新時代“投遞員”：克勞德·香農

楊皓

香農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，曾自主創業經商，也擔任過審核遺囑的法官。母親瑪貝爾·沃夫·香農是德國移民的女兒，職業是語言學教師。不過父母給他的科學影響好像還不如祖父的影響大。香農的祖父是一位農場主兼發明家，發明過洗衣機和許多農業機械，這對香農的影響比較直接。除此之外，關于香農的身份，還有一趣事：香農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袖，也是許多杰出人物的先祖。

香農自小就對機械和電氣電子表現出了極大愛好，他最優秀的學科就是科學和數學，并在家中制作了模型飛機、無線電控制的模型船和一個可與半英里內的朋友家聯系的無線電報系統。在香農8歲時，他就經常把姐姐的作業搶過來做，不要問他會不會這種挑戰智商的問題，因為他從沒做錯過一道題，并且在他的順手輔導之下，最后他姐姐成了數學系的教授。

1932年香農進入密歇根大學學習，在大學的一門課程中接觸到了喬治·布爾的理論。1936年大學畢業時，香農獲得了兩個學士學位：電子工程學士和數學學士。不久，香農進入麻省理工學院開始研究生學習，參與了萬尼瓦爾·布什的微分分析機的相關工作。微分分析機是一種模擬計算機，是現代電腦的鼻祖。

香農第一次引人注目的學術成果來自于他的碩士畢業論文。香農在其碩士論文的基礎上，于1938年發行的《美國電氣工程師學會會刊》上發布了著名論文《繼電器與開關電路的符號分析》。由于這篇論文，香農于1940年被授予美國Alfred Noble協會美國工程師獎。哈佛大學的哈沃德·加德納稱香農的碩士論文“可能是本世紀最重要、最著名的碩士學位論文”。

撇去過于專業的敘述，該篇論文的最大價值在于奠定了現代計算機的基本思路。香農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（編程語言的二進制規律）。也正是這么一個簡單卻變幻無窮的道理，帶領著人類從工業時代進入了信息時代。在正式開始學術生涯之前，香農做過一階段西聯匯款的投遞員，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，香農在諸多其他領域也都有涉獵，較多為人道的之一便是密碼學領域。二戰期間，香農加入貝爾實驗室，研究火力控制系統和密碼學，相關課題直屬國防研究委員會領導。1943年，香農與人工智能之父英國數學家和密碼學家艾倫·圖靈合作，兩人交流之后，香農竟發現圖靈的想法與自己有諸多吻合之處。在密碼學具體的成果方面，香農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的密鑰必須有以下特征：完全隨機；不能重復使用；保密；和明文一樣長。落到實踐上，香農親自對丘吉爾和羅斯福的越洋會議的內容進行了加密。

令人驚嘆的才智背后，香農有著生動活潑的另一面。人們描述香農的生活，白天他總是關起門來工作，晚上則騎著他的獨輪車來到貝爾實驗室。除了學術研究，香農愛好雜耍、騎獨輪腳踏車和下棋。香農發明了很多用于科學展覽的設備，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，香農還學習開飛機和演奏爵士單簧管，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

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