【科技英雄傳】IT業的理論奠基人香農

        今天是美國數學家、信息論的創始人克勞德艾爾伍德香農（Claude Elwood Shannon）去世 13 周年的紀念日，香農一生的最大貢獻主要有兩個：一個是信息理論、信息熵的概念，另一個是符號邏輯和開關理論，這些理論為信息論和數字通信奠定了基礎。

        香農 1916 年 4 月 30 日出生于美國密歇根州的 Petoskey，在 Gaylord 小鎮長大。父親是鎮上的法官，母親是鎮里的中學校長，他們為香農提供了一個良好的教育環境。

        然而對香農的科學影響最大的還是其祖父，他的祖父曾發明過洗衣機和一些農業機械，給香農造成了最為直接的影響。香農跟著名的發明家愛迪生也有遠親的關系。

        香農的主要成就是它提出了信息熵的概念，他證明了熵與信息內容的不確定程度有等價關系。熵是玻爾茲曼在熱力學第二定律引入的概念，指的是分子運動的混亂度。信息熵也有類似的意義，信息熵大，意味著不確定性也大。

        熵在控制論、概率論、數論、天體物理和生命科學等領域都有重要應用，在很多領域中都有十分重要的意義。香農是最早將熵引進信息論的人。

        香農分別在 1948 年和 1949 年在《貝爾系統技術雜志》（Bell System Technical Journal）上發表的題為《通訊的數學原理》以及《噪聲下的通信》等兩篇論文，闡述了通信的基本問題，給出了通信系統的模型，提出了信息量的數學表達 式，并解決了信道容量、信源統計特征、信源編碼、信道編碼等一系列基本技術問題，被公認為信息論的奠基性著作。

        香農在進行信息的定量計算的時候，明確地把信息量定義為隨機不定性程度的減少。這就表明了他認為信息是用來減少隨機不定性的東西。

        雖然香農定義的信息概念比以前有了巨大的進步，但仍然沒有將信息的內容和價值包括進來，只考慮了隨機不定性，而沒有從根本上回答“信息是什么”的問題。

        除了信息理論和信息熵的概念之外，香農對人類社會的另一個重大貢獻是他提出的符號邏輯和開關理論。

        貝爾實驗室（Bell Lab）和麻省理工學院（MIT）都尊崇香農為信息論及數字通信時代的奠基人。是他將布爾代數的“真”與“假”與電路的“開”與“關”對應起來，并用 1 和 0 表示。他用布爾代數分析并優化開關電路，這就奠定了數字電路的理論基礎，這也是從理論轉換到實際產品設計的一個重要的環節。

        香農 1936 年畢業于密歇根大學并獲得數學和電子工程學士學位，1940 年獲得麻省理工學院數學博士學位和電子工程碩士學位，1941 年他加入貝爾實驗室數學部，工作到 1972 年，1956 年他成為麻省理工學院（MIT）客座教授，1958 年成為終生教授，1978 年成為名譽教授。香農博士于 2001 年 2 月 26 日去世，享年 84 歲。

        除了在普林斯頓高等研究院工作過一年外，香農一生的大部分時間都在麻省理工學院和貝爾實驗室度過。二戰期間，香農曾領導貝爾實驗室的破譯團隊進行過破譯工作，主要是追蹤德國的飛機和火箭。

        雖然香農在公眾中并不是特別的知名，但他一生獲得過許多的榮譽和獎勵，例如 1949 年 Morris 獎、1955 年 Ballantine 獎、1962 年 Kelly 獎、1966 年的國家科學獎章、IEEE 的榮譽獎章、1978 年 Jaquard 獎、1983 年 Fritz 獎、1985 年基礎科學京都獎。

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