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双江杂谈:比特时代来得真快啊!

 吴双江藏书館 2015-02-06

我们常把工业化时代称作原子时代,为什么呢? 因为原子组成分子,分子组成物质,因此,工业化时代就是物质时代,也可以叫做原子时代。

我们又常把信息化时代称作比特(Bit)时代。为什么呢?这首先得搞清楚比特究竟是什么,它与信息化有什么关系?比特是没有颜色、尺寸或重量,能以光速传播的,好比人体DNA一样的最小信息单位。比特是一种存在(being)的状态:开或关,真或伪,上或下,入或出,黑或白。出于实用目的,我们把比特想像成“1”或“0”(二进制)。早在1984年我在哈医大知识更新期间,计算机课讲的计算机语言(Basic语言)就是以二进制为基础的。一串比特通常代表的是数字信息(numer-ica1informadon)。这些数字在二进制中代表了1,2,3,4,5,6,7等数字,也就是说,比特一向是数字化计算中的基本粒子。但在最近30年中,我们极大地扩展了二进制的语汇,使它包含了大量数字以外的东西。越来越多的信息,如声音和影像,都被数字化了,被简化为同样的1和0。把一个信号数字化,意味着从这个信号中取样。如果我们把这些样本紧密地排列起来,几乎能让原状完全重现。例如,在一张音乐光盘中,声音的取样是每秒44100次,声波的波形(waveform,声压的度数,可以像电压一样衡量)被记录成为不连贯的数字(这些数字被转换为比特)。当比特串以每秒44100次的速度重现时,能以连续音重新奏出原本的音乐。由于这些分别取样的连续音节之间间隔极短,因此在我们耳中听不出一段段分隔的音阶,而完全是连续的曲调。黑白照片的情况也如出一辙。把信息(声音,影像,图书等等)数字化(也就是比特化) ,这就是信息化时代,也称为数字化时代,或称比特时代。2002年我曾在贵阳市预防医学会的一次学术交流会议上作过一次关于迊接数字化时代的发言(当时我是学会会长)。那时我们医学界还很少引入数字化技术,普通CT(Computed Tomography),即电子计算机断层扫描CR(计算机摄影)是最先进的了;据我所知,绝大多数省会城市(包括贵阳)仍在使用模拟技术播送电视节目,手机刚脱离模拟向数字化普及。但是,我的话音刚落,数字化技术便很快进入了我们的生活,最先接触到的是数字化电视,数字化相机,传统的照相技术一夜功夫便被丢进了垃圾堆。很多人还不会使用3G手机,4G手机便相继问世。接着智能手机的使用范围已经布满全世界;数字医疗也以极快的速度进入医疗卫生单位。所谓数字医疗就是把现代计算机技术、信息技术应用于整个医疗过程的一种新型的现代化医疗方式,是公共医疗的发展方向和管理目标。数字医疗设备的出现,大大丰富了医学信息的内涵和容量。从一维信息的可视化,如心电(ECG)和脑电(EEG)等重要的电生理信息;到二维信息,如CT、MRI、彩超、数字X线机(DR)等医学影像信息;进而三维可视化,甚至可以获得四维信息,如实时动态显示的三维心脏。这些信息极大地丰富了医生的诊断技术,使医学进入了一个全新的可视化的信息时代。

数字化的好处很多。最明显的就是数据压缩(datacomparession)和纠正错误(errorcorrection)的功能,如果是在非常昂贵或杂音充斥的信道(channel)上传递信息,这两个功能就显得更加重要了。例如,有了这样的功能,观众就可以从电视广播中收到高品质的画面和声音。但是,我们逐渐发现,数字化所造成的影响远比这些重要得多。当我们使用比特来描述声音和影像时,就和节约能源的道理一样,用到的比特数目当然是越少越好。但是,每秒或每平方英寸所用到的比特数,会直接影响到音乐或影像的逼真程度(fide1ity)。通常,我们都希望在某些应用上,采用高分辨率(reso1ution)的数字技术,而在其他的应用上,只要低分辨率的声音和画面就够了。例如某些医疗设备的数字化希望用分辨率很高的数字技术印出彩色图像,但是电脑辅助的版面设计(computer一aidedpagelayout)却不需要太高的分辨率。

医疗的数字化,首先是医疗设备的数字化,这是数字化医疗的基础。所谓数字化的医疗设备,即数据采集、处理、存储与传输等过程均以计算机技术为基础,在计算机软件下工作的医疗设备,已逐渐取代常规设备成为临床设备的主流。数字化的医疗设备可以将所采集的信息进行存储、处理及传送数字化医疗可以实现医院内部设备资源的共享,实现影像及文档资料的传输,缩短病人挂号、交费、取药、看病的时间以及电子开单、电子处方,减少错误发生的概率在远程医疗方面,数字化医疗可以实现远程教学及电视会议、远程会诊及手术、网上查询及求助以及网上挂号、预约,从而实现全球资源的共享管理者可以通过网络随时了解医院的运营情况及各部门的工作情况,使医院始终处于最佳运行状态。而且,医院可以随时为病人提供各种所需信息。人们可以在家中通过网络预约、挂号;人们不再需要在检查部门等候检查结果,各种诊疗影像和数据可以通过网络直接传送到主治医生的面前,医生可以及时、准确地对病人做出诊治基于互联网、有线电视等私人医疗保健服务和公众医疗咨询服务,将随时提醒大众进行身体检查、预测某种疾病的发生和发展,向病人推荐新的治疗方法,使病人可以足不出户享受个人医生的医疗保健服务

我退休这十多年来,数字化医疗的发展令我感触颇深。2012-2013年我在贵州偏远的金沙县协助工作时看到,DR摄影(数字化摄影)设备已普及到乡镇卫生院,真是令人欣慰至极!比特时代来得真快啊!像我这样的老头子很快将会成为社会上的无用之辈了,想起来很纠结啊!(2015.01.06)

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