60年代未，當我還是個電腦製圖助理教授時，沒有人知道電腦製圖是什麼東西，電腦完全置身於日常生活之外。
今天，我經常聽到65歲的商界巨頭們吹噓他們偉大的電腦設備裡有多少字節的內存（memory），或是他們的硬盤（harddisk）容量有多大。有的人則一知半解地討論他們的電腦速度有多快——這要歸功於「內置英特爾處理器」（1nterlnside）的出色廣告，或興致勃勃地談論操作系統（operatingsystem）的特色。我最近碰到一位社交名媛，她是個富有而迷人的女士，由於精通微軟（Microsoft）的操作系統，她甚至創辦了一家小公司，專門為在電腦上還不怎麼上道的同伴提供咨詢服務。她的名片上印著：「我提供『視窗』（windows）服務。」
帶寬就不同了。一般人不怎麼瞭解帶寬，尤其在今天，光纖已經帶著我們從較窄的帶寬文步跳躍到近乎無限的帶寬。帶寬指某個特定信道傳送信息的容量，大多數人都把它想像為管子的直徑或高速路的車道。
這些比喻忽略了不同的傳輸媒介（銅線、光纖、大氣）之間一些微妙和重要的差別——我們有能力根據我們設計（及調製）信號的方式，來決定在同樣的銅線。光纖或大氣中每秒傳輸多少比特。儘管如此，我們還是可以概略介紹一下電話銅線（copperte1ephonewire）、光纖（flber）和無線電頻譜（radiospe-ctrum）的特點，讓大家能夠更好地瞭解沒有重量的比特究竟是如何運動的。龜兔賽跑
電話銅線通常被稱為「雙絞線」（twistedpair），因為早期它們像辮子一樣糾結在一起，恰如今天還能在一些古老而豪華的歐洲飯店中看到的電燈線一樣。它通常的速率是9600比特／秒（bps），或稱9600波特（baud）。（bps和baud在技術上的含義並不完全相同，但現在已可以互換使用，我在本書裡也是這麼用的。baud這個名稱是為了紀念電信技術先驅Emi1eBaudot，就像電報中的「莫爾斯電碼」以發明人莫爾斯命名一樣。）
新型的調製解調器能以38400波特的速率工作（這仍然比連接大多數美國家庭的銅線的潛在傳輸速率慢了100倍以上）。我們可以把雙絞線想成「龜兔賽跑」故事中的那只烏龜，它雖然跑得很慢，但並不像你原本想像的那麼慢。
你可以把光纖的容量想成無限大。我們並不清楚光纖每秒鐘究竟可以傳輸多少比特。最近的研究表明，利用光纖，我們每秒幾乎可以傳送：萬億比特。也就是說，像一根頭髮絲那樣細的光纖在不到1秒鐘的時間裡，可以傳送《華爾街日報》創辦以來每期報紙的所有內容。以這樣的速度來傳遞數據，光纖可以同時傳送100萬個頻道的電視節目——大約比雙絞線快上20萬倍，真是一大躍進！而且，別忘了，我說的還只是一條光纖而已。所以如果你還嫌不夠的話，你可以製造更多的光纖。畢竟，光纖只不過是玻璃罷了。
一般人都覺得以太（ether，即大氣，也就是一般人說的「無線電波」）的傳輸能力也是沒有止境的。它畢竟就是空氣，而空氣埃米勒.波多（1845一1903），法國發明家，發明電傳打字機電碼「波特碼」（Baudotcode）。塞纓爾.莫爾斯（SamueIMorse，1791一1872）美國發明家，發明莫爾斯電碼（Morsecode）。到處都有。我雖然通篇使用以太這個詞，但它其實只有歷史上的意義。無線電波（radiowaves）一經發現，以太就被當作傳播這些電波的神秘媒介，然而科學家們無法找到它，倒是借此發現了光子（ph-oton）的存在。同步衛星（stationarysatellite）在赤道上空22300英里的軌道上運行，這意味著地球到同步軌道之間充斥著34萬億立方英里的以太，這麼多的以太一定能夠傳送許多比特，同時又能讓這些比特不至於彼此碰撞。當你想到全球數以百萬計的遙控器（remotecontrolunit），正是利用和電視機及其他類似設備進行無線通信（wirelesscommunication）的方式來操作時，這種說法確實有它的道理。由於這些遙控器威力不大，從你的手中傳送到電視機上的區區幾個比特，並不會改變鄰近公寓或城鎮的電視頻道。但是，正如大家聽到過的那樣，假如換作無繩電話（cordlesstelephone），清形就大不一樣了。地空大轉移
一旦我們利用以太作為強大的電信和廣播傳輸媒介，我們就必須格外小心，不要讓信號彼此干擾。我們必須樂於把自己事先定位在頻譜中的某個部分，而不能貪得無厭地使用以太。必須盡可能高效地運用它，因為不像光纖，我們無法不斷製造更多的以太。大自然早已一次性地結束了這項工作。
想要高效使用以太，辦法很多。例如，可以通過建立網格、劃分傳輸單元的辦法，使用戶在不同的信號區（quadrant）內使用相同的頻率，這樣頻譜的各個部分可以得到重複利用；也可以進入以前被視為禁區的部分（因為那些頻率會毀了那些天真的傢伙）。但是即使你掌握了所有的竅門，最大限度地佔有了頻請，和光纖能提供的帶寬以及我們能不斷製造和鋪設光纖的能力比起來，以太能提供的帶寬就顯得極為有限了。因此我的建議是，今天的有線和無線通信應該交換位置。
內布拉斯加州（Nebraska）參議員鮑勃.凱瑞（h6kerrey）競選總統時，曾經花了幾小時參觀我們的媒體實驗室。我們見面的時候，他劈頭就說「尼葛洛龐帝式轉換」（TheNegroponteSwitch）。這個概念是我在北方電信公司（NorthernTelecom）的一次會議上首次加以探討和介紹的，那次會議上我和喬治.吉爾德（GeorgeGilder）是演講入，它的含義簡單說來就是，目前經由地下（即電纜）傳輸的信息，將來會經由以太傳輸，反之亦然。換句話說：空中傳輸的信息會走入地下，而在地下傳輸的信息則會升上天空。我把這叫做「交換位置」，吉爾德則稱之為「尼葛洛龐帝式轉換」。這個名詞不髒而走。
我認為這種位置轉換的好處是不言而喻的，因為地下管線的帶寬是無限的，而以大的帶寬則是有限的。以太是唯一的，但光纖的數目卻無窮無盡。儘管我們可能會越來越聰明地使用以太，我們終究還是得扭所有元線通信的頻譜節省下來，用在像飛機。輪船、汽車、手提箱或手錶等移動的物體上。它們的活動範圍無法限制。光纖：自然之道
6年前，當柏林牆倒塌時，德國聯邦郵電部哀歎時間早了5到7年，因為當時光纖的價格還太貴，在東德全面鋪設光纖電話系統為時尚早。
今天，即使加上兩端的電子成本，光纖都比銅線便宜。如果你遇到的情形不是這樣，只要再耐心地等上幾個月，一切就會改觀，因為光纖連接設備、開關和變換器的價格都在直線下降。除非通信線路只有幾英尺或幾碼長，或是安裝人員的技術不夠熟練，否則今天實在沒有理由在電信中再使用銅線了（假如把銅線的維修費用考慮在內，那就更不划算了）。
銅線唯一真正的優點是能夠傳送電力。對電話公司來說，這是個敏感話題。電話公司一向引以為榮的是，當颶風襲來的時候，也許會造成停電，但電話系統卻仍可以運轉如常。如果你的電話線採用的是光纖而不是銅線，就必須從當地電力公司取得電力，這樣如果出現停電的話，電話也一定會受到牽連。即使有備用電池，由於要花特別的功夫來維護，也不算是什麼明智之舉。基於這個原因，將會出現包銅的光纖或包光纖的銅線。但是，從比特的角度看，把整個地球連成一體的，終究還會是光纖。
我們還可以從另外一個角度，觀察從銅線到光纖的轉變。美國的電話公司每年大約會有5％的設備被更新，出於維修和其他的原因，他們把銅線換成光纖。儘管這種升級工作在各地的發展並不平衡，但是，饒有趣味的是，如果照這個速度進行下去，再過20年左右，整個國家都會遍佈光纖。關鍵是，無論我們是否需要這樣的帶寬，是否懂得怎樣運用它，我們很快就會發展出全國性的寬帶信息結構。至少，光纖系統會為我們提供品質更高、也更可靠的通信服務。
我們花了十幾年時間，才把哈羅德.格林法官（JudgeHaroldGreene）在1983年犯下的錯誤改正過來。當時，他禁止地區性的貝爾公司（RegionaIBeIIOperaiingCompanies）進入信息和娛樂業。一直到1994年10月20日，美國聯邦通信委員會（FCC，FederaICommunicationsCommission）才邁出重要的一步，批准了所謂的「視頻撥號」（videodialtone）。
具有諷刺意味的是，為貝爾公司遊說的人，提出了一種似是而非但卻十分有效的理由，以證明進入信息和娛樂業的正當性。他們獲得了成功。
電話公司稱舊有的電話服務已經跟不上形勢的需要，除非批准它們成為更廣義的信息提供者，否則它們沒有積極性去承擔建設新的基礎設施（也就是光纖）的巨額費用。
且慢。電話公司一向都扮演信息提供者的角色；事實上，大多數貝爾公司主要的財源都是電話黃頁（Yel1owPages）。但是讓人莫名其妙的是，假如電話公司以原子方式，把這類信息送到「視頻撥號」意指獲取影像就如電話撥號一樣容易，即允許發送和接收影像成為電話公司傳輸服務的一部分。電話號碼簿的一部分，專載公司、廠商等電話用戶的名稱及號碼，按行業劃分排列，並附有分類廣告。你的家門口，就沒有問題；但假如它們把信息化為比特，以電子方式傳送給你，就犯法了。顯然這是格林法官的看法。
因此，遊說人士辯稱，電話公司只有進入電子信息傳輸業，其掏錢鋪設地區性光纜線路的行為才可能具有合理性。他們的論點是，假如沒有新的收入來源，就沒有足夠的動力來進行大規模投資。這個論點獲得了認可，電話公司正大舉進入信息和娛樂業，並且鋪設光纜的速度也比過去稍微快了一些。
我覺得這個結果是相當不錯的。它會使消費者得益，但上面的這番說理卻站不住腳。電話公司以貌似有理的論調推翻了貌似有理的法律，但現在卻可能迷信上了自己的論調。我們並不需要這麼大的帶寬來提供信息和娛樂服務。事實上，120一600萬比特／秒的帶寬更適合目前大多數媒體的需求。我們甚至還沒有開始瞭解或發揮這一帶寬的創造性潛能。律師和電話公司的高級管理人員花了10年時間對格林法官施加壓力，然而與此同時，他們卻忘記了先去看一看現有的龐大設施：雙絞線。
很少有人認識到銅線的性能有多好。一種叫做「非對稱數字用戶環線」的技術能夠用比較短的銅線傳輸大量的數據。ADSL-1能夠為75％的美國家庭和80％的加拿大家庭每秒輸入154．4萬比特的信息，同時每秒輸出64000比特的信息。ADSL-2的操作速度超過300萬比特／秒，ADSL-3更超過600萬比特／秒。而ADSL-1對VHS畫質的影像而言，已經足夠好了。
雖然從長遠來看，這並不是把多媒體信息傳輸到家庭的好辦法，但令人不解的是，大多數人竟會在現階段把它忘得於乾淨淨。一種說法是，每個訂戶要負擔的費用太高，但費用高是因為用量小的緣故。而且，即使暫時費用偏高，就算每個訂戶要花掉1000美元好了，它也是逐漸追加的，大部分費用會隨著訂戶的增加而分攤到各家。更何況，如果服務能夠引起他們的興趣，許多美國人願意在3一4年的時間內，部分或全部地支付這1000美元，以分攤啟動成本。因此，儘管光纖是大勢所趨，利用現有的銅線，我們還是可以有所作為、有所獲益的。
很多人都忽視了銅線這塊踏腳石。他們以為必須全面而迅速地轉換到光纖上，利用其無限的帶寬，才能維持強大的競爭優勢。然而，他們沒有認識到，吹自然和商業利益會比法規上的種種誘因，更能促進光纖的自然發展。就像春情發動的狗具有異常靈敏的嗅覺，提倡寬帶的學者，能夠嗅出建立寬帶網絡的每一個政治機會，彷彿這是全國的當務之急或必須力爭的人權一樣。事實上，毫無限制的帶寬可能會是自相矛盾的，並造成一定的負面影響：人們被過多的比特所淹沒，外圍的機器設備變得毫無必要地蠢笨。擁有無限帶寬並不是壞事，也不見得有錯，但就像性開放一樣，也不一定就是好事。我們真的想要或需要這麼多比特嗎？少就是多
「少就是多」這一說法來源於建築家米斯.范.德.羅赫（MiesvanderRohe）。我在思考需要傳輸的信息量和接收信息的方式時，從這句話中得到了許多啟示。對於任何新媒介的初學者而言，這句話都切中了要害。初學者並不明白「少就是多」。
就以家用攝像機（homevideocamera）為例。當你第一次得到並操作攝像機時，你很可能會不停地轉換拍攝角度，不時地拉近或推遠，同時試驗各種你剛發現的新花招。結果是錄製了一盤你羞於示人的蹩腳的錄像帶，連你的家人都退避三舍，因為層出不窮的鏡頭變換令他們簡直煩透了。經過一段時間以後，你冷靜下來，才會更姻熟而自制地運用新技術帶給你的自由。
大多的自由對於我們從激光打印機（laserprinter）上拿到的打印稿也有不良影響。能改變字體和字號的誘惑污染了現在許多大學和企業的文件，許多人渾然不覺地混用不同形態和大小的字母，一會用正常字體，一會用黑體，一會又用斜體，一會再給它們加上陰影。只有在對印刷版式（iypography）有了更深一層的瞭解後，才會明白，堅持用單一字體（typeface）反而更恰當，變換字號大小也只能偶一為之。「少」其實可能反而意味著「多」。
帶寬的情形也是一樣。許多人大力主張：既然我們擁有寬帶，就應該採用寬帶。這種主張缺乏頭腦。一些關於帶寬的自然法則顯示：對某人發射更多的比特，並不比開大收音機音量以獲取更多信息的做法更有道理或更合乎邏輯。
舉例來說，在1995年，對於所謂「VHS畫質的影像」來說，120萬比特／秒是一個門檻。假如你想要得到更佳的畫面，儘管把傳輸速率提高2到3倍好了，但是超過600萬比特／秒的容量就沒有什麼大的用處。我們並不會因為有了這麼多的帶寬，而享受到富於想像力的新服務。
光纖進入家庭並不意味著新的信息和娛樂服務會隨之而來。這一服務要想發展，想像力才是關鍵。把1
0比特區縮為1帶寬與數字計算之間的關係十分微妙。今天，在可視電話（videotelephone）和更昂貴的電視會議系統（videoconferencingsystem）上，帶寬與計算之間的交換條件十分明顯。如果在線路的兩端都進行數字計算，你就可以減少來回傳輸的比特。在線路的兩端投入一些資金進行數字影像處理，你所佔用的信道容量就會較小，傳輸費用也會因之降低。一般而言，可以把數字影像視為不問信息內容而對數據進行壓縮的一個例子。無論節目是橄欖球比賽、熱門的新聞訪談，還是詹姆斯.邦德的追逐戰，人們都採用同樣的編碼技術。即便對計算機科學是外行，你也可能會猜到所有這些節目的壓縮辦法是可以有所不同的。一旦考慮到信息內容，我們可以用截然不問的方式壓縮數據。只要看看下面這個人際溝通的例子就會明白了。假設有6個人圍坐一桌共進晚餐，他們正熱烈談論一個不在場的人——甲先生。在討論中，我向坐在對面的妻子伊蓮眨了眨眼。晚飯後，你走過來問我：「尼古拉，我看到你向伊蓮遞眼色，你想告訴她什麼？」我對你解釋說，前天晚上，我們恰好和甲先生一起吃晚飯。當時他說，和如何如何相反的是，他實際上如何如何，即使大家都以為如何如何，最後他的真正決定卻是如何如何，等等。換句話說，我大約要花10萬比1的比特度，才能跟你講明白我用1個比特就能和我太太溝通的話（請容許我暫且假設，眨一下眼睛，正好等於在以太中傳送了1個比特）。這個例子告訴我們的是，傳輸者（我）和接收者（我太太）有共同的知識基礎，因此我們可以採用簡略的方式溝通。在這個例子中，我通過以太向她發射了一定的比特，觸發了她腦子裡的更多信息。當你問我，我和她交流了什麼時，我不得不把所有的10萬比特全部傳送給你。我因此失去了10萬比1的數據壓縮度。有個故事說，有對夫婦把數百個笑話記得滾瓜爛熟，因此只需提到笑話的編號，彼此就能心領神會。寥寥幾個數碼就會喚醒他們對整個故事的記憶，使他們大笑不止。把這個方法更平實地用在電腦數據壓縮上，就是把常用的較長的詞編上號，然後傳遞·這幾個比特而不是全部的字符串。當我們以共享的知識來換取更多的帶寬時，這類技術會越來越普遍。濃縮信息不僅節省了信息傳送的成本，同時也節省了我們的時間。同樣的比特，不同的身價採用今天的電話計費方式，如果我要把關於甲先生的事情告訴你而不是我太太，我可能得付出10萬倍的電話費。對電信公司而言，如果來回傳送少量比特，根本就無利可圖。目前，通話的經濟模式是，根據每秒傳送多少比特或傳送每個比特需要多長時間來計費，比特究竟代表什麼，完全無關緊要。而要瞭解帶寬的經濟學，真正的問題在於，是否有些比特比其他比特價值更高？答案顯然是肯定的。但是，更複雜的問題是，一個比特的價值是否不僅應該隨其本質而變化（例如，它是電影比特、對話比特，還是心臟起搏器比特？），而且、也應參照使用者的身份、使用時間或方式而變化？包括美國《國家地理雜誌》（NatzoriaIGeographic）的工作人員在內，大多數人都同意，一個使用該雜誌圖片檔案來完成作業的6歲兒童，應該免費或基本免費地得到這些圖片比特。相反，如果我使用這些比特來寫論文或擬訂商業計劃，就應該支付一定的費用，甚至作出額外貢獻，以貼補這位六齡重。於是，比特不僅具有不同的價值，而且這種價值還會因使用者和使用方式而發生變化。突然之間，社會福利比特、少數民族比特和殘疾人比特都紛紛出現了！國會必須很有創意地擬定出一個公正的制度框架才行呢。為比特設定不同的價格，並非始於今日。我在道.瓊斯公司（DowJones）開了個戶頭，借此和股票市場搭上了線。我只能從戶頭上得到15分鐘後的股票市場行情。如果我想和我那86歲、從事股票經紀的叔父一樣，隨時拿到最新的報價，我還得另付一筆可觀的費用給道.瓊斯公司或我叔父。這就好像平信和航空信的價格差異一樣，搭飛機和乘火車來的比特，身價自然不同。在實時（real一time）通信的情況下，所需要的帶寬要視對話的媒介而定。如果我是在跟你通話,那麼，想要以比我說話還快的速度把聲音傳給你，簡直毫無意義。當然，比說話的速度慢上許多，或延遲一小段時間才傳給你，也令人無法接受。通過衛星線路打電話時，即使是1／4秒的遲滯，都令大多數人不安。但假如我把訊息錄下來，希望將其傳給你，並且是按分鐘付電話費的，那麼我當然希望每秒傳輸的比特越多越好。全國各地利用調製解調器來獲取和傳送信息的人，都會有同感。幾年前我們還覺得2400波特的速率已經相當不錯了，而今天，卻隨處可見38400比特／秒的調製解調器，並因之減少了94％的電話費用。對電話公司而言，幸運的是，50％的跨太平洋電話通信和30％的跨大西洋電話通信是以9600比特／秒、而不是64000比特／秒的速率傳送的傳真資料。雖然64000比特／秒的調製解調器也已經面市。星狀和環狀網絡
重要的不僅是信道的帶寬，還有它們的設置（configuration）。簡單他說，電話系統是「星狀」網絡（"star"network），電話線從一個固定點放射出去，就像華盛頓或巴黎的街道一樣。從你家到當地最近的電話交換站之間相隔一段距離，如果你願意的話、可以從家裡沿著電話線，一直跑到那裡去看一看。
相反地，有線電視從誕生之日起就呈「環狀」（「1oop」），好像聖誕樹上的彩燈串一樣，串聯起一戶戶的人家。電話雙絞線的窄帶和同軸電纜（coaxia1cab1e）的寬帶自然而然地造就了不同的星狀和環狀網絡。在第一個例子裡，每個家庭都接入一條專用的窄帶電話線（dedicaied1ow-bandwidthline）。在第二個例子裡，許多戶人家共享一種寬帶服務。
星狀和環狀網絡的體系結構（architecture）也會受信息內容的性質的影響。在電話網絡中，每次的對話內容都不一樣，傳給一戶人家的比特和其他人毫不相於；本質上，這是個多點對多點（vast-point-tovast-poini）的作業系統。電視則不同，你和鄰居收看的是相同的節目內容，因此採用聖誕樹彩燈串的通信方式——一點對多點（poini一tomultipoint）的方式，再合理不過了。有線電視經營者傳統上一直都照搬我們都熟悉的無線電視傳播的做法，只不過把電視信號傳輸從空中轉入地下罷了。
但是，傳統智慧畢竟非常傳統。未來，電視節目的傳送方式將發生劇烈的變革，你將不再滿足於和鄰居收看同樣的電視節目，或是只能在特定的時間內，看你想看的節目。因此，有線電視公司的想法將越來越接近電話公司，需要有很多的交換機和「基地」。事實上，25年後，不僅電話公司和有線電視公司不再有任何差別，電話和有線電視的網絡體系結構也將趨於一致。
結果，大多數的網絡都將是星狀網絡，只有地區性的或無線廣播網絡才會採用環狀，以便能在同一時間把信息傳給所有家庭。通用汽車的休斯電子公司（GMHughesE1ecironics）喜歡把它的衛星電視直播系統（DirectTVsystem）稱為「彎曲的管線」，而且還會告訴你，直播衛星電視系統就等於可以傳送信息到每個家庭的有線電視系統。的確，假如你人在美國，正讀到這一頁時，除非撐起一把鉛傘，否則休斯公司的衛星會在：秒鐘內把10億比特一股腦潑到你的身上，躲也沒處躲。水管和滑雪纜車
許多剛剛跨入數字世界的人往往把帶寬理解成管子工的活計。假如你把比特想像為原子，腦海中就會浮現大大小小的管子、水龍頭和給水栓的形象。最常見的一個比喻是，使用光纖就好像使用水管飲水一樣。這個比喻很有建設性，但是也很容易引起誤解。水不是流動就是不流動，你可以依靠擰緊水嘴來控制花園中水管的水流量。但是，即使水管中的水流減慢到只剩下涓涓細流，水原子仍然是作為一個群體在移動。
比特就不同了。或許用運載滑雪遊客的纜車來比喻更恰當。纜車以穩定的速度移動，途中或多或少的乘客上上下下。同樣地，你用一組比特構成一個信息包（packei），然後把這個信息包放進能以每秒百萬比特的速率傳輸信息的管道中。現在，假如我把一包速率為10比特／秒的信息丟進一個快速流動的管道中，則我的有效帶寬是每秒10比特，而不是這個管道的速度。
聽起來好像很浪費，但事實上這是個聰明的想法。因為其他人也把信息包丟進同樣的管線中棗這種管線構成了互聯網絡和異步傳輸模式系統的基礎（在不久的將來，所有的電話網絡都會以ATM模式工作）八你將不會再像現在傳送聲音一樣，把整條電話線佔滿，而是把一個個標好了名字和地址的信息包送入管線中循序前進，它們知道什麼時候在什麼地方走下纜車。你為每個信息包付費，而不是按分鐘付費。
這種分封帶寬的方式，還可以從另外一個角度來理解：達到10億比特／秒的速率的最好辦法，就是在百萬分之一秒中，傳送1000比特；在於分之一秒中，傳送100萬比特，以此類推。拿電視來說，可以把這一過程想像為在幾秒鐘內接收整整一個小時的影像，而不是那種用水龍頭控制水流的情況。
與其把1000個電視節目傳送給每個人，還不如在：燦的實時瞬間，把某個節目傳送給某個人。這將徹底改變我們對廣播電視媒體的看法。傳播比特的速度和人類消費比特的速度，將變得毫不相干。
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