第一部分 熵的故事 克勞德·香農

生活就是一場賭博,充滿變數,對於競爭激烈的學術界競聘尤為如此。而克勞德·香農則是身處其中的定數,總能立於不敗之地。這正是麻省理工學院準備竭盡所能把香農從AT&T的貝爾實驗室爭取過來的原因,也正因此,香農於1956年成為其客座教授,令該大學倍感欣喜。

香農取得的成就自文藝復興以來無人企及。他獨力開創了一門重要的新科學。香農的資訊理論是一門抽象的通信科學,是計算機、互聯網和其他一切數字媒體的理論依據。康奈爾大學的托比·伯傑(Toby Berger)指出:「一個人獨力開創了一個領域,提出了一切合理問題並一次性證實且回答了其中的大部分問題,這種情況在歷史上實屬罕見。」

麻省理工的馬文·明斯基(Marvin Minsky)曾說道:「自我見到香農的那一刻起,他便成了我心中科學家的範本。無論遇到什麼問題,他都能欣然參與其中,並用一些令人驚訝的手段解決一切麻煩,可能是某種新的技術理念,抑或是某種實質性工具,總之問題總能迎刃而解。」

在貝爾實驗室和麻省理工學院,很多人認為香農的洞察力可以與愛因斯坦相媲美。也有一些人認為如此對比是不公平的,因為香農更勝一籌!愛因斯坦所做的研究對普通人的生活並無實際影響。而早在20世紀50年代,人們就已經切實感受到香農的研究成果所帶來的好處。在我們當今的數字時代,人們也往往無法用語言來描述香農的成就。南加州大學的索羅門·戈洛姆(Solomon W.Golomb)曾明確表明:「這就像描述字母表的發明者對文學的影響力一樣困難。」

計算機應該使用我們現在所熟知的二進位數字,即「0」和「1」,來進行運算,這種想法正是香農提出來的。他描述了二進位數字在電路中的表達方式。帶有電脈衝的線路代表「1」,無電脈衝的線路代表「0」。這種最小單位編碼可以傳達文字、圖片、音頻、視頻,或者任何其他信息。香農可以說是數字電子計算機的兩三個主要發明人之一,但這並不是他最偉大的成就。

香農最偉大的作品,即資訊理論,與其他同樣包羅萬象的理論一樣,為我們掃清了歷史道路上的一切障礙。20世紀60~80年代,幾乎每一年都伴隨著數字化「大潮」,這使得克勞德·香農與人們的生活越來越息息相關。晶體管、集成電路、大型計算機、衛星通信、個人電腦、光纖電纜、高清電視、行動電話、虛擬實境、DNA測序,以上所有這一切,從狹義的角度來看,都和香農關係甚微,或者說毫無關係。但從廣義的角度來看,整個有線以及無線數字世界都是香農的遺贈。

廣大記者和專家們也正是採納了香農創建的龐大的資訊理論來解釋數字大潮的意義。香農因此聲名鵲起。這也主要憑藉他在1948年發表的關於資訊理論的突破性論文。香農在後續的人生中收穫了各種榮譽學位。他在家裡親手製作安裝了一個乾洗店用來掛衣服的旋轉式衣架,將所有學位服掛在上面。香農是太空時代和網路時代的英雄。數字革命讓香農那曾經神秘莫測的二進位數位和位元組變得像瓦特和卡路里一樣被每個家庭所熟知。

但如果記者或者訪客詢問香農最近在做什麼,卻常常很難找到答案。他的老朋友,麻省理工學院的羅伯特·法諾(Robert Fano)解釋說:「他有能力撰寫優美的文章,也有能力做精彩的演講,但他討厭那麼做。」

1958年,香農接受麻省理工學院的永久聘任,成為通信科學及數學系教授。幾乎從他到任開始,「香農變得更少露面,也更難聽到他公布新的研究成果。」麻省理工著名經濟學家保羅·薩繆爾森(Paul Samuelson)如此回憶道。實際上,香農只在麻省理工教授了幾個學期的課程。麻省理工信息理論學家彼得·伊萊亞斯(Peter Elias)解釋說:「克勞德的教學方法就是針對鮮為人知的研究領域進行一系列講解。但是,這樣的節奏是常人很難企及的;實際上,他每周都能完成一篇研究論文。」

因此,在教授了幾個學期課程之後,香農告知大學方面他不想再繼續從事教學工作。麻省理工學院對此也並無異議。畢竟這所大學是世界上最好的科研機構之一。

然而,香農公開發表的研究成果並不多。如果說他在貝爾實驗室的同事約翰·納什(John Nash)擁有美麗的心靈,那麼根據大衛·斯萊皮恩(David Slepian)所說,香農則「擁有另類的心靈」。香農的天賦和達·芬奇很相似,他總是穿梭在一個又一個項目當中,而最終完美收官的卻寥寥無幾。香農是一個完美主義者,在論文的問題全部解決之前他絕不會公開發表,即使是措辭也要求完美無瑕。

在來麻省理工之前,香農已經發表了78篇學術文章。但從1958年到1974年,他僅發表了9篇文章。在接下來的10年里,克勞德·香農只發表過1篇論文,還是關於玩雜耍的。此後,在阿爾茨海默症的影響下,他被迫徹底結束了職業生涯。香農還曾經撰寫過一篇關於魔方的文章,但從未發表。

作為20世紀最有頭腦的人之一,香農幾乎停止了一切科研活動,反而開始玩起了玩具,這在麻省理工已經成為公開的秘密。保羅·薩繆爾森說:「有些人懷疑他得了抑鬱症。」其他人則認為他的性格有些自閉,可能是一種病。

數學家埃爾溫·伯利坎普(Elwyn Berlekamp)說過:「不熟悉香農的人或許會簡單地認為像他這樣一位具有如此巨大影響力的人一定是一個超級推銷員般的活躍分子,但事實並非如此。」

香農是個害羞而謙恭的人,似乎並不懂得什麼是嫉妒、怨恨或者野心。幾乎所有認識香農的人都很喜歡他。他身高約1.78米,略瘦,面容姣好,衣著整潔。中年時代後期,他蓄起了整潔的鬍鬚,這讓他看起來更加與眾不同。

香農喜歡迪克西蘭爵士樂。他能同時拋接4個球。他的手比一般人稍小一些,否則他能同時拋接5個球,對此他深感遺憾。香農說自己是無神論者,顯然也不關心政治。除了他自己辯稱關心政治外,在他的論文里我發現唯一能顯示他政治情感的一點證據就是他針對水門事件所寫的一首打油詩。

大多時候香農手裡都拿著一根鉛筆。他在一摞摞白紙上寫滿了數學公式、線路圖、演講稿以及不打算髮表的論文,還有些像是打油詩的韻律,以及一些只有他自己能看懂的古怪的內容。其中一頁上記錄的是他一系列的「一時興起」。內容包括象棋、獨輪車、雜耍、股票市場、宗譜、跑步、樂器、爵士樂以及「墮落至花街柳巷」。至於後者的確切含義,沒有進一步解釋,讓人遐想無限。在一次採訪中,香農曾深情地談起他年輕時在滑稽戲劇院看到的舞者表演。

在貝爾實驗室工作時,香農曾因在走廊里騎獨輪車而出名。按照克勞德·香農的個性,他並不只滿足於騎獨輪車。他必須要同時運用大腦和小腦掌握騎車技巧並發掘一套騎獨輪車的理論。他想知道在可騎的範圍內獨輪車最小能達到什麼尺寸。為了找出答案,他製作了一系列獨輪車,尺寸越來越小。最小的僅18英寸 高。沒人能騎。他還把一輛獨輪車的車輪故意設計成了不規則形狀,增加了騎行難度。香農最津津樂道的一項成就是他在貝爾實驗室的走廊裡邊騎獨輪車邊拋接球。

香農於1916年4月30日在密歇根州佩托斯基市(Petoskey)出生。他在附近的蓋洛德(Gaylord)長大,當時是一個僅有3000人的小鎮,臨近密歇根州最北部。鎮子非常小,你只需要走幾個街區就能走出小鎮到達鄉下地區。香農的父親也叫克勞德·香農,克勞德·埃爾伍德·香農(Claude Elwood Shannon),在成為遺囑檢驗法官之前曾做過旅行推銷員、傢具經銷商和殯儀員。其對房地產行業也有所涉獵,在蓋洛德大街上建造了名為「香農街區」的辦公建築群。1909年,老香農與鎮高中的校長梅布爾·沃爾夫(Mabel Wolf)結婚。他的兒子出生時他已經54歲。他是個疏遠的父親,只是略盡父親之責給自己的兒子買些建築拼裝玩具和收音機等物品。

在這個家族的血液中流淌著發明創造的基因。托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)是他家的遠房親戚。香農的祖父是一位農民發明家,曾設計了一台自動洗滌機。克勞德總是情不自禁地用自己的雙手親自製作各種東西,從青年到老年,始終如此。

有一次他製造了一台電報機,用來給他兒時的夥伴發信息,而他朋友的家在半英里外。香農買不起那麼長的電線。後來有一天他發現在標記建築紅線的地方有柵欄,這些柵欄是用帶刺的鐵絲網製成的。

香農把發報電鍵連接在每根鐵絲網柵欄的末端。結果真的成功了。這種在遇到複雜問題時能夠敏銳洞察到簡潔的解決方式的能力成就了香農一生的與眾不同。

香農靠為

上一章目錄+書簽下一頁