عصر دیجیتال

انقلاب «دیجیتال» اما - كه نحوه ارسال و دریافت اطلاعات در دنیا را به گونه ای تغییر داده كه امروزه از مفهوم «جامعه اطلاعاتی» (Information Society) برای توصیف آن استفاده می شود - به قلمرو این قدیمی ترین رسانه دنیای مدرن (پخش رادیویی حدود ۱۰۰ سال قدمت دارد) نیز وارد شده و ارسال/ دریافت امواج رادیویی دیجیتال روز به روز گستره بیشتری از این سیاره را در بر می گیرد. اما پیش از آن كه تحولات ناشی از فناوری های دیجیتال را در صنعت رادیو بررسی كنیم، لازم است با خود مفاهیم آنالوگ و دیجیتال آشنا شویم تا دریابیم چرا «دیجیتال شدن» تا این اندازه مهم و تاثیرگذار است. امواج آنالوگ حاوی اطلاعات پیوسته ای هستند كه از ویژگی های الكترونیكی دستگاه های ارسال/دریافت (نظیر ولتاژ، فركانس، شدت جریان و...) و تغییر خصوصیات موج (نوسان دامنه در AM و نوسان فركانس در FM) برای انتقال اطلاعات استفاده می كنند. در مقابل اما امواج دیجیتال اطلاعات را به صورت گسسته و در بسته بندی های مجزا حمل می كنند. نگاه دیجیتالی به اطلاعات، از بنیادی ترین شكل اطلاعات ناشی می شود: درستی یا نادرستی این دو گزاره وقتی به زبان اعداد ترجمه شوند، رقم های یك و صفر را شكل می دهند كه «بیت» خوانده می شوند و به وسیله آنها هر نوع اطلاعاتی را - از اعداد و كلمات گرفته تا تصاویر و اصوات و... - می توان بیان كرد.
ضعف اساسی ارسال آنالوگ این است كه به هر حال دارای «نویز» (تغییرات تصادفی ناخواسته در سیگنال) خواهد بود. نسخه برداری های پی در پی از سیگنال یا ارسال آن به مسافت های دور، موجب می شود تا این نویزها تقویت و بیشتر شوند تا جایی كه اطلاعات اصلی را غیرقابل بازیابی / تشخیص سازند. مورد اول را در كپی كردن نوار در دستگاه های سنتی ضبط و پخش صدا و تصویر (نظیر ضبط صوت یا ویدیو) احتمالاً دیده اید و برای مورد دوم نیز كافی است موج رادیو را روی یكی از ایستگاه های موج كوتاه تنظیم كنید تا ببینید وضوح صدا و بدون پارازیت ماندن آن چه قدر دشوار است. نویزدار شدن امواج به دلایل متعددی روی می دهد: از اختلالات رادیویی دستگاه های دیگر گرفته تا موانع موجود در مسیر و نویزهای زمینه و حتی ویژگی های قطعات الكترونیكی و مكانیكی دستگاهِ دریافت و بازیابی اطلاعات امواج. در نگرش دیجیتال، «نویز» عبارت از رشته بیت هایی است كه به شكل تصادفی در كنار هم قرار گرفته و بی معنا هستند، در حالی كه «اطلاعات» شامل بیت هایی است كه بر مبنای منطقی خاص مرتب شده اند. در این روش، میزان موفقیت در ارسال اطلاعات از جایی به جای دیگر به آن چه كه برای رشته بیت ها روی می دهد بستگی دارد و با این كه امواج دیجیتال هم در معرض نویز هستند، اما بسیاری از اختلالات ایجادشده قابل چشم پوشی هستند. در حالی كه هر اختلال جزیی می تواند یك سیگنال آنالوگ را به شدت تغییر دهد، در فناوری دیجیتال تمام سیگنال هایی كه نزدیك به یك مقدار خاص هستند معادل هم در نظر گرفته می شوند و به این ترتیب اثر نامطلوب این خرده اختلال ها از بین می رود. در عین حال، ترفند بنیادی در ارسال / دریافت بی خطای سیگنال های دیجیتال، استفاده از «كدهای اصلاح كننده خطا» است. این كدها تعدادی بیت اضافی را به سیگنال اضافه می كنند كه قادرند صدمات ناشی از نویز را كه موجب خرابی آن می شوند، تعمیر و سیگنال را به شكل اولیه آن بازسازی كنند. اما استفاده از این كدها هم محدودیت هایی دارد و بسته به اهمیت اطلاعات ارسالی ممكن است كم یا زیاد باشند. اگر قرار باشد اطلاعات ارسالی در برابر قوی ترین نویزهای موجود در طول مسیر نیز مقاوم باشند، كدهای بسیار زیادی برای اصلاح خطا مورد نیاز خواهد بود كه این امر ممكن است طول رشته بیت نهایی را آن قدر زیاد كند كه از ظرفیت رسانه ارتباطی بیشتر شود. اما اواخر دهه ۱۹۸۰ فضاپیمای وویجر ۲ ناسا تصاویری بی نهایت شفاف را از لبه منظومه شمسی ارسال كرد كه برای اصلاح خطای آنها، یك بیت اضافی به ازای هر بیت اصلی در سیگنال ارسالی گنجانده شده بود. با این كار، میزان خطا به مقدار بسیار ناچیز یك بیت در هر ده هزار بیت كاهش یافته بود.
مبدع نگرش دیجیتالی به اطلاعات، كه به «نظریه اطلاعات» موسوم است، دانشمند آمریكایی «كلود الوود شانن» بود كه مبنای علمی آن را در سال ۱۹۴۸ در مقاله «نظریه ریاضی ارتباطات» بیان كرد. او متولد شهر پتوسكی ایالت میشیگان به سال ۱۹۱۶ بود و علاقه اش به الكترونیك از همان كودكی آشكار شد. شانن در دانشگاه میشیگان و سپس ام آی تی به تحصیل در رشته های ریاضیات و برق پرداخت، مدتی را در آزمایشگاه های بل گذراند و در سال ۱۹۵۸ به درجه استادی تمام رسید. او در ۱۹۷۸ از ام آی تی بیرون آمد تا دوران بازنشستگی اش را با سود سهم خود در شركت هایی كه به كمك ایده های او به موفقیت جهانی رسیده بودند، با آسایش سپری كند. سرانجام در فوریه ،۲۰۰۱ شاننِ ۸۴ ساله در آسایشگاهی در ماساچوست از دنیا رفت، در حالی كه از ۸ سال پیش از آن به بیماری آلزایمر مبتلا شده بود. مجله نیچر در یادبود او نوشت: «نام شانن را باید در اوایل فهرست دانشمندان مهم قرن بیستم جا داد. تاثیر او بر زندگی روزمره ما، كه تا همین جا نیز بسیار شگرف بوده است، تنها با گذشت زمان فزونی خواهد یافت.»

علی اكبر قزوینی

منبع : روزنامه شرق