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摘要:贝尔实验室和麻省理工学院都尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基人。是他将布尔代数的“真”与“假”与电路的“开”与“关”对应起来,并用1和0表示。他用布尔代数分析并优化开关电路,这就奠定了数字电路的理论基础,这也是从理论转换到实际产品设计的一个重要的环节。
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今天是美国数学家、信息论的创始人克劳德艾尔伍德香农(Claude Elwood Shannon)去世13周年的纪念日,香农一生的最大贡献主要有两个:一个是信息理论、信息熵的概念,另一个是符号逻辑和开关理论,这些理论为信息论和数字通信奠定了基础。

香农1916年4月30日出生于美国密歇根州的Petoskey,在Gaylord小镇长大。父亲是镇上的法官,母亲是镇里的中学校长,他们为香农提供了一个良好的教育环境。

然而对香农的科学影响最大的还是其祖父,他的祖父曾发明过洗衣机和一些农业机械,给香农造成了最为直接的影响。香农跟著名的发明家爱迪生也有远亲的关系。

香农的主要成就是它提出了信息熵的概念,他证明了熵与信息内容的不确定程度有等价关系。熵是玻尔兹曼在热力学第二定律引入的概念,指的是分子运动的混乱度。信息熵也有类似的意义,信息熵大,意味着不确定性也大。

熵在控制论、概率论、数论、天体物理和生命科学等领域都有重要应用,在很多领域中都有十分重要的意义。香农是最早将熵引进信息论的人。

香农分别在1948年和1949年在《贝尔系统技术杂志》(Bell System Technical Journal)上发表的题为《通讯的数学原理》以及《噪声下的通信》等两篇论文,阐述了通信的基本问题,给出了通信系统的模型,提出了信息量的数学表达式,并解决了信道容量、信源统计特征、信源编码、信道编码等一系列基本技术问题,被公认为信息论的奠基性著作。

香农在进行信息的定量计算的时候,明确地把信息量定义为随机不定性程度的减少。这就表明了他认为信息是用来减少随机不定性的东西。

虽然香农定义的信息概念比以前有了巨大的进步,但仍然没有将信息的内容和价值包括进来,只考虑了随机不定性,而没有从根本上回答“信息是什么”的问题。

除了信息理论和信息熵的概念之外,香农对人类社会的另一个重大贡献是他提出的符号逻辑和开关理论。

贝尔实验室(Bell Lab)和麻省理工学院(MIT)都尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基人。是他将布尔代数的“真”与“假”与电路的“开”与“关”对应起来,并用1和0表示。他用布尔代数分析并优化开关电路,这就奠定了数字电路的理论基础,这也是从理论转换到实际产品设计的一个重要的环节。

香农1936年毕业于密歇根大学并获得数学和电子工程学士学位,1940年获得麻省理工学院数学博士学位和电子工程硕士学位,1941年他加入贝尔实验室数学部,工作到1972年,1956年他成为麻省理工学院(MIT)客座教授,1958年成为终生教授,1978年成为名誉教授。香农博士于2001年2月26日去世,享年84岁。

除了在普林斯顿高等研究院工作过一年外,香农一生的大部分时间都在麻省理工学院和贝尔实验室度过。二战期间,香农曾领导贝尔实验室的破译团队进行过破译工作,主要是追踪德国的飞机和火箭。

虽然香农在公众中并不是特别的知名,但他一生获得过许多的荣誉和奖励,例如1949年Morris奖、1955年Ballantine奖、1962年Kelly奖、1966年的国家科学奖章、IEEE的荣誉奖章、1978年Jaquard奖、1983年Fritz奖、1985年基础科学京都奖。

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