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我 对人类学家玛丽·道格拉斯(Mary Douglas)提出的文化相对论这个理论推崇备至,究其原因,是由于该理论清晰的架构和条理性。它那迷人的简洁性,照亮了使人误入迷途的黑暗角落,凸显了对因袭陈旧的抗争,这一切都让我爱不忍释。他对“污秽与肮脏”的探究,一方面令人振奋,另一方面也大为不敬。它对一切越界的事物都做了归纳,并使之相互关联起来。道格拉斯对“污秽与肮脏”的阐释,让我们对之前所划分的界限有了质疑。
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世界因何美妙而优雅地运行 66INFORMATION IS THE RESOLUTION OF UNCERTAINTY信息是不确定性的分辨率
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郦安治(Andrew Lih)
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美国南加州大学新闻学副教授,著有《维基百科的革命》(The Wikipedia Revolution: How a Bunch of Nobodies Created the World’s Greatest Encyclopedia)。
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我 们在数字时代所享受的万物,都取决于这个思想,但鲜有人知晓这个至简、至雅信息理论的基础及其创始人。有多少人明白,如今的信息时代并非出自比尔·盖茨或史蒂夫·乔布斯之手,而是由克劳德·香农(Claude Shannon)于1948年创建而成。香农为人谦逊低调却又智力超群,不喜抛头露面发表演讲或接受采访。这位伟大的数学家、遗传学家和密码专家,在战争中充斥的不仅仅是子弹与铁炮的第二次世界大战后,创建了信息理论。
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如果第一次世界大战是第一场机械化战争,那么第二次世界大战就是第一场基于通信技术的角力。与以往的冲突纷争不同,各方军事力量均高度利用了无线电通信方式。这种快速的远程协作将战争推向了世界的各个角落。密码学领域在其中得以迅猛发展,以此确保信息的隐秘性不被对手发现。与此同时,在战争史上,雷达第一次被运用在侦查和追踪飞机上,从而超越了以往在地平线尽头就结束的视觉能力。
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那时克劳德·香农正着手处理防空目标的定位,并设计直接与雷达相连的火控系统。如何可以确定敌人飞机当前和未来的位置,并以此校准开火时间将敌机击落呢?获取关于飞机位置的雷达信息是一大突破,但相当麻烦,因为它只能提供近似的位置,无法精确到能立即使用。战争结束后,这激发了香农和许多其他人思考滤波的本质和信息传播的动力,包括雷达信号、声音(电话)、视频(电视)。噪音是通信的大敌,所以任何去除杂音进行存储和传递信息的方法,对香农当时的雇主——贝尔实验室,20世纪中期美国电话行业垄断的研究机构而言,都有着特殊的意义。
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香农视通信为工程科学最具数学特性的学科,于是他转而开始进行这方面的研究。在麻省理工学院学习的早期,香农研究了万尼瓦尔·布什(Vannevar Bush)那繁复难懂的微分分析类比计算机,并发表了一篇有着大量数学运算的博士论文《理论遗传学的代数》(An Algebra for Theoretical Genetics),香农综合了各种学科的知识,在理解信息处理的基本原则方面,香农游刃有余。在1948年,香农发布了最重要的核心论点,该论点短小而精悍:信息学是不确定性的分辨率。
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只要能解决不确定性并将其传递,这就是信息的本质。尽管这听起来平淡无奇,但至关重要的一点是,其让人察觉到一个问题:由于人类的语言五花八门,一种说话方式可能对一些人有意义,而对其他人而言则不知所云。直到香农的理论形成之后,人们才知道该如何恰如其分地补偿这种“心理因素”。基于同事拉尔夫·哈特利(Ralph Hartley)和哈里·尼奎斯特(Harry Nyquist)的成果,香农指出,编码和符号是解决两个沟通者是否对不确定性有相同理解的关键所在。
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香农提问道:“什么是最为简洁的不确定性分辨率?”对他而言,这如同掷硬币,结果就是正面或反面,是或不是,只可能有两个结果。香农的结论是,任何类型的信息都可被编码为一系列“是或否”的答案。今天我们所知道的这些问题的答案,就是数字信息的比特1和0,其组成了电子邮件、数码相片、音乐光盘或是高清视频的一切信息。所有的信息都可以被表示及编码为离散的比特,不只是近似而是完全相同,没有任何的杂音或误差,这个突破让香农在学术界和贝尔实验室的同行们惊诧万分,之前他们已经深陷绝望,毫无信心去创建信息学那简单而普遍的理论。
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CD光盘,对广大消费者而言,是第一个普及的数位编码系统,也借此在1982年将香农理论的遗产带给了普罗大众。通过把每秒钟的音乐乐波分为44 100段(取样),使声音完美再现,并将每段乐波的高度记录成数位数字(量化)。更高的取样率和更精细的量化度,提升了声音的品质。利用现代电路将这些数位转化成类比的声音,就能够保证高保真度。类似的数位方法已经用于图像和视频上,于是今天我们可以尽情享受MP3、DVD和高画质电视,并且可以进行存储、传播并复制高画质光碟压缩(AVCHD)多媒体档案,而不会有任何的品质损失。
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香农作为麻省理工学院的教授,他的学生们在信息时代也做出了若干重大突破,包括数据调制解调器、计算机成像、数据压缩、人工智能和数位无线通信等。信息理论作为一种崭新的并且在过去无法想象的发现,几乎影响了我们日常生活的每个角落,包括我们的工作、生活和社交,都成了数字化。信息理论是美妙而优雅的,并且威力十足!
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世界因何美妙而优雅地运行 67EVERYTHING IS THE WAY IT IS BECAUSE IT GOT THAT WAY万物如此,皆因其本
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保罗·迈尔斯(P.Z.Myers)
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明尼苏达大学莫里斯分校生物学副教授,著有《明尼苏达无神论者的声音》(Atheist Voices of Minnesota, an Anthology of Personal Stories)。
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不 可否认的是,现代生物学的核心概念是进化,但我是美国公立学校教育体系的受害者,在长达12年的读书期间,我就压根儿没听过有“进”开头的字眼。我们解剖猫,记一堆分类法,考试则考一些极为基本的生物化学的分散的知识点,学校从未要我们把这些框架由点及面展开去理解。我现在尤为关注科学教育的一个原因就是,我当年学到的科学教育内容实在是太贫乏了。
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这样的状况即使到了大学也没好到哪去。进化论在大学得以普遍接受,但并没有对这一主题进行补充介绍,只是任由其自生自灭。我下定决心不能随波逐流,于是试图寻根溯源,找到能够帮助我理解导师所希望我掌握的所有事实。在一家二手书店,我找到一本书,这本书不是什么大部头,也不晦涩难懂,我浏览一番后发现,这本书言简意赅,与那些课堂上长篇累牍的参考书不同。这本书就是约翰·泰勒·邦纳(John Tyler Bonner)的《论发展:形态生物学》(On Development: The Biology of Form),这本书让我为之惊叹也永久改变了我,这本书让我透过发展的镜头来看生物学。
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这本书教给我的第一件事不是其中的理论,理论只是某种意义上的安慰;课堂上已经充斥各种理论了。邦纳的书聚焦在好的问题上,其中一些问题有相应的答案,而有些问题则悬而未决。比如,生物的形态是如何被遗传学定义的?邦纳将其作为一个题目,但概述的目的是为了解答问题,于是这里精练了我们需要回答的问题。也许这就是不同层级的阐释:科学不仅是档案化的事实,也是引领我们获取新知识的路径。
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同时邦纳也让我关注到达西·温特沃斯·汤普森和他的经典著作《论生长发育和形态》(On Growth and Form),这本书里有我最心仪的、关于宇宙科学观的一句格言:“万物如此,皆因其本。”“万物如此”这句话以一种微不足道的方式,强调了过程和历史的重要性。如果你的研究方法只是以一种静态概述的方式剖析现有事物状态的细节的话,那你根本无法获取科学的概念。唯一的方法是,了解产生这种状态的背后机制,以及它是如何发展至此的。这种理解的必要性隐含在发展生物学中,在其中我们要做的是,对发育中胚胎的变化过程进行研究,但我觉得,在遗传学、比较生理学、解剖学和生物化学中也同样必不可少。当然,对进化生物学更是至关重要。
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因此,我认为最为根本的阐释是这样一种思维模式:要了解某件事物是如何发挥作用的,你必须首先要知晓这件事物是如何发展至此的。
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