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到目前为止,“信息”的定义还是来源于在贝尔电话实验室工作的美国数学家申农(Claude Elwood Shannon,1916—)。他把信息定义为“惊讶的程度”,并且写出了第一个信息的数学公式。这个公式至今还在使用。另一位美国数学家维纳(Norbert Wiener, 1894—1964),也找到了相似的数学公式,同时他还努力想找出什么是信息这个本源性的问题。他说:“信息不是物质,但也不是能量,信息就是信息。”
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显然,这两个定义都没有说出信息的本源。但是,我们可以知道,信息是比能量更难以捉摸的怪东西,也就是比鬼魂更鬼魂、比幽灵更幽灵的东西。
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当然,在实践中,我们完全可以避开信息本源这种太艰深的问题。在实践中,我们可以简单地把信息看成写在纸上的某种信号。当然,纸和墨水只不过是信息载体,并不是信息本身。
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从技术的角度来看,电子学工程师把电台发出的基本频率称为“载波”(carrier wave)。然后,再用信号把载波进行“调制”(modulation)使之成为带信号的“调制波”(modulated carrier wave,图10-5)。
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然后,家家户户的收音机都可收到这个“调制波”。在每家的收音机中,“调制波”中的“载波”被过滤掉,只留下信号的那一部分。这个过程被称为“解调制”(de-modulation)或“滤波”(filtering,图10-5)。
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事实上,每一个会讲话的人,都在不自觉地使用“调制”和“解调制”的技术。嗓子里出来的基本声音,就是基本的“载波”。而“调制”的手段是舌头、牙齿和嘴唇。同样,听讲话的人,也像收音机一样,最后并不需要这种“载波”,他或她会自动滤掉这一“载波”,只留下那由舌头、牙齿和嘴唇调制出来的信号,从而完成了“解调制”过程。
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图10-5 无线电技术中的“调制”过程和“解调制”过程
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然而,“调制”和“解调制”,并不是用波来传递信息的唯一方法。远在发明“调制”和“解调制”技术之前,电报通信中常用的是“摩尔斯电码”。而“摩尔斯电码”并不调制载波,用的是“全”或“无”的编码方式。有趣的是,现在最先进的数字式通信,又重新回到了“全”或“无”的编码方式。事实上,“全”或“无”也是生物通信的一种重要方式,例如,神经脉冲就是“全”或“无”的编码方式。
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5. 通过共振来选择信息
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在邮政通信中,收信的地址是写在信封上的。相似地,在生物体内的“邮政通信”,即“化学通信”中,收信的地址是“写”在分子上的,例如抗体分子的侧支上、激素的有效基团上等等,这样就可以找到收信人了。
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在有线通信中,发信人与收信人是用电缆连接起来的。相似地,在生物体内的“有线通信”,即“神经通信”中,发信人与收信人是用神经纤维联接起来的,不会出错。
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那么,在无线电通信中,发信人与收信人又是怎样识别的呢?它们靠的是“本征频率”(eigen frequencies)的同一性。例如,在图10-3中,我们就可以看到,1号音叉和2号音叉可以相互通信的基本条件,就是两个音叉有完全相同的本征频率。
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在日用的无线电通信中(图10-6),如果我们要想能收到某一特定电台的信号,就要把我们自己收音机内的振荡线路(图10-6a)的本征频率,调到与电台振荡线路(图10-6b)的本征频率完全一致。这样,就与两个音叉一样,可以共振了。也就是说,我们的收音机可以通过共振效应,收到电台发出的电磁波的能量和信息了。
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图10-6发射台与收音机有完全一样的振荡线路
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a. 发射台 b. 收音机
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多元共振
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在现代社会中,似乎人们已经很熟悉无线电通信了。如今,移动电话再也不是大老板的特权象征,反而成了普通老百姓使用最多的通信工具。而一般的老百姓,也通过无线的通信卫星,用电话与海外亲友长谈,这是当年连皇上也不敢想象的特权。
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虽然,当今电子学的成果是骄人的。但我们还是不得不指出,当今电子学还只是用了共振原理中的很小一部分。简单地说,我们至今所用的无线电通信,还只限于单频率通信。至于多频率通信的无线电通信,却根本没有开始。
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“多频无线电通信”,要求“发信人”能同时发出许多不同频率的电磁波,而“收信人”也应同样有能力把所有这些不同波长、不同频率的电磁波信号都同时收下来,并进行瞬时综合加工。
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多频通信有什么好处呢?这不单单是几台或几十台收音机同时工作的问题,而是使“发信人”和“收信人”之间有更高的相互认别能力和特异性。更重要的是,可以在更远的距离中发送更微弱的信号。例如:
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思维通信的可能性
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“思维通信”是一个争议很大的题目。不过,第二次世界大战期间,尤其是当德国军队在俄罗斯苦苦征战时,许多德国的妈妈,早在接到儿子的阵亡通知之前,就能够准确地说出儿子的死亡时间。
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