳延長了無數癌症病人的生命,甚至一度在20世紀20年代被當時的富人們濫用,因為他們相信飲用含鐳的水會使人青春永駐,甚至有相當一些富人因此導致接受過量輻射而死亡。可當居里夫人自己因為長期研究放射性元素而患上癌症時,她自己竟然沒有錢治自己的病。但是,當有人問居里夫人是否後悔時,她回答:「人類需要勇於實踐的人,他們能從工作中取得極大的收穫,既不忘記大眾的福利,又能保障自己的利益。但人類也需要夢想者,需要醉心於事業的大公無私。」

拿球衣或者是什麼其他東西和書來比是沒有太大可比性的,因為您買一本書的用途,不是拿來吃、拿來穿,也不是把它擺在您家客廳里作裝飾。一本書最重要的價值,不是印刷書的紙是什麼材料,也不是書的封面是誰設計的,而是書上寫了什麼。因此,我們從一本書上所獲得的最重要的東西,也就是啟迪我們心智,使得我們變得更加理性的力量。

版權是要保護,可是就目前而言,本朝與評論中許多朋友提到的發達國家和地區不同,大多數人還沒有到馬斯洛所說的「滿足(最高級的)自我實現需求」的層次。如果獲得書籍的成本過高,勢必阻礙相當一部分人獲取書籍的動力,進而放慢啟迪民智的進程。而今天我們所要做的很要緊的事情,就是更快地提升更多人的科學文化素質,至少在這個問題上,版權需要讓路,我們需要居里夫人。

正如李澤厚所指出:「傳統意識形態的影響不容低估,有利益的問題,也有認識的問題。要認識當前經濟發展與社會進步、政治進步失衡的要因,錯誤的觀念影響了我們客觀地認識人類文明和共同價值。在經濟發展的同時開啟民智、移風易俗,仍是精英們應承擔的重要使命。我們要追求筆的自由,反對槍的自由。只有真正鬆綁,真正百花齊放百家爭鳴的局面才能起來。啟蒙應該搞,因為現在有些人不是啟蒙,而是『蒙啟』,把已經啟蒙的東西再『蒙』起來。社會穩定是經濟建設的前提,但穩定並不是僵化或固定不變,更不是倒退。現在經濟大發展了,某些領域卻停滯或倒退,經濟領域中也有問題,這是值得憂慮的。在教育方面,從小就灌輸一些錯誤觀念,學生喪失判斷、選擇的機會和能力,對整個民族是個巨大的問題。」

袁偉時也指出:「公民的心智狀態對自己乃至國家和社會發展的影響也十分巨大。屈辱、挫折、兵連禍結、前仆後繼,一部中國近代史蘊藏著多少血淚和經驗教訓!我們有責任將歷史真實告訴我們的青少年,讓他們永誌不忘。這是幫助他們成為現代公民的必由之路。如果天真純潔的孩子吞食的竟是變味乃至有意無意假造的丸丹,只能讓偏見伴隨終生,甚至因而誤入歧途。」

如果我們所接受的是一種錯誤的觀念,而正確的觀念又首先不是因為其他的阻攔,而是因為價格的高企,使得人們敬而遠之的話,那麼通過降低價格,甚至直接免費,就是最短平快的選擇。如果總是糾結於盜版與正版,那麼我要說,在這個問題上,沒有帕累托最優,只有卡爾多演進。作者的利益蒙受了損失,但這樣的損失換來的是更多人——最終也包括他自己——更大的紅利。

我相信,當人們的素質更加提高,人們也就更加尊重作者們的勞動,認為我掏這麼多錢去買這一本書是值得的,於是作者們的收入會更加提高。並且同時,人們也將給予作者們更大的尊重,推動作者們和出版商們獲得更好的寫作條件和更大的寫作自由。

當然,目前的主要原因,已不是價格的高企了。

風起於青萍之末,浪成於微瀾之間。

負責熄燈的人手腕上戴著手錶,知道還有多久到天亮,卻未必期望白天。可是熄燈,可以換來一時的暗,卻擋不住太陽的升起。

正如張鳴教授在高華教授的葬禮上高呼的:「天一定會亮的。」

(五)互聯網精神的意義

除非人們的智慧能夠自由地表達,否則既難有明智的法律,也難將明智的法律付諸實施。但是如果存在自由,愚蠢將由於自身的毒害而滅亡,而智慧將生存下來。越是在自由處於挑戰之中時,越有人需要它,它對正義而言是至關重要的。

只要人們能夠暢所欲言,理性從來不會背叛人類,只有武力和高壓一直在世界上製造著毀滅。

當牆建起來以後,翻牆去外邊的人反而比以前去外邊的人更多。人們不會因為一盞燈關閉了,就停止他們追尋和求索光明的腳步,他們總可以從其他的地方找到他們所需要的光亮。停電了,還可以用蠟燭;蠟燭沒了,還可以抓螢火蟲;螢火蟲也沒了,還可以鑽木取火來照明嘛。

喬治·奧威爾、阿道司·赫胥黎和尤金·扎米亞京預言的,現在同時出現,弔詭之極。對待塞壬,我們推崇俄狄浦斯的方式,再不濟,也是奧德賽的方式,但我們懼怕宙斯的方式。因為下一次,霹靂也許將落在我們自己身上。

耗散論指出,體系的熵總是不斷增加的。同理,社會的多元化,更加自由、民主、平等、開放、法治也是不可逆的。正如第二類永動機不可製成一樣,一切想要減少熵的行為,最終只會招致更大的熵增。然而我們所面對的不是一罐理想氣體這樣簡單的系統。退一萬步說,我們面臨的氣體系質量也是不斷增加的。假如氣體容器體積不變大反而縮小,那體系的壓強和溫度必然上升。當壓垮駱駝的最後一根稻草被放下時,高溫高壓就將爆發。

控制論指出,要增強系統的魯棒性(可簡單理解為穩定性),最重要的是要增強系統的穩定裕量(在無靜差的前提下)。我們這個社會(在法治與共同價值的前提下)越是能廣泛的開放包容,就越是能健康發展。正如哈耶克在《通向奴役之路》中指出:「法律的目的不是廢除和限制自由,而是保護和擴大自由,自由使我們免於他人的強制和暴力,而這在沒有法律的地方是不可想像的。」

我們希望將音樂劇《悲慘世界》片頭所唱的與諸位共勉:


Do you hear the people sing? Singing a song of angry men?

  你是否聽到他們的歌聲,那憤怒者的歌唱

  It is the music of a people Who will not be slaves
again!

  那來自人民的歌聲,不再為奴的呼喊!

  When the beating of your heart Echoes the beating of
the drums

  若你心跳的節拍,與鼓點一同激蕩,

  There is a life about to start When tomorrow comes!

  新生活便將開始,迎接美好的明天!

  Will you join in our crusade?Who will be strong and
stand with me?

  你是否會參加我們的戰鬥?誰將堅強地與我們同在?

  Beyond the barricade Is there a world you long to
see?

  在牢籠的那一邊,是你所熱望的世界麽?

  Then join in the fight,That
will give you the right to be free!

  那麼請參加這場戰鬥,得到通向自由的權利!


Will you give all you can give So that our banner may advance

  你是否會傾盡你的所有,讓我們的旗幟高揚?

  Some will fall and some will live

  存者不必再偷生,死者亦將不朽

  Will you stand up and take your chance?

  你是否會起來,為此機會放手一搏?

  The blood of the martyrs Will water the meadows of
France!

  烈士的鮮血,將把法蘭西的芳草澆灌。

(尾聲版)


Do you hear the people sing, lost in the valley of the night

你是否聽到他們的歌聲,彷徨在黑暗深淵


It is the music of a people who are climbing to the light

那來自人民的歌聲,他們嚮往著光明


For the wretched of the earth, there is a flame that never die

即使時運乖蹇,希望之光從未消逝


Even the darkest night will end and the sun will rise

沒有熬不過的黑夜,光明終將來臨


We will live again in freedom in the garden of the lord

我們將重獲自由,在上帝的田園中


We will walk behind the ploughshare, we will put away the sword

我們會鑄劍為犁,和平共處


The chain will be broken and all men will have their reward

身上的枷鎖將被打斷,人人都會得到幸福


Will you join our crusade? Who will be strong and stand with me?

你是否會參加我們的戰鬥?誰將堅強地與我們同在?


Somewhere beyond the barricade is there a world no long to see

牢籠外面,一定有你渴望的世界


Do you hear the people sing? Say, do you hear the distant drums.

你可曾聽到他們的歌聲,你可曾聽到遠處的戰鼓


It is the future that they bring when tomorrow comes.

他們將帶來嶄新的未來,就在明天


Will you join our crusade? Who will be strong and stand with me?

你是否會加入勇者的隊伍?誰會和我們一起並肩作戰?


Somewhere beyond the barricade is there a world no long to see

在牢籠的那一邊,是你所熱望的世界麽?


Do you hear the people sing? Say, do you hear the distant drums.

你是否聽到他們的歌聲,你可曾聽到遠處的戰鼓


It is the future that we bring when tomorrow comes.

擁抱光明的未來,當明日降臨之時


Tomorrow comes!

明日降臨

從秦朝到明朝,中原王朝的萬里長城從來都沒有成功阻擋住游牧民族的鐵蹄,但修建和保衛長城所耗費的巨大人力物力卻拖垮了一個又一個中原王朝本身。

從三代到清朝,建的越來越高、堵的越來越死的黃河大堤最終造成的卻是越來越嚴重、越來越頻繁的黃河決口,進而引起越來越嚴重的流民問題和饑荒,也醞釀出規模越來越大的農民起義。

是的,現在不是三代,不是秦朝,不是明清。現在是一個標榜自由、平等、開放和分享的互聯網的時代,是一個創造無限可能、迎接無限挑戰、無限互聯互通的互聯網世界。在人類歷史上,無論是中國的「四大發明」、還是西方的蒸汽機、電動機、發電機,這些科技上開天闢地的成就最終都推動了人類社會的偉大進步。而互聯網,由於它的上述種種特質,它對社會進步的推動必將有甚於斯。正如韓寒在《這一代人(2012)》中指出:「政府擁有公權力,但其實每一個個體的話語權,具體人權,能力,社會影響力,甚至蒼白無力,都能匯聚成權力。足夠多後者,就能夠改變公權力。但改變公權力並不是目的,束縛公權力才是。我們目力所及的某些進步,是因為科技在進步,推動權力改變權力。這個國家最光明的轉機也許就在這一代人身上。」從地中海畔盛開的茉莉花香中,我們不是就是嗅到互聯網的奇效嗎?從喀爾巴阡山的逶迤山嶺中,我們不是就能看到互聯網的能量嗎?從伊洛瓦底江的滾滾波濤中,我們不是就能聽到互聯網的偉力嗎?

分享程益中的一句話:「沒有熬不過的黑夜,沒有等不到的黎明。」

當燈光逐漸熄滅的時候,我們知道,那是因為天快亮了。


分散式

之前看過一篇98(99)年的小說(馬姨),寫一個人買了一台奇怪的電腦,功能很強大,但輸入輸出必須靠畫一些圖形,後來有一天不慎摔壞主機,發現裡面全是螞蟻。

每個螞蟻的個體,智商很低,但是當一隻只螞蟻就像一個個神經元聚合在一起的時候,奇蹟就發生了,這個由無數個個體組成的整體,有著相當高的智慧。

對於大腦的研究,已經不斷表明,人的大腦,單個神經元基本上不具備任何思維,記憶,分析的能力,只有當成千上萬的神經元組合在一起的時候,大腦才成為大腦。

舉一個簡單的例子,二極體,三極體,與非門,或非門等單個電子元器件的功能很簡單,輸入輸出,高電平低電平,諸如此類。但是億萬的電子元器件聚合在一起,就變成了我們熟知的CPU,可以進行非常複雜的運算,還可以進行GTA5

如果,億萬個電子元器件可以組成一個支持我們玩GTA5,玩模擬人生的CPU,那麼,億萬台電腦,可以組成什麼?

分散式計算,帶來的不僅僅是超乎想像的計算能力,我認為,還可能帶來智慧。


圖靈1937年的論文中對可計算問題的探討,1950年左右對人工智慧的思考的論文

馮 諾依曼體系

cache

晶體管、集成電路

TAOCP

TCP/IP協議

RSA

ML、ANN、SVM……

以上只是上個世紀中期開始無數令後人敬仰的偉大的思想創造的一小部分,每當讀到計算機各個領域的發展史都令人熱血沸騰

微軟、apple、google、facebook、uber、微信、支付寶

這一部分帶有本人嚴重的bias,可能大多數人不屑甚至鄙視這一部分,但我覺得這是我所在的時代發展的象徵,他們有眾多不足、作惡、利益至上;但我認為這些上個和這個時代的頂尖公司和項目仍然表達了人類對於技術、未來和種種社會中存在問題的思考和努力,仍然表現出了我們對於世界的好奇與探索。而微信和支付寶是我覺得中國在計算機互聯網行業進步和發展的最好的表現,中國在進步、而且發展的飛快,令人振奮!

最後,不能忘記它們

長城防火牆,360,百度……



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