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吉米·索尼,美國頂級報刊編輯;羅伯·古德曼,頂級刊物撰稿人兼學(xué)者。
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本書(shū)是信息論之父香農的傳記,講述他如何靠一個(gè)人的思維游戲,奠定現代計算機和互聯(lián)網(wǎng)的理論基礎,使虛無(wú)縹緲的信息變成人類(lèi)社會(huì )支柱,帶領(lǐng)全人類(lèi)進(jìn)入信息時(shí)代。同時(shí),也講述了他獲得如此成就的秘密所在,以及他在科學(xué)泰斗人設之外的鮮活有趣一面。
核心內容
第一,香農將人類(lèi)帶入信息時(shí)代,主要靠哪兩個(gè)重要貢獻?
第二,香農能實(shí)現如此創(chuàng )舉,依靠的是什么?
第三,在學(xué)術(shù)泰斗的人設之外,香農游戲人生的一面是什么樣的?

前言
你好,歡迎每天聽(tīng)本書(shū)。本期音頻為你解讀的是《香農傳》,這是信息論之父、美國科學(xué)家克勞德·香農的傳記,講的是這位天才如何開(kāi)創(chuàng )信息時(shí)代,怎么用一個(gè)人的思維游戲,改變了整個(gè)人類(lèi)的生活。
在科學(xué)史上,香農是足以和牛頓、愛(ài)因斯坦相提并論的天才人物。而且,按照有些美國學(xué)者的說(shuō)法,愛(ài)因斯坦開(kāi)創(chuàng )了相對論,卻沒(méi)有把我們帶入相對論的時(shí)代。而香農開(kāi)創(chuàng )了信息論,并且把人類(lèi)帶入了信息時(shí)代,所以,香農的影響比愛(ài)因斯坦更大。
這個(gè)說(shuō)法看上去有點(diǎn)夸張,我們來(lái)看一下香農的貢獻到底有沒(méi)有這么大。信息時(shí)代的基礎其實(shí)就是兩個(gè)東西,一個(gè)是電腦,一個(gè)是互聯(lián)網(wǎng),而這兩個(gè)東西都離不開(kāi)香農。香農讓電腦從一個(gè)簡(jiǎn)單的運算工具,變成了復雜的思考工具。也是因為有了香農的研究成果,互聯(lián)網(wǎng)才應運而生。你說(shuō)他的影響大不大?
有趣的是,香農并不是一個(gè)書(shū)呆子型的科學(xué)家,他身上有一種游戲人生的特質(zhì)。他喜歡搗鼓各種奇怪發(fā)明,做出了能自己穿越迷宮的電子老鼠。他還會(huì )在嚴肅的科學(xué)會(huì )議上,像馬戲團的小丑一樣,玩起拋球雜耍,甚至用嚴密的數學(xué)方法來(lái)分析雜耍,寫(xiě)出關(guān)于雜耍的學(xué)術(shù)論文。而他的很多小發(fā)明看似游戲,卻在多年之后,啟發(fā)后人完成了劃時(shí)代的重要創(chuàng )新。
這本傳記的作者吉米·索尼和羅伯·古德曼,一位是美國頂級報刊編輯,一位是頂級刊物撰稿人兼學(xué)者,他們在傳記里,重現了香農的精彩人生,也讓我們看到了天才的思考方式。
下面我們分三個(gè)部分,來(lái)講述香農的人生經(jīng)歷。第一,我要給你介紹香農的兩個(gè)重要貢獻,憑借這兩個(gè)貢獻,香農帶人類(lèi)進(jìn)入了信息時(shí)代。第二,香農能做出這兩個(gè)貢獻,依靠的是什么。第三,我會(huì )給你介紹香農的另一面,在學(xué)術(shù)泰斗的人設之外,香農游戲人生的一面是什么樣的?
第一部分
我們進(jìn)入第一個(gè)部分,說(shuō)說(shuō)香農為人類(lèi)做出的兩個(gè)重要貢獻。
講這個(gè)之前,先為你大概介紹一下這位天才的人生經(jīng)歷。香農1916年生于美國密歇根州的一個(gè)小鎮,從小接受良好教育,成績(jì)不錯,但并不拔尖。相比之下更突出的,是他搗鼓各種機器、研究小發(fā)明的本領(lǐng)。他曾做出一臺升降機,把妹妹升到了高處。
香農的人生軌跡看上去有點(diǎn)四平八穩。他在密歇根大學(xué)念本科,然后到麻省理工念研究生。在每個(gè)階段,他都能同時(shí)獲得兩個(gè)學(xué)位,一個(gè)數學(xué),一個(gè)工程學(xué),正好代表了他兩個(gè)方面的興趣和才能。畢業(yè)之后,香農進(jìn)入貝爾實(shí)驗室數學(xué)部,這是全球著(zhù)名的企業(yè)研發(fā)機構。在這兒工作了三十多年之后,香農又回到了麻省理工當教授。這個(gè)時(shí)候他已經(jīng)功成名就,名聲大振,獲獎無(wú)數,但他始終過(guò)著(zhù)簡(jiǎn)單樸素的生活,繼續著(zhù)童年時(shí)的愛(ài)好,繼續搗鼓各種小機械、小發(fā)明,直到八十五歲去世。
這段簡(jiǎn)要的人生經(jīng)歷看上去甚至有點(diǎn)平淡,但香農做出的貢獻一點(diǎn)也不簡(jiǎn)單。他幾乎從零開(kāi)始,為人類(lèi)打開(kāi)了信息時(shí)代之門(mén)。
那么,香農究竟幫人類(lèi)解決了什么問(wèn)題呢?主要是兩個(gè),第一是在計算機方面,他讓計算機從單純的計算工具,變成了可以幫人解決各種問(wèn)題的思考工具。第二是在通訊方面,他把千差萬(wàn)別的各類(lèi)信息通通抽象為數字,提出“比特”概念,搭建了一整套關(guān)于信息度量和信息傳輸的理論,推動(dòng)了各種現代通訊方式的誕生,包括我們每個(gè)人都離不開(kāi)的移動(dòng)通訊和互聯(lián)網(wǎng)。我們分別來(lái)介紹一下。
先說(shuō)香農在計算機方面的貢獻。
在計算機誕生的早期,它的功能局限于數學(xué)運算,就是臺運算工具。那么,誰(shuí)讓它變成了無(wú)所不能的多面手呢?正是香農。
香農做了什么呢?他寫(xiě)了篇論文,找到了用機器模擬人類(lèi)思考的正確方法。這個(gè)非常關(guān)鍵。我們來(lái)梳理一下這個(gè)過(guò)程:首先,把你的思考整理成邏輯判斷,然后依據一種叫作布爾代數的理論,這個(gè)理論比較復雜,我們就不詳細解釋了。依據這個(gè)理論,我們就可以把邏輯判斷變成由1和0構成的數學(xué)運算,判斷為真就用1來(lái)表示,判斷為假就用0來(lái)表示。這個(gè)時(shí)候,香農告訴你,可以用電路開(kāi)關(guān)的兩種狀態(tài),也就是通電和斷開(kāi),來(lái)表示1和0,通電表示1,斷開(kāi)表示0。這樣就可以用電路來(lái)模擬你的邏輯判斷和思考過(guò)程。
這意味著(zhù)什么呢?意味著(zhù)人類(lèi)可以設計出一臺機器,用電路開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行判斷和思考,幫助人類(lèi)解決各種問(wèn)題。問(wèn)題變復雜了怎么辦?只需要增加電路里的開(kāi)關(guān)數量就可以了。這就是現代計算機幫人類(lèi)解決各種問(wèn)題的基本原理。
香農不是計算機的發(fā)明者,但他這篇天才的論文,讓計算機從簡(jiǎn)單的運算工具,變成了無(wú)所不能的電腦,奠定了現代計算機的發(fā)展方向。
隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展,計算機電路里的開(kāi)關(guān)原件,從電子管進(jìn)化成晶體管,開(kāi)關(guān)的數量也越來(lái)越多,越來(lái)越密集。像目前最先進(jìn)的手機處理器,只有你的手指甲大小,卻容納了幾十億個(gè)晶體管,相當于幾十億個(gè)開(kāi)關(guān),能夠完成各種復雜的任務(wù);但它們萬(wàn)變不離其宗,仍然離不開(kāi)香農在這篇論文中描述的基本原理。
特別神奇的是,這篇對計算機和信息時(shí)代如此重要的論文,竟然是香農在麻省理工念電子工程的碩士畢業(yè)論文。難怪,有科學(xué)家會(huì )說(shuō),這是歷史上最牛的碩士論文。寫(xiě)下這篇神作的香農,當年只有22歲而已。
這是香農在計算機方面的貢獻。接下來(lái),我再來(lái)介紹他在通訊方面的重大突破。1948年,寫(xiě)完碩士論文十年之后,香農在貝爾實(shí)驗室用另外一篇神作,開(kāi)創(chuàng )了信息論,將人類(lèi)帶入了信息時(shí)代。
這一次他解決的問(wèn)題是什么呢?他發(fā)現了信息的本質(zhì),找到了度量信息的方式,還提出了提高信息傳輸質(zhì)量的方法。
在香農的時(shí)代,隨著(zhù)各種通訊方式的陸續發(fā)明,人們已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注信息這個(gè)概念。從你和我面對面交談使用的語(yǔ)言,到電話(huà)線(xiàn)傳遞的聲音信號,再到電視線(xiàn)路傳遞的圖像,這些好像都是信息,但信息到底是什么呢?沒(méi)人能說(shuō)得清,更不用說(shuō)對信息進(jìn)行度量了。
當時(shí)流行的做法,是從人類(lèi)的語(yǔ)言入手,通過(guò)對語(yǔ)言文字結構和含義的分析,來(lái)探索信息的本質(zhì),并且嘗試對信息進(jìn)行度量。不過(guò)效果并不好。
我們拿中文來(lái)舉個(gè)例子,假設有人跟你說(shuō)了兩句話(huà),第一句是“明天會(huì )日出”,第二句是“明天有日食”,如果按照語(yǔ)言分析的路數,這兩句話(huà)都是五個(gè)字,而且都沒(méi)有進(jìn)一步簡(jiǎn)化的余地,所以,兩句話(huà)的信息量好像是一樣的。不過(guò),這個(gè)判斷似乎和你的直覺(jué)并不一致。直覺(jué)上看,第一句話(huà)沒(méi)什么信息量,因為只要晴天,天天都會(huì )日出嘛。而第二句話(huà),好像還有點(diǎn)信息量,它告訴你一個(gè)你以前并不知道的情況??墒?,這種信息量的差別,究竟應該如何把握和衡量呢?
這就要靠香農了,他直接越過(guò)了語(yǔ)言文字的糾纏,抓住了信息的本質(zhì)。
信息的本質(zhì)是什么?是消除不確定性。我向你發(fā)出一條信息,這條信息究竟有多大的信息量,在于它能幫助你消除多少不確定性。
還是拿上面的兩句話(huà)舉例。按照香農的解釋?zhuān)魈鞎?huì )日出是常識,對你來(lái)說(shuō)本來(lái)就是一種確定情況,所以,這句話(huà)沒(méi)有幫助你額外消除任何不確定性,沒(méi)什么信息量。而明天是不是有日食呢?其實(shí)存在很大的不確定性。所以,明天有日食這句話(huà),幫你完成了一個(gè)把不確定性變成確定的過(guò)程,它是有信息量的。一句話(huà)能幫你消除的不確定性越多,它的信息量就越大。
這樣一來(lái),不僅解決了信息的本質(zhì)是什么的問(wèn)題,連如何度量信息的問(wèn)題,看上去也有了頭緒。不過(guò),我們都知道重量的單位是千克,長(cháng)度的單位是米,能量的單位是焦耳,那信息的度量單位是什么呢?
這也難不倒香農,他說(shuō),既然信息是消除不確定性,那么信息最基本的單位,就應該是一個(gè)最基本、最簡(jiǎn)單的不確定性消除過(guò)程。就像是告訴你,拋一次硬幣的結果,到底是正面朝上,還是反面朝上。
于是,香農找到了二進(jìn)制數字。我們都知道,二進(jìn)制的數字要么是1,要么是0,那么,傳送一個(gè)二進(jìn)制數字給你,就相當于完成了一次二選一,實(shí)現了一次最基本的不確定性消除過(guò)程。
這樣一個(gè)包含兩種可能的二進(jìn)制數字,也就成了度量信息的基本單位,香農把它叫做比特,也就是bit。1個(gè)比特的信息量,就是1個(gè)二進(jìn)制數字所代表的信息量。8個(gè)比特稱(chēng)為一個(gè)字節,也可以用一個(gè)大寫(xiě)的字母 B 來(lái)代替。我們都很熟悉的,用來(lái)表示電腦文件大小、內存硬盤(pán)容量的MB、GB、TB,其實(shí)都是在比特基礎上形成的單位。
你看,十年前,香農把電路開(kāi)關(guān)變成0和1,十年之后,香農又把信息變成了0和1。這樣一來(lái),不僅語(yǔ)言信息可以變成數字,就連聲音、圖像,一切信息都可以變成數字。各種不同的信息的傳送過(guò)程也就變成了同一個(gè)過(guò)程。
不管最初形態(tài)是語(yǔ)言、聲音還是圖像,信息從發(fā)送者那里出來(lái),先通過(guò)編碼過(guò)程,變成一串串由1和0構成的二進(jìn)制數字,完成數字傳輸,再通過(guò)解碼過(guò)程,重新變回原先的形態(tài),被信息接收者收到。這不就是我們熟悉的數字通訊嗎?無(wú)論是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),還是通過(guò)手機無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),無(wú)論是文字聊天、發(fā)送照片、傳送音頻和視頻,其實(shí)都是這樣一個(gè)過(guò)程。
信息數字化的意義還不止這些。十年以前,香農將電路開(kāi)關(guān)變成數字,復雜的電路設計工作就變成了解數學(xué)方程。十年之后,他讓信息變成了數字,而改進(jìn)通訊質(zhì)量的工作,同樣也變成了解數學(xué)題。
這是一個(gè)劃時(shí)代的進(jìn)步。在香農之前,人類(lèi)耗費了大量的時(shí)間、精力和金錢(qián),想了無(wú)數辦法,就為了減少通訊信號傳輸過(guò)程中受到的外界環(huán)境干擾,提高通訊質(zhì)量。例如,為了減少電報信號在海底電纜中所受的干擾,人們不惜花費巨資,給電纜裝上厚厚的防護罩,但這也只能解決一部分問(wèn)題。
那么,到底有沒(méi)有辦法實(shí)現完全不失真的信息傳輸呢?大家都沒(méi)有信心,直到香農在論文里響亮地說(shuō):我有辦法。
他的辦法是什么呢?當然不是給電纜裹上更厚的防護罩。他認為,理論上,干擾不可能完全消除。不過(guò),即便干擾造成信號部分受損,也照樣有可能保持信息完整不失真。
聽(tīng)上去有些匪夷所思吧,信號受損怎么可能讓信息不失真呢?但是我們細想一下就明白,按照香農的理論,這個(gè)時(shí)候電纜里的信號已經(jīng)變成了數字,而他用數學(xué)方法證明,只要優(yōu)化數字編碼方法,增加額外的冗余數字,哪怕線(xiàn)路干擾會(huì )造成一定比例的數字信號丟失,傳輸過(guò)去的信息也能保持完整。
不過(guò),每一條線(xiàn)路都有它的極限,如果到了極限,無(wú)論如何改進(jìn)和優(yōu)化編碼,都沒(méi)辦法保證不失真了。這個(gè)極限對應的數字信息傳輸速度,就被稱(chēng)為“香農極限”。今天的我們,還在不斷想辦法提高信息傳輸速度,拿移動(dòng)通訊來(lái)說(shuō),從3G到4G再到5G,其實(shí)就是在不斷努力逼近香農極限。
上面說(shuō)的,就是香農信息論的主要內容。他洞察了信息的本質(zhì),提出了信息度量的方法和基本單位,找到了提高信息傳輸質(zhì)量的辦法??梢哉f(shuō),現代通訊的基本特征就是通訊數字化,而通訊數字化的理論基礎就是香農的信息論。今天你能看到的一切現代通訊工具和通訊方式,從互聯(lián)網(wǎng)到移動(dòng)網(wǎng),本質(zhì)上都是在傳輸數字,都是信息論的應用成果。
對今天的每一位計算機和通訊行業(yè)的從業(yè)人士來(lái)說(shuō),香農都稱(chēng)得上祖師爺。同時(shí),我們每一天的生活,已經(jīng)很難擺脫電腦、手機和互聯(lián)網(wǎng),而這些都和香農的貢獻息息相關(guān)。
上面說(shuō)的是第一部分內容,香農在計算機和通訊兩個(gè)領(lǐng)域做出了巨大貢獻,將人類(lèi)帶入了信息時(shí)代。值得一提的是,香農寫(xiě)完兩篇神作時(shí),只有三十多歲。是什么樣的條件,幫助他在這么年輕的時(shí)候,做出這樣偉大的貢獻呢?下面進(jìn)入第二部分,香農的成就靠的是什么?
第二部分
就算是香農這樣智力超群的天才人物,要取得這么了不起的成就,也不可能脫離外部條件。香農生活的年代,正好是美國取代英國成為全球頭號強國的時(shí)代,國力蒸蒸日上,科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,這為香農的成功創(chuàng )造了很好的條件。前人的研究成果,也為香農的突破準備了敲門(mén)磚。像我們前面提到的,香農在計算機理論方面的成就,就和布爾代數理論密不可分。
不過(guò),在各種外部條件中,最值得注意的,還是這兩個(gè)方面:一個(gè)是二戰的推動(dòng),另一個(gè)是寬松自由的研究環(huán)境。
先說(shuō)說(shuō)二戰的影響。二戰是人類(lèi)有史以來(lái)最為殘酷的戰爭,傷亡人數達到2億,無(wú)數財富化為灰燼。不過(guò),二戰也是科技發(fā)展的催化劑。參戰各國為了取得勝利,投入大量資源發(fā)展科學(xué)技術(shù),并且將很多頂級科學(xué)家集中起來(lái)組織研究,產(chǎn)生了大量成果,直到今天還在影響我們的生活。
二戰對香農的影響是什么呢?應該說(shuō),他在計算機和通訊領(lǐng)域的貢獻,都和這場(chǎng)戰爭息息相關(guān),特別是在通訊方面。他在二戰中的經(jīng)歷,對他開(kāi)創(chuàng )信息論,把一切信息都變成0和1,產(chǎn)生了直接的推動(dòng)力。
二戰時(shí)香農做什么去了呢?和很多美國學(xué)者一樣,香農接受征召,為國效力。當然,這樣的牛人不可能扛槍上前線(xiàn)當大頭兵,美軍根據他的數學(xué)才能,幫他選了一個(gè)最能發(fā)揮能力的工作崗位:密碼專(zhuān)家。
在這個(gè)崗位上,香農的工作非常出色,他不僅幫助美軍和盟友破譯了很多德軍密碼,掌握德軍的部署和舉動(dòng),讓倫敦少挨了德軍轟炸,還幫助盟軍建立了難以破譯的加密系統,連羅斯福和丘吉爾的絕密通話(huà),都要靠香農來(lái)加密。
香農作為密碼專(zhuān)家到底做了哪些貢獻?很多還處于保密狀態(tài),尚未完全公布。不過(guò),人們知道的是,自從香農進(jìn)入了這個(gè)領(lǐng)域,密碼加密和解密就從一項專(zhuān)門(mén)技術(shù),變成了一門(mén)真正的科學(xué),擁有了理論基礎。更重要的是,這個(gè)領(lǐng)域的工作,直接啟發(fā)了香農對于信息本質(zhì)的認識。你想想,密碼通訊的編碼過(guò)程,不就是把你能看懂的語(yǔ)言,變成一串敵人看不懂的數碼嗎?這其實(shí)就是一種信息的數字化。二戰結束后,密碼專(zhuān)家香農回到貝爾實(shí)驗室繼續研究通訊,他繼續了自己在戰爭中的思考,終于完成了信息論的創(chuàng )舉。
除了戰爭推動(dòng)之外,寬松自由的研究環(huán)境,也為香農提供了很大幫助。這方面的代表,就是香農長(cháng)期工作的貝爾實(shí)驗室。
貝爾實(shí)驗室是美國著(zhù)名的企業(yè)研究機構,成立于1925年,迄今為止,它已經(jīng)獲得兩萬(wàn)五千多項專(zhuān)利。像晶體管、激光器、太陽(yáng)能電池、傳真機、通訊衛星、手機,這些重大發(fā)明,都是從貝爾實(shí)驗室誕生的。尤其可貴的是,它雖然是企業(yè)主導的研究機構,卻非常重視基礎研究,因此,這里也走出了8位諾貝爾獎得主。
這一點(diǎn)對香農來(lái)說(shuō)非常重要。要知道,香農在這里前前后后工作了三十多年,取得了包括信息論在內的很多研究成果。但他的這些成果,基本都屬于基礎理論研究,很難直接變成產(chǎn)品,更不可能產(chǎn)生實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟效益。但貝爾實(shí)驗室仍然支持和鼓勵這些沒(méi)法直接變現的理論研究。
對于香農這樣的天才來(lái)說(shuō),這種環(huán)境簡(jiǎn)直是研究和思考的天堂,可以自由選擇研究方向,可以自由利用實(shí)驗室的雄厚財力和各類(lèi)資源,可以將所有的精力用于思考,不用擔心 KPI 和復雜的人事關(guān)系。在這個(gè)年代,美國很多大學(xué)、科研機構都具有類(lèi)似的風(fēng)格。這種寬松自由的研究環(huán)境,直接推動(dòng)了這段時(shí)間基礎研究成果的井噴,而香農的成就正是其中的一部分。
除了戰爭推動(dòng)和寬松環(huán)境之外,香農的成就,也離不開(kāi)他自身具備的天才特質(zhì)。作為天才,他肯定智商極高,不過(guò),除了這個(gè)之外,香農還有什么特質(zhì)呢?
本書(shū)認為,他有兩個(gè)優(yōu)勢特別突出。一個(gè)是超強的抽象思維能力。他懂得穿透各種外在現象,抓住事物的本質(zhì),把復雜多變的東西,抽象成最基本最簡(jiǎn)單的東西。我們前邊說(shuō)過(guò),在開(kāi)創(chuàng )計算機理論的時(shí)候,香農把電路和開(kāi)關(guān)變成了一串串的0和1。在開(kāi)創(chuàng )信息論的時(shí)候,他又把語(yǔ)言、文字、圖像、聲音變成了一串串的0和1。這就是香農抓住的本質(zhì)。今天我們身處信息時(shí)代,信息時(shí)代其實(shí)就是數字化時(shí)代,一切都可以變成數字。我們早已接受了這種認識世界的思考方式。而這種思考方式的源頭,就是香農天才的抽象思維。
香農的另一個(gè)優(yōu)勢,就是他懂得用好奇心和興趣來(lái)驅動(dòng)思考。他有一句名言,寶貴的成果往往來(lái)源于單純的興趣。對他來(lái)說(shuō),研究計算機原理和信息論,最初都是源于好奇心和單純的興趣。他想的是,我要弄明白這是怎么回事,而并沒(méi)有去考慮太多,弄明白之后又能如何,能不能生產(chǎn)出產(chǎn)品,能不能產(chǎn)生效益之類(lèi)。
當然,從興趣出發(fā),并不等于在思考和研究過(guò)程中不求甚解、漫不經(jīng)心。相反的,濃厚而單純的興趣,讓他心無(wú)旁騖,意志堅定,不搞清楚誓不罷休。拿信息論來(lái)說(shuō),將信息變成0和1,并不是他興趣來(lái)了靈光一現的結果,要知道,從對這個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生興趣到找到答案,香農可經(jīng)歷了整整八年的艱苦思考。只不過(guò),他并不關(guān)心信息論能催生什么產(chǎn)品。很多人攻擊這套理論缺少實(shí)用價(jià)值,他也并不在意。而貝爾實(shí)驗室的寬松環(huán)境,正好讓他如魚(yú)得水。
直到二三十年后,現代通訊設備大量出現,人們才猛然發(fā)現,這套源于興趣的理論,看上去像思維游戲一樣的理論,原來(lái)這么厲害。
上面說(shuō)的是第二部分,香農的成功因素。一方面,他個(gè)人的特質(zhì)讓他能把復雜多變的東西,抽象成最基本最簡(jiǎn)單的原理。另一方面,戰爭的推動(dòng)和寬松自由的外部環(huán)境,讓他如魚(yú)得水。一般情況下,作為一個(gè)如此成功的科學(xué)家,我們覺(jué)得香農應該是那種德高望重、舉止穩重的學(xué)術(shù)泰斗。不過(guò),真實(shí)生活中的香農,卻有著(zhù)游戲人生的一面。
第三部分
在寫(xiě)完兩篇神作、開(kāi)創(chuàng )兩大理論之后,香農成為學(xué)術(shù)名人,獲獎無(wú)數。不過(guò),他最大的興趣似乎變成了雜耍,他花了很多時(shí)間刻苦練習,不斷提高雜耍水平。他學(xué)會(huì )了騎獨輪車(chē)和拋球游戲。七十歲時(shí),他參加一次嚴肅的頂級學(xué)術(shù)會(huì )議,主辦方邀請他上臺致辭,他卻從口袋中拿出三個(gè)小球玩起了雜耍,會(huì )場(chǎng)徹底沸騰了,西裝革履的科學(xué)家們變成了粉絲,排起長(cháng)隊向他索要簽名。
你可能會(huì )覺(jué)得,香農是在用雜耍游戲,作為自己研究思考的休息和消遣。并不是。香農曾經(jīng)制造過(guò)幾臺拋球雜耍的機器,有的已經(jīng)具備了人形機器人的雛形。另外,他又一次發(fā)揮了自己將一切抽象為數字的天分,試圖建立一套理論,用數學(xué)來(lái)證明,人到底能同時(shí)玩幾個(gè)球。
除了雜耍之外,成名之后的香農,還延續了少年時(shí)熱愛(ài)小機器小發(fā)明的興趣。相比在麻省理工上課和在世界各地參加學(xué)術(shù)會(huì )議,他似乎更喜歡在自家后院擺弄機器,做出很多東西,看上去只能稱(chēng)之為玩具,毫無(wú)實(shí)用價(jià)值。不過(guò),他這些玩心大發(fā)的小發(fā)明,多年后卻啟發(fā)了后人的重大創(chuàng )新。
例如,他曾經(jīng)制作出世界上第一臺能夠和人類(lèi)下棋的機器,用150個(gè)繼電器開(kāi)關(guān),計算國際象棋棋子的走位。這臺機器下棋水平不高,不過(guò),在他的啟發(fā)下,幾十年之后,AlphaGo 戰勝了所有人類(lèi)圍棋高手。
他還做過(guò)一個(gè)人工老鼠,在迷宮中行走尋找奶酪,通過(guò)75個(gè)繼電器開(kāi)關(guān),這只老鼠把一次次的道路選擇記下來(lái),直到找到正確的道路為止。而一旦它記住了正確路線(xiàn),下一次它就能直接做出選擇,不用再一次次嘗試。對香農來(lái)說(shuō),這是個(gè)設計精巧的玩具。不過(guò),它已經(jīng)具有了初步的學(xué)習能力,啟發(fā)了后來(lái)的人工智能研究。
香農甚至還是可穿戴設備的發(fā)明者。1961年,他和同事索普做出一個(gè)香煙盒大小的小型計算機,小盒子藏在口袋里,用大腳趾控制藏在鞋子里的開(kāi)關(guān)。這個(gè)設備用來(lái)干什么呢?用來(lái)預測賭場(chǎng)的輪盤(pán)賭結果,計算小球落在輪盤(pán)不同位置的概率。他們帶上設備,在拉斯維加斯大顯神通。由于害怕太過(guò)惹眼,惹來(lái)黑手黨注意,兩人試過(guò)幾次就不敢再試了。不過(guò),這類(lèi)設備后來(lái)不斷發(fā)展,成了今天我們熟悉的蘋(píng)果手表和手環(huán)。
香農在搗鼓這類(lèi)小發(fā)明的時(shí)候,其實(shí)和做理論研究時(shí)的心態(tài)有點(diǎn)相似,都是從單純的興趣出發(fā),并不考慮做出之后有什么實(shí)用價(jià)值。對他來(lái)說(shuō),游戲和工作沒(méi)有天然的分隔。而恰恰是他這種完全放松的,將研究和思考作為游戲的心態(tài),將自己的天才充分激發(fā)出來(lái),最終改變了人類(lèi)的生活。
總結
到這里,這本書(shū)的精髓就說(shuō)得差不多了,讓我們回顧一下。
第一,香農奠定了現代計算機的理論基礎,使計算機從單純的計算工具變得無(wú)所不能;同時(shí),他提出了信息論,抓住了信息的本質(zhì),讓信息變得可以度量,并提出了改進(jìn)信息傳輸的方法。通過(guò)這兩大貢獻,他帶動(dòng)人類(lèi)進(jìn)入信息時(shí)代,給我們帶來(lái)了數字化生活。
第二,香農的成就,有賴(lài)于二戰推動(dòng)和貝爾實(shí)驗室自由寬松的研究環(huán)境,也有賴(lài)于他自己的天才特質(zhì),包括超強的抽象思維能力,以及用興趣和好奇心驅動(dòng)思考的本能。
第三,香農是個(gè)非常好玩的人,他熱愛(ài)雜耍,喜歡搗鼓各種小發(fā)明,卻在無(wú)形之中,啟發(fā)了很多重大創(chuàng )新。
最后補充一點(diǎn)八卦。二戰期間,由于美國和英國的同盟關(guān)系,香農和一位英國天才多次會(huì )面,結下友誼,這便是計算機科學(xué)之父圖靈。兩人當時(shí)都在研究密碼,而都對機器思考和編碼的問(wèn)題感興趣,在多次會(huì )面相互啟發(fā)后,成就了一段科學(xué)佳話(huà)。
只不過(guò),圖靈在41歲時(shí)就英年早逝,香農卻順順當當活到了85歲。信息學(xué)界設了一個(gè)最高獎,就叫香農獎,相當于基礎科學(xué)界的諾貝爾獎和計算機學(xué)界的圖靈獎。當時(shí)是1972年,香農仍然在世,所以他毫無(wú)爭議地獲得了第一屆香農獎,并且親自到場(chǎng)領(lǐng)獎。這種自己領(lǐng)自己名字命名的獎的做法,后來(lái)被人戲稱(chēng)為“香農套路”。
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