数字和未来

法拉第是19世纪著名的科学家，也是一位普及科学的热心人，写过通俗读物《蜡烛的故事》，经常举办通俗的科学讲座。1831年，他发现电磁现象以后，就进行了公开的表演。台上的装置十分简单，只见他摇动手柄，电流计就显示有电流通过。台下的观众先是惊奇，然后是一片叫好，因为，这就是世界上第一台感应发电机！

台下的一位贵妇人用取笑的口吻说：“先生，你发明的这玩意儿有什么用？”法拉第的回答意味深长：“夫人，新生的婴儿又有什么用呢？”

法拉第完全明白这一发现的重要性，只是当时的科学家偏重理论研究，对推广应用并不热心。只知道一个婴儿前途无量，并不知道这个婴儿将来会有多大作为，并未想到20世纪的今天，每个人都离不开电，离不开发电机——法拉第的“婴儿”。

1945年，世界上第一台数字电子计算机发明，又一个“婴儿”出世，人们看到了机器计算的速度，看到了它大有作为，前途无量。当时的人，集中在想有哪些计算的难题可以交给机器去计算，天气预报、原子弹爆炸……总之，除了计算，还是计算。却不知道电子计算机的数字化原理有多么重要，从来没人想过50年后，数字化的原理会导致高清晰度电视的发明。

看电视，已成为人们生活的一部分，人们既离不开它，又不那么满意。电视的画面远不如电影画面清晰，还常常出现波纹、雪花等杂波干扰。

对电视画面的不满，促使技术人员提出一个目标，应该发明一种高清晰度电视。在这方面，日本人抢先一步，于1970年就开始研究，满怀信心地进行开发，认为达到目的并不困难。

我们平时看的电视画面，是由44万个点组成的。看电视的时候，你拿一块放大镜去观察一下电视屏幕，就会发现这些小点。电视整个画面被分成了575竖行，767横行。我们看电视的时候看不出画面是一点一点在那儿发光，那是因为屏幕上每秒钟显示了50多个画面，在眼中就产生了连续的印象，而没有闪烁的感觉。

提高电视画面质量的办法也是知道的，把电视画面分成更小的光点，不是575竖行，而是1000多行。光点多了，画面就更加细腻，更加清晰。这是最基本的要求。再就是把画面宽和高的比从4∶3改为16∶9，增加伴音的声道，形成高保真的立体声。总之，为了获得清晰逼真、色彩鲜艳的图像，必须提高信息量，至少比现有电视的信息量增加5倍。

这就难了，现有的电视频道无法传送那么大的信息量。电视台尽管能制成高清晰度的电视节目，却无法送到观众眼里。日本研究高清晰度电视的工作遇到难以超越的困难，10年、15年过去了，还没有见到成果。在这十几年中，美国人迟迟不动，看着日本人单枪匹马地夺取目标。15年过去了，美国人有点坐不住了，才投入了研究工作。

不过，头脑灵活的美国人经过两三年的研究，很快就发现研究工作走进了死胡同，应该另找新路，采用电子计算机开创的路子，实行数字化。

说是数字化，实际上只用了0和1两个数字，所有的数都化作0和1。0和1的计算，只动用了加法，只有4个公式：0+0＝0；0+1＝1；1+0＝1；1+1＝10。无论多么复杂的计算，都必须化为0和1的加法。

在没有找到这个数字化的方法以前，也曾有过电子计算机，那是模拟计算机。我们现在的电视，也正是使用模拟信号。在电气化的最初年代，模拟信号有过辉煌的作用，正是因为想到了声波可以用电波来模拟，才发明了电话；还依靠模拟，发明了留声机、电影和电视。电视信号，信息量比电话高出许多倍，现在要搞高清晰度电视，还要增大5倍信息量，大大超过了它的能力，不能不说“此路不通”了。

如果把电视信号转变为数字呢，那就有了一条生路：数字信息是可以压缩的。军队的干粮有压缩饼干，够当一顿饭吃的饼干，可以压缩成一两片小饼干。吃的时候，用水一泡，就会变得像一两个面包那么大。电视信号压缩50倍以后，依靠现在的电视系统就可以把高清晰度电视的信号全部传递出去。这时，接收到压缩后的信号，只要经过解压装置，就可以进入高清晰度电视机内了。

美国人找到数字化电视以后，回过头来讥笑日本的模拟电视机是没有前途的技术。然而，日本人也会反问，数字计算机已经发明了40多年，为什么你们也没有想到数字化技术可以用于电视？

是的，当初人们发明电子计算机，采用了二进制，只使用两个数字，4个加法公式的时候，并没有想到这是一项了不起的发明，不仅可以用于计算，还可以把声音、文字、图像都变成数字。多媒体的基础正是数字化。

数字化带给人类的影响远不止这些。不但音乐、视盘可以数字化，广播、电视也可以数字化，甚至上班、上学也可以数字化。一位学生不一定到学校去上课，通过电脑网络，就可以听全国最优秀的教师授课。

近年，有人在数字化后面添了两个字，叫作“数字化生存”，意思就有了改变，极大的改变。说是人类将经历三种生存：农牧化生存、工业化生存及数字化生存。农牧化生存，指的是农业社会；工业化生存指的是工业社会；数字化生存指的是信息社会。前两个社会，人类已经经历过，信息社会则刚刚来临，信息社会是从数字化开始的。

发明蒸汽机的瓦特，当时并不知道蒸汽机会带来一个工业化社会；发明电子计算机的时候，是冯·诺依曼建议采用二进制，实现了数字化，他也没想到数字化会有那么大的影响。

在不远的将来，会不会出现数字化生存，目前还说不准，值得我们想一想。特别要回味法拉第的话：“新生的婴儿有什么用呢？”

相信你从思索中会发现，哪些不知道的问题最重要。