編者注:今年四月是美國數學(xué)家和電氣工程師克勞德·香農的百年誕辰紀念,他開(kāi)創(chuàng )先河的研究成果奠定了現代數字通信的理論基礎。為了緬懷這位偉人,我們編譯原載于美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì )(IEEE)旗艦雜志《科技縱覽》(Spectrum)1992年四月號上的香農紀念傳略。這篇傳略由《科技縱覽》原編輯 John Horgan 執筆撰寫(xiě),Horgan曾在香農位于馬薩諸塞州溫徹斯特的住所訪(fǎng)問(wèn)過(guò)這位科學(xué)家本人。這篇小傳從多個(gè)視角展示了香農的獨特人格魅力:除了眾所周知的信息理論的奠基者,香農還是一個(gè)發(fā)明家、精巧的工匠、難題解決專(zhuān)家和惡作劇達人。此次發(fā)文不僅收錄了于1992 年隨原文刊登過(guò)的一張由波士頓區攝影師 Stanley Rowin所拍攝的香農肖像,還特別提供了《科技縱覽》上沒(méi)有刊登過(guò)的一些照片,這些照片也同樣是由 Rowin拍攝。香農在經(jīng)歷了與阿爾茨海默氏病的長(cháng)期斗爭后,于 2001 年逝世,享年 84歲。他被世人贊譽(yù)為有史以來(lái)最偉大的電氣工程學(xué)風(fēng)云人物之一。
香農小傳:不是一般的開(kāi)了掛的人生
克勞德·香農究竟是什么樣子的呢?當參觀(guān)者步入這座名為熵宅(EntropyHouse)的寬敞大房子,走進(jìn)不同的房間可能會(huì )得出不同的結論。
在這座位于波士頓郊外的灰泥墻宅邸中,香農和他的夫人貝蒂已經(jīng)居住了 30多年。其中一個(gè)房間,整齊有序地排列著(zhù)各種獎牌徽章,莊嚴彰顯著(zhù)香農所取得的無(wú)數榮譽(yù):包括于 1966年授予他的美國國家科學(xué)獎?wù)?、京都獎(有日本諾貝爾獎之稱(chēng))和美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì )榮譽(yù)獎?wù)碌冉y統在列。
這個(gè)房間里的香農就是神一樣的存在。他的工作成果被 AT&T 貝爾實(shí)驗室研究執行總監 Robert W. Lucky推崇為技術(shù)思想史上最偉大的貢獻。IBM 院士 Rolf W. Landauer 曾經(jīng)評價(jià)香農開(kāi)拓性的洞察力可以和愛(ài)因斯坦相得益彰。早在1948 年,當香農還是貝爾實(shí)驗室的一名年輕工程師時(shí),就對信息理論做出了明確定義。他在貝爾系統技術(shù)期刊(Bell SystemTechnicalJournal)上發(fā)表了一篇才華橫溢的論文,建立了電子數據有效打包和傳輸的智識框架。這篇名為《通信的數學(xué)理論》的論文,在通信時(shí)代走到今天,依然地位超然屹立不倒。它對數字通信的奠基作用等同于《自由大憲章》對于英國乃至世界憲政的深遠意義。
香農此時(shí)已經(jīng) 75歲,但這位擁有令人驚嘆的如雪白發(fā)的長(cháng)者臉上卻還掛著(zhù)如精靈般狡黠的笑容。而當香農向訪(fǎng)客展示他的獎項時(shí),卻稍微有些局促——片刻的不安之后,他立即帶我們沖進(jìn)了隔壁的房間。這個(gè)房間里也同樣陳列著(zhù)各式各樣的鑲框證書(shū),其中包括一張證書(shū)赫然證明香農是一位「雜耍學(xué)博士」。此外還有成排的桌子,上面堆著(zhù)各式各樣的小玩意小器械。
有些寶貝——比如會(huì )說(shuō)話(huà)的下棋機器,有一百個(gè)刀片的折疊刀,裝了發(fā)動(dòng)機的彈簧高蹺杖,還有無(wú)數的樂(lè )器——這些都是香農多年來(lái)的收藏品。其他一些則是他自己制作的:上面有三個(gè)玩雜耍的小丑的迷你舞臺、自動(dòng)穿越迷宮的機械老鼠、正在耍雜技的喜劇演員W.C. Fields 的機械模型,還有一個(gè)用羅馬數字進(jìn)行計算的叫做 Throbac的計算機(全稱(chēng)是簡(jiǎn)約的羅馬數字反向計算機)。
香農嘗試著(zhù)向來(lái)訪(fǎng)者展示他的機器版W.C. Fields 的拿手絕活,但是沒(méi)有成功?!肝蚁矚g制作機械,不過(guò)維護起來(lái)挺麻煩」,他有點(diǎn)懊喪地說(shuō)著(zhù)。
這一屋子的玩意兒揭開(kāi)了另外一個(gè)香農——這個(gè)淘氣版的香農著(zhù)獨輪車(chē)手上同時(shí)拋著(zhù)四個(gè)球穿過(guò)貝爾實(shí)驗室的大廳;他發(fā)明了用火箭驅動(dòng)的飛碟,還設計制作了「讀心」機。
這是絕對典型的香農性格——為探求下棋機器運作的奧妙,他居然能花很多工作時(shí)的功夫來(lái)下國際象棋。他的一位前同事描述過(guò)當時(shí)的狀況:「這讓我們的一位主管或多或少有點(diǎn)擔心?!?div style="height:15px;">
對此香農并未表示出什么歉意,反倒有些興高采烈:「我常常隨著(zhù)自己的興趣做事,不太看重它們最后產(chǎn)生的價(jià)值,更不在乎這事兒對于世界的價(jià)值。我花了很多時(shí)間在純粹沒(méi)什么用的東西上?!?div style="height:15px;">
香農從小就表現出了對于抽象數學(xué)和小型機械的興趣。他出生在 1916 年,在離出生地不遠的密歇根州的 Gaylord長(cháng)大。他的父親是位遺囑認證法官,香農喜歡鼓搗父親送給他的收音機元器件和拼裝玩具組合。此外,香農還熱衷于解答姐姐凱瑟琳交給他的數學(xué)題(后者長(cháng)大后成為一名數學(xué)教授)。
香農解釋道:「當我還是個(gè)孩子的時(shí)候,就對密碼之類(lèi)的東西特別感興趣?!顾钕矚g的故事之一就是埃德加·愛(ài)倫·坡的推理小說(shuō)《金甲蟲(chóng)》。這個(gè)故事有個(gè)非常令人愉悅的happy ending:通過(guò)破譯一幅神秘地圖,主人公找到了埋藏的寶藏。
香農本科就讀于密歇根大學(xué)安娜堡校區,主修數學(xué)和電氣工程學(xué)。他在這兩個(gè)領(lǐng)域打下的堅實(shí)基礎促成了他日后研究生期間的第一個(gè)重大成功:他寫(xiě)下了那篇將數學(xué)與電工完美結合的論文。這篇碩士論文在位于美國馬薩諸塞州劍橋市的麻省理工學(xué)院完成,經(jīng)由香農和貝爾實(shí)驗室復合電話(huà)交換電路領(lǐng)域的著(zhù)名專(zhuān)家Amos Joel 的深入探討。論文把 19世紀中葉英國數學(xué)家喬治·布爾的布爾代數和電子電路中開(kāi)關(guān)和繼電器的工作原理獨創(chuàng )性地對應結合。
那時(shí),香農年僅 22歲,而他撰寫(xiě)的論文已經(jīng)意義如此重大:經(jīng)由他的研究電路的設計就可以通過(guò)數學(xué)方法進(jìn)行測試,而不再需要反反復復冗長(cháng)乏味的實(shí)物線(xiàn)路檢驗和試錯?,F在布爾代數已經(jīng)是工程師們設計計算機硬件和軟件,電話(huà)網(wǎng)絡(luò )以及其他復雜系統的常規工具。
香農的這篇論文被認為可能是 20世紀最重要的一篇碩士論文。但他本人對此竭力保持低調:「這僅僅是因為沒(méi)有其他人同時(shí)對這兩個(gè)領(lǐng)域都熟悉而已?!?div style="height:15px;">