信息论之父—香农

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1、信息论之父—香农20世纪中叶，信息论、控制论、系统论等标新立异的新理论相继问世，有力地“晃动”着传统的科学框架。克劳德·香农是一位美国数学工程师，作为信息论的创始人，人们认为他是20世纪最伟大的科学家之一。他在通信技术与工程方面的创造性工作，为计算机与远程通信奠定了坚实的理论基础。人们尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基之父。确实，他对人类的贡献超过了一般的诺贝尔获奖者。回顾20世纪的信息革命风暴，经他阐明的信息概念、连同“比特”这个单位已经深入人心，成为今天日常生活都离不开的词汇。 家庭背景克劳德·香农(ClaudeElwoodShannon，1916-2001)1916年4月3

2、0日诞生于美国密西根州的Petoskey。在Gaylord小镇长大，当时镇里只有三千居民。父亲是该镇的法官，他们父子的姓名完全相同，都是ClaudeElwoodShannon。母亲是镇里的中学校长，姓名是MabelWolf Shannon。他生长在一个有良好教育的环境，不过父母给他的科学影响好像还不如祖父的影响大。香农的祖父是一位农场主兼发明家，发明过洗衣机和许多农业机械，这对香农的影响比较直接。此外，香农的家庭与大发明家爱迪生(ThomasAlvaEdison，1847-1931)还有远亲关系。香农的大部分时间是在贝尔实验室和MIT(麻省理工学院)度过的。在“功成名就”后，香农与玛丽

3、(MaryElizabethMoore)1949年3月27日结婚，他们是在贝尔实验室相识的，玛丽当时是数据分析员。他们共有四个孩子：三个儿子Robert、James、AndrewMoore和一个女儿MargaritaCatherine。后来身边还有两个可爱的孙女。2001年2月24日，香农在马萨诸塞州Medford辞世，享年85岁。贝尔实验室和MIT发表的讣告都尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基之父。 攻读学位1936年香农在密西根大学获得数学与电气工程学士学位，然后进入MIT念研究生。1938年香农在MIT获得电气工程硕士学位，硕士论文题目是《ASymbolicAnal

4、ysisofRelayandSwitchingCircuits》(继电器与开关电路的符号分析)。当时他已经注意到电话交换电路与布尔代数之间的类似性，即把布尔代数的“真”与“假”和电路系统的“开”与“关”对应起来，并用1和0表示。于是他用布尔代数分析并优化开关电路，这就奠定了数字电路的理论基础。哈佛大学的伽登纳(HowardGardner)教授说，“这可能是本世纪最重要、最著名的一篇硕士论文。”1940年香农在MIT获得数学博士学位，而他的博士论文却是关于人类遗传学的，题目是《AnAlgebraforTheoreticalGenetics》(理论遗传学的代数学)。这说明香农的科学兴趣十分

5、广泛，后来他在不同的学科方面发表过许多有影响的文章。在读学位的同时，他还用部分时间跟温尼法·布什(VannevarBush)教授进行微分分析器的研究。这种分析器是早期的机械模拟计算机，用于获得常微分方程的数值解。1941年香农发表了《Mathematicaltheoryofthedifferentialanalyzer》(微分分析器的数学理论)，他写道：“大多数结果通过证明的定理形式给出。最重要的是处理了一些条件，有些条件可以生成一个或多个变量的函数，有些条件可使常微分方程得到解。还给出了一些注意事项，给出求函数的近似值(不能产生精确值)、求调整率的近似值以及自动控制速率的方法。” 

6、特殊癖好大家从照片上看，可能以为克劳德·香农是一位文质彬彬的书生。事实上，他有许多爱好，特别令人难以置信的是香农可以熟练地玩一套杂技。不是在舞台上，而是在日常生活中，例如在贝尔实验室的走廊里。从MIT到香农宽敞的住宅只有几英里。他的住宅里放满了各种乐器，诸如有5台钢琴、30多种其他乐器，从短笛到各种铜管乐器应有尽有。童年时代，他热衷于装无线电收音机、练莫尔斯电报码、搞密码学等。在Gaylord上中学时他还当过WesternUnion的信使。在他的玩具室里，有一个杂耍杰作，由3个丑人一起玩11个环、7个球和5个棍子，通过钟表机构驱动。可见当他还是孩子时就喜爱杂耍，香农的一生都迷

7、恋于平衡与控制稳定性。他的平衡兴趣与能力是十分有名的，一个脍炙人口的故事是他经常骑着独轮车(unbicycle)、手里抛着三个球来到贝尔实验室的大厅。有时他还踩着高跷骑摩托，使同事害怕不已。他发明过有两个座位的独轮车，不过恐怕没有人敢与他共享。他还把独轮车造成偏离地心的，骑在上面忽高忽低，像鸭子行走似的。他设计并建造了下棋机器、迷宫老鼠(左图)、杂耍器械以及智力阅读机。下国际象棋的机器包括用3个指头能抓起棋子的手臂、