话说，手机是怎么从“大哥大”变成“我的肾”的？

如果在20年前的“大哥大”时代，谁说用手机看一部电影，那还是会被人嘲笑的天方夜谭。而现在，手机几乎成为了人身体的一部分（很多人自嘲称手机为“我的肾”）

、生活的必需品——手中的移动终端让我们拥有巨大的能力：

它能跨越距离连接彼此；它能获取海量的人类知识；

它能在全球找到新客户并挖掘新市场；

它能在地球上几乎任何城市的街道提供导航；

它能消除文化和语言的障碍；

它能听到来自世界另一端爱人、朋友和同事的声音，并看到他们的脸庞。

想必即便再不敏锐的人也可以深刻体会到，移动革命对人类生活的巨大改变。据预计，2017年全球正在使用的手机和各种移动设备总数会达到100亿部。“即使是工业革命也没有为全球带来如此快速和彻底的技术创新与经济增长双重爆发。移动触及了，甚至变革了几乎所有的人类基本诉求。

一、

探究这一切变革的起点，需要回到一个最本质的技术问题上——从贝尔手中受话器中嘶嘶的电流声，到如今4G手机可以在几秒之内下载一个新的APP，人类是如何让（移动）电话承载起越来越大量、快速、准确的信息传递的？

接下来的故事可能让你不太相信，但事实却正是如此，第一个开启了人类对高精度信息传输研究大门的，是一位美丽的奥地利女演员——海蒂·拉玛。

作为不幸生于二战时期的美丽女性，海蒂目睹了身为纳粹军火商的第一任丈夫如何探讨用更精准的鱼雷攻击盟国舰艇。当时，无线鱼雷只有一个单独的信道，如果敌方发现这个信道的频率，便可以轻松干扰鱼雷信号。出于好奇和责任感，在离婚的海蒂来到美国后，她认为自己有能力帮助盟国完善鱼雷的信号系统。

在纽约，她结识了钢琴作曲家乔治·安太尔，他们共同商量出一个天才的点子，借鉴自动钢琴的设计来实现信号系统的“跳频”，即发送方和接收方的信号要像管弦乐一样，自动更改频率，让敌方无从下手。1942年8月，他们的研究被授予美国专利，名为“秘密通信系统”，直至今日，我们手中的手机，依然在借鉴他们的多频信息传输概念。如果要讲CDMA（码分多址）的师祖，恐怕非这位女演员莫属。

然而，由于战时原因，这一专利被官方定为机密一档，数十年都被严格保密。其原理多被应用于军方产品，普罗大众根本无从了解这位美丽女演员的天才发明对自己有何裨益。

接下来，该由另一位天才登场接手了。

为了将电话中的噪音除掉，人们做了大量的研究，这些研究可不只是为了打电话时不用忍受电流声，更是下一步提高信息传递速度的必要前提。此前人们总以为，噪音来自电路设计的不合理或物理设备上的问题，然而却徒劳无功。贝尔实验室的工程师，克劳德·艾尔伍德·香农同样面临这个问题，他在研究中发现这不是一个物理问题，更应该是一个数学问题。

在被引用了8万多次的经典论文《通信的数学理论》（A mathematical theory of communication）中，香农给出了通信速率的上限，并利用数学去提高通信的质量。正是这一不朽的理论，让人类在接下来的几十年中逐渐将模拟信号转为数字信号，大幅提升了通信质量。我们能够清晰地打越洋电话或卫星电话，都与通信信道质量的改善密切相关。他的工作彻底改变了通信领域以及人类历史进程。开启了从个人计算机到手机的数千项新技术，激励数代科学家和工程师将他的理论愿景变成现实。

（图：谷歌搜索结果）

虽然香农只给出了一个理论方向便不再研究，但后人就如同捉迷藏一样的，寻找着香农所宣布的数字宝藏在何处。每接近一步，往往都是价值无量的专利。典型就是运用在移动通信上的编码方法，给人类带来了无尽的技术财富。天才总是给世界画出一个完美的极限，世人就在这追逐极限的过程中或功成名就，或皓首穷经。

1959年，年轻的电气工程师艾文·雅各布博士加入麻省理工学院，并搬到与香农仅几门之隔的办公室。雅各布对信息理论的热情，促使他编写了第一部将香农理论带入通信世界的教科书。随后，雅各布又加入了JPL实验室，在那里，他认识了安德鲁·维特比——即“维特比解码算法”的发明者，给最接近“香农极限”的卷积编码提供了最为有效的解码方法。

在雅各布和维特比决定一起创业后，雅各布研发出了商用性CDMA系统，而这也让刚刚创业的高通站在了当时无线通信领域的反面。这家公司致力于新型通信技术的研究，而使用的方法是和让物理学界感到无法理解的CDMA技术。一些颇有名望的工程师和大学教授甚至认为，这家公司的设计理念完全违背了物理学原理。

在通信领域，信息遵循从源头到终端的传递模式，反向传播的话，就会产生干扰信号传输的能量场。这种带有干扰功能的能量场被称为“噪音”。遵循物理学原理的通信技术一直在模拟信号上苦下功夫，但并没有解决电视屏幕上有雪花，收音机里哗哗哗的问题。工程师们的解决方案大都是加大信号功率，提高性噪比。通俗来讲，就是你要想让对方听清楚你的声音，就要扯开嗓门喊，喊的人多了噪音就会越来越大。

高通的解决方案是反其道而行之。CDMA可以让信号发出者在低功率的前提下让信息清晰传播。就好像在鸡尾酒会上，环境虽然很嘈杂，但是每一堆交谈者都有属于他们自己的语言，而不必受到外界信号的干扰。

正是受到了香农信息论的言传身教，高通的创始人们才会想到完全不同的解决方式，其效果之好超出了预期——CDMA可降低通话两端的背景噪音，这一优势如此有效以致于“在演示期间，许多测试用户因缺乏噪音而以为是线路陷入了瘫痪。”

“任何非常先进的技术，初看都与魔法无异。”曾经被称为“违反物理原理”的高通公司，最终开启了移动互联时代的大门。我们所熟悉的3G时代的CDMA2000、WCDMA、TD CDMA，都或多或少借鉴了高通公司的设计理念，在鼓励大规模应用的监管框架支持下，人类为了更好的移动通信进行了数十年密集的研发工作，过去的30年代表着这一长期努力的顶峰。

然而，从跳频鱼雷到CDMA申请专利，人们花了40多年的时间，而从1995年CDMA正式商用到如今，不过20年的光景，此消彼长，令人惊叹。

二、

不同于海蒂默默无闻的“钢琴狂想曲”，香农少人知晓的天才理论，高通作为1985年才成立的一家小公司，雅各布和维特比作为香农的传人，对人类的生活的改变却不可同日而语，这其中的差别是何缘故？

一个历史的注脚是，尽管海蒂的发明是今后上百种通信专利的基础，她却没有借此有一点收入，而是将发明彻底捐给国家。但这一举动亦因官方的保密工作，而在几十年间并未有效刺激更多新发明的产生。至于香农，在写下不朽的篇章后，他将注意力转移到其它有趣的研究中去了，包括密码和杂耍魔术。

如同人类搞定了交流发电，搞定了个人电脑那样，任何新兴技术领域的爆发，都需要依靠大量从业者的艰辛耕耘与价值交换。如果没有数十家创新公司的大胆冒险，或许根本无法取得进步促成移动革命。如果没有健全的专利体系，或许根本无法形成这个充满活力和竞争的移动市场：这个专利体系鼓励试验、保护发明、促进投资并支持大量革新性技术的标准化和广泛授权。

比如，在《高通方程式》一书里提到这样一件事：当CDMA准备投放市场时，不少厂商不敢轻易尝试这种技术。高通推出了“体验后购买”计划。厂商仅需支付部分授权费用，就可获得所有CDMA无线技术设计方案以及高通的研发支持。随着CDMA的最终商用，有意愿签订许可协议的公司都能利用整个CDMA相关专利组合。这将促使更多获得授权的厂商迅速熟悉技术，同时无需巨额前期研发支出。

这个看起来颇具风险的计划，最终却支撑起了人类的移动变革，高通能够按照这些条款进行许可业务，完全依靠美国专利体系提供的强大保护，宪法确立了鼓励创新和冒险的框架。

1787年美国《宪法》获得批准时，制宪者给予国会权力“促进科学和实用艺术进步，保护作者和发明者在有限时间内对各自著作和发现的专属权利…”在1791年《宪法》增补《权利法案》之前，该引用（第一条第八节第八款）是宪法文本中唯一出现“权利”一词的地方。

在某种意义上，它也是早期美国人民最根本的民主的权利。当时，妇女、有色人种和许多其他族群并没有被赋予投票权，但全都有权申请及拥有美国专利并从中获利。可以说，专利制度才是真正的“天赋人权”。几个世纪以来，历史学家和经济学家通常认为该专利体系的独特包容性对美国的崛起起到了同经济机会同样重要的作用。

专利让人们冒险尝试以前没人做过的东西，并且愿意经过多次失败直到获得成功，因为人们知道成功会有回报。这不同于某位天才兴之所至的心血来潮，也无须为国捐献的隐姓埋名，对于创新者来说，愿意承担商业风险是因为有一个稳定的预期，只有创新成果得到了他人的尊重和法律的保护，他们才更有动力与激情去持续创新。而合理明晰的法律规则将从制度保障的层面，给予市场主体稳定的预期和信心，正所谓恒产者才能得恒心。

而创新者也终将回报这个制度，当企业家和研究者通过稳定的持续创新和平等的价值交换，实现自己的价值时。人们就会发现打电话时的噪音越来越小，用手机上网的速度越来越快，更奇妙的是，这一切还会越来越便宜。