他用“1 和 0”解决了人类两大难题，他是信息论之父，却渴望做“杂耍博士”

数学算法俱乐部

日期：2020年05月07日

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来源：遇见数学

"The best is yet to come. We ve only scratched the surface. Computers can only do what we tell them now, but it will be different in the future. " 

——Claude Elwood Shannon

一年中总有那么几个日子要拿出来说说。

说到计算机鼻祖，我们总是在争论，

到底是图灵还是冯·诺伊曼？

但还有一个人很少被我们提及，

他就是帅到令人发指，

成就与牛顿、爱因斯坦比肩，

他是信息论之父——克劳德·香农。

为什么想到了他？

起因是我最近认真读了《信息简史》。

虽然我仍然对熵的概念表示迷惑，

但是完全不影响我对香农的崇拜。

他真是太牛了！

专注自己本职不说，还是一位跨界高手。

简直让我等渣渣汗颜。

听说天才的人生都是开挂的，无一例外。

8 岁时，他帮姐姐写过高数作业。

在他的辅导下，

最后她姐姐成为了数学系教授......

而且在没上大学之前，

他就自己动手制作电报机还有电动船。

听说发明大王爱迪生还是他的远方亲戚。

（我又一次相信了基因的重要性）

后来他去了麻省理工学院，

就在硕士毕业那年，

他写了一篇被称为“ 20 世纪最重要的硕士论文”。

如果说牛顿的力学把我们带入工业时代，

爱因斯坦的相对论把我们带入宇宙时代，

那这一次香农用信息论把我们带入了信息时代。

他注意到了电话交换电路与布尔代数之间的相似，

可以用布尔代数中的“真”与“假”，

对应电路系统里的“开”与“关”，

并用了“1”和“0”表示，

这样就可以用电路模拟人的逻辑判断和思考过程。

香农虽然不是计算机的发明者，

但是这篇论文让计算机从简单的运算工具，

变成了无所不能的电脑。

在这篇震惊世界的论文发表后，

香农开启了人生中的第一次跨界。

有人建议他将类似的数学方法应用到遗传学领域，

于是，香农爽快地答应了，

一篇论文就此诞生——

《理论遗传学的代数学》。

完美跨界不是你想玩，想玩就能玩的！

有了第一次成功跨界，

自然就会有第二次、第三次。

博士毕业的时候，他刚好赶上二战。

于是，他加入了贝尔实验室，

研究起了密码学。

随后他发表了一篇论文，

这篇论文把密码学从玄学变成了科学。

据说丘吉尔和罗斯福的越洋电话就是香农加密的，

后来香农成为密码破译的权威。

第二次世界大战如火如荼之时，

阿兰·图灵搭乘“伊丽莎白女王号”，

辗转躲过德军的 U 型潜艇来到美国，

两位志趣相投的思想家在这里相遇。

图灵是香农为数不多的朋友之一，

虽然当时他们对彼此正在做的工作都守口如瓶，

但他们经常在贝尔实验室的食堂一起吃午餐，

还讨论着当时还是很神秘的话题“人工智能”。

关于理想的计算机的极限是什么的问题，

图灵认为理想的计算机应该是，

纯粹逻辑演绎的设备，

而香农的考虑会更广泛，

他认为计算机将是一种社会性的工具，

甚至能处理音乐等非逻辑的东西。

图灵听后笑着说：“香农想给它加点音乐。”

也就在贝尔实验室工作期间，

香农认识了他的妻子，

当时做数值分析员的 Betty ，

可以娶到这么漂亮的老婆，

真可谓是人生赢家了！

要说信息这个词出现很多年，

可它究竟是个什么东西，没人精准定义过。

直到第二次世界大战结束后，

香农发表了一篇《通信中的数学理论》，

他将热力学里的“熵”引入到信息学，

还确定了信息的标准单位——比特（bit）。

世界上几乎任何事物都可以用信息的方式量化，

即“万物皆比特”。所以熵到底是个什么东西呢？

不过时至今日，

香农如果看到人类被阿法狗打败，

不知他会作何感想？

想必他会很开心，

因为最早提出“计算机能够和人下棋”的就是他，

当年他还亲自设计了一款人类下棋的程序。

如此多的成就，

至少对于渣渣一般的我来说，

可能一辈子都无法完成。

可对于香农来说，

这些都是随便玩玩的。

什么美国国家科学奖、

日本京都奖、IEEE 荣誉奖章啊，

他都不 care！

可他最珍藏的却是一张“杂耍博士”的证书。

你没听错！

信息学、密码学那些都是爱好，

杂耍才是他最喜欢做的事情。

谁叫他有资格这么任性呢！

据说在晚年的一次学术会议上，

因为现场气氛沉闷，

于是香农在致辞之后，

掏出三个圈就这么扔了起来了......

没想到他玩的还挺好，

台下各种欢呼声，

还有粉丝来跟他要签名。

天才总是能将一件事做到极致。

除了杂耍外，

香农还一直延续着对小发明的热爱。

他发明过读心机、

有一百个刀片的折叠刀、飞碟等。

他还做过一个人工老鼠，

让它在迷宫里找奶酪，

通过 75 个继电开关，

这只老鼠把一次次的道路选择记下来，

直到找到正确的道路为止。

一旦老鼠记住了正确的道路，

下次它就会直接去走正确的道路，

不用再一次次尝试，

这也启发了后来的人工智能研究。

香农晚年得了阿尔茨海默病，

于 2001 年去世。

加州大学荣誉教授

John R. Pierce 曾说过：

“香农的信息论的伟大程度

可以和爱因斯坦的 E=mc² 相提并论。”

随着时间的流逝，

未来当人们回头看的时候，

可能会忘记很多东西，

会不记得那些摇滚明星的名字，

但是学校里依旧会教授信息论，

而香农也将永远被我们铭记。

今天是他诞辰 104 周年，

让我们一起重温《信息简史》，

细数那些信息史上的伟大时刻，

思考大数据时代下，

我们又要扮演怎样的角色呢？

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— THE END —