第一部分 熵的故事 約翰·凱利

1894年,得克薩斯州科西卡納市政府的高官們正忙著鑽一口新井。他們鑽井是為了打水,而是為了打油。於是,科西卡納成為第一批石油新興城市之一。曾經很長一段時間,這座城市都非常富有,甚至擁有一座歌劇院,歌王卡魯索(Caruso)都去那裡唱歌。後來經濟大蕭條降臨,一切都發生了改變。石油價格驟降至每桶10美分。當地的經濟也陷入混亂。這座城市裡最持久的業務就屬水果蛋糕郵購了。

小約翰·拉里·凱利(John Larry Kelly)於1923年12月26日在科西卡納市出生。他的母親莉蓮(Lillian)在國家教師退休計畫署工作。小凱利與父親同名,關於他父親的信息很少,只知道他是一名註冊會計師。凱利很少向朋友們提及他的父親,或許他對自己的父親一無所知。1930年普查報告顯示,6歲的約翰與他的母親莉蓮、外祖母和阿姨住在一間租金為每月30美元的公寓里。

第二次世界大戰期間凱利到了法定服役年齡,在海軍航空部隊當了4年飛行員。之後凱利在位於奧斯汀的得克薩斯大學攻讀單調乏味的物理學學士學位和研究生學位。他的研究生論文主題為「沉積岩中彈性波速度隨含水量的變化」(Variation of Elastic Wave Velocity with Water tent in Sedimentary Rocks),與石油工業應用有著或多或少的聯繫。1953年,凱利寫的博士論文題為「不同材料的二階彈性研究」(Iigation of Sed Order Elastic Properties of Various Materials)。這項研究非常重要,使得凱利收到了貝爾實驗室的工作邀約。

很大程度上由於香農的緣故,貝爾實驗室已經成為當時世界上最有威望的科研機構之一。AT&T公司的良性壟斷使其有實力支撐大量的基礎研究。據說貝爾實驗室就像一所大學,只是其中的科研人員不必教課,而且那裡總是有足夠的錢支持你做實驗。

凱利來到貝爾實驗室默里山場區時才30歲。他長相非常英俊,儘管有些人認為他看起來不太健康。眼睛下方的眼袋讓他看起來更加成熟、神秘而又有些放蕩不羈。凱利嗜愛煙酒——「派對人生,樂趣無窮」。他愛好社交,嗓音洪亮,幽默感十足,不喜歡穿皮鞋、扎領帶。

他那一口拉長調的得克薩斯口音讓他在貝爾實驗室顯得與眾不同。同樣與眾不同的還有他對槍的愛好。凱利喜歡收集槍支,還是一家槍械俱樂部的成員。他最寶貴的財產之一是一把麥格農手槍(Magnum)。他的另外一大愛好就是足球,無論是職業足球賽還是大學足球賽,他從不錯過。他在電路實驗板上建立電路模擬預測足球賽的結果,用特定的電阻值來表示一個球隊的輸贏記錄。

凱利的妻子是米爾德里德·帕勒姆(Mildred Parham)。他們二人都酷愛打橋牌,經常組隊參加橋牌比賽。夫婦二人育有3名子女——帕特麗夏(Patricia)、凱倫(Karen)和大衛(David)。他們住在新澤西州伯克利海茨市霍利格倫南巷17號的一棟城郊住宅里。

同樣來自得克薩斯州的本·洛根(Ben Logan)是凱利在貝爾實驗室最好的朋友之一。每天早上凱利和洛根都會烹制咖啡,然後去洛根的辦公室享用。進門後凱利會立即把腳放在黑板上放粉筆的框邊上,然後點一支煙。他手一揮,將煙灰彈向房間另一側煙灰缸的方向。然而煙灰並沒有按照他的意圖飛向煙灰缸,而是直接向下掉到地上。一支煙畢,他會緊接著再點一支。凱利隆重地把每隻煙頭都踩在了洛根辦公室的地上。

遇到難題時,凱利會冷靜地坐在那兒,把腳舉起放在其他地方,抽一根煙,說出的話總能展現他那驚人的洞察力。曼弗雷德·施羅德(Manfred Schroeder)和比利·克魯弗(Billy Kluver)認為凱利的聰明才智在貝爾實驗室僅次於香農。

直到香農即將離開貝爾實驗室時,凱利才與他相熟。我想到一件關於這二人的軼事。羅伯特·法諾記得這二人曾在1956年左右到麻省理工學院訪問。有一次晚餐之後,他們路過學校的貝殼劇場(Kresge Auditorium)。這座建築由埃羅·沙里寧(Eero Saarinen)設計而成,是一棟圓頂形狀的低矮建築,按照空間比例來說,樓頂的厚度比蛋殼還薄。學生們把這當作一個攀爬挑戰之地。聽說這一說法後,香農和凱利踢掉鞋子開始攀爬圓頂。後來,校警過來制止了他們。法諾好說歹說才勉強讓這兩位「來自貝爾實驗室的尊貴客人」免於被逮捕。

凱利的職業生涯涉獵了很多領域。開始時,他研究的是壓縮電視數據的方法。這項研究讓他接觸到了香農創立的資訊理論這個新興學科,他通過閱讀自學將這個理論融入自己的研究當中。

凱利還迷上了語音合成研究,就是教機器說話。這項研究是非常耗費時間、金錢和腦力的。貝爾實驗室的科學家們從20世紀30年代開始就對這個研究產生了興趣,它就像點金術一樣。研究員們總是認為再需要幾年時間,再多花一些錢馬上就能取得突破性進展,完成這項偉大而利潤豐厚的研究。但這突破性進展遲遲沒有來臨,至少在凱利短暫的一生中沒有實現。

最初的目標並不是讓計算機說話,而是節約帶寬資源。20世紀30年代,貝爾實驗室的荷馬·達德利(Homer Dudley)斷定電話對話可以通過傳輸語音腳本而非傳輸聲音的方式進行壓縮。在達德利的計畫中,系統會將說話者的語言分解成一系列語音,然後把這些語音用代碼的形式進行傳輸。在線路的另一端,電話將這些語音重組成與原始話語及聲調接近的話語。這個系統被稱作「聲碼器」(vocoder,即語音信號編碼器voice coder)。達德利在1939年世界博覽會上將這個設備在一個大型藝術展館中展出。達德利設計的聲碼器可以通過一條線路發送20條對話,而此前一條線路只能承載一條對話。設備的缺點是,重組後的聲音幾乎聽不懂。

貝爾實驗室並沒有很快放棄聲碼器的概念。1961年,貝蒂·香農的前任老闆約翰·皮爾斯半開玩笑半認真地提議將聲碼器的概念推廣到電視或者可視電話中。皮爾斯寫道:「想像一下在接收端我們能看到人臉的橡膠模型的場景。」最基本的想法就是美國的每個家庭都將擁有一個電子人偶頭像。當有電話打進來時,人偶頭像將變成遙遠的說話者的形象,然後你可以與之進行交談,此時人偶頭像將會模仿說話人的語言和面部表情。

凱利的研究思路更為複雜,即基於規則的語音合成。根據字典上的音標,人類幾乎可以說出任何單詞的發音。凱利正在嘗試編程,讓計算機完成這樣的壯舉。他通過穿孔卡片把音標拼寫輸入計算機。計算機根據這些拼寫和一套發音規則能夠清晰地發出單詞的發音。然而,凱利等人發現口頭語言是一種不穩定又互相關聯的東西。一個字母或音節的發音取決於語境。凱利試圖針對這一想像設計出一套規則,並找到一個不僅能為話語聲音編碼,還能為聲調編碼的方法。

在AT&T公司初次登台展出聲碼器的那次世界博覽會上,全國廣播公司(NBC)的沙諾夫將軍(General Sarnoff)做出了著名的誤導性預言——「由一流藝術家們創造的高質量電視劇將從根本上提升全民的電視劇品位。」莫·安嫩伯格的兒子沃爾特(Walter)將財產全部賭在了新媒體上,成立了《電視指南》(TV Guide)雜誌。但並不是每個人都像帕迪·查耶夫斯基(Paddy Chayevsky)那樣會認真製作每部作品,更多的人都在夢想著推出新的電視節目大賺一筆。戰後時期最新流行的是「有獎問答節目」。節目主持人會隨機撥通一個美國人的電話。幸運的市民要想獲得獎品,需要在電話中說出廣播中公布過的規定口號——或者回答一個問題,問題的答案就在節目中。

這類節目能夠讓人們緊盯電視屏幕或收音機頻道。1949年,聯邦通信委員會(Federal unications ission)出於監督公眾品位的目的,禁止了有獎問答節目的播出。之所以這麼做,是因為懷疑這類節目中涉嫌非法賭博。聯邦通信委員會宣布對任何電台廣播有獎問答節目都不頒發許可證。這類節目從此銷聲匿跡。

三大廣播網路公司將這件事告上了最高法院。1954年,法院支持廣播網路公司的訴訟,有獎問答節目合法化。

這項裁定打開了一個個閘門。1955年6月7日,哥倫比亞廣播公司推出了一檔新的知識競賽節目,名為《64000美元的問題》(The$64000 Question)。這檔節目實際上是在舊的有獎問答廣播節目《非拿即留》(Take It or Leave It

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