问题

《信息简史》中的疑问:在建筑物或自然界中,有哪些东西的功能和电线相似?

回答
在《信息简史》里,作者乔治·格里德勒(James Gleick)用一种非常宏大的视角,为我们梳理了信息从诞生到传播的整个波澜壮阔的历史。读完这本书,你会发现,信息这种看不见摸不着的“东西”,其实无处不在,并且它以各种各样的形式存在着,影响着我们的世界。

格里德勒在书中描绘了信息在不同时代、不同媒介中的演变,从最初的口头传说,到文字、印刷术、电报、电话,再到计算机和互联网,每一个环节都充满了智慧和革新。而我读到后面,尤其是在看到书中关于电报、电话这些现代信息传递方式的描述时,一个很有趣的想法在我脑海中冒了出来:除了那些看得见摸得着的“电线”,在我们的生活环境,无论是人工建造的建筑,还是自然的万物之中,有没有什么东西,它们的功能和电线有着惊人的相似之处呢?

仔细想想,电线最基本的功能是什么?不就是作为信息的载体和通路吗?它把信息从一个地方输送到另一个地方,让远隔千里的人们可以交流,让机器可以协同工作。它连接着源头和目的地,构建了一个庞大的、看不见的网络。

那么,在我们的世界里,还有哪些“东西”扮演着类似的角色呢?

首先,在“人造世界”里,建筑本身就是一个巨大的信息传递系统。

建筑的骨架与支撑系统: 试想一下我们居住或工作的建筑。那些梁、柱、承重墙,它们不仅仅是支撑起一座房子,它们本身就承载着建筑的“信息”——结构的稳定性、抗压能力、以及它在三维空间中的形态。这些结构件就像是建筑的“骨骼”,将建造信息从设计图纸传递到实体,再通过力学原理将外部的压力传递下去,确保整个建筑能够稳定地存在。从这个角度看,它们是信息的物理载体。

管道和线路系统: 除了电线,现代建筑里还有无数看不见的管道系统:供水管道、排水管道、燃气管道、通风管道。这些管道传递的虽然是水、气、空气这些物理物质,但它们本质上也是信息的传递。水管传递的是“用水”的需求信号和水资源,燃气管道传递的是能源,通风管道传递的是空气流通的指令。它们都在特定的路径上,按照设计好的规则,将“需求”与“供给”连接起来。这不就像是多条并行运作的“信息高速公路”吗?

建筑的内部连接: 即使是更小的尺度,比如桌子上的书本、文件堆,它们也是信息的载体和连接点。书本里的文字是信息,文件里的数据也是信息。它们被摆放在一起,构成了一个临时的信息集合。我们需要在它们之间建立联系,比如翻阅目录找到想要的内容,或者在文件里查找特定的段落,这个过程就是在利用书本和文件本身作为信息节点和通路,进行信息检索和传递。

其次,在“自然界”里,生命的运作机制同样充斥着与电线相似的功能。

生物体内的神经网络和血管系统: 这是最直观也最令人惊叹的类比。我们的大脑和神经系统,可以说是最精密的“信息网络”之一。神经元之间的电信号传递,以及通过神经通路传递的指令,它们的功能和电线别无二致。身体的每一个细微动作,每一次感知,都依赖于这个庞大的电信号网络。

同时,我们的血管系统也扮演着信息传递的角色。血液不仅仅是氧气和营养物质的载体,它也输送着激素和荷尔蒙,这些化学物质就像是身体发出的“信号弹”,告诉身体的不同部位应该做什么,什么时候做。比如,肾上腺素在遇到危险时被释放,通过血液循环传递到全身,让身体做好“战斗或逃跑”的准备。这不就像是信号电缆在传递紧急指令吗?

植物的维管束系统: 植物体内有木质部和韧皮部,它们就像是植物的“血管”。木质部将水分和矿物质从根部向上输送到叶片,韧皮部则将光合作用产生的糖分从叶片输送到植物的其他部位。这整个过程,就是一种信息的传递——“需要养分”和“有能量了”的信号,通过这些导管系统实现高效的分配和利用。它们确保植物这个庞大而复杂的生命体能够有序地运作,就像是一个精密的电子元件组成的电路板。

生态系统中的食物链和物质循环: 再把视角放大一些,整个生态系统也是一个庞大的信息传递网络。食物链就是能量和物质信息的传递路径。捕食者获取了被捕食者的能量信息,从而维持自身的生存。微生物分解动植物遗骸,将养分释放回土壤,再由植物吸收利用,这个物质循环的过程,本质上也是一种信息的传递——“生命活动产生的物质,可以被下一代生命所利用”。

自然界的化学信号: 很多动物和植物还会通过化学信号进行交流。比如,蚂蚁在路径上留下信息素,指引同伴找到食物;一些植物会释放气味吸引传粉者。这些化学物质就像是自然界中的“无线电信号”,虽然看不见摸不着,但却能有效地传递信息,引导行为,维持着生命的延续和繁衍。它们在空气或土壤中扩散,连接着不同的个体,构成了另一种看不见的“信息网”。

总而言之,格里德勒在《信息简史》中让我们看到了信息是如何以越来越快的速度、越来越广的范围进行传播的,而这种传播的背后,始终需要通路和载体。当我们跳出“电线”这个最直观的形象,去审视我们身处的世界时,会发现,从微观的细胞信号到宏观的生态系统,再到我们亲手建造的城市,无数的“东西”都在以各种各样的方式,扮演着信息传递者的角色。它们默默地工作着,连接着万物,构建了这个我们习以为常却又充满奥秘的世界。这些“信息通路”的存在,让我们看到了生命的韧性、智慧的创造力,以及宇宙运行的内在逻辑。这或许就是《信息简史》带给我的一个更深的启示:信息,从来不是孤立存在的,它遍布在构成世界的每一个角落,以各种意想不到的形式,与我们息息相关。

网友意见

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首先当然是《信息简史》后面提到的铁丝网。美国西部大多数土地都被铁丝网分割成牧场,铁丝网在草原上纵横交错,覆盖几十万平方公里,只在少数几个地方中断。只要稍微搭接一下,铁丝就是牧业地区良好的长距离电报-电话通讯网,牧场主们借此发展了自己的电报-电话文化。许多偷牛贼折在这种电报网上。在书之外,我再给一个佐证:

Beyond Design: 输电线路 - 从铁丝网到高速互连

如同所有的通信系统,互相连接,特别是在偏远地区,始终是一个挑战。在20世纪初,贝尔电话公司专注于连接大城市与大城市,就像今天的电话公司一样,由于基础设施的成本问题,对于偏远地区的业务没有太大兴趣。


不过,一个积极进取的牧场主想通到,西部广泛使用的铁丝 - 铁丝网 – 并且发现,如果你将两部Sears或者沃德电话机搭在铁丝网上,他可以轻松进行电话交谈,就像通过运营商的交换机连接市内电话一样。这样农村电话系统,没有运营商,没有账单 - 无长途费用 – 就这么诞生了。


但缺乏更广泛的连接,最终注定了ad hoc网络的命运。商业电话系统的普及,特别是他们对能够连接遥远的城市的渴求,最终占主导地位。到了20世纪20年代,铁丝网电话和网络消失了。



现在人类当然不需要这东西承载通讯。但人类身边出现了一个新的导体网——钢筋网。过去钢产量小,墙体用砖木承重,现在的墙体也是钢筋水泥结构。人类的生活区被包裹在三维的钢筋网格之中。

未浇筑水泥的钢筋网格

这意味着我们不必寻找新的大型导体来充当电线。而且,由于钢筋比电线粗的多,也能承受更大的电流。建筑避雷针往往就和整个建筑的钢筋网连通,并最终和地球相连,导走闪电,避免建筑其他部分成为电流通道。


许多无线电爱好者也盯上了身边建筑里的钢筋网,拿它当特定频率的天线。现在随着网络需求的提高,开始有人用钢筋网发射wifi信号,把钢筋混凝土变成网络的载体而不是障碍:

钢筋结构当“天线”

技术人员介绍,该装置是将不同移动通讯信号通过简单的信号接收装置传输至建筑内的钢筋结构,而钢筋结构在建设初期就预先在大地端设置有由稀土导磁材料构成的高频阻波器,这些高频阻波器会对信号进行阻波,从而形成场强覆盖。

钢筋是每栋大楼必备的,以它作为信号传输主体,就不需要重新进行布线,从而大大节省了运营商的建设费用及运营成本,大量节约了社会资源。由于钢筋结构在大楼内覆盖均匀,保证了信号传输不会出现盲区。而且在同一建筑物内,只需要一套设备就可以满足各个运营商之间不同网络制式覆盖的需求,减少了以往一个运营商一个网络制式就需要一套设备的重复建设。同时由于减少了设备量,避免了以往设备不同网络间的互相干扰和场强覆盖不均匀等问题,从而大大提高了通信质量。

还有一个常见的电线——汽车。自从汽车引进了自身的电气系统,几乎所有的汽车都把金属车体当成一根最方便的电线。汽车的蓄电池负极是直接和车身连接的,其他大多数用电部件也是一端通过电线和蓄电池正极连接,另一端直接搭接在车身上。

最后,所有家庭里还有一种和整个城市相连,至少也和整座楼相连的导体网——铸铁水管。不过一般没人用这个传递电力或者电信号,因为太危险了。但水管还是声波的良好导体,自从1986年我家搬到楼上,我就和楼上楼下、隔壁单元的小伙伴们发明了敲打水管的通讯术,甚至一度有简单的编码表。

等到上了中学,男生宿舍和女生宿舍从两个楼口进去,中间隔着厚厚的水泥墙,暖气管就成了两边宿舍的重要沟通方式。开始是敲打,然后是夜深人静的时候悄悄说话……就在《肖申克的救赎》传到中国的那一年,有个宿舍用勺子沿着管道边缘挖了一个通道,从脱离管道直接和学姐聊天,慢慢发展到可以隔墙递东西吃,最后被宿管坚决填堵了。

补充1:如果要求不限于传递“波”的话,纽约从19世纪建立的地下气动输送管道,也是互联网时代之前很先进的通信基础网。

罐子里的猫 - Geek

直到今天,华盛顿国会图书馆还和国会大厦之间保持一条气动输送管道,保证议员随时查询网上没有的文件、书籍,也算是前网络时代的内部谷歌了。

补充2:辛亥革命前后,四川革命党借助长江上游的地理优势,经常用“水电报”掀动社会舆论:

当晚,中国同盟会成员龙鸣剑趁夜幕,缒城而出,奔至锦江河畔的农事试验农场,与同盟会成员曹笃、朱国琛等人商议,如何以最快的办法把“成都血案”的消息传出去。最后,他们决定制作数百块木牌,在上面写着“赵尔丰先捕蒲、罗,后剿四川各地同志,速起自保自救”等字样,然后将木牌涂上桐油,包上油纸,连夜秘密投入江中。四川江河纵横,水网密集,四通八达,这种被称之为“水电报”的木牌乘秋潮水涨,随江水漂流而下。各地接到“水电报”的消息便一传十,十传百;许多人又照样仿造,将更多的“水电报”投入江中,使“成都血案”的消息很快传遍沿江各州县。一些船工也将打捞起来的“水电报”交给当地学校的老师,老师们就印发传单,带领学生到街道上去张贴,鼓励群众武装起义反清。不久,满清政府下令严禁传播“水电报”,但这一命令激起了四川人民更大的愤恨,“水电报”不但越来越多,而且形式也更加多样。


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