Những chiếc trống biết nói

Họ đã tới những ngôi làng chưa từng có người châu Âu nào đặt chân tới, không báo trước mà cũng chẳng có cách nào để báo. Vậy mà đến nơi họ thấy những người cao tuổi trong làng đã chuẩn bị đâu vào đấy để đón tiếp.

Phóng to

Từ xa xưa, người châu Phi đã biết dùng tiếng trống truyền thông tin

Từ ngôn ngữ tiếng trống châu Phi

Thật buồn thay, ngôn ngữ trống chỉ được hiểu và được ghi lại bởi một người châu Âu duy nhất trước khi nó sắp sửa biến mất. Người châu Âu đó là John Carrington, nhà truyền giáo người Anh sống gần như trọn đời ở châu Phi và thông thạo cả ngôn ngữ Kele ở Congo lẫn ngôn ngữ trống. Ông tới châu Phi năm 1938 và công bố những phát hiện của mình trong cuốn sách Những chiếc trống biết nói ở châu Phi năm 1949.

Trước khi người châu Âu tới với những con đường và máy thu thanh của họ, những người châu Phi nói tiếng Kele đã dùng ngôn ngữ trống truyền thông tin nhanh từ làng này sang làng khác trong những cánh rừng nhiệt đới. Mỗi làng có một tay trống điêu luyện và mọi người trong làng đều hiểu những tiếng trống muốn nói gì. Vào thời gian ông Carrington viết cuốn sách của mình, việc dùng ngôn ngữ trống đã tàn phai và học sinh ở trường không còn học nó nữa. Suốt 60 năm kể từ sau phát hiện của Carrington, điện thoại đã làm ngôn ngữ trống trở nên lỗi thời và hoàn tất quá trình tuyệt diệt của nó.

Kele là một ngôn ngữ thanh điệu với hai giọng phân biệt rõ rệt. Mỗi một âm tiết hoặc là giọng cao hoặc là giọng thấp. Ngôn ngữ trống được “nói” bằng một cặp trống với cùng hai giọng. Mỗi một từ Kele được “nói” bằng tiếng trống dưới dạng một dãy những tiếng đánh cao và thấp. Khi chuyển từ tiếng Kele tới ngôn ngữ trống, toàn bộ thông tin chứa trong các nguyên âm và phụ âm đều bị mất hết.

Trong một ngôn ngữ châu Âu, các phụ âm và nguyên âm chứa đựng toàn bộ thông tin và nếu thông tin này bị rơi rụng sẽ chẳng còn lại gì hết. Nhưng trong một ngôn ngữ thanh điệu như tiếng Kele, một số thông tin được mang trong giọng nói (thanh điệu) nên còn “sống sót” khi chuyển từ tiếng người sang tiếng trống. Một dãy các thanh điệu (tức là dãy tiếng trống cao hay thấp) có thể ứng với hàng trăm nghĩa tùy thuộc vào số các nguyên âm và phụ âm đã bị mất. Ngôn ngữ trống phải giải quyết sự mơ hồ về nghĩa này của một từ bằng cách thêm vào nhiều từ hơn. Khi số từ dôi dư được thêm vào đủ thì ý nghĩa của từ sẽ trở nên duy nhất.

Trung bình cần phải có tám từ ngôn ngữ trống để truyền đi một từ tiếng Kele mà không bị hiểu nhầm nghĩa. Theo các nhà toán học phương Tây, chỉ có 1/8 thông tin trong tiếng Kele được ngôn ngữ trống truyền đi. Sự dôi dư các cụm từ trong ngôn ngữ trống cốt để bù lại sự mất mát thông tin chứa trong các nguyên âm và phụ âm. Những người đánh trống ở châu Phi không biết gì về toán học phương Tây, nhưng đã tìm ra mức độ dôi dư chuẩn xác ngôn ngữ trống của họ nhờ phương pháp thử và sai.

Câu chuyện về ngôn ngữ trống minh họa cho một “giáo lý” trung tâm của lý thuyết thông tin. “Giáo lý” này nói rằng: “Ý nghĩa là không quan yếu”. Thông tin độc lập với ý nghĩa nó biểu đạt và cũng độc lập với ngôn ngữ được dùng để biểu đạt nó. Thông tin là một khái niệm trừu tượng, có thể được thể hiện một cách bình đẳng dưới dạng tiếng nói của con người hay dưới dạng viết hoặc tiếng trống.

Tất cả những thứ cần thiết để truyền thông tin từ ngôn ngữ này sang ngôn ngữ khác là một hệ thống mã hóa. Một hệ thống mã hóa có thể đơn giản, nhưng cũng có thể phức tạp. Nếu mã là đơn giản, như đối với ngôn ngữ trống với hai thanh điệu, thì một lượng thông tin đã cho đòi hỏi phải có một thông điệp dài hơn. Còn nếu mã là phức tạp, như ngôn ngữ nói chẳng hạn, thì cũng lượng thông tin đó có thể được chuyển tải trong một thông điệp ngắn hơn.

Phóng to

Và nhờ Internet, việc truyền và nhận thông tin đã làm thế giới xích lại gần nhau hơn

Đến hệ thống truyền tin Pháp

Một ví dụ khác soi sáng cho “giáo lý” trung tâm là hệ thống truyền tin quang học thời Cách mạng Pháp. Cho đến tận năm 1793, những người đánh trống châu Phi đã vượt trước những người châu Âu trong khả năng truyền thông tin nhanh trên những khoảng cách xa.

Năm 1793, Claude Chappe, một công dân Pháp yêu nước muốn củng cố khả năng quốc phòng của chính phủ cách mạng, đã phát minh một phương tiện mà ông gọi là hệ thống truyền tin đi xa. Đó là một hệ thống truyền tin quang học gồm các trạm có những con trỏ lớn phát sáng, có thể di động, được lắp trên đỉnh tháp cao tới 18m. Mỗi trạm có một nhân viên vận hành, người có thể hiểu được các thông điệp được gửi tới từ các trạm lân cận và truyền tiếp thông điệp đó tới trạm tiếp theo trên đường truyền.

Không giống như ngôn ngữ trống dựa trên ngôn ngữ nói, hệ thống truyền tin quang học của ông Chappe dựa trên tiếng Pháp viết. Ông đã phát minh một hệ thống mã hóa tinh xảo để dịch những văn bản thành các tín hiệu quang học. Và ở đây ông Chappe gặp phải vấn đề ngược với những người đánh trống. Những người đánh trống có hệ thống truyền tin nhanh nhưng các thông điệp nhận được lại mơ hồ, dễ nhầm lẫn. Họ cần phải làm chậm quá trình truyền bằng cách kéo dài thông điệp với những từ dôi dư để thông điệp không còn mơ hồ nữa. Trong khi đó, ông Chappe lại có hệ thống truyền quá ư chậm chạp do có quá nhiều các từ dư thừa.

Tiếng Pháp, cũng như hầu hết thứ tiếng dùng bảng chữ cái khác, có độ dôi dư rất cao vì dùng nhiều chữ cái hơn mức cần thiết để chuyển tải ý nghĩa của một thông điệp. Hệ thống mã của ông đã cho phép các thông điệp được truyền đi nhanh hơn. Nhiều cụm từ hay các tên riêng được mã hóa chỉ bằng hai ký hiệu quang học, và điều này đã làm tốc độ truyền nhanh lên đáng kể.

Phóng to

Máy truyền tín hiệu Morse

Và hệ thống điện thoại bảo mật

Trong lịch sử thông tin hiện đại nổi lên hai gương mặt là Samuel Morse và Claude Shannon. Người thứ nhất chính là tác giả của mã Morse mà bất cứ ai từng sinh hoạt trại đều phải biết. Ông cũng là một trong những người tiên phong xây dựng hệ thống điện tín dùng điện được dẫn qua dây thay vì những con trỏ quang học được triển khai trên các đỉnh tháp. Về mặt tư tưởng, Morse chính là đối cực của Chappe. Ông không quan tâm tới chuyện giữ bí mật hay tạo ra một công cụ của chính quyền.

Hệ thống Morse được thiết kế theo nguyên tắc nhanh, rẻ, đồng thời khả dụng với mọi người. Vào lúc bắt đầu, giá tính cho một chữ cái là một phần tư xu. Những người sử dụng quan trọng nhất lúc bấy giờ là các phóng viên, họ truyền tin về những sự kiện ở các địa phương cho bạn đọc trên khắp thế giới. Mã Morse đủ đơn giản để bất kỳ ai cũng có thể học được. Nếu người dùng muốn giữ bí mật, họ có thể tạo ra mật mã riêng và mã hóa thư tín của họ. Tất nhiên, giá của những bức điện mã hóa đắt hơn giá một bức điện thường.

Còn Claude Shannon là cha đẻ của lý thuyết thông tin. Một trăm năm sau khi có điện tín, các hệ thống truyền thông khác như điện thoại, phát thanh, truyền hình đã được các kỹ sư phát minh và phát triển mà không cần tới toán học cao cấp. Sau đó, Shannon đã cung cấp một lý thuyết để hiểu được tất cả hệ thống đó, bằng cách định nghĩa thông tin như một đại lượng trừu tượng vốn có trong một thông điệp điện thoại hay một bức hình trên tivi. Ông đã đưa toán học cao cấp vào cuộc chơi.

Khi còn là cậu bé lớn lên trong một trang trại ở Michigan (Mỹ), ông đã xây dựng một hệ thống điện tín tự làm sử dụng mã Morse. Những thông điệp được truyền tới bạn bè ở các trang trại lân cận nhờ những dây thép trần, vốn dùng làm hàng rào, để dẫn các tín hiệu điện. Khi Chiến tranh thế giới thứ hai bắt đầu, Shannon trở thành một trong những người tiên phong nghiên cứu mật mã khoa học, tạo ra một hệ thống điện thoại có trình độ bảo mật cao cho phép Tổng thống Roosevelt của Mỹ và Thủ tướng Churchill của Anh có thể nói chuyện trực tiếp với nhau một cách an toàn.

Năm 1945, ông Shannon có bài viết “Lý thuyết toán học của mật mã” được đóng dấu tuyệt mật. Ba năm sau, ông cho công bố một phiên bản đã được lược bớt của bài này dưới nhan đề “Một lý thuyết toán học của truyền thông” trên tờ Bell System Technical Journal và ngay lập tức trở thành kinh điển. Nó là văn bản nền tảng của khoa học thông tin hiện đại.

Sau Shannon, công nghệ thông tin đã phát triển một cách phi mã, với các máy tính điện tử, máy ảnh kỹ thuật số, Internet và mạng toàn cầu www.

Kỳ 2: Nạn lụt thông tin

__________

(*): J. Gleick còn là tác giả cuốn sách nổi tiếng Từ hiệu ứng con bướm đến lý thuyết hỗn độn đã được NXB Trẻ ấn hành bản dịch tiếng Việt vào đầu năm nay.