今天开个新坑，聊一个计算机领域最基础、最底层，但你几乎每天都在用却从来不认识它的东西。
在正式开始之前，我先问一个问题：你觉得，人类历史上最伟大的发明是什么？
有人说是轮子，有人说是文字，有人说是互联网。但我觉得，还有一个答案被严重低估了——那就是“把复杂的事情变成选择题”。
1948 年，美国贝尔实验室里，一个叫 克劳德·香农 的男人正在疯狂搞研究。这个男人是什么来头？他大学的时候同时修了电子工程和数学两个学位，硕士论文搞了个用继电器做逻辑运算的东西，后来被学术界公认为“二十世纪最重要的硕士论文”——注意，是硕士论文，不是博士论文。
就是这么一号猛人，在 1948 年发了一篇论文，叫《通信的数学理论》。这篇论文一出来，整个学术界都炸了。香农在里面干了一件什么事呢？他把“信息”这个东西给数学化了。
这事有多离谱呢？就好比有人突然告诉你：爱情是可以算出来的，幸福是可以量化的，你妈为什么觉得你冷是可以建模的。信息这个东西，以前大家都觉得很玄乎，一封电报发过去，“我军已占领高地”和“高地已被我军占领”，意思差不多，但哪个信息量更大？没人说得清。
香农说：不，说得清。
他给出的答案震古烁今：信息的本质，是消除不确定性。
什么叫消除不确定性？举个例子。你现在想问一个问题：今天外面下雨了吗？这个问题有两个可能的答案：下了，或者没下。所以这个问题的不确定性是“二选一”。我告诉你了答案，我就给了你一个信息量。如果我告诉你的是一句废话，比如“今天要么下雨要么不下雨”——那对不起，这句话信息量是零，因为它没有消除任何不确定性。
香农把这个最基本的“二选一”单元，叫做 binary digit，简称 bit。
但这里有一个好玩的八卦。
香农当时想给这个东西起个名字。他自己没想好，就去问同事。他先问了另一位大佬约翰·冯·诺依曼，就是那个搞计算机的冯·诺依曼。冯·诺依曼想了想说，你叫它“binary digit”不就行了嘛。香农觉得有点长。
然后他又去问了另一位数学家，叫约翰·图基。图基说：“binary digit”太啰嗦了，我建议你缩写成“bit”。
注意，这个约翰·图基不是随便什么人。这个人后来发明了快速傅里叶变换，就是现在你手机里所有音频压缩、图像处理的数学基础。但在1948年那个下午，他最大的贡献是随口起了一个名字。这个名字后来成了整个信息时代的基石。
所以各位，起名真的很重要。你想想，如果当时图基那天心情不好，说“你叫它 binit 也行”，那后来我们就会说“我手机有 512 吉比尼特的存储”——那整个科技史的画风就完全不一样了。
好了，名字有了，那这玩意儿到底能干什么？
我们回到“选择题”这个思路上来。1 bit，就是一个最纯粹的选择题。它只能回答一个问题：是，还是否。
你不能问它“今天天气怎么样”，你只能问“今天下雨了吗”。它只能点头或者摇头。在计算机的世界里，我们把这个点头和摇头记作 1 和 0。
就这么简单的东西，能干什么？
答案是：什么都能干。
我接下来这句话可能有点暴论，但各位仔细品一品——你手机里的一切，无论是 4K 高清视频、吃鸡游戏、你前女友的聊天记录，还是你现在正在看的这篇文章，它们在被层层剥开、拆到最底层之后，全部都是由“是”和“否”这两个字组成的。
就像宇宙万物看起来千姿百态，但拆到原子层面，全是质子、中子、电子。在信息世界里，1 bit，就是那个不可分割的原子。
那么，1 bit 在物理世界里长什么样？
这个说来也很有意思。香农搞理论的时候，根本不关心物理实现，就像建筑师画图纸的时候不关心砖是红砖还是青砖。但在现实中，1 bit 需要有东西来代表它。
最早的 1 bit 长什么样？我们中国人最熟悉：烽火台上的狼烟。点着了，就是 1，意味着“敌人来了”；没点着，就是 0，意味着“一切安好”。一个烽火台，就是一个 1 bit 设备。
再往后，19 世纪的穿孔纸带。一张纸，上面有孔就是 1，没孔就是 0。那时候的纺织机、电报机，用的全是这个原理。你奶奶缝纫机用的那个打孔花样板，本质上就是一套只读存储器。
到了电子时代，事情变得更有意思。一个晶体管开关，通就是 1，断就是 0。你现在手机里那个指甲盖大小的芯片上，大约有 100 多亿个晶体管。100 多亿个 1 bit 单元挤在一片硅片上，每秒开关数十亿次。而它们做的每一件事，从底层看，都只是在回答一个又一个的“是或否”。
我们回到 1 bit 本身。到这里，你可能觉得，1 bit 太渺小了，渺小到几乎没有实际用途。一个烽火台只能告诉你“有敌人”或者“没敌人”，它不能告诉你敌人来了多少人、从哪个方向来的、主将是谁。它甚至不能告诉你今天值班的士兵午饭吃了什么。
但我想给你一个完全不同的视角。
1957 年，苏联发射了人类第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”。这颗卫星上装了什么东西？除了一堆仪器之外，它只往地面发回一种信号：哔——哔——哔——。这个哔哔声，本质上就是 1 个 bit 的信息在重复：“我在呢”“我在呢”“我在呢”。
就这么一个 1 bit 的信号，把整个西方世界吓出了一身冷汗。因为它意味着苏联人能把一个东西扔到地球轨道上。能扔卫星，就能扔核弹。美国人的反应是立刻成立了 NASA，全面开启了太空竞赛。
所以你看，1 bit 的信息量虽然小，但如果它回答的是那个最关键的问题——“苏联人有没有能力打到我们？”——那这个 1 bit，就足以改变人类历史的进程。
最后，让我们给 1 bit 找一个形象的比喻。
如果整个信息世界是一片大海，那么 1 bit 就是构成这片大海的一粒沙。一粒沙什么也做不了，你把它放在手心里，风一吹就没了。但如果你有 80 亿粒沙，你能堆出一整片海滩。
而我们后面要讲的所有故事——从 1 Byte 到 1 KB，从 1 GB 到 1 YB——全部都是从这粒沙开始的。
香农在 1948 年那篇论文里写下"bit"这个词的时候，他大概不会想到，七十多年后，人类每年产生的数据量已经需要用“泽它字节”这种你甚至不会写的汉字来描述了。但无论数字多庞大，溯其源头，信息最小的、最本质的孩子，仍然是这个只会点头摇头的哑巴：1 bit。