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1916年，第一次世界大战激战正酣。 在这一年的4月30日，远离战场的美国密歇根州佩托斯基（Petoskey），一个男婴呱呱坠地。这个男婴，就是我们这篇文章的主角——香农。 香农的全名，叫做 克劳德·艾尔伍德·香农（ClaudeElwoodShannon）。他是美国著名数学家、发明家、密码学家，也是信息论的开创人。 换句话说，我们往常一切IT人和通讯人的共同祖师爷，就是他。
帅哥香农 香农从小就在一个名叫盖洛德（Gaylord）的小镇生活。他的父亲，是这个小镇的法官，名字叫克劳德·艾尔伍德·香农（没错，他老爹给儿子取了和自己一毛一样的名字）。 香农的母亲，是小镇的中学校长，名叫梅布尔·沃尔夫·香农（Mabel Wolf Shannon）。 父亲是法官，母亲是校长，这样的学问分子家庭，教育氛围当然不会差。 读书时分的香农，曾经表示出惊人的数学天赋。在8岁的时分，他就辅导他姐姐做高等数学作业。后来，他姐姐大学毕业，成为了数学教授。。。 除了数学之外，小香农特别喜欢搞发明发明，其中就包含电报机、电动船，以及各自机械动物。
小时分的香农，看上去就很叛逆 这个兴味喜好，估量和他的爷爷有很大的关系。他爷爷是一位农场主兼发明家，发明过洗衣机和很多农用机械。 值得一提的是，香农还有一个远房亲戚，也很喜欢搞发明。这位亲戚的名字，叫爱迪生。 1936年，20岁的香农从密歇根大学本科毕业，顺利拿到了数学和电子工程双学位。随后，他进入麻省理工学院继续进修。 两年后，香农完成了他的硕士论文——《继电器与开关电路的符号剖析》。 在论文中，他初次提出，能够用布尔代数来描画电路。他将布尔代数的"真"与"假"和电路系统的"开"与"关"对应起来，并用了数学中最简单的两个数字——“1”和“0”来表示。
乔治·布尔（1815-1864），英国数学家 1847年，他提出了布尔代数，这是一种计算命题真伪的数学措施。 香农的这篇论文，固然仅仅是硕士论文，但具有划时期的意义。它奠定了 数字电路的理论基础。后来呈现的计算机等设备，都以此为设计思绪。 后来，著名计算机科学家赫尔曼·哥尔斯坦评价这篇论文是“有史以来最重要的一篇硕士论文”，“从艺术到科学上改动了电路的设计。”
赫尔曼·哥尔斯坦 世界上第一台现代电子数字计算机ENIAC的研制者之一 由于这篇论文，香农取得了电子工程界的大奖——美国Alfred Noble协会美国工程师奖。 合理世人以为这位电子工程天才会继续大展拳脚的时分，他却没了下文。直到两年后，他发出了自己的博士论文——《理论遗传学的代数学》，并凭此取得了麻省理工的数学博士学位。 是的，这家伙玩了个跨界，居然从电子工程学跨到了生物遗传学。。。
年轻时的香农（有点像福尔摩斯） 尔后，香农去普林斯顿高等研讨院待了一年，与爱因斯坦、冯·诺依曼等巨匠级人物有过交集。他的研讨方向，变成了机械模仿计算机。 1941年，香农发表了新的论文——《微分剖析器的数学理论》，经过机械式计算机来求解微分方程。
当时的微分剖析器 同年，香农参与了著名的 贝尔实验室（尔后不时工作到1972年）。 最开端进入贝尔实验室的时分，香农是去的数学部，从事和战争相关的工作——研讨火力控制系统和密码学。 他所在的密码破译团队，主要担任追踪纳粹德国的飞机和火箭。他还用数学伎俩，推导了X系统的保险性。这个X系统，就是指英国首相丘吉尔和美国总统罗斯福之间的专用电话线路。 1943年，英国著名数学家、密码学家 阿兰·图灵访问贝尔实验室，并与香农共进午餐。
阿兰·图灵（1912-1954） 鉴于两人的特殊工作性质，他们并没有中止密码学的交流，反而更多的是讨论 人造思想机器（也就是后来的AI人工智能）。 当时，香农通知图灵，他不只仅满足于向这台“大脑”里输入数据，还希望把文化的东西灌输进去。 这个想法震惊了阿兰·图灵，他感到十分不可思议，惊呼道：“他（香农）想给它来点音乐！” 后来，随着对密码研讨的不时深化，香农逐步构成了一套完好的密码学理论。与此同时，他开端思索有效通讯系统的问题。现代信息论的思想雏形，逐步在他的脑海里构成。 1945年，他向贝尔实验室提交了一份备忘录——《密码学的一个数学理论》。 1948年6月至10月，香农在《贝尔系统技术杂志》连载了那篇改动人类社会展开轨迹的论文—— 《通讯的数学理论》。次年，香农又在该杂志发表了另一篇著名论文—— 《噪声下的通讯》。 在这两篇论文中，香农给出了通讯系统的基本模型，提出了 信息熵的概念以及数学表白式。
计算信息熵H的公式 大家假如是工科出身且还记得通讯原理的话，就知道，一条信息的信息量大小，和它的不肯定性有直接关系。 举个例子：假如我通知你，世界是圆的。这种十分肯定的内容，信息量是0（等于一句废话）。假如我通知你，XX树下埋了一百万美金，那这个信息量就很大。上面那个公式，就是依据肯定性大小算信息量的，考研必考题。 香农指出，信息是能够被量化的，用数字编码能够代表任何类型的信息。信息中止数字化后，能够经紧缩再传输，极大地减少传输时间和传输成本。 香农还推出了 比特的概念（ 他将发明这个词的荣誉归功于自己的同事约翰·图基），将其称为“用于丈量信息的单位”。 bit 比特（bit），其实就是二进制数（binary digit）的缩写。 众所周知，比特后来成为了信息时期的基石。我们今天在互联网上一切的信息，都在用它来表白。 除了信息熵之外，香农还在论文中提出了大名鼎鼎的 香农公式。
香农公式 简单来说，信息熵讨论的是信息量及数据紧缩的临界值。而香农公式，则是讨论通讯速率的极限值。 细致细节我们就不讨论了哈，不然人都跑光了。 我们只需求知道，直到往常的5G，我们还没有逃脱香农公式的“魔爪”。有些人一辈子干的事，就是无限迫近香农公式的极限。 两篇论文的发表，奠定了信息论的基础，对学术界构成了庞大的震动，影响力丝毫不亚于1947年12月世界上第一个晶体管的发明（同样来自贝尔实验室）。 当时，由于信息论的观念十分超前，还惹起了一些质疑和反对。后来，随着时间的推移，信息技术疾速展开，信息论的价值越发显现，香农也确立了自己 “信息和通讯双料祖师爷”的位置。 忘了说了，发表论文时的香农，才33岁。
1949年，香农在备忘录《密码学的一个数学理论》的基础上，又发表一篇重要论文—— 《失密系统的通讯理论》。 这篇论文再次震惊学术界。波士顿环球报称：“这一发现将密码从艺术变成为科学”。 论文开辟了用信息论来研讨密码学的新思绪，奠定了现代密码理论的基础。香农也凭此成为近代密码理论的奠基者和先驱。
1949年3月27日，香农迎娶了自己在贝尔实验室的同事，玛丽·伊丽莎白·摩尔（Mary Elizabeth Moore），然后继续从事自己酷爱的科学研讨工作。
1952年，香农夫妇共同推出了著名的“会走迷宫的老鼠”—— 忒修斯。
香农和忒修斯 这是一只木制的、带有铜须的玩具老鼠。它能经过不停地随机试错，穿过一座由金属墙组成的迷宫，直到在出口处找到一块金属的“奶酪”。
最凶猛也最具首创性的是：“忒修斯”能够记住这条道路，以至在下一次任务中，迷宫的墙壁有所移动，都难不倒它。 当时，香农还特地拍摄了一段影像，制造成电视节目，展示这只老鼠。这个节目惹起了公众的极大兴味，在人们看来，这就是一只“会思索”的老鼠啊。 其实，走迷宫的秘诀并不在老鼠身上，而是在迷宫上。迷宫各处躲藏了75个继电器开关，经过这些简单的只具有开关功用的设备，最终完成了老鼠的所谓“智能”。
1956年，香农成为麻省理工学院（MIT）的客座教授。1958年，成为终生教授。 1961年，香农和同事索普做出一个香烟盒大小的小型计算机，小盒子藏在口袋里，用大脚趾控制藏在鞋子里的开关。这个设备用来干什么呢？用来预测赌场的轮盘赌结果，计算小球落在轮盘不同位置的概率。 仰仗这个设备，他们俩还真的在拉斯维加斯赢到了钱。后来，由于被盯上，所以赶紧放弃并分开了。 香农另一个著名的发明，是一个会下国际象棋的机器。这个机器用了150个继电器开关，具备不错的计算才干。1965年，香农带着这个机器跑去应战当时的世界冠军Mikhail Botvinnik。固然最后还是输了，但表示不赖。
1973年，在以色列阿什凯隆召开的信息论国际研讨会上，IEEE命名了香农奖，并把这一奖项授于香农自己。这种自己领自己名字命名的奖的做法，后来被人戏称为“香农套路”。 1985年，在英格兰布莱顿举行的“国际信息理论研讨会”上，香农忽然现身，惹起了全场惊动。参与会议的年轻学者简直不敢置信自己的眼睛，居然亲眼看见了信息理论的祖师爷！更让人哑口无言的是，香农居然在会场上表演起了抛物杂耍，让整个会场愈加沸腾。。。 香农当年还是投资巨匠、炒股高手，擅于采用套利的手法，疾速赚取财富。 1986年8月11日，著名的《巴伦周刊》曾汇总了1026家共同基金的近期表示，香农排名第一。。。 刚才我们提到香农在会场褒扬抛物杂耍。其实，香农终身都酷爱杂耍。在很年轻的时分，他就学会了骑独轮车和抛接球。当年在贝尔实验室上班的时分，他经常特立独行地骑独轮车去上下班，成为一道靓丽的景色线。
被科学耽搁了的杂技天才 到了暮年时期，香农对杂耍的酷爱简直到了痴迷的地步。他花了很多时间刻苦练习，不时进步杂耍水平。他以至还具有一张杂耍学博士证书，视为至宝。
除了杂耍之外，他还热衷于制造玩具。他建造了火焰放射喇叭、火箭驱动飞盘、自动下棋机器人等各种奇特的玩具。 在后来人工智能先驱马文·闵斯基的启示下，他设计了一个被称为“终结机器”的机器人。当你把开关拨到“开”，盒子翻开并伸出一个机械手，它把开关拨回到“关”，然后机械手缩回到盒子里去。
“终极机器”…… 在马萨诸塞州温彻斯特香农的家中（香农称为“熵宅”），堆满了他的小发明。他的车库中寄存了至少30辆奇特的独轮车，其中包含一个没有脚蹬的独轮车，一个是方形的轮胎的独轮车，一个特为两个人骑的独轮车。。。
真正的老顽童 香农还把玩杂耍上升到理论的高度，开端撰写《统一的杂耍场理论》。。。 遗憾的是，这篇作品还没有完成，香农就因阿尔兹海默症于2001年2月26日逝世了，享年85岁。 著名学者理查德·布拉胡特（Richard Blahut）教授在香农雕像（位于香农老家盖洛德镇）的落成仪式上，是这么评价香农的： “在我看来，两三百年之后，当人们回过头来看我们的时分，他们可能不会记得谁曾是美国的总统。他们也不会记得谁曾是影星或摇滚歌星。但是依旧会知晓香农的名字。学校里依旧会教授信息论。” 致敬！巨大的信息论之父——克劳德·艾尔伍德·香农！
—— The End —— 参考文献： 1、香农的信息论究竟牛在哪里，知乎，科言君 2、“信息时期之父”香农：用一只木老鼠奠定人工智能的基础，大科技杂志社 3、香农传：从0到1开创信息时期，中信出版社，吉米·索尼，罗博·古德曼 4、信息论，一个撬动地球的支点，坤鹏论 5、香农 Claude Shannon 有哪些奇闻轶事，知乎 6、信息论之父香农，丁玖 7、克劳德·艾尔伍德·香农，百度百科词条 免 责 声 明 ： 自 媒 体 综 合 提 供 的 内 容 均 源 自 自 媒 体 ， 版 权 归 原 作 者 所 有 ， 转 载 请 联 系 原 作 者 并 获 许 可 。 文 章 观 点 仅 代 表 作 者 本 人 ， 不 代 表 环 球 物 理 立 场 。 环球物理 ID：huanqiuwuli 环球物理，以物理学习为主题，以传播物理文化为己任。专业于物理，致力于物理！以激发学习者学习物理的兴趣为目标，分享物理的智慧，学会用物理思维去思考问题，为大家展现一个有趣，丰富多彩的，神奇的物理。 |
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