新时代“投递员”：克劳德·香农

杨皓

香农出生于美国密歇根州的佩托斯基，父亲克劳德与他的姓名完全相同，是新泽西州早期移民的后裔，曾自主创业经商，也担任过审核遗嘱的法官。母亲玛贝尔·沃夫·香农是德国移民的女儿，职业是语言学教师。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。除此之外，关于香农的身份，还有一趣事：香农孩提时期仰慕的英雄是托马斯·爱迪生，后来他才知道自己是托马斯·爱迪生的远房亲戚。他们都是约翰·欧格登的后裔。约翰·欧格登是一个殖民领袖，也是许多杰出人物的先祖。

香农自小就对机械和电氣电子表现出了极大爱好，他最优秀的学科就是科学和数学，并在家中制作了模型飞机、无线电控制的模型船和一个可与半英里内的朋友家联系的无线电报系统。在香农8岁时，他就经常把姐姐的作业抢过来做，不要问他会不会这种挑战智商的问题，因为他从没做错过一道题，并且在他的顺手辅导之下，最后他姐姐成了数学系的教授。

1932年香农进入密歇根大学学习，在大学的一门课程中接触到了乔治·布尔的理论。1936年大学毕业时，香农获得了两个学士学位：电子工程学士和数学学士。不久，香农进入麻省理工学院开始研究生学习，参与了万尼瓦尔·布什的微分分析机的相关工作。微分分析机是一种模拟计算机，是现代电脑的鼻祖。

香农第一次引人注目的学术成果来自于他的硕士毕业论文。香农在其硕士论文的基础上，于1938年发行的《美国电气工程师学会会刊》上发布了著名论文《继电器与开关电路的符号分析》。由于这篇论文，香农于1940年被授予美国Alfred Noble协会美国工程师奖。哈佛大学的哈沃德·加德纳称香农的硕士论文“可能是本世纪最重要、最著名的硕士学位论文”。

撇去过于专业的叙述，该篇论文的最大价值在于奠定了现代计算机的基本思路。香农与他的论文向我们揭示道：这个世界所有的信息都可以用0和1来表示（编程语言的二进制规律）。也正是这么一个简单却变幻无穷的道理，带领着人类从工业时代进入了信息时代。在正式开始学术生涯之前，香农做过一阶段西联汇款的投递员，如此看来，他是一名名副其实的投递员，更是一个新时代的“投递员”。

除了信息理论方面的研究外，香农在诸多其他领域也都有涉猎，较多为人道的之一便是密码学领域。二战期间，香农加入贝尔实验室，研究火力控制系统和密码学，相关课题直属国防研究委员会领导。1943年，香农与人工智能之父英国数学家和密码学家艾伦·图灵合作，两人交流之后，香农竟发现图灵的想法与自己有诸多吻合之处。在密码学具体的成果方面，香农证明了一次性密钥是无法被破译的，同时证明了一个无法被破译的密码系统的密钥必须有以下特征：完全随机；不能重复使用；保密；和明文一样长。落到实践上，香农亲自对丘吉尔和罗斯福的越洋会议的内容进行了加密。

令人惊叹的才智背后，香农有着生动活泼的另一面。人们描述香农的生活，白天他总是关起门来工作，晚上则骑着他的独轮车来到贝尔实验室。除了学术研究，香农爱好杂耍、骑独轮脚踏车和下棋。香农发明了很多用于科学展览的设备，比如火箭动力飞行光盘、一个电动弹簧高跷和一个喷射小号。除了这些，香农还学习开飞机和演奏爵士单簧管，而且，帅气的他还登上过时髦的Vogue杂志。

克劳德·艾尔伍德·香农

（1916.4.30—2001.2.26），美国数学家、电子工程师和密码学家，1936年获得密歇根大学学士学位。1940年在麻省理工学院获得硕士和博士学位，1941年进入贝尔实验室工作。他提出了信息熵的概念，为信息论和数字通信奠定了基础。