从涓涓细流到浩浩江河
60年代未，当我还是个电脑制图助理教授时，没有人知道电脑制图是什么东西，电脑完全置身于日常
生活之外。
今天，我经常听到65岁的商界巨头们吹嘘他们伟大的电脑设备里有多少字节的内存（memory），或
是他们的硬盘（harddisk）容量有多大。有的人则一知半解地讨论他们的电脑速度有多快——这要归功
于“内置英特尔处理器”（1nterlnside）的出色广告，或兴致勃勃地谈论操作系统（operatingsystem）
的特色。我最近碰到一位社交名媛，她是个富有而迷人的女士，由于精通微软（Microsoft）的操作系统，
她甚至创办了一家小公司，专门为在电脑上还不怎么上道的同伴提供咨询服务。她的名片上印着：“我提
供‘视窗’（windows）服务。”
带宽就不同了。一般人不怎么了解带宽，尤其在今天，光纤已经带着我们从较窄的带宽文步跳跃到近
乎无限的带宽。带宽指某个特定信道传送信息的容量，大多数人都把它想象为管子的直径或高速路的车道。
这些比喻忽略了不同的传输媒介（铜线、光纤、大气）之间一些微妙和重要的差别——我们有能力根
据我们设计（及调制）信号的方式，来决定在同样的铜线。光纤或大气中每秒传输多少比特。尽管如此，
我们还是可以概略介绍一下电话铜线（copperte1ephonewire）、光纤（flber）和无线电频谱（radiospe-
ctrum）的特点，让大家能够更好地了解没有重量的比特究竟是如何运动的。
龟兔赛跑
电话铜线通常被称为“双绞线”（twistedpair），因为早期它们像辫子一样纠结在一起，恰如今
天还能在一些古老而豪华的欧洲饭店中看到的电灯线一样。它通常的速率是9600比特／秒（bps），或称
9600波特（baud）。（bps和baud在技术上的含义并不完全相同，但现在已可以互换使用，我在本书里也
是这么用的。baud这个名称是为了纪念电信技术先驱Emi1eBaudot，就像电报中的“莫尔斯电码”以发
明人莫尔斯命名一样。）
新型的调制解调器能以38400波特的速率工作（这仍然比连接大多数美国家庭的铜线的潜在传输速率
慢了100倍以上）。我们可以把双绞线想成“龟兔赛跑”故事中的那只乌龟，它虽然跑得很慢，但并不像
你原本想象的那么慢。
你可以把光纤的容量想成无限大。我们并不清楚光纤每秒钟究竟可以传输多少比特。最近的研究表明，
利用光纤，我们每秒几乎可以传送：万亿比特。也就是说，像一根头发丝那样细的光纤在不到1秒钟的时
间里，可以传送《华尔街日报》创办以来每期报纸的所有内容。以这样的速度来传递数据，光纤可以同时
传送100万个频道的电视节目——大约比双绞线快上20万倍，真是一大跃进！而且，别忘了，我说的还只
是一条光纤而已。所以如果你还嫌不够的话，你可以制造更多的光纤。毕竟，光纤只不过是玻璃罢了。
一般人都觉得以太（ether，即大气，也就是一般人说的“无线电波”）的传输能力也是没有止境的。
它毕竟就是空气，而空气埃米勒.波多（1845一1903），法国发明家，发明电传打字机电码“波特码”
（Baudotcode）。塞缨尔.莫尔斯（SamueIMorse，1791一1872）美国发明家，发明莫尔斯电码（Morse
code）。到处都有。我虽然通篇使用以太这个词，但它其实只有历史上的意义。无线电波（radiowaves）
一经发现，以太就被当作传播这些电波的神秘媒介，然而科学家们无法找到它，倒是借此发现了光子
（ph-
oton）的存在。同步卫星（stationarysatellite）在赤道上空22300英里的轨道上运行，这意味着地
球到同步轨道之间充斥着34万亿立方英里的以太，这么多的以太一定能够传送许多比特，同时又能让这些
比特不至于彼此碰撞。当你想到全球数以百万计的遥控器（remotecontrolunit），正是利用和电视机
及其他类似设备进行无线通信（wirelesscommunication）的方式来操作时，这种说法确实有它的道理。
由于这些遥控器威力不大，从你的手中传送到电视机上的区区几个比特，并不会改变邻近公寓或城镇的电
视频道。但是，正如大家听到过的那样，假如换作无绳电话（cordlesstelephone），清形就大不一样了。
地空大转移
一旦我们利用以太作为强大的电信和广播传输媒介，我们就必须格外小心，不要让信号彼此干扰。我
们必须乐于把自己事先定位在频谱中的某个部分，而不能贪得无厌地使用以太。必须尽可能高效地运用它，
因为不像光纤，我们无法不断制造更多的以太。大自然早已一次性地结束了这项工作。
想要高效使用以太，办法很多。例如，可以通过建立网格、划分传输单元的办法，使用户在不同的信
号区（quadrant）内使用相同的频率，这样频谱的各个部分可以得到重复利用；也可以进入以前被视为
禁区的部分（因为那些频率会毁了那些天真的家伙）。但是即使你掌握了所有的窍门，最大限度地占有了
频请，和光纤能提供的带宽以及我们能不断制造和铺设光纤的能力比起来，以太能提供的带宽就显得极为
有限了。因此我的建议是，今天的有线和无线通信应该交换位置。
内布拉斯加州（Nebraska）参议员鲍勃.凯瑞（h6kerrey）竞选总统时，曾经花了几小时参观我们
的媒体实验室。我们见面的时候，他劈头就说“尼葛洛庞帝式转换”（TheNegroponteSwitch）。这
个概念是我在北方电信公司（NorthernTelecom）的一次会议上首次加以探讨和介绍的，那次会议上我
和乔治.吉尔德（GeorgeGilder）是演讲入，它的含义简单说来就是，目前经由地下（即电缆）传输的
信息，将来会经由以太传输，反之亦然。换句话说：空中传输的信息会走入地下，而在地下传输的信息则
会升上天空。我把这叫做“交换位置”，吉尔德则称之为“尼葛洛庞帝式转换”。这个名词不脏而走。
我认为这种位置转换的好处是不言而喻的，因为地下管线的带宽是无限的，而以大的带宽则是有限的。
以太是唯一的，但光纤的数目却无穷无尽。尽管我们可能会越来越聪明地使用以太，我们终究还是得扭所
有元线通信的频谱节省下来，用在像飞机。轮船、汽车、手提箱或手表等移动的物体上。它们的活动范围
无法限制。
光纤：自然之道
6年前，当柏林墙倒塌时，德国联邦邮电部哀叹时间早了5到7年，因为当时光纤的价格还太贵，在东
德全面铺设光纤电话系统为时尚早。
今天，即使加上两端的电子成本，光纤都比铜线便宜。如果你遇到的情形不是这样，只要再耐心地等
上几个月，一切就会改观，因为光纤连接设备、开关和变换器的价格都在直线下降。除非通信线路只有几
英尺或几码长，或是安装人员的技术不够熟练，否则今天实在没有理由在电信中再使用铜线了（假如把铜
线的维修费用考虑在内，那就更不划算了）。
铜线唯一真正的优点是能够传送电力。对电话公司来说，这是个敏感话题。电话公司一向引以为荣的
是，当飓风袭来的时候，也许会造成停电，但电话系统却仍可以运转如常。如果你的电话线采用的是光纤
而不是铜线，就必须从当地电力公司取得电力，这样如果出现停电的话，电话也一定会受到牵连。即使有
备用电池，由于要花特别的功夫来维护，也不算是什么明智之举。基于这个原因，将会出现包铜的光纤或
包光纤的铜线。但是，从比特的角度看，把整个地球连成一体的，终究还会是光纤。
我们还可以从另外一个角度，观察从铜线到光纤的转变。美国的电话公司每年大约会有5％的设备被
更新，出于维修和其他的原因，他们把铜线换成光纤。尽管这种升级工作在各地的发展并不平衡，但是，
饶有趣味的是，如果照这个速度进行下去，再过20年左右，整个国家都会遍布光纤。关键是，无论我们是
否需要这样的带宽，是否懂得怎样运用它，我们很快就会发展出全国性的宽带信息结构。至少，光纤系统
会为我们提供品质更高、也更可靠的通信服务。
我们花了十几年时间，才把哈罗德.格林法官（JudgeHaroldGreene）在1983年犯下的错误改正过来。
当时，他禁止地区性的贝尔公司（RegionaIBeIIOperaiingCompanies）进入信息和娱乐业。一直到1994年
10月20日，美国联邦通信委员会（FCC，FederaICommunicationsCommission）才迈出重要的一步，批准
了所谓的“视频拨号”（videodialtone）。
具有讽刺意味的是，为贝尔公司游说的人，提出了一种似是而非但却十分有效的理由，以证明进入信
息和娱乐业的正当性。他们获得了成功。
电话公司称旧有的电话服务已经跟不上形势的需要，除非批准它们成为更广义的信息提供者，否则它
们没有积极性去承担建设新的基础设施（也就是光纤）的巨额费用。
且慢。电话公司一向都扮演信息提供者的角色；事实上，大多数贝尔公司主要的财源都是电话黄页
（Yel1owPages）。但是让人莫名其妙的是，假如电话公司以原子方式，把这类信息送到“视频拨号”
意指获取影像就如电话拨号一样容易，即允许发送和接收影像成为电话公司传输服务的一部分。电话号码
簿的一部分，专载公司、厂商等电话用户的名称及号码，按行业划分排列，并附有分类广告。你的家门口，
就没有问题；但假如它们把信息化为比特，以电子方式传送给你，就犯法了。显然这是格林法官的看法。
因此，游说人士辩称，电话公司只有进入电子信息传输业，其掏钱铺设地区性光缆线路的行为才可能
具有合理性。他们的论点是，假如没有新的收入来源，就没有足够的动力来进行大规模投资。这个论点获
得了认可，电话公司正大举进入信息和娱乐业，并且铺设光缆的速度也比过去稍微快了一些。
我觉得这个结果是相当不错的。它会使消费者得益，但上面的这番说理却站不住脚。电话公司以貌似
有理的论调推翻了貌似有理的法律，但现在却可能迷信上了自己的论调。我们并不需要这么大的带宽来提
供信息和娱乐服务。事实上，120一600万比特／秒的带宽更适合目前大多数媒体的需求。我们甚至还没
有开始了解或发挥这一带宽的创造性潜能。律师和电话公司的高级管理人员花了10年时间对格林法官施加
压力，然而与此同时，他们却忘记了先去看一看现有的庞大设施：双绞线。
很少有人认识到铜线的性能有多好。一种叫做“非对称数字用户环线”的技术能够用比较短的铜线传
输大量的数据。ADSL-1能够为75％的美国家庭和80％的加拿大家庭每秒输入154．4万比特的信息，同时
每秒输出64000比特的信息。ADSL-2的操作速度超过300万比特／秒，ADSL-3更超过600万比特／秒。
而ADSL-1对VHS画质的影像而言，已经足够好了。
虽然从长远来看，这并不是把多媒体信息传输到家庭的好办法，但令人不解的是，大多数人竟会在现
阶段把它忘得于干净净。一种说法是，每个订户要负担的费用太高，但费用高是因为用量小的缘故。而且，
即使暂时费用偏高，就算每个订户要花掉1000美元好了，它也是逐渐追加的，大部分费用会随着订户的增
加而分摊到各家。更何况，如果服务能够引起他们的兴趣，许多美国人愿意在3一4年的时间内，部分或全
部地支付这1000美元，以分摊启动成本。因此，尽管光纤是大势所趋，利用现有的铜线，我们还是可以有
所作为、有所获益的。
很多人都忽视了铜线这块踏脚石。他们以为必须全面而迅速地转换到光纤上，利用其无限的带宽，才
能维持强大的竞争优势。然而，他们没有认识到，吹自然和商业利益会比法规上的种种诱因，更能促进光
纤的自然发展。就像春情发动的狗具有异常灵敏的嗅觉，提倡宽带的学者，能够嗅出建立宽带网络的每一
个政治机会，仿佛这是全国的当务之急或必须力争的人权一样。事实上，毫无限制的带宽可能会是自相矛
盾的，并造成一定的负面影响：人们被过多的比特所淹没，外围的机器设备变得毫无必要地蠢笨。拥有无
限带宽并不是坏事，也不见得有错，但就像性开放一样，也不一定就是好事。我们真的想要或需要这么多
比特吗？
少就是多
“少就是多”这一说法来源于建筑家米斯.范.德.罗赫（MiesvanderRohe）。我在思考需要传输
的信息量和接收信息的方式时，从这句话中得到了许多启示。对于任何新媒介的初学者而言，这句话都切
中了要害。初学者并不明白“少就是多”。
就以家用摄像机（homevideocamera）为例。当你第一次得到并操作摄像机时，你很可能会不停地
转换拍摄角度，不时地拉近或推远，同时试验各种你刚发现的新花招。结果是录制了一盘你羞于示人的蹩
脚的录像带，连你的家人都退避三舍，因为层出不穷的镜头变换令他们简直烦透了。经过一段时间以后，
你冷静下来，才会更姻熟而自制地运用新技术带给你的自由。
大多的自由对于我们从激光打印机（laserprinter）上拿到的打印稿也有不良影响。能改变字体和
字号的诱惑污染了现在许多大学和企业的文件，许多人浑然不觉地混用不同形态和大小的字母，一会用正
常字体，一会用黑体，一会又用斜体，一会再给它们加上阴影。只有在对印刷版式（iypography）有了更
深一层的了解后，才会明白，坚持用单一字体（typeface）反而更恰当，变换字号大小也只能偶一为之。
“少”其实可能反而意味着“多”。
带宽的情形也是一样。许多人大力主张：既然我们拥有宽带，就应该采用宽带。这种主张缺乏头脑。
一些关于带宽的自然法则显示：对某人发射更多的比特，并不比开大收音机音量以获取更多信息的做法更
有道理或更合乎逻辑。
举例来说，在1995年，对于所谓“VHS画质的影像”来说，120万比特／秒是一个门槛。假如你想要得
到更佳的画面，尽管把传输速率提高2到3倍好了，但是超过600万比特／秒的容量就没有什么大的用处。
我们并不会因为有了这么多的带宽，而享受到富于想象力的新服务。
光纤进入家庭并不意味着新的信息和娱乐服务会随之而来。这一服务要想发展，想象力才是关键。
把100000比特区缩为1
带宽与数字计算之间的关系十分微妙。今天，在可视电话（videotelephone）和更昂贵的电视会议
系统（videoconferencingsystem）上，带宽与计算之间的交换条件十分明显。如果在线路的两端都
进行数字计算，你就可以减少来回传输的比特。在线路的两端投入一些资金进行数字影像处理，你所占用
的信道容量就会较小，传输费用也会因之降低。
一般而言，可以把数字影像视为不问信息内容而对数据进行压缩的一个例子。无论节目是橄榄球比赛、
热门的新闻访谈，还是詹姆斯.邦德的追逐战，人们都采用同样的编码技术。即便对计算机科学是外行，
你也可能会猜到所有这些节目的压缩办法是可以有所不同的。一旦考虑到信息内容，我们可以用截然不问
的方式压缩数据。只要看看下面这个人际沟通的例子就会明白了。
假设有6个人围坐一桌共进晚餐，他们正热烈谈论一个不在场的人——甲先生。在讨论中，我向坐在
对面的妻子伊莲眨了眨眼。晚饭后，你走过来问我：“尼古拉，我看到你向伊莲递眼色，你想告诉她什么？”
我对你解释说，前天晚上，我们恰好和甲先生一起吃晚饭。当时他说，和如何如何相反的是，他实际
上如何如何，即使大家都以为如何如何，最后他的真正决定却是如何如何，等等。换句话说，我大约要花
10万比1的比特度，才能跟你讲明白我用1个比特就能和我太太沟通的话（请容许我暂且假设，眨一下眼睛，
正好等于在以太中传送了1个比特）。
这个例子告诉我们的是，传输者（我）和接收者（我太太）有共同的知识基础，因此我们可以采用简
略的方式沟通。在这个例子中，我通过以太向她发射了一定的比特，触发了她脑子里的更多信息。当你问
我，我和她交流了什么时，我不得不把所有的10万比特全部传送给你。我因此失去了10万比1的数据压缩
度。
有个故事说，有对夫妇把数百个笑话记得滚瓜烂熟，因此只需提到笑话的编号，彼此就能心领神会。
寥寥几个数码就会唤醒他们对整个故事的记忆，使他们大笑不止。把这个方法更平实地用在电脑数据压缩
上，就是把常用的较长的词编上号，然后传递·这几个比特而不是全部的字符串。当我们以共享的知识来换
取更多的带宽时，这类技术会越来越普遍。浓缩信息不仅节省了信息传送的成本，同时也节省了我们的时
间。
同样的比特，不同的身价
采用今天的电话计费方式，如果我要把关于甲先生的事情告诉你而不是我太太，我可能得付出10万倍
的电话费。对电信公司而言，如果来回传送少量比特，根本就无利可图。目前，通话的经济模式是，根据
每秒传送多少比特或传送每个比特需要多长时间来计费，比特究竟代表什么，完全无关紧要。
而要了解带宽的经济学，真正的问题在于，是否有些比特比其他比特价值更高？答案显然是肯定的。
但是，更复杂的问题是，一个比特的价值是否不仅应该随其本质而变化（例如，它是电影比特、对话比特，
还是心脏起搏器比特？），而且、也应参照使用者的身分、使用时间或方式而变化？
包括美国《国家地理杂志》（NatzoriaIGeographic）的工作人员在内，大多数人都同意，一个使
用该杂志图片档案来完成作业的6岁儿童，应该免费或基本免费地得到这些图片比特。相反，如果我使用
这些比特来写论文或拟订商业计划，就应该支付一定的费用，甚至作出额外贡献，以贴补这位六龄重。于
是，比特不仅具有不同的价值，而且这种价值还会因使用者和使用方式而发生变化。突然之间，社会福利
比特、少数民族比特和残疾人比特都纷纷出现了！国会必须很有创意地拟定出一个公正的制度框架才行呢。
为比特设定不同的价格，并非始于今日。我在道.琼斯公司（DowJones）开了个户头，借此和股票
市场搭上了线。我只能从户头上得到15分钟后的股票市场行情。如果我想和我那86岁、从事股票经纪的
叔父一样，随时拿到最新的报价，我还得另付一笔可观的费用给道.琼斯公司或我叔父。这就好像平信和
航空信的价格差异一样，搭飞机和乘火车来的比特，身价自然不同。
在实时（real一time）通信的情况下，所需要的带宽要视对话的媒介而定。如果我是在跟你通话,那
么，想要以比我说话还快的速度把声音传给你，简直毫无意义。当然，比说话的速度慢上许多，或延迟一
小段时间才传给你，也令人无法接受。通过卫星线路打电话时，即使是1／4秒的迟滞，都令大多数人不安。
但假如我把讯息录下来，希望将其传给你，并且是按分钟付电话费的，那么我当然希望每秒传输的比
特越多越好。全国各地利用调制解调器来获取和传送信息的人，都会有同感。几年前我们还觉得2400波
特的速率已经相当不错了，而今天，却随处可见38400比特／秒的调制解调器，并因之减少了94％的电话
费用。
对电话公司而言，幸运的是，50％的跨太平洋电话通信和30％的跨大西洋电话通信是以9600比特／秒、
而不是64000比特／秒的速率传送的传真资料。虽然64000比特／秒的调制解调器也已经面市。
星状和环状网络
重要的不仅是信道的带宽，还有它们的设置（configuration）。简单他说，电话系统是“星状”网
络（"star"network），电话线从一个固定点放射出去，就像华盛顿或巴黎的街道一样。从你家到当地
最近的电话交换站之间相隔一段距离，如果你愿意的话、可以从家里沿着电话线，一直跑到那里去看一看。
相反地，有线电视从诞生之日起就呈“环状”（“1oop”），好像圣诞树上的彩灯串一样，串联起一
户户的人家。电话双绞线的窄带和同轴电缆（coaxia1cab1e）的宽带自然而然地造就了不同的星状和环
状网络。在第一个例子里，每个家庭都接入一条专用的窄带电话线（dedicaied1ow-bandwidthline）。在第二个例子里，许多户人家共享一种宽带服务。
星状和环状网络的体系结构（architecture）也会受信息内容的性质的影响。在电话网络中，每次
的对话内容都不一样，传给一户人家的比特和其他人毫不相于；本质上，这是个多点对多点（vast-point-
tovast-poini）的作业系统。电视则不同，你和邻居收看的是相同的节目内容，因此采用圣诞树彩灯串
的通信方式——一点对多点（poini一tomultipoint）的方式，再合理不过了。有线电视经营者传统上一
直都照搬我们都熟悉的无线电视传播的做法，只不过把电视信号传输从空中转入地下罢了。
但是，传统智慧毕竟非常传统。未来，电视节目的传送方式将发生剧烈的变革，你将不再满足于和邻
居收看同样的电视节目，或是只能在特定的时间内，看你想看的节目。因此，有线电视公司的想法将越来
越接近电话公司，需要有很多的交换机和“基地”。事实上，25年后，不仅电话公司和有线电视公司不
再有任何差别，电话和有线电视的网络体系结构也将趋于一致。
结果，大多数的网络都将是星状网络，只有地区性的或无线广播网络才会采用环状，以便能在同一时
间把信息传给所有家庭。通用汽车的休斯电子公司（GMHughesE1ecironics）喜欢把它的卫星电视直播
系统（DirectTVsystem）称为“弯曲的管线”，而且还会告诉你，直播卫星电视系统就等于可以传送
信息到每个家庭的有线电视系统。的确，假如你人在美国，正读到这一页时，除非撑起一把铅伞，否则休
斯公司的卫星会在：秒钟内把10亿比特一股脑泼到你的身上，躲也没处躲。
水管和滑雪缆车
许多刚刚跨入数字世界的人往往把带宽理解成管子工的活计。假如你把比特想象为原子，脑海中就会
浮现大大小小的管子、水龙头和给水栓的形象。最常见的一个比喻是，使用光纤就好像使用水管饮水一样。
这个比喻很有建设性，但是也很容易引起误解。水不是流动就是不流动，你可以依靠拧紧水嘴来控制花园
中水管的水流量。但是，即使水管中的水流减慢到只剩下涓涓细流，水原子仍然是作为一个群体在移动。
比特就不同了。或许用运载滑雪游客的缆车来比喻更恰当。缆车以稳定的速度移动，途中或多或少的
乘客上上下下。同样地，你用一组比特构成一个信息包（packei），然后把这个信息包放进能以每秒百万
比特的速率传输信息的管道中。现在，假如我把一包速率为10比特／秒的信息丢进一个快速流动的管道中，
则我的有效带宽是每秒10比特，而不是这个管道的速度。
听起来好像很浪费，但事实上这是个聪明的想法。因为其他人也把信息包丢进同样的管线中棗这种管
线构成了互联网络和异步传输模式系统的基础（在不久的将来，所有的电话网络都会以ATM模式工作）八
你将不会再像现在传送声音一样，把整条电话线占满，而是把一个个标好了名字和地址的信息包送入管线
中循序前进，它们知道什么时候在什么地方走下缆车。你为每个信息包付费，而不是按分钟付费。
这种分封带宽的方式，还可以从另外一个角度来理解：达到10亿比特／秒的速率的最好办法，就是在
百万分之一秒中，传送1000比特；在于分之一秒中，传送100万比特，以此类推。拿电视来说，可以把这
一过程想象为在几秒钟内接收整整一个小时的影像，而不是那种用水龙头控制水流的情况。
与其把1000个电视节目传送给每个人，还不如在：灿的实时瞬间，把某个节目传送给某个人。这将彻
底改变我们对广播电视媒体的看法。传播比特的速度和人类消费比特的速度，将变得毫不相干。