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,应该发明一种尚清晰度电视。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。
我们每天看的电视画面是由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,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。(www.daowen.com)
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,现在要提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。
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