新時代“投遞員”：克勞德·香農(nóng)

楊皓

香農(nóng)出生于美國密歇根州的佩托斯基，父親克勞德與他的姓名完全相同，是新澤西州早期移民的后裔，曾自主創(chuàng)業(yè)經(jīng)商，也擔(dān)任過審核遺囑的法官。母親瑪貝爾·沃夫·香農(nóng)是德國移民的女兒，職業(yè)是語言學(xué)教師。不過父母給他的科學(xué)影響好像還不如祖父的影響大。香農(nóng)的祖父是一位農(nóng)場主兼發(fā)明家，發(fā)明過洗衣機(jī)和許多農(nóng)業(yè)機(jī)械，這對香農(nóng)的影響比較直接。除此之外，關(guān)于香農(nóng)的身份，還有一趣事：香農(nóng)孩提時期仰慕的英雄是托馬斯·愛迪生，后來他才知道自己是托馬斯·愛迪生的遠(yuǎn)房親戚。他們都是約翰·歐格登的后裔。約翰·歐格登是一個殖民領(lǐng)袖，也是許多杰出人物的先祖。

香農(nóng)自小就對機(jī)械和電氣電子表現(xiàn)出了極大愛好，他最優(yōu)秀的學(xué)科就是科學(xué)和數(shù)學(xué)，并在家中制作了模型飛機(jī)、無線電控制的模型船和一個可與半英里內(nèi)的朋友家聯(lián)系的無線電報系統(tǒng)。在香農(nóng)8歲時，他就經(jīng)常把姐姐的作業(yè)搶過來做，不要問他會不會這種挑戰(zhàn)智商的問題，因為他從沒做錯過一道題，并且在他的順手輔導(dǎo)之下，最后他姐姐成了數(shù)學(xué)系的教授。

1932年香農(nóng)進(jìn)入密歇根大學(xué)學(xué)習(xí)，在大學(xué)的一門課程中接觸到了喬治·布爾的理論。1936年大學(xué)畢業(yè)時，香農(nóng)獲得了兩個學(xué)士學(xué)位：電子工程學(xué)士和數(shù)學(xué)學(xué)士。不久，香農(nóng)進(jìn)入麻省理工學(xué)院開始研究生學(xué)習(xí)，參與了萬尼瓦爾·布什的微分分析機(jī)的相關(guān)工作。微分分析機(jī)是一種模擬計算機(jī)，是現(xiàn)代電腦的鼻祖。

香農(nóng)第一次引人注目的學(xué)術(shù)成果來自于他的碩士畢業(yè)論文。香農(nóng)在其碩士論文的基礎(chǔ)上，于1938年發(fā)行的《美國電氣工程師學(xué)會會刊》上發(fā)布了著名論文《繼電器與開關(guān)電路的符號分析》。由于這篇論文，香農(nóng)于1940年被授予美國Alfred Noble協(xié)會美國工程師獎。哈佛大學(xué)的哈沃德·加德納稱香農(nóng)的碩士論文“可能是本世紀(jì)最重要、最著名的碩士學(xué)位論文”。

撇去過于專業(yè)的敘述，該篇論文的最大價值在于奠定了現(xiàn)代計算機(jī)的基本思路。香農(nóng)與他的論文向我們揭示道：這個世界所有的信息都可以用0和1來表示（編程語言的二進(jìn)制規(guī)律）。也正是這么一個簡單卻變幻無窮的道理，帶領(lǐng)著人類從工業(yè)時代進(jìn)入了信息時代。在正式開始學(xué)術(shù)生涯之前，香農(nóng)做過一階段西聯(lián)匯款的投遞員，如此看來，他是一名名副其實的投遞員，更是一個新時代的“投遞員”。

除了信息理論方面的研究外，香農(nóng)在諸多其他領(lǐng)域也都有涉獵，較多為人道的之一便是密碼學(xué)領(lǐng)域。二戰(zhàn)期間，香農(nóng)加入貝爾實驗室，研究火力控制系統(tǒng)和密碼學(xué)，相關(guān)課題直屬國防研究委員會領(lǐng)導(dǎo)。1943年，香農(nóng)與人工智能之父英國數(shù)學(xué)家和密碼學(xué)家艾倫·圖靈合作，兩人交流之后，香農(nóng)竟發(fā)現(xiàn)圖靈的想法與自己有諸多吻合之處。在密碼學(xué)具體的成果方面，香農(nóng)證明了一次性密鑰是無法被破譯的，同時證明了一個無法被破譯的密碼系統(tǒng)的密鑰必須有以下特征：完全隨機(jī)；不能重復(fù)使用；保密；和明文一樣長。落到實踐上，香農(nóng)親自對丘吉爾和羅斯福的越洋會議的內(nèi)容進(jìn)行了加密。

令人驚嘆的才智背后，香農(nóng)有著生動活潑的另一面。人們描述香農(nóng)的生活，白天他總是關(guān)起門來工作，晚上則騎著他的獨輪車來到貝爾實驗室。除了學(xué)術(shù)研究，香農(nóng)愛好雜耍、騎獨輪腳踏車和下棋。香農(nóng)發(fā)明了很多用于科學(xué)展覽的設(shè)備，比如火箭動力飛行光盤、一個電動彈簧高蹺和一個噴射小號。除了這些，香農(nóng)還學(xué)習(xí)開飛機(jī)和演奏爵士單簧管，而且，帥氣的他還登上過時髦的Vogue雜志。

克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)

（1916.4.30—2001.2.26），美國數(shù)學(xué)家、電子工程師和密碼學(xué)家，1936年獲得密歇根大學(xué)學(xué)士學(xué)位。1940年在麻省理工學(xué)院獲得碩士和博士學(xué)位，1941年進(jìn)入貝爾實驗室工作。他提出了信息熵的概念，為信息論和數(shù)字通信奠定了基礎(chǔ)。