在香农之前,人们难以对世界按照它向生活于其中的人所展示的样子进行描绘。
——J·R·皮尔斯:《信息论的早年岁月》
由于克劳德·香农的天才,我们认识到,许许多多的问题都与编码和传送有关,而解译信息能够以一种系统的、可控制的方式来达到:他在1948年的经典性论文标志着一个数学新篇章的诞生。探索应该旨在确定传播领域中的未来工作的内在涵义。
——M·卡克:致R·J·麦克伊莱斯的信:
《信息论和编码:传播的一个数学框架》
克劳德·香农(Claude E. Shannon)的信息论,最初作为两篇文章于1948年发表在《贝尔系统技术杂志》上,它几乎立即对许多科学领域产生了影响。(1)今天,它仍然是传播学的中心;它形成了人类传播领域所采纳的方向,确定了它的许多主要概念,有助于对这个具有各种多学科根源的领域进行更缜密的理论整合。香农的理论为传播学提供了基本的范式;不过,香农的信息概念被传播学学者作了不完善的构建。有关香农信息论的这一不那么充分的使用含有这样的意味:在传播学领域中,就信息论而言,未来还有大量工作要做。
第二次世界大战结束以后,科学家和工程师在信息技术方面取得了巨大的进步。1945年,第一台主机计算机(ENIAC)在宾夕法尼亚大学的摩尔工程学院开始运行。麻省理工学院的教授诺伯特·维纳正将他的控制论新领域(这个领域产生于第二次世界大战期间,目的是改进高射炮炮火的准确性)扩展到人类假肢装置的设计,扩展到神经生理学,并扩展到传播系统。也是在1945年,A·C·克拉克,当时的一个英国飞机驾驶员,在一份广播杂志上写了一篇重要的文章,描绘通讯卫星电视广播的潜能。1949年,在新泽西州默里山的贝尔实验室,W·肖克莱、W·布拉顿和J·巴丁发明了晶体管,凭借这一发明,他们获得了诺贝尔奖。晶体管或许是20世纪最重要的发明,它是一种固态装置,取代了作为所有电子系统基本组成部分的真空管。在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯,普林斯顿大学数学家J·冯·诺伊曼正在做计算机计算,以便决定如何引爆世界上第一颗原子弹。1945年8月,曼哈顿科学计划的成功结束了对日本的战争。
第二次世界大战期间,跨学科研究繁盛,这种理智上的相得益彰对于掀起信息技术的新浪潮来说,意义重大。战时紧急状态证明联邦政府为这些科学项目提供基金的举动是明智的。战后,由于美国和苏联在冷战中的对峙,这样的资助仍然继续。美国公众相信,科学家能够找到近乎任何问题的答案。这种对于科学研究的信念似乎在20世纪40年代的世界事件中得到了证实。
影响最为深远的科学突破之一是克劳德·E·香农的信息论,它是我们今天对于传播的主要理解的基础,特别是新的传播技术的设计基础。信息概念,作为信息的普遍测度标准的比特,以及从香农工作中衍生出来的传播模式,使得我们能够以一种在香农之前不可能存在的方式分析传播系统。在传播学中,信息是一个中心概念,而香农的信息论成为传播学的根本范式。
C·E·香农在1948年的两篇杂志文章中提出信息概念,后来,又在1949年的一本(与W·韦弗合写的)著作《通信的数学理论》(A Mathematical Theory of Communication,通常译作《通信的数学理论》,在传播学中,也有译作《传播的数学理论》——译注)中提出这个概念。(2)
信息以某些非同一般的方式运作。一般来说,当它被有选择地分享时,它的价值就增加。它不会因为使用而贬值,尽管它可以过时。最奇特的是,你可以在不放弃信息的情况下将其分发。因此,它与货币或其他形式的能源或物质在本质上截然不同。任何讯息(message)都是已知和未知、预料之中和预料之外的结合。在一个只含有你已经知道了的内容的讯息(message)中,没有信息,所以,一个讯息中的预料之外的部分就是信息的一个标志。
“信息”被定义为一种有别于物质—能源的东西,在需要作出决策的时候,有一个选择存在于一批选择之中,在这样的情况下,信息影响不确定性。(3)因此,信息是不确定性的减少。香农的信息概念建立在19世纪奥地利物理学家L·玻尔茨曼提出的熵的等式的基础上,后者是热力学第二定律的一个组成部分。熵是一个系统的不确定性或无秩序的程度。熵,即H的公式是:
这里,“N”是可能存在的选择的数量,“Pi”是每一种选择之被选中的可能性。香农通过这个等式提出,信息量可以由能够得到的选择数量的对数来测度,即以计算到基数2而不是更为通常的基数10的对数来测度。(4)信息的基本单位是比特,这个词是“二进制数字”的浓缩。设想一个要么开、要么关的电子开关,所以有两种选择存在。每一个选择对于代表一个比特的信息来说,都具有同样的可能性。所以,在16个可供选择的讯息中,如果选择完全是自由的,那么一个非武断的选择等于4比特的信息(16=22)。假定在一张桌子上有16个胡桃壳,每一个胡桃壳下面有一颗豌豆。如果我们被告知说豌豆在右边的8个胡桃壳中的一个胡桃下面,那么我们就得到了一个比特的信息;通过一半可能的选择数量,所获得的信息减少了。另一个比特可以告诉我们相对于其他对方,这颗豌豆是在胡桃壳的前排。第一个比特将可能的胡桃壳数量减少到8个,第二个比特将之减少到4个;第三个比特可能将之减少到2个,而第四个比特可能将之减少到1个(这个例子来自罗杰斯和瓦伦特,1992)。计算机本质上是由成千上万的开关装置组成,它们每秒钟可以一起进行巨大数量的计算。根据开关的二进性和一张霍勒内斯(Hollerith)(IBM)卡片上打过或没有打过的孔,香农的用来测度信息的单位可以提供一种直觉的解释。比特非常适合计算机和其他以计算机为基础的信息技术的设计。
香农的信息测度单位——比特——的一个重要优点是:它能够为范围极其广泛的“物质—能量”所使用。比特是信息的一个普遍的单位:例如,纸上的墨水,通过铜线的电冲,穿越空气的无线电电波。在每一种情况下,信息量都可以被还原为比特。
克劳德·香农为贝尔实验室工作,这个实验室是美国电话系统的著名的研发中心,它关注通信(传播)系统、特别是电话系统的越来越广泛的信道能力。“香农的最初目标是简单的:改进受电子干扰,或噪音影响的电报或电话线上的信息传递。他断定,最好的解决办法不是改进传递线路,而是更有效地包装信息。”(霍根,1990)香农1948年的两篇论文提出了一系列以数学形式表达的定理,涉及讯息从一个地方向另一个地方的传递。这些定理预示了信道能力的、以信息的比特来测度的因变量。香农也阐述了通信(传播)所涉及的主要因素:信源、讯息、发射器、信号、噪音、接收到的信号、接收器和信宿。克劳德·香农的整体理论贡献被普遍称为信息论,尽管香农(1949)将之称为“通信的数学理论”。(5)
传播被定义为“一个过程,通过这个过程,一个人的思想影响另一个人”(韦弗,1949b)。因此,它被看作是有意图的。在其著作《通信的数学理论》(1949)中,韦弗和香农都提供了一种同样的线性传播过程模式(信源、讯息、发射器、信号、噪音等)。以其最简单的形式来说,这个模式表达了一种线性的(linear)(6)、从左到右的通信(传播)概念(图11.1)。传播学学者用它来关注传播效果,特别是大众传播的效果,尽管香农的意图是要解释传递讯息的信道能力,而不是它的效果。但是,香农模式的线性的、从信源到接收器的性质导致传播学者在这个概念链条的末端加上了效果。他们寻求对效果问题的解释,即在讯息构建过程中展现的诸如信源的可靠性和劝服策略等其他变量的基础上,效果是在怎样的程度上发生的。换句话说,他们用香农的概念变量来预测他们的因变量,后者是超出前者的东西。不幸的是,人类传播的社会科学家对于香农模式的使用,导致他们偏离了对主观意义的强调,这些主观意义正是通过个体间的信息交流而产生。讯息的编码和解码是一个社会过程,牵涉到卷入其中的个体间的人类关系,也牵涉到他们的个人信念以及以往的经历。
图11.1 C·E·香农的通信(传播)模式
“‘信源’在一系列可能的讯息中选择一个称心的‘讯息’……‘发射器’将这个‘讯息’改变成‘信号’,后者实际上是通过‘传播渠道’被从发射器送到‘接收器’……‘接收器’是一种相反的发射器,将被发射的信号重新变成一个讯息,并将这个讯息传递到信宿……在被发射的过程中,不幸的特征是:某些东西被加到了信号上面,它们在信源的意图之外……被发射的信号中的所有这些变化就被称为‘噪音’。”
C·E·香农(1949b):《通信的数学理论》,载C·香农和W·韦弗(编):《传播的数学理论》(厄巴纳:伊利诺伊大学),伊利诺伊大学理事会1949年版权所有;获准使用。
香农的信息论为什么是通信(传播)的问题设定了界限:“明确的、逻辑的东西,由一种有意图的、公式化的编码程序所产生,并通向成功的相互理解。”这个定义没囊括发生在人们之间的全部种类的相互作用。例如,信息论忽略了非语言的传播(巴弗拉斯,1990)。
对于传播学的初学者来说,香农模式在解释一个传播行为的基本组成部分(信源、信道、讯息、接收器、噪音和反馈)方面,是非常有用的。将香农的模式翻译成传播学知识的最有影响的著作是D·K·伯洛(David K. Berlo)的《传播过程》(1960)。在20世纪60年代以及70年代初期,这部著作是大学传播课程的主要教科书。一代代的学生被教授着按照SMCR(信源—讯息—信道—接收器)、反馈和噪音的方式来理解人类传播。许多这样的概念都被普通公众吸收到日常生活谈话之中。注意:它们都是工程用语。例如,“接收器”原来意味着一个机器或一个设备,“讯息—信号”被发送给它们,诸如电话接收器、无线电广播接收器或电视接收器。传播学学者将香农的接收器概念视作一种电子设备,并将它变成接收讯息的人。显而易见,这里的区别是令人吃惊的。人类“接收器”有情感和经历,也是制造感情的个体。
香农模式为试图理解传播系统的学者们提供了一种强大的统一力量(麦考密克,1986)。信息概念既被用于人类传播,也被用于计算机科学、物理学、分子生物学和生物技术、心理学以及语言学。每一个这样的领域最初都对信息论产生了热情,这样它们便有了一套共同的概念;所有的领域都对信息感兴趣,尽管它们将之用于不同的现象。信息论对于传播学这一新领域的影响特别令人吃惊。在香农的信息论发表之后,数以百计的传播学院在美国的大学和整个世界被开创出来,并对学生具有非常大的吸引力。这些学院部分地建立于香农的通信的数学理论中的概念的基础之上。正如K·克里彭多尔夫(1989b)所注意到的:“在其发表的几年内,(香农的)理论为人类传播的学术课程(这种课程在美国大学大量出现)提供了科学的证明,将传播研究推向新媒介,产生了两个新刊物以及种种新的探究领域,激发了驾驭知识的新的传播技术的发展,包括计算机的发展。这个理论成为传播研究的里程碑,标志着从工业社会向信息社会的过渡。”
香农的信息论普遍运用于日常生活。信息论概念被运用于计算机和相关的信息技术的广阔领域(在此,计算机是关键的组成部分):电话系统、银行、机票预订、科学研究、天气预报和信息技术的数以百计的其他运用。例如,我们每次都使用信息论的一种应用方式来听光盘,或将文本或资料从计算机转换到软盘上。这种应用被称为一种纠错码(error correcting code),它是克服讯息中的噪音的一个手段。纠错码的一个简单类型是这样构成的:决定一串二进数中是否有1的奇数:
这里,前面12个数字中包含6个1,这是一个偶数,所以这串数是纠错码0。这个0被称为“校验比特”,它就是纠错码。如果这13个数字的讯息在被接收的时候包含5个1,我们就知道在发射中出现了一个错误。另一种类型的纠错码是这样构成的:在一串数字的末端加上一个多项式方程。在接收端的译码者知道,在发射中,多项式表达分离出的任何数字都被改变了(霍根,1992)。
R·哈明(1950)设想了以香农信息论为基础的纠错码的思想。不久,非常复杂的纠错码产生出来,诸如在光盘机所使用的那些。“你可以用指甲锉在一张光盘上划过,然后你不会在重放时听到一点打楞声。”(勒基,1989)建立在一张光盘中的纠错码将纠正8232个连续错误。同样,每当使用者将某一文本从计算机转换到盘片上时,传递的完整性就由纠错码予以保证了。
香农的理论以许多深远的方式改变了社会。这里,我们主要分析信息论对于传播学领域的巨大影响。不过,相对来说,香农贡献的某些部分没怎么引起传播学学者的注意。例如,他用来详细说明有关传播信道能力理论的一系列数学命题(它们由电子工程师所研究)就很少为传播学学者所研究,大部分的传播学者缺少必要的数学能力去从事这一工作。而且,由于传播学学者给予传播效果以占主导地位的重视,所以他们对香农有关信道能力的命题也就没有多少兴趣了。
克劳德·E·香农1916年生于密歇根州皮托斯基小城,在距此不远的盖洛德接受教育,它就位于密歇根下半岛的中北部(表11.1)。他的父亲是一个遗嘱检验法官,他为年轻的香农提供机械装置、无线电元件和其他技术玩具。克劳德喜欢科学和数学。他的童年偶像发明家是T·爱迪生,并对E·A·坡1843年的著作《金甲虫》感兴趣,这是一部有关破译密码的著作。这一早期的好奇心也许引导了香农后来的密码学工作。他在盖洛德作为“西部联盟”的儿童信使工作,他与电报的联系或许已预示他后来在电子通信(communication)系统方面的工作。
图11.2 C·E·香农(生于1916年)在家中
S·罗温1983年版权所有,获准使用。
表11.1 C·E·香农生平大事
香农在密歇根大学获得了两个学士学位:一个是电子工程;另一个是数学。1936年,当香农开始麻省理工学院的研究生工作时,21岁的他成为V·布什的研究助手,操纵微分分析仪,后者是由布什发明的一种机械计算机。布什是麻省理工学院工程系系主任,是香农的科学导师,他建议香农研究这个机器的逻辑设计,从而为其电子工程方面的硕士论文作准备。香农表明,电子线路可以被按照布尔定律(7)来设计,以便使电话线路和计算机的设计成为流线型,而不是借助于传统的智慧或借助于实验和错误来设计诸如此类的线路。香农的硕士论文《继电器和开关电路的符号分析》完成于1938年,尽管他直到两年后才获得学位。这篇论文几乎立刻就对电话系统和其他电子线路的设计产生了深远的影响。它被认为是业已完成的最重要的硕士论文之一(霍根,1992),并为克劳德·香农赢得了光彩照人的名声。
至1939年,香农开始在一种统计的意义上思考信息,并思考如何对之进行测度。在给他的博士导师V·布什(当时在华盛顿任卡内基协会主席)的一封4页纸的信(8)中,香农暗示他的信息论已经取得了多么大的进展(这是信息论发表前10年的时候):“断断续续地,我一直在从事情报传递一般系统的某些基本特性的分析工作,包括电话、无线电广播、电视、电报等等。实际上,所有的通信(传播)系统都可以被归结为下列一般的形式:
这里,f1(t)作为一种时间函数是要被发射的情报,T是发射元素,F(t)代表着实际上被发射的东西,R是接收元素,f2(t)应该类似于f1(t),但实际上由于偶然的噪音或‘静电干扰’而成了对f1(t)的曲解。”注意:香农在1937年将信息(information)称为情报(intelligence),但是,他的模式(见图11.1)中的其他大部分主要因素已被提出来了。他打算用以后的10年时间来完善他的概念,并对之进行推敲。他不急于发表它。
1940年,香农在麻省理工学院获数学博士学位,然后,经过一个夏天在贝尔实验室的实习,他在普林斯顿大学高级研究所作为博士后随H·W·韦尔(Herman W. Weyl)学习数学。韦尔是一位著名的数学家,高级研究所是享誉世界的思想库,它的成员中包括阿尔伯特·爱因斯坦。1940—1941年,香农在普林斯顿做博士后期间,从事他的信息论工作(皮尔斯,1973)。事实上,早在1939年,当他还在麻省理工学院的时候,他心中就已经有了一般的思想,这也就是他申请全国研究委员会博士后资格的时候。(9)在普林斯顿博士后工作的正式目的是从事遗传学过程的数学研究,这是他博士论文《理论遗传学的代数学》(1940)(10)的题目。但是,经过他的博士后导师H·W·韦尔的允许,他集中精力发展信息论。事实上,在1939年至1945年这几年的时间中,无论是在麻省理工学院、普林斯顿大学,还是在贝尔实验室,香农都专注于信息论,而将正式分配给他的科学任务置于一旁。
香农在普林斯顿大学期间,据说J·冯·诺伊曼告诉香农,说他应该在其即将出现的信息论中使用“熵”,因为没有其他什么人真正理解这个概念的意思(坎贝尔,1982;霍根,1990)。但是,香农说,他不是从诺伊曼那里得到这个概念的(埃勒西克,1984)。香农推论出他的信息量等式,然后,他又意识到它相当于物理学家用来计算某种在热力学中被称为熵的量的公式(贝洛,1953)。这个理解帮助他认识到信息传播是一个统计学的问题,这是信息论的一个基本视角。
在去普林斯顿大学做博士后之前,香农已在贝尔实验室工作了一个夏天,在数学部受T·C·弗赖(Thorton C. Fry)的领导,将他在麻省理工学院硕士论文中的思想运用到电话继电器电路的设计之中。1940年9月,香农移至普林斯顿,但是,几个月以后,他作为正规雇员回到贝尔实验室。他中断了博士后的工作,因为他预见到美国将要卷入第二次世界大战,并想对战争努力作出贡献。T·弗赖希望香农回到贝尔实验室,洛克菲勒基金会研究基金总管W·韦弗当时要动身去华盛顿指导一项军事研究计划,他劝说香农研究改进高射炮炮火准确性的方法。正如韦弗在给V·布什的信(11)上所说的那样,“我最早与C·香农接触的时间可回溯到1941年……那时,我说服他放弃他当时在普林斯顿得到的一个研究职位……以便为原第7部从事某些火力控制设计和预测理论方面的研究。他的确为我们做了一些非常优秀的工作。”香农为贝尔实验室的工作所吸引,源出两个战时的研究问题:密码学和高射炮炮火。它们对数学高手来说都是颇具挑战性的问题。而香农碰到的科学难题也带有发展信息论的理想性质。炮火控制问题主要是由N·维纳提出的(见第10章),但是香农对于其解决也作出了非常有创建性的阐释。
当20世纪40年代早期香农在贝尔实验室研究密码学问题的时候,他住在格林威治村11街的一套公寓中。他的朋友B·奥利弗(Barney Oliver)回忆说,香农的公寓中高高地堆着机器配件、设备和其他物质(奥利弗,1992)。后来,当贝尔实验室从曼哈顿迁移到新泽西州莫里斯顿时,香农住在奥利弗家附近的一套公寓里。奥利弗记得香农是腼腆的和内向的。香农是一个认真的人,能够对研究科学问题非常投入。贝尔实验室,特别是它的数学部在使其研究者寻求解决他们希望解决的不管什么样的课题方面,非常乐于给予充分的自由。这样一种组织文化能容忍像香农这样一个杰出的个人。他太有独立性,以至于不能分配给他任何工作,但是一旦他对某一个论题发生兴趣,他就不屈不挠地追求它。所以,当第二次世界大战期间他获得了从事改进保密系统的机会时,他就兴致勃勃地投入了进去。
香农达到了贝尔实验室对于个人追求自己的理智好奇心的自由的极限。例如,当制造了一部下棋机时,他下了那么多的棋,以至于至少有一个指导者发生了兴趣。香农兴高采烈地说:“我总是追求我的喜好,不大考虑经济价值。我已经在全然无用的事情上花费了许多时间。”(霍根,1992)奥尔德蒂姆斯20世纪40年代和50年代初与香农一起在贝尔实验室工作,他记得香农是一个愉快的人,骑一辆独轮车,穿过走道时还一边玩耍球。“当香农用他的弹簧单高跷走路的时候,不时发出那些‘得得’声,——简直不是今天的合作研究的情景!”(勒基,1989)
1948年,在其指导者和同事的催促下,香农在《贝尔系统技术杂志》上发表了由两个部分组成的文章。它们代表着信息论的首次发表(尽管1945年香农在贝尔实验室参与撰写了一份与这个论题有关的秘密备忘录)。
J·R·皮尔斯是香农1948年在贝尔实验室的同事,他描述香农是一个非常出色的人,但必须在其指导者H·博德博士和其同事的督促下才发表作品(皮尔斯,1990)。有关香农的工作习惯的这个看法为R·W·哈明(1990)所证实,为贝尔实验室的其他人所证实,也为坎贝尔(1982)所证实,后者引用皮尔斯的话说,香农的信息论“像一颗炸弹似的出现,而且有点儿像是一颗定时炸弹”。当香农将诸如信息论这样一个非常重要的作品发表出来时,它的确使他的贝尔实验室的同事们大吃一惊,尽管香农已经和他们在日常基础上试验过这个理论的组成部分。香农、皮尔斯和B·奥利弗经常在纽约的贝尔实验室的餐馆共进午餐。正如奥利弗(1992)所回忆的那样,香农总是告诉他们有关他的想法,或许是通过一系列问题的方式。例如,香农会问:“在对两种可能性进行选择时,这个选择中有多少信息?”“你说,一个比特,好的,那么如果一种可能性比另一种可能性更大的话,会有什么关系吗?”“如果一种可能性要大得多的话,那会怎么样?”香农通过与他的同事讨论信息论的某些部分而推进他的有关信息论的思考,但是他把信息论的大幅图景保留给自己。后来,在1948年,他发表了他的信息论,这是一个主要的贡献:“这的确是数学中很少发生的事情,即一个新学科在致力于它的首次研究中获得了一种成熟性和发达的科学理论……随香农的工作而出现的信息论就是这样。”(卡英钦,1956)
许多学者不能完全理解信息论。他们需要以非数学的语言写下的阐述和解释。这由W·韦弗(Warren Weaver)所提供,他是位于纽约的洛克菲勒基金会自然科学部的主任。韦弗(1894—1978)于1917年在威斯康星大学获得市政工程博士学位,在加利福尼亚理工学院教过数学,后回到麦迪逊做了十几年数学教授,直到他于1932年参加洛克菲勒基金会为止,在洛克菲勒基金会,他于1959年结束了他作为副主席的漫长的慈善事业(除战争时期在华盛顿服役以外)。1948年,当香农的两篇有关信息论的文章发表时,韦弗是洛克菲勒基金会里的最高级别的数学科学家,所以,自然而然地,基金会主席C·伯纳德要求韦弗将香农的通信的数学理论译成不那么令人生畏的语言(乔根森,1989)。1949年7月,韦弗的文章《通信数学》(the Mathematics of Communication)发表在《科学美国人》杂志上。威尔伯·施拉姆是从物理学家和伊利诺伊大学研究生院院长L·N·赖德诺尔那里得知香农的重要的两部分系列论文的。施拉姆是伊利诺伊大学出版社总编,在赖德诺尔的建议下,他出版了由香农和韦弗(1949)(12)合著的《通信的数学理论》,内有香农的两篇文章,以及韦弗《科学美国人》杂志文章的重要修订版。这部著作的第二部分是香农两篇文章的逐字逐句的副本,除了修正细小错误和增加某些参考书目以外。第一部分“通信的数学理论的最新贡献”由韦弗所写,是以他1949年《科学美国人》上的文章为基础,主要讨论从香农的有关工程通信(传播)的数学理论中如何可能发展出人类传播理论。(13)
香农和韦弗的著作是由大学出版社出版的销量最好的学术著作之一。从1949年至1990年,约售出45300本,20世纪80年代销售率每年持续在600本以上(斯托凯斯,1990)。而且,从1972年(当科学情报所系统开始时)到1989年这18年间,香农在科学情报所的科学杂志引用数据库中被引用1472次。近年,香农继续以大约和从前一样的比率被引用。香农的总的引用数与其他一些(著名的)传播学理论家可以相匹敌,如卡尔·霍夫兰是1327次;哈罗德·拉斯韦尔是1462次;保罗·F·拉扎斯菲尔德是1766次;罗伯特·E·帕克是1472次;威尔伯·施拉姆是1013次;诺伯特·维纳是1267次。克劳德·香农在45年前首次发表的理论仍被当代学者认为是重要的理论。
有关韦弗对“香农—韦弗著作”的贡献,韦弗自己这样说:“与香农的贡献相比,我对这部著作的贡献非常微小。我很清楚这样的事实:当一个游行被安排时,老鼠不可能排在狮子的前面……(可)我认为我的那一部分就该先出来。我的微薄贡献……应引出数学的篇章(使得对它们的阅读成为一项多少有些更容易的工作)……事情就是这样,……正如举办一个大型的重要聚会,然后,在客人刚要离开的时候引导他们。”(14)
香农谨慎地限定他的信息论的运用:“传播的基本问题是:在一端准确或大致地重制与另一端相关的讯息。这些讯息通常有意义;就是说,它们涉及某些具有一定的物理的或概念的实体系统,或被按照这些系统加以纠正。传播的这些符号学方面与工程学问题无关。”(香农,1949)从一开始,他就宣布他的模式不适合于人类传播(human communication),后者是这样一种信息交流类型,在此,一个个体解释一个讯息的意义。香农说,他的模式限于工程或技术传播(engineering or technical communication),大概是指通过诸如电话、电报和无线电广播等电子信道的传播。显而易见,人类主观解释的过程也被包含在工程传播之中,但是具有数学倾向的香农将人类传播的意义方面限定在他的概念范围之外。对一个像C·香农这样的工程师来说,人的意义和解释是一种软性数据,它们不能被还原为准确的数学公式。W·韦弗(1949b)提供了香农的有限模式的下述例子:“一个工程传播理论就像一个非常循规蹈矩、举止谨慎的姑娘收到你的电报,她对意义一点儿也不注意,不管它是令人悲哀的,或是令人高兴的,还是令人尴尬的。”换句话说,按照韦弗的观点,工程传播模式并不涉及情感或态度,只是严格地涉及认识的内容和效果,在这里,一个接受者对于一个信号进行解码,其方式与信源对信号的编码方式一样。
韦弗在他对香农模式的解释中,强调香农将他的思想限定在工程传播之中:“在(香农的)理论中,‘信息’这个词是在一种特殊的意义上被使用的,这种特殊的意义一定不能和其普通的用法混为一谈。特别是,信息不能与意义混为一谈。事实上,两个讯息,其中一个充满了意义,另一个纯粹是胡说八道,但从现在的观点出发,可以把它们看成完全相等的东西,即都是和信息有关的东西。毫无疑问,这正是香农在说‘传播的符号方面与工程方面无关’这句话的时候所要意味的东西。但是,这并不是说,工程方面和符号方面必然无关。”(韦弗,1949b)
韦弗(1949b)在香农和韦弗的著作中的介绍部分区分了三种层次的传播问题:
A层:传播符号如何能被准确地发射?(技术问题)
B层:被发射的符号如何能够准确地传递意图中的意义?(语义学问题)
C层:被接受的意义如何有效地以意图中的方式影响行为?(效果或行为问题)
香农声称,他的通信(传播)的数学理论只与A层打交道,他称这一层为工程传播或技术传播。不过,韦弗走得比香农更远,他提出:“通信的数学理论……特别是由香农处理的、更受限定的工程理论,尽管从表面上看只适合于A层次的问题,但实际上对B层次和C层次的问题也是有帮助和启发的。”(韦弗,1949b)在其文章的另一处,韦弗得出结论说:“对A层次的分析表明,这一层次与其他层次相重叠,其程度超出了人们能够产生的朴素想象。因此,A层次的理论至少在一种有意义的程度上,也是B层次和C层次的理论。”所以,韦弗鼓励(人们)将香农的信息论广泛运用于所有类型的有意识的传播。他并没有给香农信息论的核心思想添加许多东西,除了关于其运用的乐观主义扩展以外,因此,正如大部分传播学者通常认为的那样,恰当的提法应该是“香农的”信息论,而不是“香农和韦弗”的信息论。
在有关信息论的两篇文章发表8年之后,香农(1956)说:“在过去几年,某种程度上信息论已经成为一种科学的时尚……它正被运用于生物学、心理学、语言学、基础物理学、经济学、组织理论和其他许多领域。简而言之,目前,信息正在参与一场有点猛烈的普遍大众化的浪潮。”香农警告说这样的大众化带有某种危险:“例如,如果人类在某些情况下像一个理想的译码器一样行事,这就是一个实验的事实,而不是一个数学的事实,这样的事实必须在各种各样的实验的情况下得到验证。”香农将信息论限于工程传播,并告诫科学界防止将之过于广泛地运用于所有类型的人类传播。然而,传播学者没有对香农的警告给予太多的注意。
与大部分其他理论突破一样,香农的信息论是从其他数学家和工程师,特别是尼奎斯特、哈特利和N·维纳从前的工作中产生出来的。不过,这个理论与第二次世界大战期间香农在贝尔实验室中的密码学工作有着最为直接的关联。看起来矛盾的是,香农的通信(传播)理论产生于某些系统的尝试,即试图“阻止”有效传播的发生,至少对于敌人来说是这样。密码学是产生密码系统的科学,它允许秘密传播。密码学使一个讯息成为保密的。在这里,我们又看到:如何寻求对一个实际问题的解答可以成为一个抽象理论发展的基础。
香农在回溯30年前他发展其信息论的情景时解释说:“我从哈特利(1928)的论文开始,围绕信息和通信(传播)的问题至少工作了两三年……然后,我开始思考密码学和保密系统。存在着这样密切的联系;它们是非常相似的东西,在一种情况下试图把信息隐蔽起来,在另一种情况下试图传递它。”(埃勒西克,1984)香农的密码学研究激发了他的信息论,在1945年贝尔实验室的有关他的密码学工作的秘密报告(埃勒西克,1984)之前的5年,他主要致力于这个信息论。1940—1945年期间,香农实际上在家中、在夜晚和周末发展了他的信息论的许多部分。这或许可以对下述情况作出解释,即当香农1948年发表了他的文章以后,他在贝尔实验室的同事和指导者J·皮尔斯大吃了一惊。
密码学将口头的和书写的讯息变成一种代码形式,以便敌人不能够理解它们。第二次世界大战期间,相当多的密码学研究由同盟国和轴心国进行。正如人们可能期望的那样,贝尔实验室因其作为美国电子学方面的主导性的研究发展中心的地位,而被深深地卷入到美国的战事之中。第二次世界大战期间,它为美国军方进行了2000项研究项目,范围从发展雷达、声呐、火箭炮、轰炸瞄准器、高射炮炮火控制系统和声响鱼雷,到与无线电、电传打字电报机和电话系统中的信息保密有关的密码工作(费根,1978)。在那些岁月中,贝尔实验室的2700名工程人员中约有2000名承担了军事项目。
在香农和他的贝尔实验室的同事开始其研究之前,英国的密码专家已在破获德国的密码系统方面取得了极大的成功。德国系统采用了编码器来改变讯息频率,而这些讯息是由德国人通过无线电传递给其潜水艇、船只和其他远距离兵力的。然后,编码讯息在接收端被解密。杰出的剑桥大学数学家A·图灵在(位于伦敦市区外的)布莱切利园的政府代码和密码学校(GC & CS)工作,他设计了一台译解“谜”(Enigma)——即德国军事密码——的超级机器。图灵的成功是第二次世界大战最重要的转折点之一,它帮助英国人使其大西洋护航舰队免受德国潜水艇的袭击,帮助英国人事先了解陆军元帅隆美尔的非洲军团的行动,并且在诺曼底登陆中发挥了很大的作用。(15)不过,第二次世界大战期间,英国在破获德国密码方面的成功不得不是保密的,否则的话,德国人就会转换另外的编码系统。(16)
1943年初,A·图灵进行了一次从布莱切利园到贝尔实验室的纽约总部的秘密旅行,香农就在那里从事密码问题的研究。图灵花了两个月的时间在贝尔实验室进行安全编译声音讯息问题方面的合作研究。图灵和香农几乎每天碰面讨论他们关于人脑和计算机的观点。不过,他们不能直接讨论他们正在从事的特殊的密码项目,因为这样的工作被分隔成独立的部分,以便保证高度的安全性。香农告诉图灵作为信息的一种测度的二进制数字,图灵告诉香农他的“迪休巴”(deciban)概念,它被定义为使得某种论题达到10倍之确定性的根据的衡量单位(霍奇斯1983)。他们交流理论观点,这对香农以某种一般的方式建立信息论来说是至关重要的,但是他没有将之直接奠定在图灵的概念和理论的基础上。第二次世界大战期间在贝尔实验室就密码问题所从事的工作,使得香农同大西洋两岸的某些最杰出的思想家建立了联系。(www.xing528.com)
信息论的种子第一次出现在1945年9月1日的贝尔实验室的秘密备忘录中,其标题是《密码学的数学理论》(第二次世界大战以后,它以一种改版的形式解密并予以发表[香农1949b])。密码问题适合于信息论,因为军事讯息被编成密码,这在理论上就等于是将欺骗性的噪音加到原初的讯息上。通过在接收方一端使用恰当的设备,伪装起来的讯息就可凭借消除噪音而得到破译(也就是说,如果某人理解在这个过程的编码端上噪音是如何被产生出来的话)。香农在贝尔实验室进行的秘密的密码研究是他的正在形成的信息论的一次特殊运用。考虑到他在贝尔实验室办公室从事密码研究工作的同时,正在构成他的信息论,所以他在通信传播模式中使用诸如“编码”和“噪音”等术语也就根本不是什么令人惊奇的事情了(参见图11.1)。
香农说:“第二次世界大战期间,贝尔实验室从事保密系统的工作。我所进行的是通信(传播)系统的工作,并被指派到某些委员会研究密码技术。大约从1941年起,通信的数学理论和密码术这两方面的工作齐头并进。我就这两者一起从事研究,我会对一方有些想法,而同时进行另一方的工作。我不能说一个先于另一个,因为它们的联系如此紧密,以至于不可能将之分开。”(卡恩,1967)1944年左右,关于“保密系统的通信理论”(1949)和“通信的数学理论”两者的工作基本完成。香农继续完善它们,后来在1948年,他将有关信息论的两篇文章交给《贝尔系统技术杂志》。
香农在1949年关于保密系统的杂志文章的重要贡献是:表明冗余度(redundancy)为密码分析奠定了基础(卡恩,1967)。密码破译的基础是作这样的假定,即一个保密讯息中的最通常的字母是相当于“e,a,o,i,d”等密码,然后行进到最不通常的字母:“p,q,x”和“z”。字母e具有如此程度的支配地位,以至于“少”有英文句子不以用“e”为最通常的字母的形式而存在(勒基1989)。随着一个密码讯息的冗余度(由于诸如排除复制而导致)的降低,密码破译成为更加困难的事情。或者,如果一个讯息具有较低的冗余度,那么就需要另外的文本来破译密码(卡恩,1967)。因此,冗余度是一种防止不确定性、防止信道中噪音的作用的安全措施。冗余度以某种代价提供出降低了不确定性的信息,并有助于克服噪音的作用。香农估计说,有50%的英语是冗余性的,但是后来的研究将这个计算修正到约70%(克里彭多尔夫,1989)。
香农对于第二次世界大战的高度机密的“X”系统作出了重要的贡献,这个系统也以“SIGSALY”著称,是一条连接丘吉尔首相和罗斯福总统以及后来的杜鲁门总统的电话热线。战争初期,同盟国相信德国人最为有利的地方在于,他们已经破译了同盟国的密码,并被告知了有关同盟国的战争计划。SIGSALY是由英美的密码专家作为不可破译的密码系统而创造出来的。人们要求香农设计有关SIGSALY之不可破译的数学根据。在他的使用了信息论的数学分析的基础上,香农得出结论说,这个密码是不可能被破译的,除非德国人得到某个同盟国叛徒的帮助。在战争的其余岁月里,德国情报机构绝不能破译SIGSALY,尽管他们每天监视被编码的广播电话讯息。香农当时正在从事信息论的研究,他在这个理论的最早运用领域之一极大地帮助了美国的战争努力。
在香农加入贝尔实验室时,被委任从事密码学问题研究,此时正逢美国介入第二次世界大战,这些在时间上多少是个巧合。对于传播理论来说它转而成为一个幸运的巧合。
尽管香农的信息论和其他科学进步一样,也是极具创造力的,但它是建立在其他学者以往贡献的基础上的。香农在贝尔实验室所从事的密码问题的研究使他与另外两个学者——R·V·L·哈特利(R. V. Hartley)和H·尼奎斯特(Harry Nyquist)——有了联系,他们两个涉入了密码学研究项目(费根1978)。尼奎斯特(1924)已经表明,一定的带宽是必要的,以便用确定的速度发送电报信号,而哈特利(1928)已试图发展出一种信息传递理论。他把信息量定义为可能的讯息——它们从一堆符号中建立——量的对数,并将他的关于熵的统计公式用于信号传递问题。香农在他的两篇信息论的文章中,引用了哈特利和尼奎斯特的观点,也引用了R·A·费希尔的观点,后者是英国农业统计学家,针对由某个农业实验的变化分析所提供的信息,他发展了一种测度方法。
香农也知道N·维纳在控制论方面的工作,并在他的两篇文章中引用了维纳1948年的著作。尽管维纳关于这个题目的著作直到1949年才发表,但他的控制论数学在几年前,也就是在战争时期就作为涉及以“黄色探险”著称的高射炮控制的秘密文件而成为可以接近的东西。维纳已经认识到,信息传播是一个统计的问题。香农在麻省理工学院从事研究生工作时听过维纳的数学课,并从1941—1945年在贝尔实验室的时候看到过“黄色探险”报告。(17)有些观察者认为维纳是信息论的共同发现者。(18)例如,伯洛(1953年)说,“麻省理工学院的杰出数学家N·维纳的贡献是发现了(信息论的)新大陆,掌握了它的各个方面;贝尔实验室的C·香农的贡献是详细地绘制了这个新大陆,并描绘了某些突破性的尖端问题。”
香农加入了由杰出数学家和物理学家组成的一个无形学院,他们以J·冯·诺伊曼、N·维纳、J·W·特基和麻省理工学院、贝尔实验室以及高级研究所的其他人员为中心。这些学者的知识气氛毫无疑问地在重要的方面影响了香农的思考(图11.3)。
图11.3 C·E·香农的信息论的思想先驱和继承者
在香农的1945年的贝尔实验室备忘录《密码学的数学理论》中,他使用了“选择”(alternative)一词来表示他的二进制信息选择测度。在他1948年的关于信息论的两篇论文中,香农认为,J·W·特基的功绩在于提出了“比特”一词。特基是普林斯顿大学的数学和统计学教授,1946年,他也同时为贝尔实验室工作。据说贝尔实验室的几位研究者——可能也包括香农——于1946年下半年聚在自助食堂一起吃午饭,抱怨“二进制数字”这一术语的落后。J·特基加入了这一桌。“带着一种特有的笑容和同样特有的新英格兰声调,他问道:‘那么,显然是不是比特这个词呢?’是的。”C·香农将特基对于比特一词的用法加以扩大,用来计算独立的选择数量,这些选择为在一个特定的总体中确定一个惟一实体所必需;特基已在一种比较有限的意义上使用“比特”这个词了,即“将之作为底数和的数字展开中的系数的通用名称”(特罗普,1984)。
1948年以后,香农的信息论在物理学、生物学和社会科学等学术团体中得到迅速而又广泛的传播(达尔林,1962)。信息论被普遍引用,这种影响历时多年经久不衰。香农的(以熵的公式所测度的)信息概念对于传播学学者来说有着直接的用处。(19)或许这就是为什么他的理论通常被称为“信息”(information)理论、而不是“通信”(communication)理论的原因,后者是香农用来表示其理论的术语。(20)
在香农信息论的引文的基础上,达尔林(1962)注意到,它被运用于范围广泛的各个学科,从生物学、大脑研究到心理学。霍根(1990)说,C·香农书写了“信息时代的‘大宪章’”。有关信息论的类似的热情评论来自其他许多渠道。例如,在一篇有关贝尔实验室1925—1980年在传播科学领域中的成就的评论中,米勒曼(1984)说,“或许,在通信(传播)数学方面,贝尔实验室中发生的最辉煌进展是20世纪40年代由香农所提出的信息论公式。”它的确是一个重大的理论贡献。贝尔实验室的执行研究主任R·W·勒基说:“在技术思想编年史上,我不知道还有什么更伟大的天才作品。”(勒基,1989)S·W·戈龙布是南加利福尼亚大学的电子工程教授,他认为香农信息论的重要性是不可能被夸大的:“这就像是有关字母表的发明者对于文学有多么大的影响的说法一样。”(霍根,1992)
香农的信息概念的普遍性受到了赞扬(21):“通过以定义清晰、但又完全抽象的术语来对待信息,香农能够使之一般化,他建立的定律不仅适用于某些种类的信息,而且适用于所有种类、所有领域的信息。”(坎贝尔,1982)勒基(1989)解释说:“香农的天才在于为信息和通信(传播)的思考揭示了一条新的道路。”信息论是独一无二的贡献:“香农工作的更加广泛、更加激动人心的含义在于这样的事实:他已把信息概念制作得如此有逻辑、如此准确,以至于它能够被置于一个正式的思想框架之中。”(坎贝尔,1982)
维杜(1990)在香农理论的最初40年的回顾中说:“香农论文(即1948年在《贝尔系统技术杂志》上的论文)的革命性很快就被认为是其令人惊奇的新思想的密集性,以及颇有说服力的和通俗易懂的风格的产物。”的确,自1948年以来,一群活跃的电子工程师和数学家已经推进了信息论的研究前沿,产生出一大批著作和杂志文章的文献,其数量仍在增长。许多只知道香农1948年的文章,或更有可能只知道香农和韦弗1949年的著作的传播学学者,会惊奇地发现信息论在过去的40年中进步得多么快。香农不仅被公认为以他1948年的两篇文章为基础的信息论之父,而且也是“1948年以后的这个学科的最重要的贡献者!他自《通信的数学理论》以来的近乎每一篇文章对于普通凡人来说,都是无价的研究思想的源泉”(麦克伊莱斯,1977)。例如,1974年的包括49篇文章的《信息论发展的重要论文》(斯莱皮恩,1977)的文集中有香农的12篇论文;其他作者的代表作都不超过3篇。
正像有时所发生的情况那样,当一个重要的理论贡献由某个学者在他或她生涯的相对早的时候被作出时,这个人就不知道下一步该作什么了。1956年,香农作为麻省理工学院电子工程学访问教授总是离开贝尔实验室。一年以后,他从贝尔实验室辞职,被任命为麻省理工学院的唐纳科学教授(1957—1958年学年间,他又总是离开麻省理工学院,成了行为科学高级研究中心的一名研究人员,是从电子工程师和数学家中挑选出来的很少几个人中的一个)。在麻省理工学院,他继续对正在取得进展的信息论作出贡献,紧随他早先的研究线索。但是到了20世纪60年代中期,他逐渐退出麻省理工学院电子工程和数学系的学术活动。香农在教学方面是一个完美主义者,认为他的每一节课都必须只包含完全创新的思想(范农,1990)。信件堆满了他的办公桌,但他不再回信,最后不再去麻省理工学院的办公室。香农较早(约50岁时)获得荣誉教授地位,也从那个围绕着信息论的范式所构成的、电子工程和数学的无形学院的活动中退出来。(22)他发表了少数几篇有关信息论的论文,他从前的贝尔实验室的同事提到他已到“江郎才尽”的地步,并对自己所创造的理论产生厌倦。在以后的30年中,香农和他的妻子贝蒂越来越淡出社会,这时,他们住在波士顿的温切斯特郊区,香农把时间花费在他的“熵屋”的工作间里,摆弄着各式各样的电子机械小玩意儿。
1985年,香农突然造访在英国布赖顿举行的国际信息论讨论会。“消息迅速传遍了大厅和讲演室,说是那个带着羞涩笑容的、在研讨会上走进走出的白头发的人不是别人,正是克劳德·香农。参加会议的有些人甚至不知道香农还活着。”(霍根,1992)会议的组织者R·J·麦克伊莱斯(Robert J. McEliece)说服香农在讨论会上发言。“他讲了几分钟,然后——他后来回忆说是担心听众会厌烦——他从口袋里拿出三只球开始变起戏法来。听众们为他喝彩,排队等待他的亲笔签名。”(霍根,1992)如同麦克伊莱斯所评论的那样:“这就好像是牛顿出现在一次物理学会议上一样。”(霍根,1992)
克劳德·香农中年时因购买特莱丁的原始股而变得非常富有,这是一家高新技术电子公司,由香农读博士生时的朋友H·辛格尔顿创办。随着特莱丁公司成为一家特别成功的公司,香农的日子也相当好过。后来,他写下一种算法来分析他的股票投资组合,由此使自己的净值增长到“巨大财富”的程度(勒基,1989)。
传播学的奠基人威尔伯·施拉姆在20世纪50年代普及了香农信息论方面的工作,他所采用的途径是:在伊利诺伊大学出版社任总编时出版了香农和韦弗(1949)的著作;在《新闻学季刊》上撰写了一篇文章,将比特用作传播研究的一个信息量度(施拉姆,1955);鼓励他的伊利诺伊大学的学生在从事传播研究时运用信息论。(23)
香农的单向通信(传播)行为的模式(参见图11.1)有助于启发传播学的学术领域(罗杰斯和金凯德,1981)。比起任何其他的理论概念化工作来,它更适合于作为传播学的范式,即为传播行为中的主要组成部分提供了一个单一的、易于理解的明确说明。这些主要组成部分是:信源,讯息,信道,接收器。因此,对于传播行为的传播研究可以确定出信源变量(诸如可信度)、讯息变量(就像使用恐惧呼吁)、信道变量(诸如大众媒体与人际信道)和接受者变量(如受众个体的可说服性)。传播研究中的因变量对效果进行测度,诸如接受者一方的认识变化,态度变化(说服)和例如投票赞成某个候选人,或购买一种新产品的明显的行为变化。
因此,看来将香农(1949)的通信(传播)模式变成适合于传播研究中所包括的那些变量的一般分类图式不是一件困难的事情。这个模式的显而易见的简单使它能够吸引住传播学学者。不过,请注意:这些因变量是就接受者而言的传播效果,这是一个发展,它超出了香农原来对作为一个因变量的信道能力的重视。香农传播模式中的另外两个修改是由人类传播学学者所作出的。第一,传播行为的单向模式通过增加有关对接受者的传播效果的反馈而多少有了扩展。尽管香农最初没有使用反馈概念本身,但他的确提出了一个带有“纠正装置”的“信源—发射器—接收器”的模式(香农,1949)。像伯洛(1960)那样的传播学学者受诺伯特·维纳(1948)的影响,在他们的人类传播模式中增加了、也确实强调了反馈概念。如同伯洛的通俗教科书《传播过程》(1960)的标题所包含的那样,他试图把传播行为的构成模式(SMCR)概念化为一种超时间的过程。第二,后来,在以两个或以上的参加者之间的信息交换为基础的趋同传播模式中,人类传播的单向概念得到了进一步的修正。伯洛(1977)将反馈结合到传播过程中去的做法朝着这个方向迈进了一步。罗杰斯和金凯德(1981)将传播描绘为这样一个过程:在此,个体作为“无线电收发两用机”来行事,就是既发射信息又接收信息,以便达到共同的理解。逐渐地,各种传播模式中的传播被看作是一个过程,而不是一种行为,这是一个偏离香农的线形通信(传播)模式的运动。
香农信息论的第三个要素,也就是在他信息的定义和测度以及他的通信(传播)模式之后,是他关于信道能力的命题。正如里奇(1986)所指出的那样,香农的23个定理构成了“‘信号发射’的一般理论”,而不是一种“人类传播研究者对传播一词的理解意义上的‘传播’理论”。信号发射只是人类传播过程的一个组成部分(里奇,1991)。香农的命题论述了诸如带或不带噪音的信道、信源的熵、信道能力和连续与不连续的信息等等概念之间的关系(香农,1949)。
香农的信息概念化工作为传播学(以及其他学科)学者广泛采用,他的通信(传播)模式及其修正也引起了非常普遍的关注。另一方面,他关于信道能力的命题却几乎被传播学学者所忽视,一个基本的原因是,(与诸如收音机、电视和香农的传播行为概念中的单向电话等单向传播系统的工程师相比,)人类传播学者对于信道能力不那么感兴趣。香农的信道能力的主要因变量与传播学学者对于传播效果的基本兴趣不是十分吻合。和香农不同,这些学者并不认为传播被有限的信道能力所约束;相反,一个充裕的假设似乎是更加合理的(里奇,1992)。
对于研究传播效果的侧重受到哈罗德·D·拉斯韦尔的著名的5个问题(谁,说什么,对谁说,通过什么渠道,取得什么效果?)的传播模式的激励,并受到保罗·F·拉扎斯菲尔德与诸如CBS广播公司和时代—生活公司等媒体组织的紧密联系的激励,这些公司是20世纪40年代和50年代他在哥伦比亚大学应用社会研究局的研究赞助者,而它们想要知道的是它们的大众传播行为的效果。近年来,这种以效果为关注点的做法已经受到怀疑,传播的替代性模式(如一种趋同模式)已有人(如罗杰斯和金凯德在1981年)提出。
W·施拉姆在伊利诺伊大学的博士生W·L·泰勒(Wilson L. Taylor)发明了一种有关可读性的信息型测度法,它被称作“填充测验法”(the cloze procedure)(泰勒,1953,1956),是以格式塔的闭合概念命名的。在一份手稿中,每隔5个字就有被随意擦掉的字,要求调查对象予以填补。(24)正确地做到这一点的能力是这个文本可读性的一种指示器。
在传播学领域中,信息概念的全部整合潜力、它的测度——即比特——都还没有被意识到,这部分地是因为:传播学的新范式是由业已存在的大学新闻系和言语系中的传播学学者所采纳的,因此将正在崛起的传播学领域分为大众传播和人际传播两个分支学科(里尔登和罗杰斯,1989)。在社会科学中,信息概念也没有得到更加广泛的意识,在那里,信息理论可以为理论的统一提供一个可能的工具(麦考密克,1986)。这样的统一还没有出现。
赛佛林和坦卡德(1988)在他们关于传播理论的评论中声称:“对于其他传播理论和传播模式来说,通信(传播)的数学理论是最重要的一个激励因素。”香农的信息论为传播学领域提供了基本的范式。美国大学中最早的传播研究机构和最早的授予博士学位的课程,都始于香农的信息理论发表不久。作为美国大学的传播学院的最重要的机构设置者,又是传播学领域的奠基人,W·施拉姆对香农理论较早产生了热情。
就信息论之为传播学学者的接受而言,香农信息论的发表时间是至关重要的。如同伯洛(1977)在20世纪40年代后期所注意到的那样:“传播研究者从中等职业学校教育的集散地中崛起,并竭力争取他们的高等院校的同事在理智方面的尊敬。”信息论看上去像是通向尊敬的一个途径。它还像是一个能够提供某种普遍观念的工具,这一普遍观念跨越了不同类型的传播渠道。按照信息论的看法,传播是通过大众媒介而发生,还是通过人际渠道发生,这实际上无关紧要。“香农的含义是,传播就是传播,不管通过什么渠道,它都会发生。这种理论思维的全部效果是使人类传播的术语、概念和模式都标准化了,而不管它所通过的渠道是什么。”(罗杰斯,1986)这些概念和模式就来自克劳德·香农。
香农的理论对于正在崛起的传播学领域产生了巨大的影响。如同克里彭多尔夫(1989c)所说:“从历史的眼光来说,信息论是传播研究发展的一个主要的刺激因素。它使得在此以前的模糊的信息概念变得在数学上可以操纵,将它从涉及认识和传播术语的各种学科的有冲突的要求中解放出来,并赋予传播和信息过程的研究以合法性。”
信息论对传播学的理论影响尽管很强且持久,但并非完全是积极的。正如当代传播学学者对诸如“信源”、“接受者”和“反馈”等原初的工程概念的全然依赖、对诸如“噪音”、“编码”和“解码”等控制论术语的全然依赖所表明的那样,这个影响是强大的。香农的通信(传播)模式在由传播学学者作了某些改变(诸如增加了反馈)之后,又将传播学学者引向对传播行为进行单向的概念化工作,引向注重对传播效果的确定。因为传播学者就信息论所做的事情而批评香农的理论,这公平吗?“批评香农的模式不适合于人类传播的复杂性,犹如因为一艘划艇不是一条鲸而去批评它一样。”(里奇,1986)
一旦一个范式被一个学科的学者们接受了,它就为以后几代的学者提供了有用的指南,减少了有关研究什么样的课题、如何研究它们、如何解释研究成果等问题的不确定性。不过,一个范式也可能是一个理智的陷阱,使追随它的科学家们陷入他们可能完全辨认不出的假设之网。D·K·伯洛回顾他20世纪50年代在伊利诺伊大学的博士学习生活:“和我的许多同事一样,我根本不理解我所相信的基本假设和理论结果,也把握不了我从中受到教育的研究传统的有限的繁殖力。我不认为作为线性因果决定论之基础的那些假设可以说明传播事件的主要问题,但不是说它们不能说明那种在我们的生活中引起重大差异的问题。”(伯洛,1977)他后来承认,人类传播常常是无目的的与非线性的:“一种信息—传播关系在我们理解它时可能是有方向的;否则,它就可能没有方向。如果我们把‘信源’看作是有目的的和原初的,把‘接受者’看作是被动的,看作是一个接受器——例如,如果信息是刺激,效果就是反应——那么,这种关系就是有方向的。另一方面,如果这一关系是这样的,其中,两个使用者在期望、计划和预见方面趋于一致,那么根据双方如何使用和接近一个信息—事件,比起根据一个人如何使用这种关系去指挥另一个人来,属于这种关系的不确定性的减少或许就更容易理解了。”(伯洛,1977)
今天,有必要对香农的通信(传播)模式重新予以概念化,以便反映作为过程的传播定义,认识到传播往往是非线性的、无意图的,并促使传播效果之外的其他重要研究课题的进行。因此,传播学者正逐渐地摆脱他们早期对于克劳德·香农的通信(传播)的数学理论的误解,这是一个逐步的、渐进的过程,它最终将恢复我们对于作为自我纠正体系的知识界的信念。
(1) 这一章部分地是以罗杰斯和瓦伦特的著作(1992)为基础的。我要感谢R·皮尔斯和K·克里彭多尔夫对于这一章草稿的评论,并感谢T·瓦伦特的合作。
(2) 1948年的由两个部分组成的文章的题目是《通信的数学原理》,一年以后,这个题目变成著作的题目:《通信的数学原理》,当时显然还没有匹敌者。
(3) 这个定义直接取自罗杰斯(1986),但却是以香农的思想为基础的。告知(信息)就是使某种东西具有形式或形状。
(4) 熵以一种通常的方式计算指数差异或变量。当一个事件的可能性低的时候,它就更加出人意料,就包含更多的信息,熵(H)也就更小(勒基,1989)。
(5) 在1945年贝尔实验室的秘密备忘录中,香农成为首次使用“信息论”这一术语的人。
(6) 香农的通信(传播)模式通常被传播学学者称为线性的(例如,罗杰斯和金凯德,1981),意思是单向的,从左到右。但是,对于工程师来说,“线性的”(linear)意味着非相互作用的。这里,我们是在前者的意义上使用“线性的”一词的。
(7) 在香农的工作开展一个世纪之前,布尔数学就已经由G·布尔设计出来了。一个典型的布尔命题表明,如果X或Y发生,但不是Z,那么Q产生(霍根,1992)。
(8) 这封信的日期是1939年2月16日,它见于美国国会图书馆,手稿部,V·布什收藏品,盒102,文件夹2401。
(9) 香农的申请信由哈格迈耶所复制(1979)。
(10) 这个问题是香农的博士论文的中心问题,它产生于1939年夏,香农在纽约科尔德斯普林港生物研究实验室任研究助理期间。布什安排了香农对于遗传代数学的夏季工作。
(11) 这封信的日期是1949年10月24日,现存美国国会图书馆,手稿部,V·布什收藏品,盒102,文件夹2401。韦弗的信表明,1941年,T·弗赖为香农提供贝尔实验室的位置,以便帮助香农消除一些个人问题的思想负担。
(12) 起初,韦弗对这部著作的贡献是第二部分,而香农的贡献是第一部分。然而,在1963年前,这部著作再版时,顺序颠倒过来了,这或许是为了使读者更容易理解这部著作,这些人发现,香农的高度的数学化风格更加难以理解(斯托凯斯,1990)。
(13) 由于《通信的数学理论》的两部分之间在内容方面存在着极其根本的差异,所以学者们应该不是引用韦弗,就是引用香农,除非涉及整部著作。因此,我听从了里奇(1986)的建议,他论证说传播学学者之所以混乱的一个原因是“当韦弗的思考被引用时,习惯上却引‘香农和韦弗’,而这样做又是出于以下假设:它们不管怎么说总受到香农的数学的支持”。当香农和韦弗的著作被传播学学者所引用时,这些学者通常指的是来自韦弗的第一部分的思想,而不是来自香农的第二部分的思想。
(14) 韦弗致L·赖德诺尔的信,1949年,11月17日,美国国会图书馆,手稿部,V·布什收藏品,盒102,文件夹2401。
(15) 如果英国政府知道图灵是一个同性恋者,那么就不会允许图灵在布莱切利园从事密码学研究,那样的话,英国就会在这场战争中失败(古德,1980)。
(16) 为了对图灵已经破译了“谜”这事进行保密,英国首相丘吉尔容许纳粹德国空军轰炸英国的考文垂市,尽管英国人事先知道这次空袭部署的时间和地点。英国情报局的官方记载认为,那天夜里,人们知道考文垂和伦敦都是德军的目标,但丘吉尔选择了保卫伦敦的方案。
(17) 这正如C·香农在与R·皮尔斯的一次私人访谈中所证实的那样(香农,1982)。事实上,1948年,香农与贝尔实验室的两个同事撰写了一个出版物,它就通过回避维纳的令人可怕的数学难题而以“黄色探险”报告为基础(米利曼,1984)。
(18) 维纳看来并不完全理解香农的信息论,尽管他写过一篇香农和韦弗著作的评论。在他的自传——《我是一个数学家》——中,维纳(1956)声称得益于香农的信息论:“香农喜爱分散,规避连续。他认为分散的信息是某种类似于分布在时间中的一连串‘是’和‘不是’的东西,并认为‘是’和‘不是’之间的单一决定是信息的要素。在连续滤波理论中,我被引入关于信息单位的一个非常相似的定义,离开了起初的非常不同的观点。在引入香农—韦弗的信息特性的定义的时候(因为它平等地属于我们两个),我们与这个主题的现存状态有了截然的分离。”
(19) 在其研究中使用熵型测度的传播学学者包括:克鲁尔、瓦特和利克特(1977)、芬恩(1985)、查菲和威尔逊(1977)、达内尔(1970,1972,1976)、罗杰斯和金凯德(1981)、泰勒(1953,1956)、施拉姆(1955),以及瓦特和克鲁尔(1974)。比起它已经引起的注意来,熵测度还值得传播学学者们进一步地予以重视(芬恩和罗伯特,1984)。
(20) 事实上,香农在他的《贝尔系统技术杂志》上的两篇文章,或在他1949年的著作中从未将之称为“信息论”。
(21) 在各种出版物中,香农的信息论被认为是具有开创性的,并得到了许多赞赏。不过,《数学评论》中的一篇有关香农理论的评论说:“香农1948年(在《贝尔系统技术杂志》上的两篇文章中的)讨论完全是提示性的,不是数学的,而且,有关这一点——即作者的数学意图是值得尊敬的——并不是始终清楚明了的。”(杜布,1949)事实上,香农没有为他的所有工作提供数学证据。这种证据是后来由其他人所提供的,特别是由范斯坦(1958)所提供的。
(22) 1956年,这个无形学院作为“电气及电子工程师信息论协会研究所”而正式确定了它的地位,这个研究所每年召开会议,并出版了《电气及电子工程师协会信息学报》。
(23) 施拉姆(1971)在香农信息论发表以后写作了23年,他说:“我们认为,香农的信息论是一个光彩夺目的类比物,它可以照亮我们自己领域的许多黑暗的地方。”
(24) 使用了泰勒的“填充测验法”的传播学学者包括达内尔(1970)、迪肯斯和威廉(1964)、劳里和马尔(1975)、林奇(1971)以及泰勒(1975)。
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