克勞德·夏農:訊息論之父,卻渴望做「雜耍博士」

“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

一年中總有那麼幾個日子要拿出來說說。

說到計算機鼻祖,我們總是在爭論,到底是圖靈還是馮·諾伊曼?但還有一個人很少被我們提及,他就是帥到令人髮指,成就與牛頓、愛因斯坦比肩,他是訊息論之父——克勞德·夏農 (Claude Shannon,又譯 克勞德·香農)。

為什麼想到了他?起因是我最近認真讀了《訊息簡史》。雖然我仍然對熵的概念表示迷惑,但是完全不影響我對夏農的崇拜。他真是太牛了!專注自己本職不說,還是一位跨界高手。簡直讓我等渣渣汗顏。

聽說天才的人生都是開掛的,無一例外

聽說天才的人生都是開掛的,無一例外。8 歲時,他幫姐姐寫過高數作業。在他的輔導下,最後她姐姐成為了數學系教授……而且在沒上大學之前,他就自己動手製作電報機還有電動船。聽說發明大王愛迪生還是他的遠房親戚。

(我又一次相信了基因的重要性)

後來他去了麻省理工學院,

後來他去了麻省理工學院,

就在碩士畢業那年,

他寫了一篇被稱為「 20 世紀最重要的碩士論文」。

如果說牛頓的力學把我們帶入工業時代,

愛因斯坦的相對論把我們帶入宇宙時代,

那這一次夏農用信息論把我們帶入了信息時代。

他注意到了電話交換電路與布爾代數之間的相似,

他注意到了電話交換電路與布爾代數之間的相似,

可以用布爾代數中的「真」與「假」,

對應電路系統裡的「開」與「關」,

並用了「1」和「0」表示,

這樣就可以用電路模擬人的邏輯判斷和思考過程。

夏農雖然不是計算機的發明者,

但是這篇論文讓計算機從簡單的運算工具,

變成了無所不能的電腦。

在這篇震驚世界的論文發表後,

在這篇震驚世界的論文發表後,

夏農開啟了人生中的第一次跨界。

有人建議他將類似的數學方法應用到遺傳學領域,

於是,夏農爽快地答應了,

一篇論文就此誕生——

《理論遺傳學的代數學》。

完美跨界不是你想玩,想玩就能玩的!

有了第一次成功跨界,

有了第一次成功跨界,

自然就會有第二次、第三次。

博士畢業的時候,他剛好趕上二戰。

於是,他加入了貝爾實驗室,

研究起了密碼學。

隨後他發表了一篇論文,

這篇論文把密碼學從玄學變成了科學。

據說丘吉爾和羅斯福的越洋電話就是夏農加密的,

後來夏農成為密碼破譯的權威。

第二次世界大戰如火如荼之時,

第二次世界大戰如火如荼之時,

阿蘭·圖靈搭乘「伊麗莎白女王號」,

輾轉躲過德軍的 U 型潛艇來到美國,

兩位志趣相投的思想家在這裡相遇。

圖靈是夏農為數不多的朋友之一,

雖然當時他們對彼此正在做的工作都守口如瓶,

但他們經常在貝爾實驗室的食堂一起吃午餐,

還討論著當時還是很神祕的話題「人工智慧」。

關於理想的計算機的極限是什麼的問題,

關於理想的計算機的極限是什麼的問題,

圖靈認為理想的計算機應該是,

純粹邏輯演繹的設備,

而夏農的考慮會更廣泛,

他認為計算機將是一種社會性的工具,

甚至能處理音樂等非邏輯的東西。

圖靈聽後笑著說:「夏農想給它加點音樂。」

也就在貝爾實驗室工作期間,

夏農認識了他的妻子,

當時做數值分析員的 Betty ,

可以娶到這麼漂亮的老婆,

真可謂是人生贏家了!

要說信息這個詞出現很多年,

要說信息這個詞出現很多年,

可它究竟是個什麼東西,沒人精準定義過。

直到第二次世界大戰結束後,

夏農發表了一篇《通信中的數學理論》,

他將熱力學裡的「熵」引入到信息學,

還確定了信息的標準單位——比特(bit)。

世界上幾乎任何事物都可以用信息的方式量化,

即「萬物皆比特」。所以熵到底是個什麼東西呢?

不過時至今日,

不過時至今日,

夏農如果看到人類被阿法狗打敗,

不知他會作何感想?

想必他會很開心,

因為最早提出「計算機能夠和人下棋」的就是他,

當年他還親自設計了一款人類下棋的程序。

如此多的成就,

如此多的成就,

至少對於渣渣一般的我來說,

可能一輩子都無法完成。

可對於夏農來說,

這些都是隨便玩玩的。

什麼美國國家科學獎、

日本京都獎、IEEE 榮譽獎章啊,

他都不 care!

可他最珍藏的卻是一張「雜耍博士」的證書。

你沒聽錯!

信息學、密碼學那些都是愛好,

雜耍才是他最喜歡做的事情。

誰叫他有資格這麼任性呢!

據說在晚年的一次學術會議上,

據說在晚年的一次學術會議上,

因為現場氣氛沉悶,

於是夏農在致辭之後,

掏出三個圈就這麼扔了起來了……

沒想到他玩的還挺好,

臺下各種歡呼聲,

還有粉絲來跟他要簽名。

天才總是能將一件事做到極致。

除了雜耍外,

夏農還一直延續著對小發明的熱愛。

他發明過讀心機、

有一百個刀片的摺疊刀、飛碟等。

他還做過一個人工老鼠,

讓它在迷宮裡找奶酪,

通過 75 個繼電開關,

這隻老鼠把一次次的道路選擇記下來,

直到找到正確的道路為止。

一旦老鼠記住了正確的道路,

下次它就會直接去走正確的道路,

不用再一次次嘗試,

這也啟發了後來的人工智慧研究。

夏農晚年得了阿爾茨海默病,

夏農晚年得了阿爾茨海默病,

於 2001 年去世。

加州大學榮譽教授

John R. Pierce 曾說過:

「夏農的信息論的偉大程度

可以和愛因斯坦的 E=mc² 相提並論。」

隨著時間的流逝,

未來當人們回頭看的時候,

可能會忘記很多東西,

會不記得那些搖滾明星的名字,

但是學校裡依舊會教授信息論,

而夏農也將永遠被我們銘記。

今天是他誕辰 104 週年,

讓我們一起重溫《信息簡史》,

細數那些信息史上的偉大時刻,

思考大資料時代下,

我們又要扮演怎樣的角色呢?

編輯 ∑Gemini

來源:遇見數學

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