信息论的奠基人——香农
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信息论的奠基人——香农
——“通信的基本问题就是在一点重新准确地
或近似地再现另一点所选择的消息”。
——这是数学家香农(Claude E.Shanon)在他
的惊世之著《通信的数学理论》中的一句铭言。
正是沿着这一思路他应用数理统计的方法来研究通信系统,从而创立了影响深远的信息论。
——香农,1916年4月30日生于美国密执安州的加洛德。在大学中他就表现出了对数理问题的高度敏感。1938年,香农发表了著名的论文《继电器和开关电路的符号分析》,为计算机具有逻辑功能奠定了基础,从而使电子计算机既能用于数值计算,又具有各种非数值应用功能,使得以后的计算机在几乎任何领域中都得到了广泛的应用。后来,他就职于贝尔电话研究所。在这个世界上最大的通信公司(美国电话电报公司)的研究基地里,他受着前辈的工作的启示,其中最具代表性的是《贝尔系统技术杂志》上所披露的奈奎斯特的《影响电报速率的一些因素》和哈特莱的《信息的传输》。正是他们最早研究了通信系统的信息传输能力,第一次提出了信息量的概念,并试图用教学公式予以描述。而香衣则创造性地继承了他们的事业,在信息论的领域中钻研了8年之久,终于在1948年也在《贝尔系统技术杂志》上发表了244页的长篇论著,这就是上面提到的那篇《通信的数学理论》。
次年,他又在同一杂志上发表了另一篇名著《噪声下的通信》。在这两篇文章中,他解决了过去许多悬而未决的问题:经典地阐明了通信的基本问题,提出了通信系统的模型,给出了信息量的数学表达式,解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等有关精确地传送通信符号的基本技术问题。两篇文章成了现在信息论的奠基著作。而香农,也一鸣惊人,成了这门新兴学科的奠基人。那时,他才不过刚刚三十出头。曾获电气和电子工程师学会(IEEE)的诺贝尔奖等多项世界性科学大奖。1956年当选美国科学院院士,并是多个学会的资深会员。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。2001年2月24日,香农在马萨诸塞州Medford辞世,享年85岁。
——他的成就轰动了世界,激起了人们对信息论的巨大热情,它向各门学科冲击,研究规模象浪雪球一样越来越大。不仅在电子学的其他领域,如计算机、自动控制等方面大显身手,而且遍及物理学、化学、生物学、心理学、医学、经济学、人类学、语音学、统计学、管理学……等学科。它已远远地突破了香衣本人所研究和意料的范畴,即从香农的所谓“狭义信息论”发展到了“广义信息论”。——进入80年代以来,当人们在议论未来的时候,人们的注意力又异口
同声的集中到信息领域。按照国际一种流行的说法,未来将是一个高度信息化的社会。信息工业将发展成头号工业,社会上大多数的人将是在从事后息的生产、加工和流通。这时,人们才能更正确地估价香农工作的全部含义。信息论这个曾经只在专家们中间流传的学说,将来到更广大的人群之中。香农这个名字也飞出了专家的书斋和实验室,为更多的人所熟悉和了解。
今天,我们怀念香农,要熟悉他的两大贡献:一是信息理论、信息熵的概念;另一是符号逻辑和开关理论。我们更应该学习他好奇心强、重视实践、追求完美、永不满足的科学精神,这是他获得成功的重要经验。