信息简史-詹姆斯·格雷克-3

[99] Charles Babbage,On the Economy of Machinery,273.[100] Charles Babbage,Passages from the Life of a Philosopher,460.[101] Ibid., 301.[102] Jenny Uglow, “Possibility,” in Francis Spufford and Jenny Uglow,Cultural Babbage,20.[103] Charles Babbage,Passages from the Life of a Philosopher,450.[104] Charles Babbage,On the Economy of Machinery,387–388.[105] Ada to Lady Byron, 10 August 1851, in Betty Alexandra Toole, Ada, the Enchantress of Numbers,287.[106] Ada to Lady Byron, 29 October 1851, ibid., 291.第5章 地球的神经系统（就那么几根破电线，我们能指望它什么呢？）这是事实，还只是我在做梦？借助电力，这个物质世界变成了一个超大的神经网络，顷刻之间思绪传递数千英里？或更准确地说，这个圆球就是一颗硕大的头颅，一个大脑，充满着智慧！又或者，我们是否应该说，它本身就是一种思维活动，纯是思想，而不再是我们认为的物质！——纳撒尼尔·霍桑（1851）[1]1846年，在泽西市渡口管理所二楼的一个小房间里，三名职员处理着纽约市的全部电报业务，而且他们的工作并不十分忙碌。[2]他们管理着美国首条商业电报线路的一端，另一端通往巴尔的摩和华盛顿。他们把接收到的信息手工抄录下来，用渡船送至哈德逊河对岸的自由街码头，然后再送往位于华尔街16号电磁电报公司（Magnetic Telegraph Company）设立的中心局。而在伦敦，河流的阻碍要少些。同年，资本家们成立了电报公司（Electric Telegraph Company），并开始铺设自己的第一条线路。电报线里面是扭绞的铜线，外面裹以古塔胶，再套入铁管当中，主要沿着新造的铁路线进行铺设。公司租用了伦敦罗斯伯里街（Lothbury）上的铸造工会所（Founders’ Hall）作为中心局，位置正对着英格兰银行。他们还特别安装了一个电钟，用来显示铁路标准时间（railway time），这样做既摩登又实用，因为当时铁路标准时间已经为电报所采用。到了1849年，电报局的设备已经增至八台，日夜不断地运行，电力则由四百个电池提供。记者安德鲁·温特在1854年报道说：“我们面前是一堵灰泥墙，上面装饰着一个电钟。谁能想到，在这窄小的前额背后是整个英国神经系统的大脑——如果我们可以这样称呼的话！”[3]他既非第一个，也不会是最后一个将电报比作生物神经网络的人：将电报线比作神经系统，而将整个国家或地球比作人体。[4]这个类比将一个难解之谜比作了另一个难解之谜。在当时，电还是一个谜，神秘而几近于魔法，同样神经系统的运作方式也无人能够理解。人们只知道，神经会传导某种形式的电能，因此，也许神经系统在大脑对人体的控制过程中起着导线的作用。研究神经纤维的解剖学家猜测，它们或许也由人体中的某种“古塔胶”所包裹和绝缘。可能神经不仅仅是像电线而已，它们可能就是电线，负责将讯息从腹股沟传递至大脑皮层的感觉中枢。阿尔弗雷德·斯米（Alfred Smee）在他 1849年出版的《电生物学要义》（Elements of Electro-Biology）一书中，将大脑比作电池，而将神经比作了“生物电报”。[5]同其他所有被过度使用的隐喻一样，它也很快被滥用，而成为人们的讽刺用语。一个报纸记者来到新泽西州的门洛帕克采访托马斯·爱迪生，发现他正患头伤风：“医生赶来为他诊治，向他解释了三叉神经之间的关系，把这些神经比作有三条线路的电报，并随口说道，在面部神经痛的病理中，每一颗牙都可以视为一座带有一个操作员的电报台。”[6]而当电话问世时，这种类比又得到了强化。《科学美国人》杂志在1880年宣称：“很快，四下分散的文明社会的成员将通过即时的电话通信紧密地联系起来，正如人体的不同器官被神经系统所紧密结合一样。”[7]虽然这个类比在当时看上去似乎是信口开河，但现在看来它不无先见之明。神经系统的确传递着讯息，而电报和电话也确实开始第一次将人类社会转变成了某种整合的有机体。在这些发明的早期，它们在民众当中引发了技术史上史无前例的兴奋之情。这种兴奋通过日报、月刊以及电线本身四处传播。一种对于未来的崭新认识油然而生：世界变化万端，后世子孙的生活将由于这种力量的应用而变得迥然不同。“电是科学之诗。”一位美国历史学家在1852年如是说。[8]但至于电为何物，并非人人都知道。一位权威人士曾说：“电是一种不可见、不可触、不可量的作用体。”[9]所有人都相信，这涉及某种“奇特的条件”，或者与分子相关，或者与以太相关（以太概念本身含糊不清，最终难免被抛弃）。英国作家托马斯·布朗（Thomas Browne）在 17世纪曾把电气（electrical effluvia）描述成“就像糖浆扯出的黏丝一样，可伸可缩”。到了18世纪，本杰明·富兰克林通过放飞风筝证明了“闪电和电是一回事”，这样他将天上令人恐惧的闪电与地上奇特的电火花和电流等同了起来。在富兰克林之前，法国神父让-安托万·诺莱（Jean-Antoine Nollet）在 1748年曾说过：“我们手上的电和自然手中的闪电是一样的。”这位神父不仅是自然哲学家，还有点儿表演天赋。为了证实这一点，诺莱组织了一次实验，利用一个莱顿瓶和一根铁丝，向围成周长一英里的一个大圆的两百个卡尔特教僧侣发送一次电击。从这些僧侣们几乎同时的惊跳蹦叫中，观察者很容易判断出，一个信息量不大却也不为零的讯息是以多么惊人的速度通过了此圆圈。后来，英国人迈克尔·法拉第作出了重要贡献，把电从魔法变成了科学。但即便如此，在1854年，当时法拉第已经作出了他的大部分发现，迪奥尼修斯·拉德纳，这位极其仰慕巴贝奇的科技作家准确地指出：“科学界对于电的物理特性并未达成共识。”[10]有些人认为电是一种流体，比任何气体“更轻也更难以捉摸”；另一些人则认为它是“具有相互对抗属性的”两种流体的化合物；还有一些人认为电根本就不是流体，而是与声音相似的某种东西，是“一系列的波动或振动”。《哈泼斯》杂志提醒说，“电流”的说法只是一种隐喻，并且不无神秘地补充道：“我们不要把电想象成它本身传送了我们所写的讯息，而是要把它想象成它使得线路另一端的操作员可以写下一份相似的讯息。”[11]不管它的本质是什么，电都被当时的人们认为是一种已被人所掌握的自然力量。当时刚创刊不久的《纽约时报》将电与蒸汽进行了对比：这两者都是借助人类的技巧和力量从大自然中攫取的、强大得甚至令人畏惧的作用力。但电是两者中更为微妙者，它原本是一种自然元素，而蒸汽则是一种人工制品……与磁结合后，电成了一种与人更为密切相关的作用力。而当人们可以利用电来传输讯息时，它就成为了一种既安全又快捷的信使，可以触及地球上所有人迹所至的角落。[12]回首过去，喜好摆弄文藻的人认为这个摩登时代在《旧约·约伯记》中早有预言：“你能差派闪电，而闪电也遵嘱而行，并且对你说‘我们愿意去’吗？”[13]但闪电并不能说话，它只会发出闪光、划破天际、引发雷火。因此，利用电来传递讯息需要借助一些天才巧思。一开始，人类根本无法驱使电来完成任何工作。它无法使一盏灯发出比一束火花更亮的光，也发不出声音。但人们很早就发现，电可以沿着电线被传播到很远，并似乎会使电线成为一个微弱的磁体。而这样的电线可以很长，还没有人发现电流的传播距离有任何极限。人们马上认识到这对自古以来梦想的远距离通信意味着什么。它意味着感应之针成为了现实。但在此之前，一些实际问题需要解决，如制造电线、封装电线、存储电流、测量电流，等等。为此，一个全新的工程学领域需要开辟。除了工程学问题，还有另一个问题要处理，即讯息本身。与其说这是个技术问题，还不如说它是个逻辑问题。这个问题跨越了不同层次，涉及从动力学到字词意义。讯息应该采用什么形式？如何才能将这种电流转换成字词？借助磁性，远距离传递的感应得以作用于如铁针、铁屑甚至小型杠杆这样的物体上。这么一来，人们产生了各种各样的创意：电磁铁可以拉响警钟；可以控制齿轮运转；还可以驱动把手，进而带动把手上的铅笔（不过，19世纪的工程技术还达不到驱动机械手进行书写的程度）。又或者，电流也许可以控制炮弹发射。想象一下，从数英里外发送一个信号就可以发射炮弹！所有期望成为电报发明者的人们很自然地会去重新审视以前的通信技术，但可惜之前的技术大多并不适用。在电报发明之前，已经存在其他远距离传讯的方式。“les télégraphes”一词由克洛德·沙普（Claude Chappe）在法国大革命期间最早提出。*这些方式借助的都是视觉信号：一座信号塔向另一座在视线范围内的信号塔发送信号，借此来传递讯息。而对此的目标是设计出一种比烽火之类更加有效灵活的发送信号的系统。克洛德和他的通信伙伴、也是他的哥哥伊尼亚斯（Ignace）一起，在数年时间里尝试了一系列不同的方案。注释：*但米奥伯爵在回忆录中声称，沙普在向军事委员会提出构想时，使用的是tachygraphe（快速书写）这个名称，而他本人才是提议使用télégraphe（远距离书写）这个“后来变得家喻户晓的字眼”的人。[14]首个方案奇特而精巧。沙普兄弟将一对摆钟调至同步，摆钟的指针以比通常更快的速度绕着表盘转动。他们在自己的家乡，巴黎以西约一百六十公里的布吕隆（Brlon），对此进行了实验。伊尼亚斯，作为发送者，等到指针指向特定数值时，就立即敲一下钟、开一发枪，或更常见地，击一下砂锅。一听到声音，约四百米外的克洛德就会从自己的摆钟上读取相应的数值。这样，他就可以通过查阅一张预先准备的列表把一系列数值组合转换成文字。这种通过同步的时钟来进行通信的概念在20世纪再次出现，见于物理学家的思想实验以及各种电子设备，但在1791年，它是个死胡同。它的缺点之一是，两座信号塔必须在人类的视觉和听觉范围内，但如果如此，那么摆钟就显得多余了。另一个问题在于需要一开始同步两个摆钟，并使它们持续保持同步。说到底，快速的远距离通信使得这种同步成为可能，而不是相反。该方案由于太过超前而难免夭折。与此同时，沙普兄弟又成功说服两位弟弟皮埃尔（Pierre）和勒内（René）加入到了项目中来，并请到了一群市政官员和公证人来作见证。[15]他们的第二次尝试不再依赖钟表和声音，而是建造了一个巨大的木框，里面装有五扇可以通过滑轮来开合的百叶窗。通过使用每一种可能的组合，它可以传输包含32（25）个符号的字母表。这是另一种二元编码，可惜细节现在已经无从得知。当时克洛德正试图从新成立的立法议会申请一些经费，所以他曾用同步时钟的方法从布吕隆发送过这么一条充满希望的讯息：“L’Assembleé nationale récompensera les experiences utiles au public.”（立法议会会奖励那些对公众有用处的实验。）这八个单词花了六分二十秒的时间传完，而讯息所寄望的也最终落空了。大革命时期的法国对于种种前卫实验来说，有利也有弊。当克洛德在巴黎东北贝尔维尔的圣法尔若公园建造原型信号塔时，一群心存疑虑的民众将它付之一炬，因为他们怀疑这是用于秘密通信，向敌人通风报信。不过，身为大革命支持者的克洛德并没有放弃寻找与另一种新设备——断头台一样快捷而可靠的技术。他设计了一种装置，在一根横梁两端安装两个巨大的悬臂，分别由缆索操纵。像很多的早期机器一样，它的造型有点拟人化。悬臂可以形成七个角度，相邻之间相差四十五度（不是八个角度，因为其中一个角度会使悬臂被横梁挡住），而横梁本身也可以旋转。这一切都由下方的操作员借助曲柄和滑轮进行操控。为了完善这架复杂的机械，克洛德还聘请了著名钟表匠亚伯拉罕–路易·宝玑（Abraham- Louis Breguet）。一座沙普信号塔控制问题已经错综复杂，设计一种合适编码的问题更加困难重重。从单纯机械的角度看，悬臂和横梁都可以采取任意角度，所以存在无限多的可能性。但为了有效发送信号，克洛德必须对可能性加以限制。有意义的位置越少，混淆的可能性也就越低。他只为横梁设定两个角度，此外每个悬臂又有七个角度可选，这么符号空间里就有九十八种可能安排（772）。他没有选择仅用这些符号来表示字母和数字，而是开始着手设计一种复杂的编码。某些符号被保留用作误差校正和控制，比如开始和停止、确认、延迟、冲突（一座信号塔不能同时双向发送讯息）以及失败。其他符号则被成对运用，用以指示操作员从特制的码本中找到对应的页数和行数。码本收录的条目最多可达八千多条，囊括了字词、音节以及人名和地名等专有名词。所有这些都是严格保密的，毕竟所有的讯息都将在空中传递，任何人都看得见。克洛德想当然地觉得，自己所设想的远距离传讯网络将会成为国家的一个部门，由政府所有和运营。在他看来，这不是一种知识或财富的工具，而是一种权力的工具。“总有一天，”他写道，“政府能够通过这个系统无时无刻、直接、同步地将它的影响力传遍整个共和国，从而实现我们所能想象的权力的最大效果。”[16]虽然当时国家仍处于战争当中，而权力也由立法会议转到了国民公会，克洛德还是成功得到了几名颇具影响力的议员的注意。其中之一是吉尔贝·罗默（Gilbert Romme），他在 1793年的报告中写道：“公民沙普提供了一种精妙的在空中书写传讯的方法，只需用到由直线段表示的少量符号。”[17]他说服国民公会拨款六千法郎用于在巴黎以北建造三座信号塔，它们沿直线排开，各距十一至十五公里。沙普兄弟的进展迅速，在夏天结束时，他们为前来视察的议员们安排了一次成功的演示。视察的议员们对他们所看到的表示满意：借助这种手段，就可从前线获取战报，并向前线发号施令了。不久后，克洛德被授予了一份政府薪水以及一匹公家的马匹，并被正式任命为远距离传讯工程师（ingénieur télégraphe）之职。他被授权开始建造一条从巴黎的卢浮宫到法国北部边境的里尔将近两百公里长的线路。不到一年的时间，他建成了十八座信号塔并投入了使用。传递的第一批讯息来自里尔，是法国军队打败了普鲁士和奥地利军队的捷报。对此，国民公会欣喜异常。一个议员甚至将它列入人类的四大发明：印刷术、火药、指南针，以及“远距离传讯符号语言”。[18]他将关注点放在语言上，可谓正中肯綮。如果从硬件角度来看，沙普兄弟用到的只是绳索、杠杆和木梁，并没有发明什么新东西。此后，信号塔的建设开始四下扩张，东至斯特拉斯堡，西至布雷斯特，南至里昂。1799年，拿破仑·波拿巴发动雾月政变。政变成功后，他下令将向各地发送了一条讯息（“巴黎无事，良民皆安”），并很快指示建设一条直通米兰的新线路。远距离传讯系统逐渐确立了一种通信速度的新标准，因为仅有的真正竞争者不过是马背上的骑手。不过，速度可以用两种方式度量：以距离来度量，或以符号和字词来度量。克洛德曾声称，一个信号从法国东南的土伦传到巴黎，沿线经过一百二十座信号塔，跨越七百六十多公里，能够做到只需十到十二分钟。[19]但对于一条完整的讯息，即使是相对较短的讯息，他就无法这样声称了。即便对于手脚最快的操作员来说，每分钟发送三个信号也已经是能够指望达到的极限了。信号链上的下一个操作员通过望远镜读取信号后，必须手工在记事本上记下每个信号，并操作自己的曲柄和滑轮来复制这些信号，还要确认这些信号被他下一个操作员正确接收了。这样的信号链精致而脆弱，雨、雾或一名粗心的操作员都能打断一条讯息。在18世纪40年代，人们曾度量过传讯的成功率。在暖和的月份，一天之内每三条讯息中也只有两条被成功传达，而在冬季，这个比率更降至三分之一。编码和解码也需耗费时间，不过这仅限于信号链的起始和结尾。中继信号塔上的操作员只需按照指令转发信号，而无需理解它们。实际上，有很多操作员都不识字。法国远距离传讯网络全盛时期示意图即使讯息成功抵达，也仍然不能完全采信。中继信号塔很多，这就意味着出错的几率很大。世界各地玩过传话游戏的孩子都知道这个道理，在英国这个游戏叫做中国悄悄话（Chinese Whispers），在中国叫做以讹传讹，在土耳其叫做咬耳朵（From Ear to Ear），而在现代美国则直接叫做打电话（Telephone）。对于许多人忽视错误校正的问题，伊尼亚斯·沙普抱怨道：“他们大概从来没有用超过两三座信号塔做实验。”[20]现如今，这种旧式的远距离传讯系统早已被人们遗忘，但在当时它可是炙手可热。在伦敦，德鲁里巷皇家剧院的一位艺人和作词家查尔斯·迪布丁将这项发明写进了1794年的一出音乐剧中，并描绘了一番未来的奇异景象：诸君保证休见笑，待我细细道来法国的远距离传讯妙！这台机器好能耐，读写、发送新闻，一小时传到五十英里外！……喔！业余彩民也能富如犹太人：无需飞天的信鸽传新闻，只需架起发报机，一个在老奥蒙德码头装，另一个在船上装，哪怕它在海中央。……再见吧，便士邮政！再见吧，邮件和马车；你们的位置已无，与我们再无瓜葛：取而代之，我们将看到家家房顶架起发报机，给我们报时、避雷、晾衣，还能把新闻递。[21]信号塔曾经遍布世界各地，直到现在它们的遗迹仍可散见于乡间。从 Telegraph Hill、Telgrafberget和 Telegraphen-Berg等叫作“传讯山”的地名依稀可见当年的用处。瑞典、丹麦和比利时很早就参照法国的模式建造起类似的系统。很快德国也紧随其后。1823年，一条横贯印度北部从加尔各答到楚纳尔（Chunar）的线路开始运营；1824年，从埃及亚历山大港到开罗的线路建成；1833年，俄国沙皇尼古拉一世下令兴建从华沙到圣彼得堡和莫斯科的线路，沿线包括二百二十座信号站。它们一度主宰着世界的通信，但很快就变得过时了，速度之快超过了兴起时的速度。来自美国肯塔基州的发明家和历史学家托利弗·沙夫纳上校，在 1859年到俄国旅行时，就深深被这些信号塔所震撼，既为它们的高度和美丽，也为塔身绘画和地面花草布置之精心，还为它们突如其来、全面的衰亡。巴黎蒙马特山上的信号塔这些信号站如今陷入了沉默，再不见指示的动作。它们默默矗立在高处，很快将屈服于时间的侵蚀之手。而电线，尽管外观没有那么雄伟，却遍布整个帝国，用燃烧的火焰将君主的意志传递给四散在他广袤领土上的六千六百万民众。[22]在沙夫纳上校心中，这是一种单向的对话。六千六百万民众不能对君主回话，相互之间也不能对话。在空中书写时，人们可以说些什么呢？克洛德·沙普曾建议，“任何话题都可以作为通信的主题”，但他所举的例子，如“卢克纳将军前往蒙斯城准备攻占它，而本德尔将军也在前往防御途中”，却使他的本意显露无遗：所传递的是具有军事或政治意义的讯息。[23]后来，克洛德又提议发送其他类型的信息，包括航运新闻、本国或外国证券交易所的金融行情等。但对此，拿破仑恐怕不会允许，尽管他自己曾在1811年利用远距离传讯系统宣布了他的儿子，即后来的拿破仑二世的降生。一项耗费了巨额政府投资，而且每天只能传递数百个完整单词的通信基础设施，不太可能用于私人通信。这在当时是不可想象的——而在下个世纪，当这样的事变得可行时，有些政府又发现这不合自己的心意。当企业家们正准备开始组织私有的远距离传讯系统时，法国政府下了一纸禁令。1837年颁行的一部法律规定，对于“任何未经批准、擅自利用远距离传讯设备或任何其他方式将信号从一处发送至另一处者”可以处以罚金或徒刑。[24]这样，为地球搭建神经系统的想法就只能另寻出路。次年，也就是 1838年，法国当局接待了一位来访的美国人，他提议利用电线来远距离传讯。这个人名叫塞缪尔·芬利·布里斯·摩尔斯。不过，法国当局断然拒绝了这份提议。与雄伟的信号塔相比，电线看上去廉价且不安全。没人能干扰空中的传讯信号，电线却有可能被蓄意破坏者割断。一位被指定来评估这项技术的医生和科学家朱尔·居约（Jules Guyot）对此嗤之以鼻：“就那么几根破电线，我们能指望它什么呢？”[25]其实，我们能指望很多。如何处理和传送精密的电脉冲业已带来了一系列棘手的技术挑战。而当电遭遇语言，也就是必须将字词转换成电线中的律动时，这更提出了全新的挑战。在电和语言的交点（同时也是机器和人类之间的接口）处，需要人类重新发挥聪明才智。发明家们想出了很多不同方案。事实上，所有方案都是以这样或那样的方式基于书面字母表，将字母表作为一个中间层。这一点似乎不言而喻，毕竟telegraph一词的本义就是“远距离书写”。是故，1774年，日内瓦的乔治–路易·雷萨吉（Georges-Louis Le Sage）设计了二十四路分立的线路表示二十四个字母，每条线路传送的电流刚好足以扰动玻璃罐中的一片金箔，或一个木髓球，或“其他容易吸附，同时又容易辨识的物体”。[26]显然，由于线路太多，这个方案不具可操作性。1787年，一个名叫洛蒙（Lomond）的法国人在他的寓所内布置了一条线路，并宣称可以通过驱使木髓球往各个方向跳动从而发送代表不同字母的信号。“看起来他构建了一张基于运动的字母表。”一位见证人这样报告说。可惜显然只有洛蒙的太太能够读懂这套编码。1809年，德国人萨穆埃尔·托马斯·冯佐默林（Samuel Thomas von Smmerring）制造出了一种气泡报。电流通过水管中的电线会产生氢气气泡，而每根电线以及相应的一串气泡对应着一个字母。冯佐默林还成功做到用电来发出铃声：他平衡一个调羹，使其倒立在水中，因而当有足量的气泡产生，使其倾斜时，调羹失去平衡，带动一个杠杆，并最终发出铃声。他在日记中写道：“闹铃这个次要目标，让我颇费心思，也让我在齿轮实验上费了很多无用功。”[27]而在大西洋彼岸，一个名叫哈里森·格雷·戴尔（Harrison Gray Dyar）的美国人则尝试使用电火花制备硝酸，这样硝酸会在蓝色的石蕊试纸带上留下红点，而不同时间间隔的红点就可以代表不同字母。[28]他在长岛的一条跑道上利用树木和木架架设了一条线路，而石蕊试纸带则必须手工移动。再后来就是针了。法国物理学家安德烈–马里·安培提议利用他自己改进的检流计作为发送信号的装置。电流通过时，检流计中的指针会受电磁效应作用而发生偏转，就像指南针在通电导线旁边会发生偏转一样。同样，他也设想为每个字母都使用一根指针。在俄国，帕维尔·席林（Pavel Schilling）男爵展示了一个由五根指针构成的系统，后来指针数量减少到了一根。他利用指针左或右的偏转组合来代表字母和数字。1833年，在德国的哥廷根，数学家卡尔·弗利德里希·高斯和物理学家威廉·韦伯合作，制订了一个类似的、使用一根指针的方案。指针的一次偏转会给出两种可能的信号（左或右），两次偏转的组合会给出四种可能（右+右、右+左、左+右、左+左），三次偏转会给出八种组合，四次偏转会给出十六种，这样一共有总计三十种不同信号。操作员则通过停顿来分隔信号。高斯和韦伯对偏转的字母表按特定方式进行了组织，元音字母在前，其他字母和数字在后依次排列：在某种意义上，这种字母编码方案是二元的。信号的最小构成单位等同于一个二元选择，左或右。每个字母由一定数量的这种选择构成，而这个数量并未预先确定。该数量可能为一，例如在左为a而在右为 e的情况，也可能包含更多数量。因此，这个方案是开放式的，允许字母表容纳任意数量的字母。高斯和韦伯在哥廷根天文台和物理学院之间相距 1.6 公里的沿途房屋和尖塔上架设了一条双线的线路。不过，可惜他们互相说了什么并没有流传下来。然而，在这些发明家的工作室之外，远距离传讯（telegraph）一词仍然指的是信号塔、百叶窗以及旗语，但探寻新可能性的热情已经在慢慢积累。1833年，律师兼语言学家约翰·皮克林在给波士顿船长协会的讲课中宣称：“即便是最普通的观察者也能明显看出，没有什么传递情报的方式能在速度上超过或媲美远距离传讯系统。原因在于，除去在每个信号站接续讯息时几乎可以忽略的距离，在绝大部分距离中它的速度可以和光本身的速度相媲美。”[29]这里他特指的是波士顿中央码头的信号塔，这座沙普式的信号塔被用于与波士顿港沿岸二十公里内的其他三座信号塔相互交换航运讯息。与此同时，美国各地几十份新创办的报纸纷纷冠以时髦的“The Telegraph”之名，毕竟它们也需仰赖远距离传讯系统。亚伯拉罕·沙普（Abraham Chappe）曾说过：“远距离传讯是权力和秩序的基本要素。”[30]而日益崛起的金融和商业资本家则紧随其后，也试图从远距离快速传递信息中获益。从针线街上的伦敦证券交易所到布隆尼亚尔宫的巴黎证券交易所，相距不过三百多公里，但三百多公里就意味着长达数天的旅程。只要能跨越这个鸿沟就能发财。对于金融投机者来说，私有的远距离传讯系统将会如时光机般有用。在当时，罗斯柴尔德金融家族还在使用信鸽传递邮件，更可靠的方式则是利用小型船队送信使横跨英吉利海峡。远距离快速传递信息的可能一经发现，就引发了持续的热情。皮克林在波士顿作了下数学计算：“如果现在我们以两天或更少的时间，换句话说，以每小时十二到十六公里的时速获取到纽约的情报，就能占据可观的商业优势，那么当我们利用远距离传讯系统传递同样的信息，以每分钟六公里的速度，换句话说，只需一个小时就足以从纽约传到波士顿时，任何人都能意识到这其中包含着成比例的获利机会。”[31]这样，政府借此收取军事快报和施展权力的兴趣就被资本家以及报纸、铁路和船运公司借此牟利的欲望给超越了。不过，在广袤的美国，甚至商业驱动力都不足以促使借助视觉的远距离传讯系统变成现实。只有一个试验系统曾在 1840年成功地将两个城市（纽约和费城）连接了起来。它先是用来传递股票价格，后来用来传递彩票摇奖号码，再后来就被弃用了。所有期望成为电报发明者的人（这样的人为数还不少）当时可用的工具大致相同，包括电线、磁针以及电池。其中电池是通过金属条浸在酸性电解质中进行化学反应来发电的，并通过叠加多个单元来加强电流。他们不使用光源，也没有马达可用。他们可用的只是所有可能由木头或黄铜制备的机械，如销子、螺丝、齿轮、簧片以及杠杆。最终他们都瞄准的是同一个目标：字母表中的字母。（爱德华·戴维认为有必要解释一下，为什么在1836年字母足以敷用以及如何做到这一点：“每次传递一个字母，而每个字母都被接收的工作人员记录下来，并一个个拼凑成字词和句子。显而易见，借助众多字母无穷无尽的组合变化，大量的日常通信得以传递。”[32]）除了这份通用的可用货物列表外，不论是在维也纳、巴黎、伦敦、哥廷根、圣彼得堡，还是在美国，这些先行者们都隐约感到自己身处一种令人兴奋的竞争局面，只是相互之间并不清楚别人在做什么。另外，他们未能及时跟上相关科学的步伐，对于电学方面的许多重要进展浑然不知，虽然他们正是相当需要了解它们的那批人。所有的发明家都急切希望了解，电流通过不同长度和厚度的电线时会有什么样的变化。他们不明就里地继续摸索前行，却不知十多年前德国人格奥尔格·欧姆早已得出了电流、电压和电阻之间的精准数值关系。也难怪，这种新闻在当时传播得很慢。正是在这样的背景下，美国的塞缪尔·摩尔斯和阿尔弗雷德·韦尔，以及英国的威廉·库克（William Cooke）和查尔斯·惠特斯通（Charles Wheatstone）将电报变成了一个现实和一桩生意。所有这些人后来都以这种或那种方式宣称是自己“发明”了电报，但这个功劳无法归到他们头上，摩尔斯也不例外。最终，他们各自的合作伙伴关系也以激烈、混乱、痛苦的专利纠纷而告终，当时两个大陆上的几乎所有电学方面的领军人物都被牵扯进了纠纷当中。电报的发明涉及人物众多，遍及各国，但相关的历史记录却相当不完全，且很少为人们所知。在英国，库克当时是一名年轻的企业家，他曾在德国的海德堡见过指针式电报的原型；惠特斯通当时则是一名伦敦国王学院的物理学家，他和库克在 1837年成了合作伙伴。惠特斯通做了一些声音和电流传递速度的实验，但真正的难题还是再一次归结到了如何将物理学和语言结合起来。他们咨询了英国的电学权威，迈克尔·法拉第以及彼得·罗热（Peter Roget）。后者撰写了《电磁学》（Treatise on Electro-Magnetism）一书，同时还编纂了《罗热同义词词典》。库克–惠特斯通的电报经历了多个原型。其中一种利用六根电线构成了三个回路，每一个回路控制着一根磁针。“我罗列出了三根磁针所能产生的所有信号排列，并从中选择了可操作的组合，这样我就有了一张由二十六种信号组成的字母表。”[33]库克这样描述道，只是这听上去还是有些费解。同时，电报机上有个警报器，用以避免操作员走神。库克说，这个灵感来自于他唯一透彻了解的机械装置——音乐鼻烟盒。在下一版本中，他们用一对同步的旋转字母轮透过空槽来显示字母，字母轮则由电磁铁和机械装置控制。而一个更富匠心、同时也更显怪异的设计则用到了五根指针：二十个字母在字母盘上排列成菱形，操作员通过按下数字按钮就会触发五根针中的两根分别发生偏转，而它们的偏转恰好指向了希望传递的字母。这种库克–惠特斯通式电报虽然缺少了字母C、J、Q、U、X和Z，但仍然能够运作。他们的美国竞争对手，韦尔，后来这样描述了其运作：假设要从帕丁顿站往斯劳站发送这么一条讯息，“We have met the enemy and they are ours”（我们遭遇了敌人，不过已经把他们俘虏了）*。帕丁顿站的操作员就会按下11和18两个键，使得斯劳站的指针指向字母盘上的字母W。斯劳站的操作员则被要求一直处于待命状态，一旦发现两根针指向了字母W，他就要把它写下来，或大声地向另一个负责记录的操作员报告。根据最近的描述，传递一个信号至少需要两秒钟。[34]注释：*1813年9月10日，在第二次独立战争的伊利湖战役中，美国舰队击败了英国舰队。美国海军少校奥利弗·哈泽德·佩里（Oliver Hazard Perry）发出了这个著名的捷报。——译者注韦尔认为这种装置效率低下，不过他有挑剔的资本。至于塞缪尔·摩尔斯，他后来的回忆不可避免地受到论战的影响——用他儿子的话说，这是场“科学世界中的口水战，争执于谁首先或独自发现或发明了电报、他是否借鉴了他人以及存不存在有意或无意的剽窃”。[35]而这一切又因为沟通和记录的缺失而变得更加扑朔迷离。摩尔斯是马萨诸塞州的一个传教士之子，在耶鲁学院接受过高等教育。但他是个艺术家，而不是科学家。在19世纪二三十年代，他的大部分时间都在游历英国、法国、瑞士和意大利以学习绘画。正是在某次游历中，他第一次听说了电报，或者用他回忆录中的话说，他突生洞见——他儿子这样说道，灵感“好似一股秘流醍醐灌顶，后来就为其所用”。摩尔斯曾告诉他在巴黎的室友说：“我们国家的邮政信函太慢了；法国的远距离传讯系统要快一些，并且在我们国家（比起这里一半时间雾气笼罩），它还会运作得更好。可即使那样，也还是不够快——闪电的效果会更好。”[36]但他后来描述自己的顿悟时，他所说的洞见就不是关于闪电，而是关于信号了：“构造一种信号系统，通过它情报可以得到瞬间传递，这并不困难。”[37]摩尔斯的首个装置传递的电报讯息摩尔斯产生了一个卓越的洞见，由此生发出了剩下的一切。虽然对木髓球、气泡或石蕊试纸一无所知，但他意识到信号可以用更简单、更基础、不那么有形的办法来产生，也就是最简单的电路的通和断。不要再去想什么针了。电流流通，然后被中断，而一系列的中断可以被组织起来传递意义。想法虽然简单明了，但摩尔斯做出来的首个设备很是错综复杂，它用到了发条、木制的钟摆、铅笔、纸制色带、滚压杠，还有曲柄。作为一名经验丰富的机械师，韦尔把这些都精简掉了。在发送端，韦尔的设计后来成为了用户界面的经典设计：一根简单的弹簧支承的杠杆，通过它，操作员可以用手指触碰达到控制电路的目的。起初，他把这根杠杆称为“通信员”，后来只称为“键”。它的简单性使得它比库克–惠特斯通采用的按钮和曲柄快了至少一个数量级。通过键式电报，操作员可以把发送信号的工作速度提高到每分钟数百个，毕竟这些信号只不过是电流的中断而已。阿尔弗雷德·韦尔的电报“键”这样，他们在一端有了一根杠杆，用以控制电流的通断，而在另一端，电流则控制着一块电磁铁。他们两个人中的一个，很可能是韦尔，想到了把两者组合起来：磁铁可以操纵杠杆。这种组合［几乎与此同时，美国普林斯顿的约瑟夫·亨利（Joseph Henry）和英国的爱德华·戴维也不约而同地想到了这一点］被命名为“中继器”（relay），这个词本来指的是用来替换已疲惫之马的健壮之马。中继器的出现扫除了远距离电报的最大障碍：电流沿着漫长的电线流动时会逐渐衰弱。衰弱后的电流通过操纵一个中继器，就可以激活一个由新电池驱动的新电路。但中继器所具有的潜能比它的发明者当初意识到的还要大。除了能传递信号，中继器还能够反转信号，或者把来自多个信号源的多路信号组合成复合信号。不过，这些是后话了。——1844年，转折点来了，在英国和美国都是如此。库克和惠特斯通从帕丁顿站沿着铁路架设起了他们的第一条线路。摩尔斯和韦尔则把线路从华盛顿架到了巴尔的摩的普拉特街火车站，线路用纱线和沥青包裹，悬在六米多高的木杆上。通信量一开始并不大，但摩尔斯却可以自豪地向国会报告说，一种工具可以每分钟传输三十个字符，并且其线路“在任何人无意或恶意的侵扰下仍能岿然不动”。从一开始，它们的通信内容就与法国远距离传讯者所熟悉的军事或政府讯息大相径庭，甚至显得有些可笑。在英国，第一批被载入帕丁顿站电报本的讯息是有关行李招领和零售交易的。“请派人到曼彻斯特广场杜克街的哈里斯先生处，要求他用五点半的火车送六磅银鱼和四磅香肠至温莎镇的芬奇先生处；货物务必用五点半的火车送到，否则就不必送了。”[38]而在新年钟声敲响之际，帕丁顿的警长向他在斯劳的同僚送去了致意，并收到回复说，新年祝福发早了一分半钟，那边都还没到午夜。[39]那天早上，在斯劳，一个名叫约翰·托厄尔的瘾君子毒杀了他的情妇莎拉·哈特，并想搭乘开往帕丁顿的火车逃跑。但是一条电报讯息比他跑得更快，还附有他的体貌特征［“身着贵格会士（kwaker）服饰，外套一件棕色大衣”[40]——在当时英国的电报系统里没有 Q、U这两个字母］。最终，嫌犯在伦敦落网，并在当年三月被处以绞刑。这件事轰动一时，在报章上热闹了数月之久。后来有人这样描述电报线，“就是这些线绞死了约翰·托厄尔”。到了四月，一位肯尼迪上尉在西南火车终点站和身处戈斯波特的斯汤顿先生下了一盘象棋。据当时的报道，“为了指示棋子的移动，电流在整场博弈过程中来回传输超过了一万英里”。[41]这则轶事也受到了各家报纸的追逐。事实上，任何能揭示电报神奇之处的故事越来越受到了报纸的青睐。当英国和美国的电报业向普通公众敞开大门之时，人们还并不清楚，除了警察和偶尔下棋消遣者，还有谁愿意花钱使用电报。在华盛顿，1845年定下的费用是每个字母四分之一美分，而头三个月的营收加起来还不到两百美元。次年，在纽约和宾夕法尼亚之间新开通了摩尔斯式线路，这时使用量才略有起色。一位电报公司的管理人员写道：“鉴于业务增长极其迟缓［且］我们尚未取得公众信任，我们对当前取得的成果已经相当满意。”[42]他预计，营收很快会达到每天五十美元的水平。这时，新闻记者加入了进来。1846年秋，亚历山大·琼斯从纽约给《华盛顿联合报》（The Washington Union）发回了他首篇借助电报传递的报道，报道了美国海军“奥尔巴尼号”在布鲁克林造船厂建成下水的新闻。[43]而在英国，《纪事晨报》（The Morning Chronicle）的一位撰稿人叙说了他首次用库克–惠特斯通式电报收到报道时的兴奋之情：随着静止的针突然抖动，刺耳的警报声响起，新闻的第一部分传了过来。我们一边兴奋地紧盯着我们朋友那向来沉默寡言的面孔以及那神秘的字母盘，一边快速在我们的笔记本记下从大约一百四十多公里外传来的话语。[44]这实在是极富感染力。但也有些人担心，电报会宣告报纸的死刑。正如一名美国记者所说，报纸一直以来是“商业、政治和其他情报快捷而不可或缺的传递者”，但在这些领域，报纸将彻底变得毫无用处。人们通过长有闪电之翼的电报事事都已有了预期，报纸就只能处理处理地方性的谈资，或是纯粹抽象的思辨。它们制造轰动效应（甚至是在大选时）的能力，也将会大为降低，因为报纸一刊出虚假讯息，绝对可靠的电报就会将谎言揭露无遗。[45]但报业仍是无所畏惧，迫不及待地利用了此项技术。编辑们发现，任何讯息只要贴上“电报报道”的标签，就似乎显得更为紧急，更让人兴奋。尽管费用不菲（起初，通常的费用达每十个单词五十美分），报业逐渐成了电报服务极为热心的支持者。仅仅过了几年，一百二十多家地方报纸都能够连夜从议会获取最新的报道。一位记者注意到，克里米亚战争的前线快报从伦敦发送到了利物浦、约克、曼彻斯特、利兹、布里斯托、伯明翰以及赫尔等处，“快速更超烟火，也如烟火一般，在空中爆炸，通过发散的电线四散到众多邻近的市镇”。[46]但他也发现了其中的危险性：“由于收集和传输匆忙，这样的情报也有不足之处，不像报纸，虽然反应迟些、传输慢些，却更可靠。”电报和报纸之间是一种共生的关系，它们之间的正反馈放大了这种效应。作为一种信息技术，电报为自己的崛起推波助澜。电报随后的全球拓展不断超出人们甚至其投资商的预期。当第一家电报公司在纽约华尔街开张大吉之时，它所面临的最大障碍是哈德逊河。摩尔斯式系统沿着河东岸上溯近一百公里，才到达一处足够窄的地方，架设起跨河的线路。但仅仅过了几年，一条绝缘线路就在纽约港底铺设好了。而1851年，一条四十公里长的海底电缆穿越英吉利海峡，将多佛尔和加来连接了起来。随后不久，一位博学的权威警告说：“所有试图直接延拓横跨大西洋的线路将欧洲和美洲连接起来的想法，都是纯粹不切实际且荒唐可笑的。”[47]他说这话是在1852年，而到了1858年，他口中的不可能变成了现实。线路开通之时，维多利亚女王和布坎南总统得以互致问候。《纽约时报》因而宣称：“这个成果是如此实用，又是如此不可思议……预示着人类未来充满希望的前景……它是人类智力进步过程中一座壮丽的里程碑。”[48]而这项成就的实质是什么呢？是“思想的传播，物质的生命冲力（vital impulse）”。电报给人们带来的振奋遍及全球，但它的具体效用体现在当地。各个消防队和警察局借此得以相互联系，而有些商店的老板则自豪地宣扬自己接受电报订购。仅仅两年前还需要数天才能抵达目的地的信息，如今无论身在何处，分秒之间就可以收到。这不是给传输速度带来两倍或者三倍的提升，而是跨越了许多个数量级的阶跃。这就如同一道先前完全不为人知的大坝突然决堤，洪流顿时滚滚而出一般。它所带来的种种社会影响，完全超出了人们的意料，但其中有些影响很快就得到了人们的注意和重视。人们对于天气的感知开始发生变化——毕竟作为一个统称，天气是个抽象概念。谷物投机商们利用电报来相互传递简单的天气报告：德比，多云；约克，晴；利兹，晴；诺丁汉，无雨但多云低温。[49]“天气报告”概念本身就是新鲜的，因为这需要对某个遥远地方的即时情况作出一些估计。电报使得人们能够将天气看作一种大范围的、彼此相互关联的事件，而非一种各地异常情况的杂烩。1848 年，一位热情的评论员说道：“大气的种种异象、流星的神秘莫测、天象组合的成因和后果，不再会牵涉迷信，也不再会给农夫、水手和牧羊人带来恐惧了。”电报将不仅仅告诉他“从北方来了好天气”，以方便他的日常生活和各种仪式，还可以让他了解到我们这个岛国的每个角落此时此刻的天气如何……这么一来，电报就成了一个巨大的、遍及全国的晴雨表，而电成了水银的侍女。[50]这是个革新的想法。1854年，英国政府在贸易部下设立了一个气象办公室。办公室主任罗伯特·费兹罗伊（Robert FitzRoy）海军中将（他曾是达尔文搭乘的“小猎犬号”的船长）选定了伦敦国王街上的一间办公室，并在里面配备了晴雨表、气压计和气象表。携带同样装备的观察员们则被分派到了海岸沿线的各个港口，他们要用电报每天发回两次当地风和云的报告。费兹罗伊开始发布天气预报，随后从1860年开始，《泰晤士报》也开始每日登载这些预报了。气象学家们开始意识到，所有的大风，如果从大尺度上看，都是由环状的或至少是“高度弧状”的旋转风暴引致的。许多最基本的概念也受到了这种可以在遥远各点之间进行瞬时通信的技术的影响。文化观察者们开始声称，电报“消弭”了时间和空间。1860年，一位美国电报公司的管理人员宣称，它“使我们能够借助神秘的流体发送信息，速度如思维般迅捷，从而消弭了时间和空间”。[51]这种夸大之辞很快成了一种陈词滥调。不过，电报看上去的确削弱或缩短了一种特定意义上的时间，即作为人类交往的阻碍或负担的时间。一家报纸宣称：“在实际应用中，传输过程中的时间可以被视为完全消除了。”[52]空间也是如此。英国电报工程师乔赛亚·拉蒂默·克拉克（Josiah Latimer Clark）说道：“我们头脑中的距离和时间概念已经发生了如此巨大的变化，以至于整个地球的大小在实践上已经大为缩小。毫无疑问，我们对于时空的概念与先辈们的相比已是大相径庭。”[53]先前，所有的时间都是地方时：太阳升到最高点，就是中午了。只有那些见识卓越之人（或天文学家）才会知道，不同地方的人们实际上是在遵循不同的钟点生活。而现在，时间有了地方时和标准时之分，区分两者则让大多数人都犯了难。铁路运行需要标准时，但这在电报出现后才变得可行。标准时的普及花费了数十年时间，而这个过程只有在19世纪40年代，英国皇家天文学会在格林尼治天文台和位于罗斯伯里街的电报公司之间架起电报线路，通过电报为全国的钟表对时之际才得以开始。在此之前，发布时间的最高技术不过是在特定时刻从天文台屋顶的桅杆上降下报时球。而一旦相隔遥远的各地在时间上达到了协调，他们就可以精确地测量自己所在位置的经度。测量经度的关键在于获知另外某地的时间，为此航船上都会带上时钟，试图使用各种不完全可靠的机械来记录那个时间。1844年，曾领导过美国太平洋探险考察的查尔斯·威尔克斯海军上尉用首条摩尔斯式电报线路确定了，巴尔的摩的战争纪念碑位于华盛顿的国会大厦以东 1 分34.868秒处。[54]电报引发的“同步”概念虽然没有“消弭”时间，但其影响却越来越广。同步概念本身，以及意识到这个概念是全新的，不禁使人惊呼。《纽约先驱报》宣称：摩尔斯教授发明的电报不仅在情报传输领域开创了一个新时代，它还在人类思维领域引发了一类全新的观念、一种全新的意识。以前，从来没有人能清楚地知道，此时此刻在一个遥远的城市，四十、一百或五百英里之外发生了什么。[55]这位兴奋不已的作者接着说，试想现在是十一点钟，而电报把一位身在华盛顿的议员现在正在说的话转发了出去。我们不用费多大劲就能意识到，这个事实是现在正在发生的，而不是已经完成的。是的，“这个事实是现在正在发生的”。历史（以及记录历史的方式）也同样发生了变化。电报保留下了大量的日常生活琐事。曾有一段时间，各个电报公司试着保留每条讯息，直到事情变得不切实际。如此大量的信息存储可谓史无前例。一个当时的散文家写道：“想象一下，未来某个历史学家在存储室中翻箱倒柜，并据此清晰地描绘出了英国19世纪社会和商业生活的面貌……那么21世纪的某天，还有什么信息从全体民众的来往函件记录中找不出来呢？”[56]1845年，在华盛顿和巴尔的摩之间的电报线路运行了一年后，阿尔弗雷德·韦尔试图将对业已传递的所有电报整理分类。他写道：非常重要的讯息，其中包括商人、国会议员、政府官员、银行家、掮客、警员、约会者（双方先前已见过面或受邀而来）之间的往来讯息；内容涉及新闻、选举结果、死亡宣告、问询家庭或个人的健康情况、参众两院的日常公报、货品订单、问询船只出航情况、各个法院的案件公报、证人召唤、关于特殊或快速列车的讯息、邀请函、在一处收款并在另一处付款、催款、寻医问药……[57]如此多样化的条目，以前从未聚集于同一名目之下，是电报给它们赋予了共性。同样，在专利申请书和法律合同上，电报的发明者们也有理由用尽可能宽泛的语言来描述自己的发明，如“发送、打印、盖戳或是以其他方式传递信号、警报声或情报”。[58]在这个概念纷纷发生变迁的时代，人们需要调整自己的认知才能正确理解电报。许多熟悉的词汇被赋予了奇怪的新义，不论是像“发送”（send）这样含义简单的词，还是像“讯息”（message）这样含义复杂的词。如果产生误解，常常就会闹出笑话。比如，有位德国妇女带着一盘泡菜走进了卡尔斯鲁厄的电报局，想要“发送”给她在拉施塔特的儿子，因为她听说士兵是通过电报“发送”到前线的。还有位男士带着一份“讯息”来到缅因州班戈区的电报局。操作员在电报键上操作完毕后，就把写有讯息的纸条摁到了钩子上。不料，这位客户投诉说，讯息根本没有被发送出去，因为他明明看到它还挂在钩子上。《哈泼斯》在1873 年回顾了这段历史，并指出，即使是“聪明多闻的人”也仍然发现这些东西不大好懂。要对该主题形成一个清晰概念的难度，由于存在这样的事实而加大，即我们一方面不得不面对种种古怪的新事物，另一方面又不得不使用旧有的词汇，并赋予其与之前不一致的新意义。[59]讯息在过去一直被视为指一种有形之物，但这其实从来都是一种假象。现在，人们需要有意识地将讯息的概念与承载讯息的纸区分开来。《哈泼斯》解释道，科学家们会说电流“承载着讯息”，但人们不应该想象，是有形之物被传递了。实际存在的只是“某种不可思议的力量的作用和反作用，以及借助这种力量实现的在远距离制造出可理解的信号”。这样说，难怪人们会被闹糊涂。不过，“恐怕在今后很长的一段时期内，世界仍然需要使用这样的语言”。现实世界的有形景观也发生了变化。无处不在的电线，给不论是都市大街还是乡间小道都增添了怪异的装饰。英国记者安德鲁·温特写道：“各家电报公司正争先恐后地试图占领我们头上的空间。只要一抬头，我们看到的不是用蛛丝般绳索吊起的粗大线缆，就是屋顶上从一根电线杆蜿蜒至另一根的大量平行电线，简直避无可避。”[60]而且这番景象还延续了相当长的一段时间，并没有转瞬即逝。人们看到这些电线，不由想到它们所传递的重要的无形货物。诗人罗伯特·弗罗斯特写道：“他们在苍穹下架设线路，字词不论是敲出来还是说出来/在上面奔走时都将如思绪般静寂无声。”[61]电线在建筑物中找不到相似之物，在自然界中也难寻类比。苦心寻找比喻的作家们想到了蜘蛛和蛛网以及迷宫。还有一个词似乎更合适：整个地球都被铁制的网络（net-work）所包裹。《纽约先驱报》说：“一个由铁线构成的神经网络，从作为大脑中枢的纽约开始分叉，伸向远端的四肢。”[62]而《哈泼斯》杂志则写道：“电流在整个电线网络中律动，传递着人类智慧的信号。”[63]温特还作出了一个预言：“用不了多久，所有人足不出户就可以和所有人交谈。”[64]当时他使用“交谈”一词还只是作为一个隐喻。在多种意义上，使用电报就意味着用编码（code）书写。摩尔斯的点划系统一开始并未被称作一种编码，而仅仅被称为一种字母表：“摩尔斯电报字母表”就是当时人们对它的普遍称谓。但它并不是字母表，因为它并非以符号表示声音。摩尔斯的方案是以字母表作为起点，通过替代（用新的符号替换旧的符号）来对其加以利用。它是一种元字母表，与字母表已经隔了一层。这种将意义从一种抽象转换为另一种抽象的过程，在数学中早已有之。并且从某一方面上说，这恰是数学的本质所在。而现在，它已经成为了人们熟悉的一种思维工具。正是由于电报的功劳，到了19世纪末，人们逐渐适应或至少熟悉了编码的概念：用以表示其他符号的符号，用以表示其他词语的词语。从一种抽象向另一种抽象的转换，这就是编码（encoding）。使用编码书写出于两种密切相关的动机：为了保密以及为了简明。简短的讯息省钱——这个道理简单明了，但威力强大，甚至连英语的散文写作风格很快看上去也受到了影响。新的文风因而被称为了电报式或电报体。修辞的辞藻代价过高，这让一些人感到遗憾。安德鲁·温特写道：电报体让任何形式的礼貌说法都无容身之地。“May I ask you to do me the favour”（劳驾）这么一句话，传输五十英里的距离就要六便士。这个可怜的人要把类似温文尔雅的形容词无情地砍掉多少，才能将他的信函开支降到一个合理的水平呢？[65]而对于新闻记者，他们几乎是立马就开始想方设法，试图用更少的计费字词传递更多的信息。一位记者炫耀道：“我们很早就发明了一种速记系统，或曰密码……巧妙排列后，农产品的上市数量以及主要的面包原料和日用品的销售额和价目表等，就可以从布法罗和奥尔巴尼每日发出。两个城市总共只需二十个单词，而如果全写出来，将会是一百多个单词。”[66]电报公司企图遏止这种趋势，认为这种私人编码是在玩弄系统规则，但密码还是一发不可收拾。一套典型的编码系统是用词典中的字词指代整个短语，并将它们按语义和字母的顺序加以排列。比如，用所有以B开头的词汇事关面粉市场：baal代表“今日的交易量小于昨日”；babble代表“市场景气”；baby代表“西部市场稳定，国内和出口需求中等”；button代表“市场清淡，价格走低”；如此等等。当然，这就有必要让发送方和接收方使用同一个词典。对于电报操作员来说，编码后的讯息看上去如同胡言乱语，而这一点被证明是一个额外的益处。早在人们想出用电报发送讯息之初，他们就忧虑自己的通信内容会为人所窥，至少是被电报操作员（这些不可靠的陌生人，在操作时无法不读到这些讯息）。与经过折叠和火漆封缄的手写信函相比，电报就显得公开而不安全了，毕竟讯息通过那些神秘的管道即电线传递时，谁也不知道会发生什么。韦尔自己就在 1847年写道：“如果不能辅之以某种保密字母表的话，电报所具有的巨大优势（以闪电般的速度传递讯息，消弭时间和空间）在实用性上就会大打折扣。”[67]他接着说：有多种系统可以用来确保，讯息在通信双方之间通过电报传递，而讯息的内容始终对于其他所有人高度保密，即便是必须经手的电报局操作员也不例外。这个难度可不小。电报并不仅仅是一种提供服务的设备，它还是一种媒介，一种中间状态。讯息就是通过这种媒介加以传输的。我们不仅要考虑讯息本身，还必须考虑讯息的内容。即使讯息本身曝光了，其内容应该力求仍能保密。韦尔解释了他所谓的“保密字母表”：一份对字符加以“变位和替换”的字母表。在固定字母表中的字母a，在保密字母表中就可能用y、c或x表示，其他字母同理。这么一来，“The firm of G. Barlow & Co. have failed”（G. Barlow公司破产了）就可能会变成“Ejn stwz ys & qhwkyf p iy jhan shtknr”。而在对保密性要求不那么高的场合，韦尔建议将常用短语加以缩写。比如，在要发送“give my love to”（请问候某人）时，他建议只发送gmlt即可。他还给出了更多的例子：mhii$space@My health is improving（我的健康正在好转）shf$space@Stockhave fallen（股票跌了）ymir$space@Yourmessage is received（来讯收悉）wmietg Whenmay I expect thegoods?（我要去哪收货？）wyegfef Will you exchange gold for eastern funds?（你想用黄金交易东方基金吗？）所有这些系统都要求发送方和接收方之间要有事先的约定：讯息需要通过双方都知道的、预先约定的知识而加以增补或变换。这种知识比较方便的存放地点，就是一个码本。在首条摩尔斯式线路开通商用之时，其核心投资人和支持者之一、缅因州众议员F. O. J.史密斯［人们因其名字缩写而常常称他为福格（Fog）］，就制作了这样一个码本《保密通信词汇表，适用于摩尔斯式电磁传讯系统，亦适用于经由邮政或其他系统传递的书面函件撰写》。[68]这个码本不过是按字母表顺序编号排列 5 6000个英语单词，从Aaronic到 zygodactylous，再配上使用指南。“我们认为写信人和收信人都该各持一本，”史密斯解释道，“这样人们可以不用词语，而改用数字来发送他们的讯息，或者部分用数字、部分用词语。”为了获得更大的安全性，他们可以事先约定加上或减去一个他们自行选择的数字，或用不同的数字代表不同的词语。他保证：“用了几次诸如此类的常规替换以后，整段话对那些不知道这种预先安排的人而言，就完全是不知所云了。”密码术一度是门隐秘的技术，其奥秘通过私人手稿的方式传播，就和炼金术一样。但如今，编码制作通过印刷术被放到了光天化日之下，激起大众无尽的想象。在随后的几十年间，人们设计和出版了其他很多方案，从不过一便士的口袋本到印得密密麻麻的多卷本，不一而足。在伦敦，埃比尼泽·厄斯金·斯科特（E. Erskine Scott）出版了《供缩写电文和高度保密的讯息和信函使用三字母编码》（Three Letter Code for Condensed Telegraphic and Inscrutably Secret Messages and Correspondence）。斯科特是个精算师兼会计，与其他很多投身密码术的人一样，对数据痴迷不已。对于编目员、分类员、文字高手、数字命理学者，以及各种各样的收集癖者来说，电报为他们开启了广阔的用武之地。斯科特的书中不仅包括常用字词和两个词的词组，还包括地名、教名、伦敦证券交易所的各上市股票名、一年三百六十五天、英国陆军各团名、注册为英国国籍的所有船只名，以及英国的所有贵族名等。对所有这些数据进行了组织和编号后，利用它们就可以实现某种形式的缩写，而这则意味着节省开支。不过，用户们发现，仅仅把字词转换成数字，帮助并不大：发送3747和 azotite 的费用相差无几。因此，码本最终演变成了短语手册。它们把讯息压缩并封装起来，这样既可避人耳目，又适于有效传输。当然，在接收端，它们则用来解压缩。一本在 19世纪七八十年代特别卖座的书是《通用商业电报编码基础》，由威廉·克劳森图厄设计。[69]他的目标受众是“金融家、商人、船主、掮客、经纪人等”，而他的口号是“简单经济，绝对安全”。克劳森图厄也是个信息痴迷者，企图将整个语言或至少是商业语言整理成短语，并将所有短语按关键词加以组织。他最终达成了一项奇特的词典编纂学成果，成为了解当时英国经济生活的一扇窗口，也是一个包含各种具有细微差别同时无意间富含诗意的短语的宝库。例如，对于关键词“恐慌”（编号10054至10065），相关的短语有：在某地有大恐慌恐慌平息了恐慌仍在继续恐慌已经度过最坏的阶段恐慌可以认为已经结束对于关键词“雨”（编号11310至11330），有：由于降雨不能工作降雨带来很大好处降雨带来很大破坏现在真正大雨倾盆降雨很可能会持续十分需要降雨有时有雨普遍有雨对于关键词“沉船”（编号11310至11330），则有：起锚后，船只失事我认为最好以原状出售沉船将尽全力挽救沉船船肯定彻底沉了海关已出售了沉船领事已派人去营救沉船但除此之外，世上还有万千事物，所以他还努力为尽可能多的专有名词赋予编号，如铁路名、银行名、矿山名、商品名、船只名、港口名，以及（本国的、殖民地的、外国的）股票名等。随着电报网络穿洋过海，逐渐覆盖全球，而国际通信费居高不下，一个字词就要数美元，码本变得更为兴盛。这时节约经济甚至成了比保密更重要的考量。最早的跨大西洋的费用约为每条讯息（包含十个字词，通常以原意为海底线缆的cable一词来指代）一百美元。而在英国和印度之间（经由俄罗斯和土耳其/伊朗）收发讯息也便宜不了多少。为了节省国际通信费，精明的中间商设计了一种称为“打包”的办法。如果电报以二十个单词为一条讯息计费，那么就可以将，比方说，四条各含五个单词的讯息打包成一条。讯息越来越短，码本则越来越厚了。1885年，位于伦敦科文特花园地区的W. H.比尔公司出版了一本畅销的《电报编码口袋书》（Pocket Telegraphic Code），定价一便士，其中包含了“三百多条只需一个单词的电报”，并按主题精心编排。重要的主题涉及诸如下注（“在当前赔率下我该为你下多少钱的注”）、制靴匠（“这些靴子不合脚，请直接派人来取走”）、洗衣妇（“今天请来取衣”），以及和出海有关的天气（“今天浪太大，不便渡海”）等。书中甚至还预留了一张空白页，用于“保密编码（请与您的朋友见面商定后填写）”。同时，市面上还有为铁路、游艇，以及从药商到地毯商等各行各业设计的专用码本。而篇幅最大因而也最昂贵的码本则被相互传阅，为此克劳森图厄抱怨道：“据笔者所知，有些人合伙只买一本《通用商业电报编码基础》，然后以此为基础来编纂他们自己的码本。笔者在此郑重声明，此类行为触犯版权法，将受法律追究，引发难堪之法律程序。”[70]不过，这只是虚张声势而已。到了19、20世纪之交，全球的电报服务商在伯尔尼和伦敦的国际电报大会上，对英语、荷兰语、法语、德语、意大利语、拉丁语、葡萄牙语和西班牙语的码本进行了系统整理。这些码本在20年纪的头十年还兴盛了一阵子，但随后就销声匿迹了。那些使用电报编码的用户慢慢发现，编码虽然高效而简洁，但它也有始料未及的副作用，那就是极易受到哪怕是最微小的错误的破坏。由于缺乏一般的英语散文（乃至扼要的电报体散文）所天然具有的冗余度，这些经过精心编码的讯息，可能会因为一个字符或点划的差异而面目全非。比如，1887年6月16日，一个名叫弗兰克·普里姆罗斯的费城木材商给他在堪萨斯的代理商发电报说，他已经买（bought）了五十万磅木材。在他们事先约定的码本中，bought被简写成BAY。但当这一讯息抵达时，该关键之词变成了BUY（买），于是代理商开始采买木材。据普里姆罗斯在对西部联合电报公司的诉状所称，这个错误给普里姆罗斯造成了两万美元的损失。这场官司打了六年，最终最高法院根据电报单背面的注意事项作出了支持电报公司的判决。用小字印刷的注意事项中说明了为避免出错而应采取的措施：为避免出错或延误，讯息的发送者应要求接收方复述一遍，以便将该讯息传回发报局进行核对……上述公司不对任何未经复述的讯息中出现的错误负法律责任……亦不对由于使用密码或讯息语意模糊而导致的任何错误负法律责任。[71]电报公司不得不接受密码，但对此却是无法喜欢。不过，法院还是作出了一项有利于普里姆罗斯的判决，判还了1.15美元的发报费用。——保密文字和文字一样古老。事实上，在文字诞生之初，它对除了少数人之外的所有人来说，都是无法读解的。而随着文字的神秘性逐渐消退，人们又找到了各种新方法来试图让自己的字词显得与众不同、隐秘难懂：用字母变位法来重写单词，用镜子反转文本，或是发明密码进行加密。1641年，英国内战爆发在即，一本匿名的小册子记录下了许多当时已知的所谓“密码术”。其中包括使用特种纸张和墨水，如柠檬或洋葱的汁液、生鸡蛋或“蒸馏萤火虫得到的汁液”，使得文字在暗处可见（或不可见）；或者以各种方式打乱文字内容，如将一些字母替换成另一些字母、发明新的符号、从右至左书写，或“以某些不同寻常的顺序对字母进行变位，比如把第一个字母放到行末，而把第二个字母放到行首，诸如此类”，又或把一条讯息分在两行书写：T e o l i r a e l m s f m s e s p l u o w e u t e lh s u d e s r a l o t a i h d, u p y s r e m s y i d.The Souliders are allmost famished, supply us or wee must yeild.（部队饥饿不堪，再无补给将全军覆没。）通过字母变位和替换，罗马人和犹太人发明了其他更加错综复杂，因而也更为隐秘难懂的保密方法。这本小册子名为《墨丘利神，秘密而快捷的信使：关于人们如何秘密而快捷地与任意远距离外的朋友交流思想》。[72]后来作者披露了自己的身份，他就是约翰·威尔金斯，一名教区牧师和数学家，后来成为剑桥大学三一学院院长，也是英国皇家学会的发起者之一。一位同时代人评价他说：“他是个天才，具有一颗机械般缜密的头脑……他的思考很有广度和深度……精力过人、身材魁梧、体格健壮、膀大腰圆。”[73]他也是个思虑周到的人。在小册子中，虽然无法做到囊括自古以来所有曾经出现过的密码术，但他还是把一个17世纪的英国学者所能知晓的此类工作都搜罗了进来。这不仅是本保密文字的入门书，也是本汇编手册。对于威尔金斯来说，密码学事关通信的基本问题。在他看来，文字和保密文字在本质上是一回事。但暂时撇开保密的问题不谈，他是这样来表述通信的基本问题的：“一个人如何以最迅速、最快捷的方式将自己的意图传递给另一个相距遥远的人。”[74]在1641年，他所谓的迅速和快捷，还只限于一种哲学思辨。要知道，一年后，艾萨克·牛顿才会降生。他注意到，“我们常说，没有什么比思想的速度更快”。而仅次于思想的似乎就是视觉了。作为一名牧师，他认为，最快的运动肯定属于天使和灵。要是一个人可以差使天使跑腿，那么交流的距离可以是任意远。可惜我们凡夫俗子受制于血肉之躯，“无法以如此简单和即时的方式交流思想”。因此，威尔金斯写道，难怪天使的原意是使者。作为一名数学家，他又从另一个角度思考了该问题。他试图确定，如何用一个有限的符号集（或许仅含两个、三个或五个符号）来表示整个字母表。当然，这必须通过组合的形式实现。例如，一个包含五个符号的符号集（a、b、c、d、e），其符号两两成对，就可以表示一个由二十五个字母组成的字母表：“根据以上规则，”威尔金斯写道，“‘I am betrayed’（我被出卖了）就可以表示成‘Bd aacb abaedddbaaecaead’。”这样，即使是一个小型的符号集，在适当安排之后，也足以用来表达任何讯息。不过，使用小型符号集的话，一条给定的讯息就需要以更长的字符串来表示，而这也意味着，用威尔金斯的话说，“更多的精力和时间”。威尔金斯没有进一步解释说25=52，也没有引申说，由于33=27 ，如果三个字符一组的话（aaa、aab、aac，……），就会产生二十七种可能。但显然他很清楚背后所涉及的数学知识，因为他的最后一个例子是一种二元编码，尽管这用字母而不是数字来表示显得有点怪怪的。字母表中的两个字母在五个位置上的变位，会产生三十二种差异，所以即使有多于二十四个字母，它们也可以应用其上。两个符号，五个一组，“会产生三十二种差异”。差异（differences）一词想必在威尔金斯的读者（尽管为数不多）看来是个奇怪的措辞。但这是有意之举，并且富有深意。威尔金斯正试图接近信息最纯粹、最一般的形式，而文字只不过是其中的一个特例：“因为我们必须意识到，一般说来，任何能够创造出有效的差异，可为某种感官所感知的东西，都足以作为表达思想的手段。”[75]这可以是“音调不同的两个钟”，或是“任何可见物，如火焰、狼烟等”，又或是号角、大炮或皮鼓。任何的差异都是一种二元选择，而任何的二元选择都可以拿来表达思想。在这里，在这份1641年不为人知的匿名专著中，信息论的核心思想浮出了人类思维的表面，却像土拨鼠一样看见了自己的影子，于是又沉没下去，消失长达三百多年。密码史学家戴维·卡恩将电报出现后密码学方兴未艾的时期总结为，业余爱好者的贡献。[76]密码学不仅在某些知识分子圈子里受到青睐，在公众当中也引发了一股新的热潮。古代密码术吸引了各色人物，难题制造者、游戏玩家、数学爱好者，甚至诗歌爱好者。他们分析古代密码术，并尝试发明新的技术。理论研究者则争执于谁会成为最后的赢家，是一流的密码制作者，还是一流的密码破解者。在美国，一位伟大的密码学普及者就是爱伦·坡。在其幻想故事和杂志随笔中，他将这一门历史悠久的艺术广而告之，并津津乐道于自己在这上面的造诣。1841年，他在给《格雷厄姆杂志》的文章中写道：“我们无法想象会存在这样一个时期，在其中人们没有必要，或至少没有意愿，力图使相互之间传递的信息不为他人所知。”[77]对于爱伦·坡来说，密码制作并不仅是一种对历史或技术的热情，而是一种执著，反映了他对人类是如何与世界交流的认识。在他看来，密码制作者和作家售卖的是同一类货物：“心灵就是一个密码；它所提供的密文越短，破解起来就越艰难。”[78]热爱秘密是爱伦·坡的天性，他喜欢神秘甚于透明。爱伦·坡认为，“保密通信肯定是与字母的发明差不多同时出现的”。对他而言，密码是科学与神秘学之间、理性头脑与智者之间的桥梁。[79]密码分析（“作为一项严肃的活动，作为传递信息的手段”）要求具备敏锐的头脑和特殊的精神力量，完全可登大雅之堂，值得在学院里传授。他屡屡强调，密码破解过程是种“特别的脑力活动”。爱伦·坡自己也给读者提出了一系列替换密码难题。和爱伦·坡一样，凡尔纳和巴尔扎克也在他们的小说中加入了密码元素。1868年，刘易斯·卡罗尔设计了一种“电报密码”，它包含一个“密匙字母表”和一个“讯息字母表”，使用时根据收发双方约定并记在脑子里的一个单词密匙进行变位加密。[80]不过，在维多利亚时代的英国，最杰出的密码分析者还是查尔斯·巴贝奇。符号替换以及意义在各种抽象之间转换的过程，是众多问题的核心关键，因此巴贝奇对于这个挑战乐此不疲。他指出：“解密艺术最奇特的一个特性就是，每个人（即使是对此一知半解的人）都坚信，自己可以构造出一种无人能解的密码。我也注意到，一个人越聪明，他的这种信念植根得就越深。”[81]他自己一开始也是如此，但后来他投向了解密者一方。他原计划要写一本权威著作，定名为《解密的哲学》（The Philosophy of Decyphering），但最终未能完成。不过，他确实破解了很多密码，其中就包括一种多码密码——维吉尼亚密码。该密码在欧洲曾一度被视为最安全的密码，被誉为“不可破译的密码”。[82]一如他在其他工作中所做的，他在其中也应用了代数方法，以方程的形式表达密码分析过程。但即便如此，他仍然只是个业余爱好者，并且他自己也心知肚明。除了将代数演算应用到密码学领域，巴贝奇先前已经尝试将这种工具运用到了其更为传统的应用领域——数学，以及不那么传统的领域——机械，他曾为标记齿轮、杠杆和开关等活动部件的动作创造了一套符号语言。迪奥尼修斯·拉德纳对于这种机械记法评论道：“一旦机械的不同部件通过适当的符号能够在纸面上表示出来，研究者们在思考时就可以完全抛开机械本身，而把注意力完全放到符号上去……这是一套近乎形而上学的抽象符号系统，借助它的帮助，动手即是动脑。”[83]而两个更年轻的英国人，奥古斯塔斯·德摩根和乔治·布尔，则把相同的方法论应用到了更为抽象的逻辑命题之上。德摩根是巴贝奇的朋友、爱达的老师，也是伦敦的大学学院的教授。布尔出身于林肯郡的一个修鞋匠和女仆家庭，到了19世纪40年代，最终成为科克的女王学院的教授。1847年，他们在同一天各自出版了堪称自亚里士多德以来逻辑学领域最伟大的里程碑式著作：布尔的《逻辑的数学分析》和德摩根的《形式逻辑》。这个小众的领域可是沉闷了很长一段时间。德摩根更熟悉该领域的学术传统，布尔则是位更具创造性和自主精神的数学家。多年来，他们通信交换意见，讨论如何用代数符号来表示语言，或真理。X可以代表“母牛”，而 Y 代表“马”。这可能是一头母牛，或所有母牛的集合中的一个元素。（两者等价？）这些符号可以像在代数中一样操作。XY可以代表“所有既是X又是Y的事物的名字”，而X,Y代表“所有或是X或是Y的事物的名字”。[84]再简单不过了——不过别急，语言可没有如此简单，种种复杂情况会突如其来。德摩根写道：“现在有些Z不是X，也就是那些ZY，但ZY并不存在。你或会说，不存在的不是X。但一匹不存在的马甚至不是马，（更进一步地？）也不是一头母牛。”[85]不过，他接着不无希冀地补充道：“但我不怀疑你会找到办法，为这种新的负值赋予意义。”最终他没有寄出这份草稿，但也没有丢弃它。布尔设想的体系是一种不包含数的数学。他写道：“逻辑学的公理，即仅靠它们就可以构建出逻辑科学的那些定律，其形式和表达都是数学的，尽管不是计量的数学：这是一个事实。”[86]其中允许使用的数只有0和1，用以表示全无和全有：“符号0和1在逻辑体系中的相应解释是空类（Nothing）和全类（Universe）。”[87]在此之前，逻辑学一直从属于哲学；而现在，布尔要代表数学将逻辑学收入麾下。为此，他设计了一种全新的编码形式，其码本融合了两套抽象的符号体系：一套是从数学的形式主义中借用的字符，如 P和 q、+和-，以及大小括弧等；另一套则是通常用含糊多变的日常语言表达的运算、命题和关系，如表示真和伪、类的个体、前提和结论等的字词，以及各种“小品词”，如 if、either、or 等。布尔理论的部分要点如下：语言是人类理性的工具，而不仅仅是表达思维的媒介。所有语言的组成元素都是记号或符号。词即记号。有时它们被用来代表事物；有时则代表运算，思维借此可将简单概念组合成复杂概念。词……并非是我们能用的仅有的记号。任意的可见标记，以及任意的声音或动作……都同样能够作为记号使用。[88]而将一种抽象转换成另一种抽象的编码也有其功用。对于摩尔斯电码而言，这个功用就是把日常语言转换成了一种适合于通过铜线实现近乎即时传递的形式。对于符号逻辑而言，新的形式则要适合于进行代数演算。这些符号就像一个个小容器，保护其中脆弱的货物免遭日常交流中的风雾侵扰。对于以下这个布尔常举的例子，试比较哪种形式更可靠，是将命题写成如下公式，还是用如下日常语言表达？不洁净的走兽包括所有分蹄却不反刍的、所有反刍却不分蹄的，以及所有既不分蹄也不反刍的。[89]这种可靠性在很大程度上是来自于将字词的意义剥离而只留下符号。在这里，记号和符号并不仅仅是占位符，还是运算符，就如同机器中的齿轮和杠杆一般。语言，说到底，也是一种工具。语言至此被视作服务于两种独立的功能，既是表达的工具，也是思维的工具。人们一般假定，其中思维在先。对于布尔来说，逻辑就是思维，是思维经过打磨和提纯的结果。因此，他选择将1854年出版的杰作起名为《思维的规律》（The Laws of Thought）。同样，电报操作员们也隐约感到他们收发的讯息会对人们的思维产生影响，这恐怕并非巧合。1873年，《哈泼斯》的一位随笔作家这样写道：“单词在思考者将它用作沟通思维的信号之前，首先是作为一种思维工具而存在的。”电报将给人类思维带来的最广泛也最重要的影响恐怕来自于它对于语言的影响……类似于达尔文提出的自然选择原理，在语言使用中，短词将逐渐对长词占有优势，直接表达形式将逐渐对间接表达形式占有优势，含义清晰的字词将逐渐对模棱两可的字词占有优势，而地方性的习语在任何地方都将处于劣势。[90]不过，布尔在当时影响并不大，其重要意义在一段时间后才会被认识到。他与巴贝奇仅有过简短的通信，两人素未谋面。他的支持者之一是刘易斯·卡罗尔。在《爱丽丝梦游仙境》出版四分之一个世纪后，在人生行将终结之际，卡罗尔写了两卷以符号逻辑为主题的书，其中包含指南、谜题、图表和练习等。尽管他使用的符号无可挑剔，但其应用的三段论却不乏幽默：1.婴儿是不讲逻辑的；2.没有一个会调教鳄鱼的人被鄙视；3.不讲逻辑的人被鄙视。（结论）婴儿不会调教鳄鱼。[91]其符号化版本（ ）很好地做到了把意义剥离，这样使得用户可以直接推导出结论，而不会受阻于一个古怪的中间结论“婴儿被鄙视”。到了19、20世纪之交时，伯特兰·罗素给予了乔治·布尔非同寻常的赞颂：“纯数学是由布尔在其《思维的规律》中发现的。”[92]这句话经常被人引用。不过，真正使其赞颂非同寻常的却是紧跟其后但很少被人引用的批评：他也错误地以为自己是在讨论思维的规律。但事实上，人们实际是如何进行思考的问题与他的研究并不相干，况且要是他的著作真的包含思维的规律，那么奇怪为什么此前没有一个人用这样的方式来进行思考呢？这不由让人感到，罗素对悖论还真是乐此不疲。注释[1] Nathaniel Hawthorne,The House of the Seven Gables(Boston: Ticknor, Reed, & Fields, 1851), 283.[2] 他们的工作“简单容易，且并不是持续不断”。“Central Telegraph Stations,” Journal of the Society of Telegraph Engineers4 (1875): 106.[3] Andrew Wynter, “The Electric Telegraph,”Quarterly Review95 (1854): 118–164.[4] Iwan Rhys Morus, “‘The Nervous System of Britain’: Space, Time and the Electric Telegraph in the Victorian Age,”British Journal of the History of Science33 (2000): 455–475.[5] Quoted in Iwan Rhys Morus, “‘The Nervous System of Britain,’” 471.[6] “Edison’s Baby,”The New York Times,27 October 1878, 5.[7] “The Future of the Telephone,”Scientific American,10 January 1880.[8] Alexander Jones,Historical Sketch of the Electric Telegraph: Including Its Rise and Progress in the United States(New York: Putnam, 1852), v.[9] William Robert Grove, quoted in Iwan Rhys Morus, “‘The Nervous System of Britain,’” 463.[10] Dionysus Lardner, The Electric Telegraph,revised and rewritten by Edward B. Bright (London: James Walton, 1867), 6.[11] “The Telegraph,”Harper’s New Monthly Magazine,47 (August 1873), 337.[12] “The Electric Telegraph,”The New York Times,11 November 1852.[13] Job 38:35; Dionysus Lardner,The Electric Telegraph.[14]Memoirs of Count Miot de Melito,vol. 1, trans. Cashel Hoey and John Lillie (London: Sampson Low, 1881), 44n.[15] Gerard J. Holzmann and Bjrn Pehrson,The Early History of Data Networks(Washington, D.C.: IEEE Computer Society, 1995), 52 ff.[16] “Lettre sur une nouveau télégraphe,” quoted in Jacques Attali and Yves Stourdze, “The Birth of the Telephone and the Economic Crisis: The Slow Death of Monologue in French Society,” in Ithiel de Sola Poolin, ed., The Social Impact of the Telephone(Cambridge, Mass.: MIT Press, 1977), 97.[17] Gerard J. Holzmann and Bjrn Pehrson,The Early History of Data Networks,59.[18] Bertrand Barère de Vieuzac, 17 August 1794, quoted in ibid., 64.[19] Taliaferro P. Shaffner, The Telegraph Manual: A Complete History and Description of the Semaphoric, Electric and Magnetic Telegraphs of Europe, Asia, Africa, and America, Ancient and Modern(New York: Pudney & Russell, 1859), 42.[20] Gerard J. Holzmann and Bjrn Pehrson,The Early History of Data Networks,81.[21] Charles Dibdin, “The Telegraph,” in The Songs of Charles Dibdin, Chronologically Arranged,vol. 2 (London: G. H. Davidson, 1863), 69.[22] Taliaferro P. Shaffner,The Telegraph Manual,31.[23] Gerard J. Holzmann and Bjrn Pehrson,The Early History of Data Networks,56.[24] Ibid., 91.[25] Ibid., 93.[26] J. J. Fahie,A History of Electric Telegraphy to the Year 1837(London: E. & F. N. Spon, 1884), 90.[27] E. A. Marland,Early Electrical Communication(London: Abelard-Schuman, 1964), 37.[28]“当戴尔试图将他的方法引入实际应用时，他遭遇到了强烈的偏见，有些举动还着实骇人。惊恐之下，他离开了美国。”Chauncey M. Depew,One Hundred Years of American Commerce(New York: D. O. Haynes, 1895), 126.[29] John Pickering,Lecture on Telegraphic Language(Boston: Hilliard, Gray, 1833), 11.[30] Quoted in Daniel R. Headrick,When Information Came of Age: Technologies of Knowledge in the Age of Reason and Revolution, 1700–1850(Oxford: Oxford University Press, 2000), 200.[31] John Pickering,Lecture on Telegraphic Language,26.[32] Davy manuscript, quoted in J. J. Fahie, A History of Electric Telegraphy to the Year 1837,351.[33] William Fothergill Cooke, The Electric Telegraph: Was it Invented By Professor Wheatstone?(London: W. H. Smith & Son, 1857), 27.[34] Alfred Vail, The American Electro Magnetic Telegraph: With the Reports of Congress, and a Description of All Telegraphs Known, Employing Electricity Or Galvanism(Philadelphia: Lea & Blanchard, 1847), 178.[35] SamuelF. B. Morse: His Letters and Journals,vol. 2 (Boston: Houghton Mifflin, 1914), 21.[36] Recalled by R. W. Habersham,Samuel F. B. Morse: His Letters and Journals.[37] Alfred Vail,The American Electro Magnetic Telegraph,70.[38] Andrew Wynter, “The Electric Telegraph,” 128.[39] Laurence Turnbull, The Electro-Magnetic Telegraph, With an Historical Account of Its Rise, Progress, and Present Condition(Philadelphia: A. Hart, 1853), 87.[40] “The Trial of John Tawell for the Murder of Sarah Hart by Poison, at the Aylesbury Spring Assizes, before Mr. Baron Parks, on March 12th 1845,” in William Otter Woodall,A Collection of Reports of Celebrated Trials(London: Shaw & Sons, 1873).[41] John Timbs, Stories of Inventors and Discoverers in Science and the Useful Arts(London: Kent, 1860), 335.[42] Quoted in Tom Standage,The Victorian Internet: The Remarkable Story of the Telegraph and the Nineteenth Century’s On-Line Pioneers(New York: Berkley, 1998), 55.[43] Alexander Jones,Historical Sketch of the Electric Telegraph,121.[44] Charles Maybury Archer, ed., The London Anecdotes: The Electric Telegraph, vol. 1(London: David Bogue, 1848), 85.[45] Littell’s Living Age 6,no. 63 (26 July 1845), 194.[46] Andrew Wynter, “The Electric Telegraph,” 138.[47] Alexander Jones,Historical Sketch of the Electric Telegraph,6.[48] “The Atlantic Telegraph,”The New York Times,6 August 1858, 1.[49] Charles Maybury Archer,The London Anecdotes,51.[50] Ibid., 73.[51] George B. Prescott,History, Theory, and Practice of the Electric Telegraph(Boston: Ticknor and Fields, 1860), 5.[52] The New York Times,7 August 1858, 1.[53] Quoted in Iwan Rhys Morus, “‘The Nervous System of Britain,’” 463.[54] Charles Wilkes to S. F. B. Morse, 13 June 1844, in Alfred Vail,The American Electro Magnetic Telegraph,60.[55] Quoted in Adam Frank, “Valdemar’s Tongue, Poe’s Telegraphy,”ELH 72 (2005): 637.[56] Andrew Wynter, “The Electric Telegraph,” 133.[57] Alfred Vail,The American Electro Magnetic Telegraph,viii.[58] Agreement between Cooke and Wheatstone, 1843, in William Fothergill Cooke, The Electric Telegraph,46.[59] “The Telegraph,”Harper’s New Monthly Magazine,336.[60] Andrew Wynter, Subtle Brains and Lissom Fingers: Being Some of the Chisel-Marks of Our Industrial and Scientific Progress(London: Robert Hardwicke, 1863), 363.[61] Robert Frost, “The Line-Gang,” 1920.[62] Littell’s Living Age6, no. 63 (26 July 1845): 194.[63] “The Telegraph,”Harper’s New Monthly Magazine,333.[64] Andrew Wynter, Subtle Brains and Lissom Fingers,371.[65] Andrew Wynter, “The Electric Telegraph,” 132.[66] Alexander Jones,Historical Sketch of the Electric Telegraph,123.[67] Alfred Vail,The American Electro Magnetic Telegraph,46.[68] Francis O. J. Smith, The Secret Corresponding Vocabulary; Adapted for Use to Morse’s Electro-Magnetic Telegraph: And Also in Conducting Written Correspondence, Transmitted by the Mails, or Otherwise(Portland, Maine: Thurston, Ilsley, 1845).[69] William Clauson-Thue, The ABC Universal Commercial Electric Telegraph Code,4th ed. (London: Eden Fisher, 1880).[70] Ibid., iv.[71] Primrose v. Western Union Tel. Co.,154 U.S. 1 (1894); “Not Liable for Errors in Ciphers,” The New York Times,27 May 1894, 1.[72]确认作者后，后来再版为：John Wilkins,Mercury: Or the Secret and Swift Messenger. Shewing, How a Man May With Privacy and Speed Communicate His Thoughts to a Friend At Any Distance,3rd ed. (London: John Nicholson, 1708).[73] John Aubrey,Brief Lives,ed. Richard Barber (Woodbridge, Suffolk: Boydell Press, 1982), 324.[74] John Wilkins,Mercury: Or the Secret and Swift Messenger,62.[75] Ibid., 69.[76] David Kahn, The Codebreakers: The Story of Secret Writing(London: Weidenfeld & Nicolson, 1968), 189.[77] “A Few Words on Secret Writing,”Graham’s Magazine,July 1841; Edgar Allan Poe,Essays and Reviews (New York: Library of America, 1984), 1277.[78] The Literati of New York(1846), in Edgar Allan Poe,Essays and Reviews,1172.[79] Cf. William F. Friedman, “Edgar Allan Poe, Cryptographer,”American Literature8, no. 3 (1936): 266–280; Joseph Wood Krutch,Edgar Allan Poe: A Study in Genius(New York: Knopf, 1926).[80] Lewis Carroll, “The Telegraph-Cipher,” printed card 8 x 12 cm., Berol Collection, New York University Library.[81] Charles Babbage,Passages from the Life of a Philosopher(London: Longman, Green, Longman, Roberts, & Green, 1864), 235.[82] Simon Singh, The Code Book: The Secret History of Codes and Code-breaking(London: Fourth Estate, 1999), 63 ff.[83] Dionysius Lardner, “Babbage’s Calculating Engines,”Edinburgh Review59, no. 120 (1834): 315–317.[84] De Morgan to Boole, 28 November 1847, in G. C. Smith, ed.,The Boole–De Morgan Correspondence 1842–1864(Oxford: Clarendon Press, 1982), 25.[85] De Morgan to Boole, draft, not sent, ibid., 27.[86] Quoted by Samuel Neil, “The Late George Boole, LL.D., D.C.L.” (1865), in James Gasser, ed.,A Boole Anthology: Recent and Classical Studies in the Logic of George Boole(Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic, 2000), 16.[87] George Boole,An Investigation of the Laws of Thought, on Which Are Founded the Mathematical Theories of Logic and Probabilities(London: Walton & Maberly, 1854), 34.[88] Ibid., 24–25.[89] Ibid., 69.[90] “The Telegraph,”Harper’s New Monthly Magazine,359.[91] Lewis Carroll,Symbolic Logic: Part I, Elementary(London: Macmillan, 1896), 112 and 131. And cf. Steve Martin,Born Standing Up: A Comic’s Life(New York: Simon & Schuster, 2007), 74.[92] Bertrand Russell,Mysticism and Logic(1918; reprinted Mineola, N.Y.: Dover, 2004), 57.第6章 新电线，新逻辑（没有别的什么东西比它更严密地为未知所包裹）整个设备的完美对称性——电话线居其中，电话机分两端，电话机上更有两人唠家常——即便对于一个纯粹的数学家来说，也可能有着极大的吸引力。——詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（1878）[1]在20世纪20年代，一个好奇心重的乡下小孩或许自然而然会对通过电线发送讯息产生浓厚兴趣，成长于密歇根州盖洛德镇的克劳德·香农就是如此。他每天都能见到电线，不过它们是用来圈护牧场的刺铁丝护栏网——由两股钢丝绞成，并带有倒刺，从一根桩子连到另一根桩子。他会讨来他所能讨到的一切零件，临时架设起自己的铁丝网电报，向半英里外的另一个小男孩发送讯息。他使用的是塞缪尔·摩尔斯设计的编码。这很让他中意，他喜欢利用编码来发送讯息的主意——不仅仅是密码，还有一般意义上的编码，即用一些字词和符号来代表另一些字词和符号。香农有着一颗爱发明、爱玩耍的心，成年之后也依然保持着那份童真。终其一生，他都在玩游戏和发明游戏。他爱摆弄各种小机械和小装置。长大后的他精于抛球杂技，甚至还为此提出了一个抛球定理。当麻省理工学院或贝尔实验室的研究员们左躲右闪为一辆独轮车让路时，那骑车的必定是香农。除了格外爱玩，他的童年却也分外孤独。这两点，再加上他摆弄物件的天赋，促成了他的铁丝网电报。当时的盖洛德镇人烟稀少，不过几条街道和少许店铺，被淹没在密歇根下半岛北部的广袤农地当中。[2]从这里开始，刺铁丝护栏网的踪迹一直往西蔓延，越过平原和大草原，直至落基山脉，到处催生着工业财富，尽管这项技术在所谓“电气时代”的种种新奇事物中并不显得特别光鲜亮丽。自从1874年，一个伊利诺伊州的农场主取得了 157214 号美国专利（“一种对铁丝护栏网的有价值的新型改进”）开始，对于该项技术专利权的争夺日趋激烈，官司甚至一直打到了最高法院。而与此同时，铁丝网得到了广泛应用，用来界定私人领地以及在公共牧场中圈地。在高峰期，美国的农场主、牧场主以及铁路公司一年的铁丝网铺设量超过了一百万英里之多。从整体上看，全国的铁丝网构不成一个网络，只不过是彼此断开的一个个点阵，毕竟它们的本意是隔离而非连接。除此之外，即便在干燥的天气下，这些铁丝也是糟糕的导电体。但铁丝毕竟是铁丝，克劳德·香农并非第一个发现这种广泛分布的点阵有潜力作为通信网格的人，生活在偏远地区的数以千计的农场主也想到了这一点。他们不愿坐等电话公司从城市出来，于是决定自己组建铁丝网通信合作社。他们把固定铁丝的金属U形钉换成了绝缘的夹子，往铁丝网中添加了干电池和通话筒，并用额外的铁丝把断处连接起来。1895 年夏，《纽约时报》曾报道：“毫无疑问，大量简陋但有效的电话设施正在源源不断地兴建起来。比方说，南达科他州的一些农场主自己架设了一套有八英里长线路的电话系统。他们自己安装了电话送话器，并借助当地用作护栏的刺铁丝网彼此连接。”[3]记者进而评论道：“可供亿万普通民众廉价使用的电话已经指日可待，这个观念正逐渐深入人心。至于这种印象是否站得住脚，则还是一个疑问。”显然，人们期待着能够相互联络。即便是那些素来痛恨各种护栏，以为它们使公共牧场变得支离破碎的养牛场场主，现在也拿起了听筒，从中听取市场报价、天气预报，或仅仅是线路上的吱吱声，这些人声衰弱变形后的声响也别是一番新奇。电报、电话和无线电广播，三股巨大的电信浪潮依次汹涌而来。人们开始觉得理所当然要拥有专门用于收发讯息的各种设备。而这些设备也改变了社会的拓扑结构——它们拆分重组了社会结构，并在原来的空白处增设了网关和枢纽。早在20世纪伊始，就有人开始担忧它们会对社会行为产生始料未及的影响。据《纽约时报》的前述报道，威斯康星州电话线路的负责人就头疼于欧克莱尔镇和奇珀瓦福尔斯镇的年轻男女“通过电话线路没完没了地谈情说爱”。他说道：“这种通过电话线路免费调情的做法，已经到了忍无可忍的程度。如果他们还想这样继续下去，那么他们就得付钱。”贝尔公司也试图阻止无聊的通话，特别是妇女和仆人当中的闲谈。不用给电话公司交钱的农场主之间的通信合作社则更为自由，这种合作社最晚一直延续到了20世纪20年代。蒙大拿东部线路电话协会（共八名成员）通过自己的电话网络传递“最新的”新闻报道，因为他们还拥有一台无线电。[4]毫无疑问，孩子们也想参与到这种游戏中去。克劳德·埃尔伍德·香农，生于1916年，得到了个与他父亲相同的名字。克劳德的父亲是个自己奋斗成功的商人，经营家具、不动产，承办各项活动，还曾担任过遗嘱检验法官，克劳德出生时他已人到中年。克劳德的祖父是个农场主，他发明过一种洗衣机，由一个防水桶、一根木制臂和一个活塞组合而成。克劳德的母亲，梅布尔·凯瑟琳·沃尔夫（Mabel Catherine Wolf），德国移民之女，是位语言教师，还当过一段时间的中学校长。克劳德的姐姐，凯瑟琳·沃尔夫·香农（他们的父母在起名字时还真是节省）学习数学，会经常给弟弟出难题作为消遣。他们全家居住在主街以北几个街区的中心街。盖洛德镇至多不过三千居民，但这已经足以维持一个配备有日耳曼式制服和闪亮乐器的乐队。上小学时，克劳德就开始吹奏比他的胸口还要宽的降E大调中音号。他有众多Erector建筑拼装玩具和图书。他制作模型飞机，并通过为当地的西联汇款办公室投递电报来赚零花。他还破解密码。一个人独处时，他会把图书读了又读。他钟爱的一个故事是爱伦·坡写的《金甲虫》。[5]故事发生在美国南部的一个偏僻小岛，主人公是一个名叫威廉·勒格朗的怪人，他有着“容易兴奋的大脑”和“不同寻常的智力”，但“情绪交替无常，时而热情高亢，时而郁郁寡欢”——换言之，这正是作家自己的写照。如此天赋卓越的主人公呼应了当时那个时代的需求，也适时地被爱伦·坡及其他敏锐的作家，如阿瑟·柯南·道尔、赫伯特·乔治·威尔斯等塑造了出来。《金甲虫》中的主人公通过破解写在羊皮纸上的密码，找到了埋藏的宝藏。爱伦·坡给出了一串数字和符号（“在骷髅头和山羊之间潦草写着如下红色符号”）——53305))6*;4826)4.)4);806*;48860))85;1(;:*883(88)5*;46(;88*96*?;8)*(;485);5*2:*(;4956*2(5*—4)88*;4069285);)68)4;1(9;48081;8:81;4885;4)485528806*81(9;48;(88;4(?34;48)4;161;:188;?;——并带着读者细细梳理了这个密码的构造和破解过程。他的主人公宣称：“环境的影响，加上某种心智倾向，使我对这类谜语产生了兴趣。”[6]显然，这会让有着类似心智倾向的读者兴奋不已。虽然密码的破解指引主人公找到了宝藏，但没有读者会在乎那些金银财宝。真正让他们兴奋的是编码，因其神秘和变化。克劳德仅用了三年时间，而非标准的四年，就完成了盖洛德高中的学业。1932年，他到密歇根大学就读，学习电气工程学和数学。1936年，在临近毕业时，他在公告板上看到了一张海报，上面提供了一个麻省理工学院的研究生岗位。时任工程学院院长的万内瓦尔·布什，需要一名研究助理来操作他那有着奇怪名字的机器：微分分析机（Differential Analyzer）。这是一个重达百吨、由转动的轴承和齿轮构成的铁制平台。在报纸上，它被誉为“机械大脑”或“思考机器”，比如以下这个具有代表性的新闻标题：“思考机器”能做高等数学；解出人类要花数月才能求解的方程[7]虽然看上去查尔斯·巴贝奇的差分机和分析机是微分分析机的远祖，但除了用语和目标有呼应外，微分分析机事实上与巴贝奇毫无关联。布什几乎没有听说过他。只是和巴贝奇一样，布什也厌恶单调乏味、浪费时间的纯粹计算工作。他写道：“数学家并不是那种能够轻易摆布数字的人，他们常常做不到这点。数学家的主要技能是擅长在一个高层次上运用符号逻辑，尤其他们有着优秀的直觉判断力。”[8]在第一次世界大战后，麻省理工学院成为了美国电气工程应用科学的三大孵化中心之一，另两个是贝尔电话实验室和通用电气。这里也有着对于求解方程的各种迫切需求——尤其是微分方程，又特别是二阶微分方程。微分方程表示的是变化率，见于如弹道轨迹和振荡电路的分析。而二阶微分方程表示的是变化率的变化率，例如从位移到速度，再到加速度。它们很少能求得解析解，却又无处不在。布什设计的机械正是用来解决此类难题，进而处理产生此类难题的各种物理系统。与巴贝奇的机器相似，微分分析机在本质上仍然是机械的，尽管它使用了电动马达来驱动沉重的部件，并且随着逐渐完善，也越来越多地使用了机电开关用于控制。不同于巴贝奇的机器，微分分析机并不操作数。它操作的是量，输出的则是一族曲线，用布什的话来说，这些曲线表示了一个动力系统的未来状态。现在我们会说这部机器是模拟的，而非数字的，其盘–轮式积分器是微分方程的物理模拟。在某种意义上，它是求积仪的后裔，只不过体积大了许多。所谓求积仪，是一种小型的测量装置，能把曲线的积分转化成轮子的运动。不论如何，教授和学生们还是蜂拥而来，希望求得微分分析机一用。而当它能够以百分之二的精度求解方程时，作为操作员的克劳德·香农就已经很满足了。他被这部“计算机”彻底迷倒了，不只由于那些旋转不止、喳喳作响、占满了一整个房间的模拟部件，也由于那些几乎默不作声（除了偶尔咔嚓作响一下）的电动控制器。[9]里面的控制器分为两种：普通的开关，以及特殊的开关——继电器，这是电报中继器概念的衍生物。所谓继电器，是由电控制的电动开关（似乎有点同义反复）。在电报中使用中继器，是为了通过逐站传递使信号实现远距离传输。而对于香农来说，继电器的意义不在于延展距离，而在于进行控制。一百个继电器，在以复杂的方式连接起来后，以特定的顺序通与断，就能协调微分分析机的运作。在复杂继电电路方面最好的专家就是电话工程师。继电器控制着进入电话交换机的通话的路由，它们也控制着工厂装配线的机械。对于各种具体情形，人们设计了不同的继电电路。不过，从没有人想到要系统地对此加以研究。当时正为自己的硕士学位论文找题目的香农，意识到这其中有文章可做。在大学的最后一年，他上过一门符号逻辑课程。而现在当他试着把众多开关电路的可能组合整理成表时，他突然有了一种似曾相识的感觉。在高度抽象的层次上，两者有相通之处。符号逻辑的古怪记法——布尔“代数”，应该可以用来描述电路。万内瓦尔·布什（左一）的微分分析机（在麻省理工学院）这是种奇异的结合，毕竟电和逻辑看上去似乎风马牛不相及。然而，正如香农所认识到的，继电器从一个电路向下一个电路所传递的，并不是真的电，而是一个事实，即这个电路是闭合还是断开的事实。如果这个电路是断开的，那么继电器可能会导致下一个电路断开。当然，反过来也是可能的：当这个电路是断开时，继电器可能会导致下一个电路闭合。用文字描述开关电路的种种可能性太过啰唆，简化成符号就会更简洁，也便于数学家在表达式中对符号加以操作。（查尔斯·巴贝奇的机械记法已经迈出了相同的一步，不过香农对此一无所知。）“一种演算法已经被发展了出来，借此可以通过简单的数学过程来推导这些表达式。”香农在他1937年的硕士论文中以这样响亮的宣言作为开篇。[10]任何电路都可以由一套表达式来表示，然后在其中运用演算法，而“这种演算法被证明类似于符号逻辑中所用的命题演算”。一如布尔，香农也表明他的表达式里只需两个数：0和1。0代表闭合电路，1代表断开电路；开或关，是或否，真或假。香农接下去进行了进一步的探讨。他从简单的情形开始，分析带有双开关的电路，也就是将双开关串联或并联的电路。他注意到，串联电路对应逻辑联结词与，而并联电路则具有或的效果。逻辑运算否（即将一个值转化为其反面）也可以用电路实现。他还发现，电路可以像在逻辑学中一样，作出“如果……那么……”的选择。他进而分析了更为复杂的“星形”和“网状”网络，所用的方法是提出一系列公理和定理，以此推导联立的表达式。在经过层层递进的抽象讨论之后，他最后举了一些应用例子——这些例子是虚构的，有些十分实用，而有些则十足古怪。比如，他绘制了一个具有五个按钮开关的电气密码锁的电路图。他还设计了一个电路，“只使用继电器和开关，就能实现对两数自动求和”。不过为了方便起见，他的例子只是基于二进制。他写道：“使用继电电路进行复杂的数学运算是可能的。事实上，任何可以用如果、或、与等字词在有限步内加以完整描述的操作，都可以用继电器自动完成。”总之，这样的题目在电气工程学的学生中是前所未见的，当时典型的论文题目通常是如改进电动马达或传输线路等。当时尚未有对于一种能解决逻辑难题的机器的应用需求，但它是面向了未来。逻辑电路，二进制算术。这篇出自一个研究助理的硕士论文，蕴涵着即将到来的计算机革命的核心。以上想法是香农1937年夏在贝尔电话实验室实习时成形的。之后他回到了麻省理工学院，并在万内瓦尔·布什的建议下，从电气工程系转到了数学系。布什还建议香农考虑一下是否有可能把一种符号代数（也就是其“奇怪的代数”[11]）应用到新兴的遗传学上。当时人们对于遗传学的基本要素——基因和染色体，理解还相当模糊。香农于是开始以此为题撰写一篇雄心勃勃的博士论文，也就是后来的《理论遗传学的代数》。[12]他指出，基因是一种理论构造。它们通常被认为存在于被称为染色体的丝状物上，后者可以在显微镜下看到，但人们无法确切了解基因是如何组织的，甚至无法确定它们是否真实存在。不过，香农指出：“尽管如此，就我们的讨论而言，是可以把遗传理论看作成立的……因而我们在接下去的讨论中，将假设基因是真实存在的，而我们对于遗传现象的简化表示也是对的，因为在我们看来，事实可能就是如此。”他设计了一种表示方法，用字母和数字来表达个体的“基因分子式”。比如，一个个体的两对染色体（每个染色体上有四个基因）可能会是这样的：接下去，基因组合和杂交过程就可以通过一种带有加法和乘法的演算法加以预测。这就像某种抽象的道路图，已经远远脱离了纷繁芜杂的生物学现实。对此，他解释道：“对于那些非数学专业的人，我们希望指出，在现代代数中使用符号来表示概念而不是数字，是种常见做法。”这种做法复杂而富有新意，与当时该领域的常见做法大不相同。*可惜的是，他并未公开发表这篇论文。注释：*四十年后，遗传学家詹姆斯·富兰克林·克罗（JamesF.Crow）对此评价道：“这篇论文似乎是在与群体遗传学界完全脱离的情形下独立写出来的……［香农］发现的原理，后来被别人再度发现……我所惋惜的是，［它］没有在1940年就广为人知。我以为，它本可能彻底改变这门学科的轨迹。”[14]与此同时，在1939年年初，他在写给布什的一封长信[13]中谈到了一个自觉更为重要的想法：时断时续地，我一直在研究传递信息的一般系统的某些基本属性，它们包括电话、无线电广播、电视和电报等。几乎所有的通信系统都可以归结为如下的一般形式：其中T和R分别代表发送方和接收方，它们隔开了三个“时间函数”，ft：“待传输的信息”、信号，以及最终输出。当然，最终输出希望做到与输入等同或接近等同。（“在理想的系统中，最终输出将是输入的精确复制。”）但香农也认识到，问题在于真实的系统总是会经受失真（distortion）——对于这个术语，他计划给出一个数学形式的严格定义。同样地，真实的系统中还存在噪声（“例如静电”）。香农告诉布什，他正试图证明一些定理。同时，并不意外地，他也在忙于构造一种机器，它完全借助电路就能实现各种符号化的数学运算，从而替代微分分析机的工作，甚至还能做更多。但他面前的工作任重而道远。他说：“尽管我已经在问题的一些外围部分取得了些许进展，但要说到取得实质性结果，我仍然进展缓慢。”我绘制了一组电路，它们确实可以针对大部分函数进行符号微积分计算，但所用的计算方法不够通用或自然，并不能令人完全满意。我恐怕是完全没有把握到这种机器所应遵循的某些一般原理。这时的香农瘦到了简直是皮包骨的程度，耳朵从剪得短短的鬈发下也仅能露出一点。1939年秋的一天，他在与两位室友同住的花园街公寓里举办了一场聚会。他羞涩地站在自己房间的门口，听着留声机播放的爵士乐，突然一个年轻女子开始向他扔爆米花。她就是诺尔玛·莱沃（Norma Levor），一个来自纽约的大胆姑娘，时年十九岁，曾就读于拉德克利夫学院。那年夏天，她弃学前往巴黎，但纳粹德国入侵波兰后，她被父母接回了老家。然而即便在家乡，战争阴影也开始笼罩人们的生活。她被克劳德气质中的深沉阴郁以及智力上的才华横溢所深深吸引。他们开始每天约会。他为她写十四行诗，模仿E. E.卡明斯（E. E. Cummings）的风格一律小写；而她则欣赏香农对文字的热爱，喜欢他说“布——尔代数”的方式。到了次年一月，他们就结婚了（不过仅在波士顿地方法院登记，并未举行婚礼）。而后她跟香农一起到了普林斯顿高等研究院，因为在那里香农获得了一个博士后职位。文字的发明一度催化了逻辑学的发展，因为文字使得对于逻辑推理的分析成为可能——借助文字，成串的思维过程将呈现在人们眼前，供人审视。而许多个世纪之后，随着人类发明了能够操作符号的机器，逻辑学再度被赋予了新的活力。在逻辑学和数学这两种推理的最高形式中，一切似乎都开始相融合。通过融合逻辑学和数学，创建出一个由公理、符号、公式和证明构成的体系，哲学家们似乎可以企及某种完美——达到一种严格的、形式上的确定性。这正是英国理性主义巨匠伯特兰·罗素和艾尔弗雷德·诺思·怀特海所追求的目标。他们在 1910 年至 1913 年间出版了煌煌三卷的巨著《数学原理》（Principia Mathematica），其书名与艾萨克·牛顿的杰作《自然哲学的数学原理》遥相呼应，而他们的雄心壮志正是要使一切的数学都臻于完美。他们声称，通过符号逻辑这一工具，借助其如黑曜石般棱角分明的符号和无可商榷的规则，这件事终于变得可能。他们的使命，就是为每一个数学事实都给出证明。而证明的过程，若设计得当，是应该可以机械地进行的。不同于日常语言，符号主义（他们宣称）能使“完美的精确表达”成为可能。在此之前的布尔、巴贝奇，以及更早得多的莱布尼茨，都曾对这个艰难的目标孜孜以求；他们都相信，完美的推理可以通过对思维的完美编码来实现。然而，莱布尼茨对此只能梦想。“某种文字或语言，”他在1678年写道，“它可以完美地反映我们思维之间的关系。”[15]借助这样的编码，逻辑错误会立即暴露无遗。这种文字的字符，会与迄今为止人们所想出的所有字符都大不相同……这种文字的字符服务于创造和判断，应该如同它们服务于代数和算术一般……借助这些字符，人们不可能写出荒谬的结论。罗素和怀特海解释道，符号主义适用于逻辑学中“高度抽象的过程和思想”[16]以及成串的推理，而对于描述日常世界的琐事，日常语言更有效。他们注意到，像“鲸鱼很大”这样的命题，使用一些简单的字词就表达了“一桩复杂的事实”；而像“1是个数”这样的命题则“会在日常语言中导致无法忍受的啰唆”。要想理解什么是鲸鱼，什么是大，人们需要具备对于真实事物的知识和经验。但要想操作1和数，以及与之相关的全部算术运算，如果用精练的符号妥当地加以表示的话，这个过程应该是可以自动完成的。然而，罗素和怀特海也注意到在前进的道路上存在着一些障碍——一些本不应该存在的荒谬结论。他们在前言中写道：“我们花费了大量精力来处理那些在逻辑学中阗然作患的矛盾和悖论。”“作患”已是个强烈的用语，但也不足以表达悖论的恼人之处。它们简直就是癌症。有些悖论古已有之，如：克里特的埃庇米尼得斯说，所有克里特人都是骗子，克里特人所说的其他所有话都是谎话。那么埃庇米尼得斯的这句话是谎话吗？[17]埃庇米尼得斯悖论的一种更简洁的表述，即所谓说谎者悖论：这句话是假话。之所以说更简洁，是因为这样人们就不必考虑克里特人及其特性了。这个命题不可能是真话，因为这么一来它就成了假话；但它又不可能是假话，因为这么一来它就成了真话。这句话非真非假，或者说它既真又假。不过，这种颠来倒去、复杂难解而又出人意料的循环论证的发现，并没有使生活或语言顿时陷入停滞。人们识其大意后，便把它们丢在了一边，毕竟生活和语言是不完美，也不是绝对的。在现实生活中，不可能所有克里特人都是骗子。而就算是骗子，也常会说出一些实话。只有在企图构建一个严丝合缝的逻辑体系时，它们的破坏性才显露无遗。然而完美和严格的证明正是罗素和怀特海所追求的，否则整个工作就没什么意义了。可他们的体系越严格，他们发现其中出现的悖论就越多。侯世达曾写道：“当各种古典悖论的现代版本毫无预兆地出现在逻辑严密的数的世界中……出现在这片从没人料想悖论竟能涉足的净土时，人们普遍感到，没有什么真正怪异之事是不可能发生的。”[18]其中一个悖论是贝里悖论，它由牛津大学博德利图书馆的馆员G. G.贝里（G. G. Berry）首次向罗素提出。这个悖论与描述某个整数所需的音节数目有关。一般而言，显然数越大，用来表示它的音节数目也越多。在英语中，需要两个音节描述的最小整数是 7（seven），需要三个音节描述的最小整数是 11（eleven）。121乍看上去需要六个音节（one hundred twenty-one）来描述，但略施巧技，实际上四个音节就够用：“11平方”（eleven squared）。然而，即便绞尽脑汁，由有限个音节构成的名字必定是有限的，因而按罗素的说法，“必有一些整数的名字由至少十九个音节构成，而这些整数中必有一最小数。因此，不可能以少于十九个音节命名的最小整数必定指的是一个确定的整数*”。[19]但这里就出现了悖论。不可能以少于十九个音节命名的最小整数（the least integer not nameable in fewer than nineteen syllables）这个短语只含有十八个音节。这样，不可能以少于十九个音节命名的最小整数却以少于十九个音节命名了。注释：*罗素指出，按照标准英语的说法，该数为111777（onehundredandeleventhousandsevenhundredand seventy-seven）。罗素提到的另一个悖论是理发师悖论：（假定）理发师是给所有不自己刮脸的人刮脸的人，那么理发师自己刮脸吗？[20]如果理发师自己刮脸，那么作为理发师他不能给自己刮脸；而如果理发师不自己刮脸，那么作为理发师他必须给自己刮脸。很少有人会为此类谜题所困扰，毕竟在现实生活中，理发师可以自行选择而不会影响到世界的照常运转。我们会感到，用罗素的话说，“这样的问题都是废话，毫无意义”。然而当数学家研究集合或类时，悖论可就不能被如此易轻地置之不理了。集合是一堆东西（如整数）的总体。集合{0, 2, 4}的元素就是一些整数。某个集合也可以是其他集合的元素。例如，集合{0, 2, 4}就属于整数集这个集合，也属于三整数集这个集合，但不属于三素数集这个集合。罗素曾定义了如下一个集合：S是所有自身不是自身的元素的集合的集合。这个版本被称为罗素悖论。*它可无法被置之不理。注释：*如果S是个自身是自身的元素的集合，而根据S的定义，它的元素是自身不是自身的元素的集合，那么S是个自身不是自身的元素的集合；如果S是个自身不是自身的元素的集合，同样根据S的定义，它就是自身的元素，因而S是个自身是自身的元素的集合。——译者注为了消除罗素悖论，罗素采取了激烈的措施。悖论之所以出现，其关键因素似乎在于那个奇怪的递归：集合属于集合。递归在这里就好比给火焰助燃的氧气。同样地，说谎者悖论也是由于存在关于命题的命题。“这句话是假话”是一种元语言，即关于语言的语言。罗素似是而非的集合则依赖于一种元集合：关于集合的集合。因此，之所以会出现问题，是因为跨越了不同层次，或用罗素的术语来说，是因为混淆了不同类型。而他的解决方案是，禁止这样做，将之排除在外。不能混淆不同层次的抽象。不允许自指，不允许自包含。《数学原理》中的符号主义规则不允许这种原地兜圈、狗咬尾巴的反馈循环，因为这可能导致自相矛盾。这就是罗素的安全防火墙。接下来是库尔特·哥德尔上场。哥德尔1906年出生于现今捷克南摩拉维亚州的首府布尔诺。他在距家乡一百二十公里外的维也纳大学学习物理学。二十岁时，他参加了维也纳小组，与一群哲学家和数学家定期在烟雾缭绕的咖啡馆聚会，如约瑟夫咖啡馆和参议院咖啡馆，高举逻辑学和实在主义的旗帜抵制形而上学。在他们看来，形而上学是唯灵论、现象学以及非理性的同义词。哥德尔跟他们讨论新逻辑学（这个说法在当时颇为流行），之后不久又转向了元数学（der Metamathematik）。元数学之于数学，不同于形而上学之于物理学。*它是隔了一层的数学，即关于数学的数学，一种“从外部看待”（uerlich betrachtet）[21]数学的形式体系。而他接下去将提出和证明 20世纪有关知识的最重要的命题和定理，将打破罗素试图构建完美逻辑体系的梦想，并将证明悖论并非是逻辑体系的多余之物，而是存在于其根本当中。注释：*metaphysics（形而上学）的前缀meta-在希腊语中意为“之后”，指在亚里士多德作品集中，有关逻辑、意义等抽象知识的讨论被编排在了物理学（physics）的讨论之后。但拉丁语注解家错误地将其理解为“超越于物理学的科学”，因而后来有了“元科学”、“元语言”等说法。——译者注哥德尔在埋葬罗素和怀特海的计划之前，也对它赞赏有加。他写道，数理逻辑学是“一门优先于所有其他科学的科学，它包含了作为所有其他科学基础的思想和原理”。[22]《数学原理》这部巨著体现的是一个曾短暂占据主流、无所不包的形式体系，哥德尔甚至采用书名的缩写（PM）来指代这个体系。当他提及PM时，他指的是那个体系，而非那部书。在 PM中，数学就像是一只被包含在瓶子里的模型船，再也不用担心会被无常的大海推来搡去。到了1930年，当数学家打算证明一些东西时，他们就会按照PM的原理进行证明：用哥德尔的话说，在PM里，“人们只需运用一些机械的规则就能证明任何定理”。[23]之所以敢说任何定理，是因为这套体系曾经是（或至少曾经号称是）完全的。而所谓机械的规则，是因为逻辑学的运算冰冷无情，毫无个性化阐述的余地。它的符号被抽离了意义，它的证明可以被任何人一步一步地加以检验，只需他遵循一定的规则，却无需理解它。将这种特质称为机械的，不由使人回想起查尔斯·巴贝奇和爱达·洛夫莱斯的梦想：机器机械地处理着数，而数可以代表万事万物。在 1930 年维也纳动荡灰暗的文化气氛中，二十四岁的哥德尔戴着黑框圆眼镜，静静地听着他的新朋友们高谈阔论新逻辑学。他相信PM这个瓶子是完美的，但也怀疑数学是否真的可以被这个瓶子所完全包含。最终这个瘦弱的年轻人证明了自己的怀疑，作出了一项伟大而惊人的发现。他发现，在 PM以及任何自洽的逻辑体系中，必定潜藏着某些迄今为止尚无人意识到的怪物：一些既不能被证实，但也不能被证伪的命题。也就是说，必然存在一些无法被证实的真理——而哥德尔可以证明这一点。他的证明手法巧妙而严谨。他不仅运用了 PM中的形式规则，而且也从元数学的角度运用它们，也就是说，以外部看待它们。他解释道，PM 中的所有符号（数字、算术运算符、逻辑联结词以及标点等）共同构成了一份有限的字母表。PM 中的任何命题或公式，都是依据这份字母表写成的。类似地，每个证明都由有限的公式序列构成，这不过是采用相同字母表写成的更长段落而已。这正是元数学的切入口。哥德尔指出，从元数学的角度来看，采用这种符号还是那种符号没有任何区别，具体字母表的选择可以是任意的。人们可以使用传统的各种各样的数字和标记（如来自算术的 , , , ；来自逻辑学的 , , , ），也可以使用字母，或者点和划。通过编码就可以在符号集之间自如地进行转换。哥德尔提出了一个仅使用数的方案，数就是他的字母表，用以替换 PM中的符号。又由于数可以通过算术方法加以组合，所以任意的数的序列都可以表示成一个（可能非常很大的）数。因此，PM中的每个命题、每个公式都可以被表达成一个数，每个证明也一样。如此这般，哥德尔描述了一个严格的编码方案——一种算法，一套机械的规则，它只要求人们遵循，而无需额外的智力。它是双向的：给定任何公式，遵循这套规则可以算出一个数；而给定任何数，遵循同一套规则可以拆出对应的公式。不过，并非所有的数都会拆出一个正确的公式。有些数解码回去，只会得到毫无意义的符号，或是按照体系的规则判断不成立的公式。符号串“000===”，尽管可以算出某个数，但它根本不是一个公式。而命题“0=1”是一个公式，但它不成立。公式“0+x=x+0”成立，而且按照PM的原理可被证实。上述的最后一个特性（按照 PM的原理可被证实）原本无法用 PM的语言表达，毕竟这似乎是一个在体系外部做出的命题，一个元数学的命题。然而，哥德尔的编码方案将它也纳入了进来。在他构建的框架内，自然数具有双重身份：既是数，又是命题。这样，人们可以对其做出各种不同的命题，或断言一个给定的数是偶数、素数或完全平方数，又或断言一个给定的数是个可被证实的公式。以数1 044 045 317 700为例，人们可以对其做出各式各样的命题，并测试这些命题成不成立：这个数是个偶数、它不是个素数、它不是个完全平方数、它大于 5、它可以被121整除，以及（按哥德尔的规则解码后）它是一个可被证实的公式。*注释：*构造哥德尔数只是整个证明的第一步。对整个证明的通俗表述可参见：欧内斯特·内格尔，詹姆士·R.纽曼，《哥德尔证明》，陈东威，连永君译，北京：中国人民大学出版社，2008。——译者注哥德尔在1931年的一篇论文中给出了他的证明。其证明严丝合缝，涉及复杂的逻辑学，但其基本论证过程却简洁而优雅。哥德尔先证明如何构造出这样一个公式：某个特定的数x是不可被证实的。这很容易，因为存在无穷多个这样的公式。他接着证明，至少在有些情形下，数x碰巧会代表那个特定的公式。这正是罗素试图在PM的规则中禁止的循环的自指：这个命题不可被证实。而现在哥德尔证明了，这样的命题总是存在的。这样，说谎者悖论又回来了，而且这回已不能通过改变规则的方式将其拒之门外。正如哥德尔（在当属史上最具深远影响的脚注之一中）所解释的，表面上看来，这样一个命题是个错误的循环论证。但事实并非如此，因为一开始它仅仅是断言了某个定义良好的公式……是不可被证实的。只是后来（由于巧合），这个公式恰好就是表示该命题的那个公式。[24]在 PM以及任何能够进行基本算术运算的自洽的逻辑体系内部，必定存在这样受诅咒的命题，它们成立却不可被证实。这样，哥德尔证明了，一个自洽的形式体系必定是不完全的，不可能存在完全且自洽的形式体系。这回悖论重现江湖，而且它们现在不仅仅是普通的古怪之事而已，而是盘踞在了整个形式体系的核心。正如哥德尔后来所说的，对于悖论的分析揭示了一个“有趣的事实”，即“我们的逻辑直觉（比如与真理、概念、存在、类等相关的直觉）竟是自相矛盾的”。[25]而侯世达则说，哥德尔的发现“突如一道晴天霹雳”，其力量的彰显并不在于它击垮了一个庞大的体系，而在于它所体现的对于数、符号和编码的洞见：痛上加痛地是，哥德尔的结论并非源自 PM的弱项，相反是源自它的强项。这个强项是基于这样一个事实，即数的灵活性或“变色龙般的能力”使其模式可以模仿推理的模式……正是 PM极强的表达能力导致了它的不完全性。[26]人类长久以来孜孜以求的通用语言，也就是莱布尼茨宣称自己接近完成的通用表意文字，其实一直就那里，就隐藏在数当中。数可以用来编码任何形式的推理，表示任何形式的知识。1930年9年，在柯尼斯堡举办了一次哲学会议。在会议的第三天，也就是最后一天，哥德尔在会上首次公开提出了他的发现，但没有引起什么反响。似乎只有一个人确实听了进去，这是个匈牙利人，叫做诺伊曼·亚诺什（Neumann János）。这名年轻的数学家当时正在办理前往美国普林斯顿的手续，在那里他将很快改名为约翰·冯·诺伊曼。他立刻理解了哥德尔的学说，虽然一开始他感到震惊，但经过一番研究后他被说服了。次年，哥德尔的论文刚一发表，冯·诺伊曼随即就在普林斯顿大学的数学讨论会上介绍了这篇论文。不完全性是个事实，这意味着数学无法摆脱自相矛盾，而且“至关重要的是”，冯·诺伊曼指出，“这不是某种抽象的哲学原理，也不是个人某种看似合理的思维态度，而是经由极其复杂的、严格的数学证明后得出的结论”。[27]因此，要么相信数学，进而认同这个结论；要么不相信数学，从而否认这个结论。伯特兰·罗素（当然，他相信数学）当时已经将研究转向了更为常规的哲学。多年以后，他在耄耋之年承认哥德尔曾使他感到困扰：“当时我庆幸自己已经不再研究数理逻辑了。如果能从一组给定的公理中推导出自相矛盾的结论，那么显然其中至少一个公理是不成立的。”[28]另一方面，维也纳的著名哲学家路德维希·维特根斯坦（在本质上，他并不相信数学）则对不完全性定理嗤之以鼻，以为它不过是障眼法（Kunststücken），并称他不会尝试驳斥它，而只会对其弃之不理：数学不可能是不完全的，正如一个意义不可能是不完全的。只要是我理解了的意义，我肯定是完全理解了。 [29]哥德尔的批驳对两人都加以了回敬：“罗素显然误解了我的结论，但他误解的方式倒挺有意思。与之相反，维特根斯坦……提出的误解却完全不值一提且无趣。”[30]1933 年，哥德尔首次受邀前往新成立的普林斯顿高等研究院。当时，约翰·冯·诺伊曼和阿尔伯特·爱因斯坦都是该研究院的首批成员。在随后几年，伴随着法西斯主义的兴起和维也纳短暂繁荣的衰退，他还将多次横跨大西洋，往返于欧美之间。在日益紧张的局势中，他开始遭受抑郁型神经衰弱以及挥之不去的多疑症的折磨，甚至不得不住进疗养院，但对政治完全没概念、对历史也一知半解的他选择坚持留在维也纳。虽然普林斯顿屡屡抛出橄榄枝，哥德尔却迟迟犹豫不决。直到1938年，经历了德奥合并和维也纳小组的消亡（其成员不是惨遭杀害就是被迫流亡），甚至到了1939年，希特勒的军队占领了他的祖国捷克斯洛伐克，他依然还是待在了维也纳。哥德尔不是犹太人，但数学界已被认为是受犹太人影响严重（verjudet）的一个领域，他始终难逃干系。1940年1月，哥德尔最终成功离开了维也纳，取道西伯利亚大铁路，途经日本，最后乘船抵达旧金山。在抵达普林斯顿时，他的名字被电话公司改写成了“K. Goedel”。[31]这一回，他是要留下了。1940年秋，克劳德·香农来到普林斯顿高等研究院，进行为期一学年的博士后研究。研究院地处偏僻，这里原先是个农场，距离普林斯顿大学一英里。新建的主楼是幢红砖建筑，顶上矗立着钟楼和圆顶，四周则榆树环绕。在研究院约十五名教授中，声望最大的是爱因斯坦，他的办公室在一层的背面，不过香农很少看到他出现。哥德尔是三月份到的，除了爱因斯坦之外，他几乎不和别人说话。香农名义上的导师是赫尔曼·外尔，也是个德国流亡者，在新兴的量子力学领域颇有建树。外尔对于香农的遗传学论文（“你的那些生物数学问题”[32]）兴趣有限，但他觉得香农可能会与研究院里另一位卓越的年轻数学家冯·诺伊曼找到共同语言。香农大多数时间都待在他在普林斯顿市区帕尔默广场的住所里，整天郁郁寡欢。他二十岁的妻子感到成天待在家里，听克劳德随着毕克斯·拜德贝克（Bix Beiderbecke）的唱片吹奏单簧管，这样的生活越来越令人不悦。诺尔玛觉得克劳德患上了抑郁症，要求他去看精神科医生。能见到爱因斯坦固然是件好事，但新奇总会消退。最终他们的婚姻走到了尽头：诺尔玛在年底离开了他。*注释：*诺尔玛并未就此退出历史舞台。她后来成了一位好莱坞剧作家，与同为剧作家的本·巴尔兹曼（Ben Barzman）结婚后，随夫姓改名诺尔玛·巴尔兹曼。在麦卡锡主义盛行的时期，夫妻二人被列入好莱坞黑名单，被迫流亡欧洲。香农后来对于自己这段短暂的婚姻一直闭而不谈。——译者注香农也不愿在普林斯顿待下去了。他希望从事信息传输方面的研究，这个方向在当时还刚起步，但毕竟比主导着研究院议程的那些理论物理学研究更实用。况且，战争的脚步日益临近，各个机构的研究议程都在为此进行着调整。在万内瓦尔·布什领导下的国防研究委员会（NDRC）将“七号工程”（高射炮火控系统的数学研究）委派给了香农。[33]根据NDRC报告的朴实描述，这项工作是“为火炮控制提供校正，以确保炮弹和目标在同一时刻抵达同一位置”。[34]飞机的出现使几乎所有以前在弹道学中用到的数学顿时变得力不从心，因为史无前例地，目标移动的速度与炮弹本身的速度差不了多少。无论是在海上，还是在陆地上，这个问题都极为复杂，也至关重要。当时在伦敦就集结了大量3.7英寸重型高射炮。但要做到使高射炮瞄准快速移动的飞机，要么仰赖直觉和运气，要么借助齿轮、联动和伺服体系进行的大量计算。为此，香农不仅要分析物理问题，还要分析其中的计算问题：火控系统必须通过机轴和齿轮，在测距仪和积分仪的帮助下追踪三维空间中目标快速变化的路径。一门高射炮就是一个动力系统，会受到“后坐力”和自身摆动等因素的影响，而这些因素可能可预测，也可能不可预测。（但如果面对的微分方程是非线性的，那么香农就无能为力了，对此他自己也很清楚。）香农先前曾在贝尔电话实验室工作过两个夏天（1937年和1940年），而当时实验室的数学部门也承接了有关火控工程的研究，因此1941年夏，他们邀请香农正式加入实验室。对于这项工作，操作微分分析机的经验对他很有帮助。事实上，当时的自动高射炮已经俨然是一台模拟计算机了：它必须从测距仪的瞄准器或新式的、尚处于实验阶段的雷达接受输入，并对这些数据进行平滑、过滤和误差补偿，然后快速求解实际上的二阶微分方程，得出目标的运动路径。在贝尔实验室，数据处理的环节看上去有点似曾相识。它与电话通信的一个常见问题很相似——这些干扰数据就像是电话线路中的静电噪声。香农和他的同事在报告中写道，“为消除或削弱跟踪误差的影响而进行的数据平滑问题，与将信号从通信系统的干扰噪声中分离出来的问题，两者之间存在明显的相似性”，每个数据构成了一个信号，因而整个问题实际上是“传输、操作和利用信息的一个实例”。[35]而这正是贝尔实验室的专长所在。尽管电报曾经使人类通信面貌一新，尽管无线电广播现在看来依然神奇，但现在说起电气通信，人们首先想到的是电话。19世纪 70年代，随着几条实验线路的建成，电话首先在美国问世。而到了世纪之交，电话产业在各项指标上都超越了电报，不论是业务量、线路里程数，还是资本投入额。电话使用量每过几年就会翻一番。而究其原因，也没有什么好奇怪的，因为电话谁都会用。使用它的唯一要求就是能听会说，这里不牵涉文字、编码或电键。每个人都只需回应对方的说话声音即可，而它传递的不仅是字词，而且还有各种感受。电话的优势是显而易见的，不过当时并非所有人都能看出这一点。伊莱沙·格雷，这位电报从业者后来在与亚历山大·格雷厄姆·贝尔争夺电话发明专利时败下阵来，在1875年却告诉自己的专利律师说，这项工作几乎毫无意义：“贝尔似乎花费了全部精力在会说话的电报上。尽管这件事在科学上非常有意思，但在现阶段却没有任何商业价值，因为使用现有的方法可以在单条线路上完成更多业务。”[36]三年之后，当西奥多·牛顿·韦尔（阿尔弗雷德·韦尔的侄子）辞掉在邮政部的高级职位，出任新成立的贝尔电话公司总经理（也是唯一领薪水的管理人员）时，邮政部副部长恼怒地写道：“我简直难以置信，以你那样健全的判断力……居然能放弃这个职位去搞什么美国佬的该死玩意（一根电线，两头挂一对德克萨斯小牛的角，摆弄几下会像牛犊子一样叫唤）叫什么电话来的！”[37]又过了一年，在英国，邮政总局的总工程师威廉·普里斯（William Preece）在向国会所做的报告中说：“我猜测，我们得到的对于电话在美国的应用的描述有点夸大其词，尽管美国的确存在诸多因素，使得在那边使用这种工具的必要性是比在这边要大一些。咱们这里有大量的信使、供差遣的童仆，诸如此类……我的办公室里就有一部电话，不过更多的是用来展示。如果我想发条讯息的话，我可以使用发报机，或差一个童仆去跑趟腿就行了。”[38]而之所以会出现这些错误判断，原因之一是人们在面对一种全新技术时通常会遭遇的想象力失灵。人们对于电报已经很熟悉，但与之相关的经验却无法移用到电话这种新设备上来。电报要求书面文化的配合，而电话则拥抱了口语文化。用电报发讯息，需要先把它写下来、编好码，再由经过专门训练的中间人敲进去。而使用电话时，人们只要开口说话就可以了，就连小孩子也会用。也正因为如此，电话看起来像个玩具。事实上，它像一个人们熟悉的玩具，由罐头盒和细绳制成的“土电话”。电话不会留下持久的记录，也永远不会有哪家报纸以“电话”冠名。商务人士会认为电话不够正式。电报与事实和数打交道，而电话则诉诸人的情感。新成立的贝尔电话公司很快就把这变成了一个卖点。其支持者常常喜欢引用小普林尼的话，“活生生的声音，方能打动人心”，或是剧作家托马斯·米德尔顿（Thomas Middleton）的话，“好姑娘的声音呵，听起来那般甜美”。但另一方面，也有人对这种捕捉和播放声音的想法感到不安，要知道留声机在当时也刚问世不久。一位评论员这样说道：“［一旦连上电话线，］无论一个人把他的门窗怎样紧密闭合，哪怕是把钥匙孔和壁炉送暖口都用毛巾和毛毯封得密不透风，他所说的每一句话（无论是自言自语的，还是说给同伴听的）都可能会被人偷听。”[39]要知道，迄今为止，人们的交谈一直以来大多都是私密的。显然，必须向人们解释清楚这项新发明，而这通常是从比较电话与电报开始的。它们都有发送者和接收者，双方用电线相连，某些东西以电的形式沿着电线进行传递。对于电话来说，所传的东西是声音，它由空气中的声波转化成了电线上的电流。电话有个优势显而易见，即它对音乐家来说肯定非常有用。贝尔本人就曾在各地公开演示自己的新技术，宣扬这种考虑电话的方式。他在音乐厅用电话播放来自另一地的音乐演出。当管弦乐团和合唱团演奏的《美利坚》和《友谊地久天长》从他的小装置里传出来时，人们惊喜不已。他鼓励人们把电话想象成一种广播设备，可以把音乐和布道传播很远的距离，这样就像把音乐厅和教堂搬到了自己的起居室内。报纸和评论员大多也是沿着这条思路进行报道。但这些只是对技术进行抽象分析所得出的结论。而一旦人们有机会亲手拿起电话，他们马上就想出了该怎么用它——他们要在上面交谈。1878年，在剑桥的一次讲座上，物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦为电话交谈提供了一种科学描述：“说话者对着线路一端的发送器说话，另一端的聆听者将接收器放在耳边，就可以听到说话者所说的内容。这个过程两端的状态，与通常面对面地说话和聆听极为相似，所以任何一端的操作者都不需要什么预备训练。”[40]这里，麦克斯韦也意识到了电话的易用性。所以到了1880年，美国已有超过六万部电话投入使用。这时距离贝尔成功地把“华生先生，快来，我要见你！”这句话传递出去不过四年，距离第一对电话以二十美元的价格租赁出去不过三年。首批购置成对电话的客户是把它们用于点对点的通信，比如在工厂与其办公室之间。维多利亚女王也在温莎城堡和白金汉宫分别安装了一部电话（它们用象牙制造，是精明的贝尔赠送的礼物）。然而当可连通的电话数量超过了某个临界值时，其拓扑结构就发生了变化，而且这种变化来得异常迅速。社区性的电话网络出现了，其相互连通的功能由一种称为交换机的新型设备来管理。最初的无知和怀疑转眼间烟消云散，接下来的新奇和惊喜也没有持续更长的时间。商务人士很快把先前对于电话不够正式的疑虑抛在了脑后。现在每个人都可以对电话预言一番，其中有些预测在电报出现时就已经听说过了。不过，对此最具前瞻性的评论来自那些注意到了网络的力量会呈指数增长的人。早在 1880年，《科学美国人》杂志就讨论了“电话的未来”，并特别指出“一个个小型的电话使用群”正在形成。而网络越庞大、使用者越多样，其潜力也就越惊人。电报花了数年才做到的事，电话在数月内就做到了。当初它还只是个科学玩具，有着无穷多种可能的实际应用。而下一年，它就成了一个有史以来最为复杂、最为便捷、扩张得也最为迅猛的通信系统的基础……不久以后，商务办公室之间通过电话相连将成为常规而非例外。事实上，富人的住所之间也会如此。而且不仅限于城市，这也将延伸到所有边远地区。其结果将导致一种新型的社会组织形态，在其中，每个人，无论他怎样与世隔绝，都可以打电话给社区中的其他所有人，这样将避免社交和商务上的大量麻烦、不必要的往来奔波，以及种种失望、拖延和大大小小的无数痛苦和烦恼。借助即时的电话通信，文明世界中散居各地的成员将被紧密地联系起来，就如同身体的不同器官被神经系统联结起来一样。这样的时刻已经指日可待。[41]到了1890年，散居各地的使用电话的成员达到了五十万之多；到了1914年，更达到了千万之众。人们准确地认识到，电话已经成为推动工业快速发展的重要因素。其中的理由怎样表述都不算夸张。1907年，美国商务部列出了依赖于“跨越空间的即时通信”的诸领域，如“农业、采矿业、商业、制造业、运输业，以及事实上其他所有自然资源和人造资源的生产和流通环节”，更不用说“修鞋铺、洗衣店，甚至洗衣女工”了。[42]换句话说，在经济引擎中的每一个齿轮已经都离不开电话。商务部对此评论道：“繁忙的电话流量有力地表明了，大把的时间得到了节省。”它还注意到了电话对于生活和社会结构的改变，这些改变即便在一个世纪后依旧还能见到：“在过去几年，如此多的电话线延伸到了各个避暑胜地。这使得商务人士完全可以做到每次离开办公室几天，却仍然与其办公室保持密切联系。”1908年，后来成为贝尔实验室首任主任的约翰·约瑟夫·卡蒂（John J. Carty），从信息的角度分析了电话如何塑造纽约的天际线。他认为，就像电梯，电话使摩天大楼成为可能。如果说贝尔及其继任者是现代商业建筑——摩天大楼之父，这乍听上去似乎很荒唐。但请容我慢慢道来。且以胜家大楼、熨斗大厦、布罗德交易所大楼、三一大楼，或任何一座巨型商业写字楼为例。你认为每天会有多少讯息从这些大楼里进进出出？假设没有电话，每条讯息都需要信使来传递，那么你认为需要增加多少电梯，而这还能留下多少办公区域？显然，这样的建筑结构从经济上讲是不合算的。[43]为了实现这一巨大网络的快速扩张，电话需要新技术和新科学的支持。它们大致可以归为两大类。一类与电本身有关：测量电量，控制电磁波——调制其幅度和频率。麦克斯韦在19世纪60年代发现了，电场、磁场以及光本身是同一种力的不同表现：“同一物质的不同表象”，而光是另一种形式的“遵循电磁定律在场内传播的电磁扰动”。[44]现在，电气工程师必须运用这些定律，将电话、无线电广播等技术统一起来。即便是电报，它其实也采用了一种简单的调幅，其中只有两个值起作用，即一个最大值表示“通”，一个最小值表示“断”。然而要想传递声音，就需要用到强得多的电流，施以更精密的控制。工程师还得理解反馈机制，如话筒放大器的输入与输出间的耦合。他们设计出真空管中继器，使电流能够进行远距离传输，从而使1914年首条横跨美洲大陆的电话线路成为可能。这条线路联结了纽约和旧金山，绵延五千多公里，跨越了一万三千多根电线杆。工程师还发现了如何调制单股电流，以便把多股这样的电流整合起来通过单一信道进行传输，同时又不丢失每股电流的本来特征，这叫做多路复用。到1918年，他们已经可以将四路通话放入单股双绞电线中。不过，这里实际上不是电流保持了本来特征。在工程师自己清晰意识到之前，他们实际上已经是在用信号传输的概念进行思考了。信号作为一种抽象实体，与作为其载体的电流并不是一回事。另一类科学则没有那么定义良好，它们涉及电话网络的组织问题，包括电话交换、电话编号，以及网络逻辑等。这一分支延续了贝尔早在1877年的开创性设想，即电话无需成对出售，通过一个中心“交换机”转接而不是用电线直接连接，这样每部电话都可以与其他许多电话相连。1878年 1月，乔治·科伊（George W. Coy）在康涅狄格州纽黑文市建成了第一个交换机。他用马车螺栓和女裙衬架的金属丝做成“插头”和“插座”，并为此申请了专利。他自己则成为了世界上首位电话“接线员”。由于需要频繁地拆接线，插头磨损得很快。对此，一个早期改进方案是采用一种约五厘米长的对折金属片作为插头。由于它像折叠刀（jackknife）的刀柄，所以这种插头很快也被叫作 jack，这种说法一直沿用至今。科伊的交换机允许从二十一个用户中任意选取两路进行同时通话。在2月，科伊公布了一份用户列表：他自己和他的一些朋友，数位外科医生和牙医，当地的邮局、警察局和商会，以及几家肉类和鱼类的商铺。这通常被视为世界上第一本电话号码簿，但它很难说得上是名副其实：它只有一页纸，没有按字母表排序，也没有与名字相关联的号码。电话号码还有待发明。这项创新在次年就出现了。1879年底，在马萨诸塞州的洛厄尔市，四名接线员管理着两百多个用户的电话连接。当时恰值麻疹疫情爆发，医生摩西·格里利·帕克（Moses Greely Parker）担心，一旦接线员不幸染病，将很难找到替换人手。于是他建议，给每部电话配一个号码，并将号码按字母表顺序排列。这些想法无法申请专利，而类似的设想也在全国各地冒了出来，因为快速扩展的电话网络产生了大量此类数据，亟待组织。很快，电话号码簿就成了人类有史以来制作的最广泛的列表和目录。（它们是当时世界上最厚、最密的图书——伦敦的电话号码簿有四卷，而芝加哥的则是2600页的大部头。它们一直以来是世界信息生态系统中必不可少的组成部分，然而突然之间，它们风光不再。进入21世纪后，它们变得过时了。美国的电话公司宣布将在2010年前逐步停止为用户每年发放纸质电话号码簿。据估计，仅在纽约州，这项举措每年就节约了5000吨纸张。）一开始，用户对自己竟被用一个号码表示而感到愤怒，工程师则怀疑人们是否能记住超过四五位数的号码。对此，贝尔公司不得不坚持推行自己的做法。最早的一批电话接线员是十多岁的男孩子，是从电报送信员当中低薪挑选的。[45]但各地的电话局很快就发现，男孩子不安分，爱开玩笑，爱做恶作剧，更有可能被发现是在地板上扭打，而不是老老实实地坐在凳子上进行精确、重复的接线工作。于是另一个廉价劳动力来源被开辟了出来。到了1881年，几乎所有的电话接线员都是女性。比如在辛辛那提市，电话公司就雇用了六十六名“年轻女性”，并认为她们要“远好于”男孩子：“她们更稳重，不沾啤酒，且供应源源不断。”[46]还有一点不言而喻，公司只需付给女性与男孩子一样低廉，甚至更少的工资。但这是份具有挑战性的工作，很快它就要求进行特别的培训。接线员一方面要头戴像马具一般的耳机，长时间进行上身的肢体活动，另一方面还要能快速分辨不同的声音和口音，并在面对丧失耐心和粗鲁的用户时保持礼节。有些男性认为，这对女性其实有好处。《女性百科全书》（Every Woman’s Encyclopedia）就这样写道：“手臂的上下左右运动，会锻炼她的胸部和手臂，使得瘦弱的女孩变强壮。在接线室里，找不到看上去无精打采、病病歪歪的女性。”[47]与另一种新兴技术打字机一道，电话交换机加速了女性进入白领劳动力市场的进程。然而，即便成批成批的人工接线员也无法维持这个以如此高速壮大的网络。电话交换必须得能自动完成。这就意味着需要在电话机与交换机之间建立起一种自动机制，不仅能传递呼叫方的声音，还有一个号码——一个用以识别一个人，或至少是另一部电话的号码。人们精心设计了各种方案，将号码转化成电气形式：首先试验的是按钮，然后是一种看上去怪怪的转盘，它的十个手指孔分别对应着十进制的数字，转动后就会将相应的电脉冲发送出去。接下去，这些编码后的电脉冲将被传递到中央交换机，在那里，另一套继电电路控制的机制将据此建立起正确的连接。如此这般，它们将人与机器、数与电路之间的翻译转换推进到了前所未有的复杂程度。电话公司可不会放过这个卖点，自动交换机常被他们誉为“电气大脑”。电话公司还改进了衍生自电报中继器的继电器（用一个电路来控制另一个电路），其体积和重量缩小到不足百克，并进行了大量生产，年产量达数百万。