2019年6月6日，中國工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，5G在中國正式進入商用化軌道。作為我們這個時代即將被最廣泛運用的信息技術，5G之前的4代移動通信技術以越來越快的速度更新著這個世界的面貌，5G及其之后的技術更新必然也會以更快的速度、更廣泛的深度影響世界。本文將簡單回顧通信技術的發(fā)展歷程并展望未來。

一、現代社會之前的通信技術

通信的本質在于編碼與傳播。人類文明誕生伊始，就擁有一項遠超其他動物的通信技術——語言與文字。語言與文字本質上就是通過聲音和圖像進行編碼。人類文明之所以能形成現在這樣的規(guī)模，語言與文字功不可沒。正是語言與文字使得人類的溝通效率得以提高，而不是通過更為含糊的支支吾吾聲或者一些模棱兩可的動作進行交流。這是大自然的饋贈，至今語言學家和人類學家對于人類為何能誕生語言與文字仍眾說紛紜。

巴別塔的故事某種程度上也反映出語言對于人類社會的巨大推動作用，當然至今全世界也沒有被一種語言所統(tǒng)一，語言成為編碼文化的載體，在不同的語系區(qū)域呈現出不同的文化，例如漢藏語系區(qū)域內的文化的相似程度就高于其他語系。但我們應該認識到，正如種族本身是一個建構出來的虛假概念一樣，語系也類似，人與人有共性亦有不同，語言之間也是如此，不同語言之間的翻譯是可通約的，這是否意味著所有語言背后存在一個通用的語言本體，正如42是宇宙的終極答案一樣，科幻作者比學者更容易給出出彩的答案。Ted Chiang（姜峯楠）的處女作《巴別塔》本質上和其原始神話一樣，講述的也是哲學上的本體論故事，只不過極為巧妙的用一個環(huán)狀結構來描述。

時至今日，通信技術的本質仍在于通過信號轉換，提高傳輸效率，最終編碼回人類可理解的語言和文字?，F代社會之前的信號轉換較為簡單，基本通過聲音和圖像的簡單編碼轉換成大家理解的語言與文字，下面舉幾個簡單的例子予以說明。

聲音方面古人的創(chuàng)造發(fā)明并不多，這是因為古代很難找到擴大聲音傳播的途徑。不同的動物會通過不同的叫聲來示警，人類通過創(chuàng)造工具將示警的范圍擴大了，古代很多村落都會有大鐘大鼓，如有緊急事項就敲響召集全村人。較為突出的則是戰(zhàn)爭中不同文明發(fā)明的不同的聲音傳播系統(tǒng)，像中國人常說鳴金收兵，典出《荀子·議兵》：“聞鼓聲而進，聞金聲而退?！备鲊加幸惶淄ㄟ^鼓聲、鳴金等聲音系統(tǒng)編碼的指揮系統(tǒng)。

相較之下，圖像方面則更為豐富。光文字的傳播就有很多重要的發(fā)明，中國古代四大發(fā)明當中就有兩個與之有關——造紙術與印刷術。戰(zhàn)爭中也誕生了許多實用的發(fā)明，包括但不限于：烽火狼煙、馬鐙（促使驛站的誕生）、信鴿、信號旗、信號燈、軍事密碼等等。

從技術本質來說，上述發(fā)明又可分為兩類。一類是只提高語言與文字的傳播速度，如造紙術、印刷術、馬鐙、信鴿等，但沒有進行編碼。另一類則需要使用已有的語言文字對圖像聲音進行編碼，如信號旗和信號燈，或對已有的語言文字進行再次編碼，如軍事密碼。這里需要特別指出的是，使用已有語言文字對其他圖像聲音進行編碼，本質上是語言文字的延伸，這也是人與其他動物區(qū)別，比如看到紅色或者尖銳的聲音，人作為動物自然也有動物本能，會意識到這是危險的信號，但是人除了本能之外，中國人腦海中還會出現的是“危險”和“救命”，英國人腦海中還會出現“danger”和“help”，即心理學上的格式塔的概念：不同語言的人使用不同的語言框架思考。

自然語言和文字中本就存在一定的冗余和多義性，再次編碼自然也不例外。軍事密碼對文字的編碼自然使得明文與密文之間的對應具有唯一性，但是常常又通過其他手段將明文隱藏在一段冗余信息中。非文字編碼則具有更大的冗余，比如烽火狼煙的編碼也是具有唯一性的，點烽火狼煙的狀態(tài)對應的含義是明確且唯一的，即有敵來犯等緊急情況，但是又是有歧義的，因為它無法表示來犯敵人有多少人、距離我方有多遠、以怎樣的路徑行進等等。魚和熊掌不可得兼，冗余和速度常常存在矛盾。

這種冗余和歧義在我們日常生活中至今依舊存在，只是我們很少意識到這一點：理解日常生活本身就是一個編譯再理解的過程。在過去的成百上千年中，有識之士一直在做兩件事：一個編寫字典或詞典，一是編寫大百科全書。前者是語言文字之間的編碼與規(guī)范，后者是語言文字與我們認識的世界之間的編碼與規(guī)范；前者是虛構概念與虛構概念之間的互指，后者是虛擬定義與客觀實在的聯(lián)系；前者促進了文化的傳播與交流，規(guī)范了人們的語法與拼寫，為日后文藝復興、科學誕生埋下了伏筆；后者促進了博物學的發(fā)展，在西方進一步的與新教倫理相結合，破譯自然之書就是理解上帝之書，直接促進了現代科學的誕生。

而科學的發(fā)展脈絡，本質上也符合這個編譯的過程。數學的起源與人們的日常生產生活密不可分，早在原始社會，人們就會通過數數來衡量自己部落的人口數量和資產數量，這時候的編碼是虛擬概念對客觀實在的，1指的就是自己的一個手指，或者一頭牛一個人，隨著社會進步，1逐漸變成了虛擬的概念，它可以是一頭牛一個人，也可以什么都不是。這種虛擬的能力和前面說的語言文字一樣，也具有兩個功能，一是虛擬概念與虛擬概念之間的互指和運算，比如1+1=2這種算式或加法這種算法，一是虛擬概念與客觀實在的聯(lián)系，賦予算式算法以實際含義即可，比如1+1=2，就可以表示房子里有一個人再進來一個人就有了兩個人。事實上，科學發(fā)展的過程，就是數學化的過程，就是人類運用心智，通過數學等虛擬概念逐步編譯客觀世界的過程。彭羅斯在《通向實在之路》中就用下圖表示類似的含義，即客觀世界的一小部分對我們的心智產生了影響，其中很重要的一部分就是柏拉圖理想世界（彭羅斯認為這就是數學），數學的一小部分理論用來解釋客觀世界。

二、現代化轉型與蒸汽朋克

牛頓革命以來，現代科學的范式逐步確立，從十六世紀到十八世紀，是科學逐步登上歷史舞臺的過程。在這一過程中，人格化的上帝逐步退出科學殿堂，斯賓諾莎的上帝逐步成為科學認知的主流，讀懂上帝不再是科學的目的，科學的目的逐漸變成了認識和改造世界；對于科學研究群體而言，十九世紀出現了“科學家”這一專有名詞，出現了大量的科學家社群和期刊，意味著科學家的職業(yè)化開始出現，他們有了自己的溝通渠道和交流平臺，德語、法語、英語也隨著科學的傳播成為科學交流的主要語言，直到二十世紀最終變成今天我們所熟悉的英語成為最普及的語言的狀態(tài)；這一時期也正是數學語言逐步規(guī)范的事情，像牛頓、萊布尼茨就各自確定了微積分的符號，今天我們使用的就是萊布尼茨創(chuàng)立的微積分符號。一個新的巴比倫塔正在拔地而起。

不過讓我們暫時將視野轉回這座塔奠基的時候，來看一看自然語言和數學語言是如何搭建這座世界奇跡的。第一部分中我們已經說到科學的發(fā)展離不開數學，特別是在牛頓之后，人們逐步誕生了一個觀念，即我們這個宇宙是一個機械化的宇宙，拉普拉斯更是極端地指出給他數學，他可以計算出全世界，這種觀念今天已經逐步被拋棄了，不過有些作品中仍能看見相關的隱喻，如理查德·道金斯《盲眼鐘表匠》的標題就來自于這個典故，只不過他用盲眼來隱喻演化的無目的性。

機械化宇宙的觀念在牛頓力學之后，相對論、量子力學誕生之前是如此深入人心，同時也的確出于精確計算的需要，十八世紀有個叫巴步奇的年輕人站在了歷史舞臺中央。正如字典對于語言文字的重要性一樣，那時候數表對于計算極為重要，即便納皮什發(fā)明了對數數表，但天文學、物理學、航海、農業(yè)等方面的需要也的的確確達到了天文數字，巴步奇的理想就是制造一臺計算器能夠快速精準的計算。這臺機器就是大名鼎鼎的差分機，后來由此誕生了蒸汽朋克這一科幻文學中極為重要的類型。

巴步奇本人和萊布尼茨一樣有一個宏偉的想法，他們都想創(chuàng)造一套通用符號，來計算并表征這個世界。但差分機毫無疑問是超出那個時代的發(fā)明，并且在今天看來，有著本質上的本體論的缺陷，即上帝不是鐘表匠。但這個思路和研究路徑，為后來電子計算機的產生奠定了堅實的基礎，從這個角度而言也有人將巴步奇尊稱為計算機之父。實際上，這兩種計算機背后的方法論和本體論截然不同，代表了科學從機械化的牛頓力學發(fā)展到量子化的宇宙。換句話說，在不同的科學范式指導之下，人們創(chuàng)建了不同的編譯機器，來理解編譯這個世界。

而除了蒸汽朋克，在幻想的作品中，類似的例子也不勝枚舉，比如馬伯庸在《長安十二時辰》中虛構了一套望樓系統(tǒng)，這是將傳統(tǒng)的烽火狼煙、望樓進行現代化改造后的產物，電視劇版對此進行了具象化，從相關材料中可以看出這套編碼系統(tǒng)十分復雜且繁瑣，需要先將四個格子對十進制數字進行編碼，然后通過多位的數字對漢字進行編碼，后者是文學作品中常見的，為了結合前者望樓的表現形式，形成了這一套根本不具備實用性的編碼系統(tǒng)，本質上和地球上的人列計算機一樣只是原理上可行。

馬伯庸在與馬前卒的對談中將自己的作品稱之為工業(yè)幻想，而非蒸汽朋克，《長安十二時辰》受《刺客信條》啟發(fā)，又將很多現代性的工具添加了更早的歷史當中。望樓的編碼系統(tǒng)更為接近工業(yè)革命時期前后的英國與法國，事實上類似的構思在其他作品中也屢見不鮮。比如《戰(zhàn)場女武神4》第二章雷納解放戰(zhàn)中，狙擊手就是通過射擊樓上的號碼牌給遠程攻擊部隊信號，《戰(zhàn)場女武神》系統(tǒng)是架空的世界背景，畫風和科技帶有蒸汽朋克色彩；又比如Terry Pratchett（特里·普拉切特）在《碟形世界》系列也玩過類似的，雖然碟形世界本身是虛構的魔法世界，但是在《開始郵政》中基本設定又十分蒸汽朋克，書中的郵政系統(tǒng)也帶有互聯(lián)網色彩，相比望樓更具可行性且更天馬行空。

三、現代社會的通信技術

雖然蒸汽朋克和工業(yè)幻想是現代科學對歷史的改造，真實歷史中的技術發(fā)展卻也的確從此揭開了新的篇章。隨著科學的發(fā)展，人們對電與磁逐步加深了解，并最終從兩朵烏云中催生了相對論和量子力學，尤其是后者，直接加深了人們對材料的認知，促使了電子計算機的誕生。人們逐漸從蒸汽時代進入電氣時代，并到了現在的信息化時代。

在愛迪生的時代，信號是直接將聲音信號的頻率轉錄下來，這是最早的調頻制式通信技術的運用，這種模擬信號在傳輸過程中，先把信息信號轉換成幾乎一模一樣的波動電信號（因此叫“模擬”），再通過有線或無線的方式傳輸出去，電信號被接收下來后，通過接收設備還原成信息信號。到了二十世紀七八十年代，誕生了蜂窩移動通信（Cellular Mobile Communication）系統(tǒng)，顧名思義，在這個系統(tǒng)中信號通常被分成六邊形，這些分區(qū)中的每一個被分配了多個頻率（f1-f6），具有相應的基站。在其它分區(qū)中，可使用重復的頻率，但相鄰的分區(qū)不能使用相同頻率，以免引起同信道干擾。

通常我們說的4G、5G指的就是相應（蜂窩）移動通信系統(tǒng)/技術，G表示generation，1G表示第一代移動通信系統(tǒng)，誕生于20世紀80年代，仍以模擬信號為基礎，可以簡單理解為原來的電話座機和大哥大，因為仍是模擬信號，很容易受到干擾和被竊聽。

2G誕生于1991年（一說1992年），由模擬信號更換為數字信號，數字信號可以理解為將模擬信號的連續(xù)波型按一定時間取數，形成離散的數字，通俗的說模擬信號是一個又一個波，數字信號是類似電腦中的0和1兩個數字。這一時期最明顯的用途是人們不僅可以打電話也可以發(fā)短信了，圖像中最簡單的文字也可以像聲音一樣編碼。同時引入了身份識別，即SIM卡，安全性相對提高，信號抗干擾性相對增強。之后的3G-5G乃至未來的6G都是數字信號，全部變成了通用的語言“0”和“1”。

互聯(lián)網的發(fā)展也是如此，CERN（歐洲核子研究中心）出于物理學研究的需要，創(chuàng)建了世界上最早的互聯(lián)網，中科院高能所也是因為對撞機搭建了自己的網絡。自此人們的通信進入了嶄新的紀元，語言文字可以完全轉變成符合國際標準的電磁信號進行傳播，巴步奇和萊布尼茲的愿望某種意義上得到了實現。這一技術反過來進一步促進了信息的傳播，促進科學的傳播，成為科學、技術互相促進，共同發(fā)展的典范。

四、未來社會的通信技術

未來社會的通信技術可以沿兩個路徑進行想象，一是從現有技術路徑出發(fā)，合理外推，即所謂的未來學派或者科學預見；一是從靈感、從科幻中而來，得到一個目標、為了一個目的而嘗試解決的方法。

按照現在的通信技術的發(fā)展，基本十年左右技術就會得到一次更新，也許很快6G、7G也會很快到來，更好的傳輸速率就能實現更廣泛的功能。將高帶寬、高速率與人機交互相結合，我們目前已經在遠程外科手術等領域實現突破，很快遠距離的實時交互或許也就可以實現。另一條道路則是虛擬現實，就如《玩家一號》中那種沉浸式的體驗。

當然對于大多數人而言，虛擬現實只是多了一種線上的游戲，現實中的人可以操縱虛擬世界的人物，而如果一旦反向操作可以實現，即在游戲中的動作會牽動現實，比如你在游戲中吃飯，現實中也吃飯，那么極端情況就是人無法分清現實與虛擬，這一點翟振明已經在《有無之間——虛擬實在的哲學探險》中論述得十分清楚了?；蛟S可以說，某種意義上我們可能就生活在一個虛擬游戲中，正如《異次元駭客》中展示的那樣，只不過我們永遠無法去證實這一點，從本體論而言，虛擬和現實已經沒有界限，我們和我們操縱的角色已經合二為一，不僅回答了哲學中的身心二元論問題，也回答了“我是誰”的本質問題。

這一步目前看起來過于遙遠，但是可以預見未來的人機交互或許可以直接省去再編碼的過程。我們在第一部分中提到，人類文明誕生至今，通信的本質就是將語言和文字再編碼。語言和文字的生物學基礎，本質上也是神經元沖動的電化學信號。換言之，如果人類接入機器接口，是否可以實現電化學信號的直接交互呢。這樣的人類聽起來就有點像三體人了，只不過三體人還沒有辦法拒絕交互。這樣一想，也會覺得現有科幻作品中對機器人的想象過于刻板和人類中心主義了，不僅大多長的像人，甚至還需要語言的交流，為什么不能直接通過電磁信號溝通呢？這固然是出于方便展示和理解的需求，但是同時也說明科幻本質是以人為核心的，無論機器人還是外星人，都是通過反觀他者思考自身。不然未來的人類就像一個個信號發(fā)射臺一樣矗立在地球表面，又或者也許有一天外星人來到地球，也會先和我們的信號基站打招呼，以為他們才是高等生命呢。

而從認識世界改造世界而言，一旦我們采用了不同的數學符號、數學體系，那么我們編碼的物理學世界就會是截然不同的樣子，《隱匿的數字》就很深刻的表明了這一點。劉洋也有很多小說如《勾股》《火星孤兒》反過來說明，如果我們編碼的科學出現了錯誤，是否會對客觀世界造成影響，甚至一旦硅變成了導體，可能光纖就不能傳導信號了，現代通信技術將不復存在。從科學而言，這是極為本質的思考與思辨；從科幻而言，這是構建文學世界的底層語言，即從根本上創(chuàng)立一套不同于現實世界的體系，那么編碼出來的解讀即文學作品自然就會別具特色。

至于未來到底會發(fā)展成什么樣，唯一可以確定的是，現在的語言文字恐怕是永遠無法進行編碼、預測的了。