在1988年的畅销书《时间简史》中,物理学家史蒂芬·霍金回忆说,负责此书的编辑告诉他,书里每用到一个公式就会让潜在的读者数量减半。霍金很接地气,他在书里只用了一个公式( E = mc 2 ),而这本书则狂销了超过1 000万册。回到20世纪40年代,事情显然有所不同——诺伯特·维纳1948年的科学畅销书《控制论:或关于在动物和机器中控制和通信的科学》( Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine ,简称《控制论》)充斥着成百上千个复杂的公式,却成了轰动全世界出版业的一部著作。
顶着一个怪异的书名,号称为近乎万事万物的运行找到了一个新的理论,《控制论》如风暴般席卷各大书店。第一版在6周内销售一空,6个月内加印了三次,直指畅销书排行榜第一名的宝座。 [1] 《纽约时报》的一名书评人认为,《控制论》是一本“意义重大的书……其终极的重要意义……可以比肩伽利略、马尔萨斯、卢梭或者密尔 ”。 维纳的这本书向公众普及了二战期间开展的对控制系统和负反馈的研究,向整个科学界——尤其是生物学——推广了这种新兴的研究手段。它还催生了一些新的信息术语,极大地改变了战后的世界,并塑造了一套翻天覆地的遗传学观点。我们至今还生活在这样一个世界里。
—A·C·G·T—
《控制论》诞生于巴黎。1947年,维纳受邀参加了法国东部城市南锡的一场研讨会。此次造访欧洲,他遇到了英格兰的一些思想家,比如艾伦·图灵、J. B. S. 霍尔丹,以及曼彻斯特大学的计算机先驱“弗雷迪”威廉姆斯(‘Freddie’ Williams) 和汤姆·基尔伯恩(Tom Kilburn) 。在一次巴黎之行期间,维纳去了“索邦大学对面一家冷清的小书店”,在那里遇到了生于墨西哥的恩里克斯·弗赖曼(Enriques Freymann),一家法国出版机构的老总。 弗赖曼被维纳的思想迷住了,他向这个美国人提议,应该写一本书,把这些思想讲给普罗大众听。维纳欣然接受了这个提议,一杯热巧克力的工夫,合同就签下来了。维纳的第一个任务是为自己一直以来研究的控制和信息的新观点找到一个整体性的描述。他最终想出了一个新词——“控制论”(cybernetics),源自希腊语的“舵手”。 我们如今所用的所有带“cyber”的单词都源自维纳的这项创造。
1948年10月底,《控制论》在大西洋两岸同时出版。书中全是公式,又被维纳的匆忙和冒险进行的越洋审校搞得错误百出。但由于书中的数学太复杂,所以并没有人真正注意到——极少有读者能读懂《科学》杂志所说的“晦涩难懂的数学部分”,更鲜有人看出其中的破绽。读者其实并不关心什么代数。正如《纽约时报》的一位作家所解释的那样,《控制论》的成功要归功于一件事,那就是夹在公式之间的还有“一页页火花四溅、文采斐然、引人深思的文字”。 [2] 维纳提出了一个关于信息和控制在行为中的作用的理论,强调了动物与机器间的相似性。他也勾画出了一个对未来的展望。那时,控制论将处于支配地位,自动化将主宰世界。维纳还写道:“当下的时代是交流与控制的时代。”
战后世界的一大烙印,是对技术的毁灭性力量的担忧。在这样的一个世界中,维纳的观点既似天启末日,又如圣光降临。他描述着生产中越来越多的自动化“向善或向恶的无尽可能”。鉴于工厂自动化仍处在起步阶段,而计算机还只能在它们基于真空管的记忆中储存一个简单的程序,这种想法显得相当大胆。然而在这样的背景下,维纳却预见到了一个整体趋势,这一趋势将成为20世纪下半叶的工业生产最典型的特征。维纳预测,将会出现一场新的工业革命,随着机器开始承担低级的脑力工作,人脑那些“比较简单和套路性”的能力的价值将会降低。他的观点是,要限制这种发展的破坏性,唯一的办法是创造“一个并非基于买卖,而是基于人类价值的社会”。归根结底,维纳对未来感到沮丧。在描述了一门新兴科学的创生之后,他感到无力和悲观:“我们只能将它交给我们身边存在的世界,而这个世界,是贝尔森 和广岛的世界。”
《控制论》的核心观点是,所有控制系统以及蕴含其中的负反馈都是基于信息流的。维纳认为,信息是所有系统的核心——无论是机械系统、电子系统还是生命系统——而这与物理学家熵的概念关联甚密。5年前,薛定谔曾指出,生命过程是“逆熵过程”,因为它有暂时对抗热力学第二定律的能力。现在,维纳正在将这个概念推广到所有信息上:
我们此处定义为信息量的这个量,是相似情况下通常定义为熵的那个量的负值。
他如是解释道:“正如一个系统中的信息量是对其有序程度的一个度量,系统中的熵也是对其无序程度的一个度量,它们彼此是简单的负数关系。”维纳的观点是,信息就是“负熵”。根据这个观点,生命与信息是密切相关的。因此,在最有秩序的物质状态——生命体——和有序的非生命物质形态之间存在一个连续统(continuum) ,一个可以从一种新的特性,也就是信息的层面上去看待的连续统。维纳斩钉截铁地指出:“信息就是信息,不是物质也不是能量。一个唯物主义观点若是不承认这一点,在当今世界就是站不住脚的。” 尽管这是正确的,但信息还是需要一种物质作为载体,并且正如西拉德在解答麦克斯韦妖的问题时所指出的那样,要获得或者创造信息,必须消耗能量。
《控制论》的主题并非只是关于信息,它的根基是维纳二战期间在防空武器研究中率先探索的负反馈概念。 对负反馈的了解古已有之,在伊斯兰教的黄金时期,它以水位调节器(类似厕所里的水箱)的形态存在,而在18世纪,蒸汽工程师詹姆斯·瓦特利用这个现象开发出了一种“调节器”来防止他的机器失控。虽然瓦特的发明催生了日常语言的新形态——它是“自调节”“分权制衡”这样的词的起源——但它并没有被广泛应用,在所有系统中发挥作用。维纳对负反馈重要意义的看法,以及他将行为、生理、社会、电子、自动化的丝丝缕缕编织在一起的能力,向普罗大众展示了如何用同一个理论框架去阐明自然与机械世界的万象。这造就了一个令人痴迷的综合学科。
正如维纳所期望的那样,《控制论》产生了超出学术范畴的影响。《纽约时报》和《科学美国人》上有这本书的概要,从《美国人类学家》( American Anthropologist )到《精神病学季刊》( Psychiatric Quarterly ),各种各样的学术期刊上也有对此书的正面评价。 [3] 根据《美国政治与社会科学院年鉴》( Annals of the American Academy of Political and Social Sciences )的说法,这是“一本引人入胜的书,人们读它不只是出于新奇感,也不只是出于各个学科、各个哲学派系的科学家们的学术兴趣”。 美国《科学》杂志为“一门新学科”的诞生喝彩,法国物理学家莱昂·布里渊(Léon Brillouin)则在《美国科学家》( American Scientist )上将信息与“负熵”之间的联系描述为“一个全新的研究领域,一场翻天覆地的思想变革”,后来自己又写了一本关于这一主题的著作。 《控制论》被广泛阅读,热烈讨论——在世界闻名的伍兹霍尔海洋生物学实验室1949年开设的暑期班上,它成为学生和青年科学家们热议的话题。
《控制论》在法国也产生了类似的影响。虽然以英文出版,但它在那里还是吸引了广泛的关注。1948年12月,《世界报》( Le Monde )刊登了一篇长文,作者是法国道明会修士、哲学教授多米尼克·迪巴勒(Dominique Dubarle)。迪巴勒赞扬了维纳这本“出类拔萃”的著作,称其宣告了“一门新科学”的诞生。 [4] 世界正在被重塑,但维纳仍然没有从成功中缓过神来:
弗赖曼当初并不是十分看好《控制论》的商业前景。而且事实上,放眼大洋两岸,谁都不看好。当它成为科学畅销书时,所有人都震惊了,尤其是我自己。
—A·C·G·T—
维纳并不是这场思想革命的唯一缔造者,他也没有以此自居。在《控制论》的前言中,维纳讲述了他是如何通过与他那些富有才学的伙伴——包括克劳德·香农——经年探讨而发展起这个关于控制论的新观点的。维纳大方地解释说,一些类似他的“关于信息量的统计学理论”的东西,同时也在美国被香农,在英国被R. A. 费舍尔(R. A. Fisher) ,以及在苏联被安德烈·柯尔莫哥洛夫(Andrei Kolmogorof) 得出过。费舍尔解读信息的手段其实很不一样,而柯尔莫哥洛夫的工作又无从获知,但香农的观点事实上与维纳的如出一辙,具备必要的数学能力的读者很快就能领会到这一点。
1948年,香农在《贝尔系统技术期刊》( Bell System Technical Journal )上发表了两篇厚厚的讲理论的论文。之后,他以这两篇论文为基础在1949年出版了一本书《通信的数学理论》( The Theory of Communication ) [5] ,书中还有一篇说明性质的短文,作者是洛克菲勒基金会的行政官,D-2分部的前任主管,沃伦·韦弗。虽然《通信的数学理论》很快便为科研界所熟知,但相较于《控制论》,它在公众面的成功却无法望其项背。不同于维纳文风入时、引人深思的夹叙夹议,香农铺陈的那些枯燥的公式之间没有夹杂任何类似这样的文字,除了那些最虔诚的读者,所有人估计都会被开篇的第一句话劝退:“多种多样调制方法的近期进展,比如以带宽换取信噪比的PCM和PPM,增强了对通信一般原理的兴趣。” 与此相反,维纳的《控制论》的开篇是一首德国民歌。
香农的兴趣主要在通信,而非控制。他的模型极其抽象,以信息为对象,却又不涉及信息的具体内容。他在书的开篇写道:
在本理论中,“信息”一词被用于一个特殊的意义,切勿与其通常的用法混淆。尤其要注意,信息务必不能与含义混为一谈。
不同于维纳的见解,香农采用的手段中没有反馈的一席之地——这是一个线性的传播系统,消息的源头和接收端之间没有关联。这个模型无法解释行为或机械系统中的控制流,它的表述就是所有它能做的:它解释了在一个系统中,一条消息是如何——无论是否存在干扰噪声——从一个发送器传递到一个接收器的。对于香农而言,至关重要的过程是编码和解码:“发送器的功能是给消息 编码 ,而接收器的功能则是 解码 。”
香农的研究表明,信息可以用数学手段来赋予概念,作为在所有可能存在的信息中进行选择的自由度的量化手段。在这样的选择中,最简单的是只有两个选项,即二进制中的情况。“这个信息单位,”香农写道,“叫作‘比特’(bit),这个由约翰·W. 图基(John W. Tukey) 首先提出的词,是对‘二进制数’(binary digit)的缩写。”香农对信息的正式数学描述基本与维纳的相同,只不过两位数学家是从不同的侧面殊途同归的:维纳将信息视为负熵,而对香农而言,信息和熵是一回事。
两人对这种区别心知肚明。1948年10月,香农致信维纳:
我思考的是,当就一个集合做出一个选择时,产生了多少信息——集合越大,信息越多。你考虑的则是,集合越大的情况下,不确定性也就越多,这意味着更少的知识,也就是更少的信息。我们观点上的差别部分源自数学的语义双关,但在任何一个具体的问题上,我们都将得到相同数值的答案。
无论是对这些看似相反的手段的解释,还是香农所谓的双关的来源,都在于他严格地聚焦在相对狭窄的通信问题上。而维纳则想要创造一个更大、更宽泛的理论,其中综合了通信、控制、组织和生命自身的本质。因此,维纳的模型中必须包含含义,一个香农反对的东西。两种构想上的反差因此远非数学上的双关——它反映了两人追求上的不同。
—A·C·G·T—
维纳和香农的思想对科学界产生了重要的影响。信息开始被视为物质的一个可以量化的特征,量化的最佳手段是二进制编码,而控制和负反馈则似乎成了生命和机械系统的基础特性。这些思想影响生物学家的方式之一是为创造自动机,进而测试生命体运作和繁衍的模型提供了可能性。 1948年9月底,《控制论》出版一个月前,在加州理工学院举办的一场有关行为的大脑机制的研讨会上,这些关联得到了探讨。这场研讨会的规模不大——只有14名发言者,另有5人旁听,其中一位是加州理工学院的化学家莱纳斯·鲍林。
冯·诺伊曼做了开场报告,题目是《自动机的一般和逻辑理论》,探讨了生命的一个标志性特征:繁殖的能力。冯·诺伊曼的出发点是艾伦·图灵战前提出的,通过在纸带上读写来进行操作的通用机器 的理论。但这对冯·诺伊曼来说太简单了:他想构思“一个输出其他自动机的自动机”。
图1 克劳德·香农的通信模型。引自Shannon and Weaver(1949)
冯·诺伊曼的观点是,这样的一台机器需要指令来构建它的组成部分,而这些指令的效用“大致相当于基因的功能”,指令的改变就像是一次基因突变。冯·诺伊曼的解释是,“对于其促成构建出的物体”,一个真实的基因“可能并不是含有完整的描述,而只是含有一般的线索,一般的信号”。与此相反,“繁殖中的根本性活动,遗传物质的复制”可以通过抄写纸带的方式来概念化——冯·诺伊曼是在含蓄地指出,基因就像图灵的包含指令的纸带一样。 虽然冯·诺伊曼没有言及,但这就是薛定谔所说的含有密码脚本的非周期性晶体在计算机领域的一个版本。
没有与会的科学家们同样对控制论和遗传学的关联产生了兴趣。维纳与英国遗传学家J. B. S. 霍尔丹有联系,后者一直密切关注着维纳的工作。1948年11月中旬,霍尔丹在艰难地将这个新概念应用于自己领域的同时,写信给维纳:
我正在渐渐学会从消息和干扰噪声的层面去思考……我怀疑一只动物或一株植物有相当大一部分是冗余的,因为它得费一番周折才能被精准地复制,并且周围还有很多干扰噪声。突变似乎就是被融合进信息的一点点干扰噪声。如果我能从消息和干扰噪声的层面去看待遗传,就能够有所成就。
伊利诺伊大学的物理学家西德尼·丹科夫(Sydney Dancof)和他的同事,奥地利裔放射学家亨利·夸斯特勒(Henry Quastler),共同发展出了类似的思想。1950年7月,丹科夫给夸斯特勒写信,概括了两人有关遗传与信息间关联的想法。丹科夫写道,染色体可以被视为一条“承载着指令的线性编码条带”。他接着又指出:
整条染色体包含着一则“消息”。消息可以被分解成次级单元,可以叫作“段落”“单词”之类的。最小的消息单元可能是某种触发器,能够做出是或否的决定。如果这个是或否的决定的结果能够在成熟的生命体上清楚地看到,那我们就可以将这个最小的消息单元称为一个“基因”。
丹科夫和夸斯特勒这是在将遗传学强行套入二进制模式,将生命体当作图灵和冯·诺伊曼假想的自动机的一个例子来看待。
欧洲也是如此,科学界谈论着关于信息和控制的新思想,各国都在用略有不同的手段解答这个问题。1950年9月,伦敦英国皇家学会组织了一场为期三天,关于“信息理论”的会议。“信息理论”这个概念——香农或者维纳没有使用这个术语——在会后便被广为采用。大约130位与会者挤进了皮卡迪利大街伯灵顿庄园小小的报告厅里,探讨这个领域中数学和电子学方面的问题。香农在会上做了三个报告,但却几乎没有论及维纳的控制论方法。会上也没有遗传学家的身影。唯一一个聊到基因相关问题的发言者是艾伦·图灵,但他更感兴趣的是自然选择如何改变生命体的外形,而不是思考遗传的运作方式。
信息深入科学思维和日常语言的程度在1950年底展露无遗,当时英国动物学家J. Z. 杨(J. Z. Young) 在BBC(英国广播公司)做了享有盛誉的里斯讲座,他讲座的题目是《科学中的疑点与定论》。前三场电台讲座的主题是生物学家如何研究脑的功能,里面充斥着“信息”这个词。 有关信息的新观点被呈现在了听众的面前,仿佛它是理解神经系统工作方式的唯一方法。然而它展现出的真正内涵是,生物学家们思考生命的方式已经改弦更张了。 [6]
在法国,诺贝尔奖得主、物理学家路易·德布罗意(Louis de Broglie) 在1950年春天做了一系列讲座,总标题是“控制论”。而在1951年,巴黎举办了一场洛克菲勒基金会资助的学术会议,与会者超过300人,包括维纳和麦卡洛克。会议结束后,维纳留在巴黎,在久负盛名的法兰西公学院做了几场关于这个主题的报告。《精神》( Esprit )和《新法兰西评论》( Nouvelle Revue Française )等法国期刊也刊载了几篇有关控制论的文章。针对普通公众,科学记者皮埃尔·德拉蒂伊(Pierre de Latil)写了一本颇有趣的书《人工思维》( La Pensée Artif cielle ),解释了控制论的本质和诞生过程,书中包含了很多有用的图表和照片。但这本书重点关注的是反馈,并展现了法国工程师们是如何在15世纪和19世纪提出这一概念的。 德拉蒂伊的书展现出了法国人和英国人在探究控制论时手段上的差异:英国人聚焦于信息,而法国人则强调这个问题中有关控制以及机器人的方面。令人惊讶的是,德拉蒂伊的书中完全没有提及香农。在英国和美国,《泰晤士报科学评论》( The Times Science Review )和《科学美国人》等科普杂志对“信息”——既包括抽象概念的信息,也包括香农的数学化版本——做了广泛的讨论。
无论不同的课题领域之间以及不同的国家之间有怎样的差异,在英国、美国和法国,科学界的每一个人都知道,一场观念的变革正在发生。不过并不是所有人都很感冒。1948年,马克斯·德尔布吕克受邀参加了一场控制论的会议。这是他参加的唯一一场此类会议。快人快语的德尔布吕克后来回忆说,他觉得这场讨论“太冗长了,不合我的口味,空洞至极,愚蠢无比”。
—A·C·G·T—
1950年,维纳出版了他的第二本书——这次一个公式也没有——公众对控制论的兴趣更加水涨船高。他在这本书中概述了自动化渐趋发达以后,社会将不得不面对的潜在变化。这本新书的名字很拗口,叫《论对人的人性化使用》( On the Human Use of Human Beings ) ,解释了在20世纪下半叶,社会应当如何应对自动化的出现以及计算机的进步将会引发的文化和经济发展。它以信马由缰的风格涵盖了各式各样的文化,述及语言、法律和人的个性,探讨了在机器看来可以体现目的性行为诸多方面的背景下,它们不断改变的含义。维纳担心,自上而下的社会管控正在成为全世界所有经济和政治体系的典型特征。他如是解释道:“我希望将本书致力于一场抗议,反抗这种对人的非人性化使用。” BBC最受听众喜爱的哲学家西里尔·乔德(Cyril Joad)教授讨厌这本书。他发表在《泰晤士报文学副刊》( Times Literary Supplement )上的书评完全不留情面,批评维纳“欠缺逻辑、东拉西扯的语言”,并给此书打上了“极度危险”的标签。 [7]
无论乔德如何恐惧,维纳这本了不起的著作都产生了长久的影响,因为它说明了万事万物——包括人——最终都可以被彻底简化成信息的模式。维纳再次强调了最新的技术发展与生命体的行为和运作方式之间的关联:“我的论点在于,生命个体的运行与一些新式通信机器的运行有着精准的相似性。” 维纳指出,如果人在形态和功能上的本质都是机器,那么就有可能通过计算“遗传的信息量”,用人蕴含的信息来定义一个人。维纳的观点是,如果这种信息能够以某种方式来表征,那么甚至有可能用电子手段来传送它们,并且保证个体的身份不变。 虽然维纳意识到,这样一个过程在可以预见的未来只会存在于科幻小说的世界里,但他还是点出了自己的思想:人在根本上与任何其他形式的有机体并无不同。归根结底,都是信息。
维纳不是唯一一个沿着这些思路思考的人。1949年7月,香农列了一个不同物品与它们的“存储能力”的清单。他认为,一张“留声机唱片”含有大约300 000比特的信息,一小时的电视直播的信息为10 11 比特,而“人的基因要件”只有区区80 000比特。 这些不着边际的胡乱猜想一个也不对——那份手稿一直躺在香农的资料库里,直到最近被詹姆斯·格雷克(James Gleick) 发现——但它们表明了信息的概念如何能够被应用到世间万物上。1952年5月,J. B. S. 霍尔丹给维纳写了一封信,在信中宣称自己已经“算出了一枚受精卵中的控制(=信息=指令)总量”。 没有人知道霍尔丹算出来了个什么数,也不知道他是基于什么做的计算——他从未将自己对这道谜题的回答公之于众。
亨利·夸斯特勒胆子更大。1952年3月,他组织了一场有关生物学中的信息理论的研讨会,举办地点是伊利诺伊大学他自己的控制系统实验室。细菌遗传学界的新星乔舒亚·莱德伯格被邀请参加,但他却很谨慎,因为这场会议是由美国海军研究办公室资助的。莱德伯格担心会上的讨论会被录音,而且可能牵扯一些未来将会涉密的问题。 莱德伯格可不是神经过敏——麦卡锡主义的猎巫行动正在大张旗鼓地进行,这使美国的学者们不得不“宣誓效忠”,否则就有丢掉工作的危险,一句欠考虑的评论就能招来祸端。
研讨会上的发言者展示了科学家们正在如何将信息的新概念应用于生物学当中。一位与会者在其所含信息的层面讨论了莱纳斯·鲍林的角蛋白分子结构模型,而另一位则探讨了一枚受精卵中的信息含量,在他看来,这是“一个在基因要件的控制下,被编码进受精卵中的指令集”。甚至有两个人尝试计算了生命体中含有的信息。亨利·林希茨(Henry Linschitz)用分子和能量的计算得出结论,“一个细菌细胞的信息含量”约为10 13 比特。 在一篇丹科夫英年早逝 后才完成的合作论文中,夸斯特勒概述了他所认同的“大体近似和粗略假说”,然后计算出人类的基因组至多含有10 10 比特的信息。这项计算的出发点是,每个基因和它的不同版本——也叫等位基因——是“一个独立的信息来源,其熵值取决于等位基因状态的数量,或者说不同消息的数量”。夸斯特勒承认自己“既不知道基因的数量,也不知道等位基因状态的平均数量”,而且要让这项计算有充分的可信度,两者似乎都不可或缺。但夸斯特勒仍泰然自若地总结说:“这是一个极为粗略的估算,但聊胜于无。” 并不是人人都认同丹科夫和夸斯特勒的结论。1965年,在遗传密码被破解之后,但还没完全被破译出来之前,迈克尔·阿普特(Michael Apter)和刘易斯·沃尔珀特(Lewis Wolpert)重新审视了丹科夫和夸斯特勒的数字,将其评价为“强词夺理,以至于毫无意义的数值”。对于丹科夫和夸斯特勒毫无意义的计算,他们以十分尖刻的言辞总结道:
相反,我们认为,它们丝毫不比完全不去计算强,因为这样的估算容易产生误导,催生一种盲目的自信。
事实证明,将信息的新概念应用到遗传学比很多人预想的要难。
—A·C·G·T—
看起来,控制论和通信原理将扫清道路上的一切阻碍,改变整个科学。但就在这时,它们的一些主要倡导者却由于个人原因或者政治事件身陷乱局。控制论发展的历史背景,事实上也是它大部分经费的来源,是冷战。1949年2月,苏联试爆了它的第一颗原子弹,美国丧失了对核武器的垄断。1950年,朝鲜战争爆发,冷战变成了“热战”。震惊于这些事态发展,约翰·冯·诺伊曼敦促美国政府集中所有科研力量制造氢弹。部分是由于他的游说,一个重大的研发项目启动了。冯·诺伊曼在其中扮演着重要的角色,没有多少时间致力于其他研究兴趣。随着1952年第一枚氢弹试爆成功,项目达到了辉煌的顶点,这枚氢弹的爆炸当量接近广岛原子弹的1 000倍。9个月后,苏联试爆了自己的热核反应装置 ,这场军备竞赛变得越发激烈。冯·诺伊曼放弃了创造自我复制自动机的兴趣,直到于1957年去世。他把余生的相当大一部分时间都花在了洲际弹道导弹的研发工作上,将他的数学天赋用在了人类未来可能的毁灭上。
1951年,维纳中断了与皮茨和麦卡洛克的联系,三人近10年的合作——控制论得以发展的关键——戛然而止。维纳曾经被皮茨和麦卡洛克寄来的一封无关紧要、语带戏谑的信激得大怒,但危机的导火索似乎是他妻子的恶语中伤:无中生有地声称皮茨和麦卡洛克勾引了维纳19岁的女儿芭芭拉。控制论研究小组遭到了重创,从此一蹶不振。
其他思想家扛起了控制论的大旗。1950年,蒙特利尔麦吉尔大学的遗传学家汉斯·卡尔穆斯(Hans Kalmus)——他与J. B. S. 霍尔丹有密切的合作——在《遗传学报》( The Journal of Heredity )上发表了一篇题为《从控制论看遗传学》(A Cybernetical Aspect of Genetics)的短文。卡尔穆斯读了《控制论》,被他所谓的为遗传现象带来有趣启发的“某些通用法则”所震撼。卡尔穆斯指出,一个基因“就是一条消息,能够超越个体的死亡,被不同世代的几个个体一次次地接收”。卡尔穆斯甚至声称,在他所谓的基因的族群记忆和计算机近期发展出的信息储存能力之间,存在着一种相似性。
卡尔穆斯接着指出,学界广泛持有的基因以酶的形式发挥功能的观点与他正在倡导的控制论观念并不矛盾。卡尔穆斯的雄心甚至比这还要大,他试图揭示控制论中的反馈概念如何解释基因间在基因组和种群水平上的相互作用,以及基因与环境因子——气候、其他生命体等——之间的相互作用。然而,卡尔穆斯几乎没有言及什么细节,他的思想石沉大海了。第一个引用他文章的人是……H. 卡尔穆斯,1962年。
随着控制论和信息理论在与自动机和电子通信毫不相干的领域时髦起来,它们也开始沦为被嘲笑的对象。一个例子是一封写给《自然》杂志,言辞讥讽的信。这是1952年9月意大利阿尔卑斯山上一顿惬意午餐的工夫炮制出来的。 鲍里斯·埃弗吕西和吉姆·沃森当时在和埃弗吕西的一名同事乌尔斯·利奥波德(Urs Leopold)一起吃饭,他们决定写一封简短的恶搞信,嘲弄一下乔舒亚·莱德伯格近期写的一篇综述,莱德伯格在文中夸夸其谈地提出,细菌遗传学中几个尽人皆知的术语应该换成他发明的花哨的新词。
埃弗吕西和沃森的“笑话”中有一条极尽讥讽的建议:转化、诱导、转导和侵染——全都是细菌遗传学领域近期开始通行的词汇——应该一概被术语“细菌间信息”取代。有几点应该可以提醒信的读者,这封信的本意就不是认真的。信中提出的术语更换没有道理——“信息”不可能成为“转化”在语法上的替代品。此外,短信的结尾向读者担保,他们推荐的这个术语“不一定表示物质的转移”,而是说物质转移的唯一替代方式是某种像细菌间的无线电广播一样的过程。结尾的表达同样滑稽,重点强调了“控制论在细菌层面上未来可能存在的重要意义”,在单细胞生命体与当时地球上最复杂的机器之间建立起了一种看起来很离奇的类比。 [8]
图2 埃弗吕西等人1953年4月写给《自然》杂志的恶搞信
《自然》杂志的编辑们没看出来这是玩笑——老实说,它不是很好笑——他们在1953年4月18日的那一期杂志上发表了这封信。当时,降临这封信的是它应得的命运:除了眼尖的细菌遗传学家看出这是在搞笑,做了几次讽刺意味的引用外,它被世人遗忘了。 近来,一些历史学者开始严肃对待这个看似很高明的见解,对于一封信中突然出现了由吉姆·沃森写下的“信息”和“控制论”这两个词,他们很是着迷。曾经研究这一时期的主要历史学家、已故的莉莉·E. 凯(Lily E. Kay)诚恳地提出,这封信代表着科学界的思想的一次“视角转换”。 尽管“没领会到其中的梗”,但凯的说法也完全正确:埃弗吕西拿别人打趣这件事表明,概念和词汇都变了。对于埃弗吕西和他的酒肉朋友们来说,信息和控制论此时已经是老生常谈,可以被用来恶搞了。真正讽刺的是,这个抖机灵的小玩笑见刊一周后,《自然》杂志发表了三篇描述DNA结构的论文,又过了6周后,沃森和克里克将这一结构与“遗传信息”这个术语联系了起来,从而改变了我们的生命观。这一次,他们的用法无比严肃。
[1] Business Week , 15 February 1949.
[2] New York Times , 10 April 1949.
[3] New York Times , 19 December 1948.
[4] Le Monde , 28 December 1948. 维纳对迪巴勒的文章留下了十分深刻的印象(也可能是被吹捧得很高兴),以至于摘抄了其中相当大的部分(Wiener, 1950)。另见Dubarle(1953)。
[5] 原文直译是《通信理论》,书名事实上是《通信的数学理论》( The Mathematical Theory of Communication ),下文中统一译作《通信的数学理论》。——编者注
[6] 有趣的是,早在20世纪30年代,剑桥大学的生理学先驱埃德加·阿德里安(Edgar Adrian)就用“信息”和“密码”等术语来描述神经活动了,见Garson,J.‘The birth of information in the brain: Edgar Adrian and the vacuum tube’, Science in Context , vol. 27, 2015, pp. 31–52。
[7] Times Literary Supplement , 20 July 1951.
[8] Ephrussi et al. (1953).