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香农传摘要:机遇只垂青有准备的人

已有 739 次阅读 2021-4-26 16:40 |个人分类:信息科学原理|系统分类:科研笔记

机遇只垂青有准备的人

——香农传摘要

有一个海盗,他囤积了很多宝贝

有110颗钻石

每一颗都不小

18颗红宝石

310颗祖母绿

21颗蓝宝石

1颗欧泊

200枚纯金戒指

30条实心金链子

83个金十字架

5个金香炉

197块金手表

和一个偌大的金酒钵

你知道它们在哪里吗?

它们的位置就藏在密码里。

有一个叫威廉.勒格朗的人破译了密码…

先观察密码

然后统计这些符号出现的次数

再将它们与英语中最常出现的符号做比较

假设最常出现的符号刚好是最常使用的字母

……

埃德加.爱伦.坡一生写了65个故事

金甲虫是唯一一篇蕴含密码分析的小说

而它正是克劳德.香农最钟爱的

……

在美国密歇根州盖洛德地区的尽头,

有一段长达半英里的栅栏

栅栏的每一端都挂有干电池

可以为栅栏充电

并使用备用电线连接栅栏间的空隙,

以保证电流运行不断。

对于触手可及的地方都进行了绝缘处理

皮制带子、玻璃阻隔物、玉米核和轮胎内胎构件

栅栏的两端装有小键盘

一端连着他在北中大街的房子

另一端连着距他家半英里远的朋友家的房子

这是一个看似是栅栏

其实是私人铁丝网电报设备

在冰雪天里,这套设备虽然难以正常运转

但栅栏解冻后

电流就可以再次从这边的房子通向那边的房子

他说的话就可以飞速传播

通过电码传递

20世纪20年代的时候,

美国大约300万农民都通过这样的网络进行通话

这些地方往往都是美国电话电报公司觉得

无利可图、不必布线的地方。

这是美国民间的“通信网络”

有一些餐厅、杂货店还兼具了电话总机的功能。

但是全盖洛德地区

最有意思的栅栏

当属克劳德.香农用来传递信息的电栅栏

……

克劳德.艾尔伍德.香农的父亲

也叫克劳德.艾尔伍德.香农

所以我们本文就把他的父亲叫老香农

老香农

1862年出生于美国新泽西州牛津城

喜欢在旅行中做一些推销工作

后来他来到盖洛德小城碰碰运气

看重了家具和商葬生意

后来他还成为了“小城之父”

既是学校、共济贫会、县集会的董事

也是殡仪员、共济会领袖、东方之星知名赞助者

还是一名“忠实的”共和党人

……

老香农曾在奥齐戈县做了11年的遗嘱检验法官

赢得了“香农法官”的称号

负责处理房地产和小额财产争端

还担任公证人,是当的政客和杰出人士

……

1909年夏天的某一天《奥齐戈时报》发布了一则奇怪的报道:

香农先生与沃尔夫女士的婚礼将于星期三在兰辛举行

具体日期保密

……

1909年8月24日,星期二

老香农在平日所在的家具店门口贴了一则公告

“想要买东西,请联系J.李.莫福德”

那天晚上,他连夜乘火车抵达了兰辛,

来到了他的准新娘玛贝尔.沃尔夫的娘家。

第二天早上6点

他和玛贝尔举行了一场清净的婚礼。

……

玛贝尔.沃尔夫是老香农的第二任妻子

结婚时她29岁,比老香农小18岁。

玛贝尔出生于1880年9月14日的兰辛

是第一代美国人

她的父亲来自德国,加入了联邦军队的神枪手连,

玛贝尔是遗腹子,是家里最小的孩子

香农的外婆独自一人

在这个陌生的新国家

拉扯大了6个孩子

兰辛属于密歇根的农村,很少有女性能读大学

但玛贝尔却很幸运的大学毕业

带着教授给她的“闪闪发光的推荐信”来到了盖洛德

从事了那个年代有文化且独立的女性最常从事的工作

教书

她喜欢音乐,还加入了图书馆董事会

和皮西安姐妹会(Pythian Sisters)

还担任了盖洛德学习俱乐部主席

后来还办过音乐俱乐部

1905

在当地剧院上演的《两位女皇》(Two Queens)中领衔

玛贝尔还扮演了伊丽莎白女王

……

盖洛德坐落在密歇根州北部中央高原的中心地带

一条铁路将很多像盖洛德一样偏僻的小城

连接到了日益发达的芝加哥。

盖洛德德气候非常适合种树

树木吸引来了木材工业

第一批来访者和居民为了储量丰富的五针松于阔叶树

宁愿与冰雪带做斗争。

从而形成了当地人独特的性格和文化

自力更生、坚强、直率、富有进取精神和道德感

……

很快,老香农和玛贝尔就有了自己的孩子

1910年,女儿凯瑟琳出生

……

最初的先驱者来了又走

因为这里条件太艰苦了…

这些能坚持下来的先驱者和继续进入的新邻居

使盖洛德地区有了新格局

因为有了“十柱滚木、雪橇和运输木材的巨型车轮的制造业根基

农林业和少数轻工业开始闻名

特别是伴随着铁路业的发展

盖洛德成为重要交通线路的交会点

成为乡间之城

银行和商人渐渐涌现在小城的大街上

城镇人口因此增长

……

1916年,老香农69岁

小香农出生

小香农对父亲的描述不多

聪明、疏离

有时候会帮小香农弄一弄建筑模型

但并没有对其太多科学上的指导

小香农3岁时

当地开了一家叫“糖碗”的餐厅

使这个小城的大街上首次有了电子广告牌

黄昏后

在小城大街上到处漆黑一片

偶尔乡村乐团会聚集在电子广告牌下演出

……

香农的童年十分平凡

但他的姐姐很优秀,是一个模范生,擅长弹钢琴

常常和弟弟玩猜数字谜题的游戏

在盖洛德地区很受欢迎

香农后来承认

事实上,和姐姐一起玩数字游戏很可能启发了他对数学的最初兴趣

姐姐的数字天赋激活了他

1923年时,

7岁的香农写了一篇作文

《可怜的男孩》

从前有一个可怜的小男孩,

他认为所有的小伙伴都把他忘记了,

所以他不打算吃感恩节晚餐了

虽然大家确实都把他忘记了,但是还有一个人记得他

他想在感恩节一早给小男孩一个惊喜

于是感恩节的清晨

小男孩醒来

发现门口有一篮子好东西

有很多精美的礼物

他开心了一整天

后来心里一直都记得这位好心人

……

香农的成绩在班上并不是最好的

他不喜欢那种没有规则、不能抽象出方法的学科

比如化学,太多独立的现象,通则太少

1930年时4月17日

不满14岁的香农加入了童子军集会

赢得了中级摇摆通信比赛第一名

比赛的目标是利用身体传递摩尔斯电码

通过摇摆旗帜来表示摩尔斯电码

向右表示“点”,向作表示“划”

点和划在虚拟电流中表示的单词中意味着停顿

香农表现得很迅速、清晰

像一台天然精妙的人体发报机

……

香农的爷爷叫戴维.香农,拥有美国第407130号专利

该专利对洗衣机进行了系列改进

通过安装往复式柱塞泵和阀门来排放

“污垢、沉淀物和污水”

以完善洗衣机功能

爷爷在小香农出生前6年就去世了

但有趣的是小香农和爷爷一样

拥有喜欢摆弄机械的兴趣和爱好

终日与机械材料为伍

和建筑模型、电子装置,无线电设备…成为好朋友。

在当时信仰基督教、崇拜爱迪生的环境中

他和邻居罗德尼.哈钦斯一起发明了

手推车、私人铁丝网电报设备、甚至升降机

小香农特别崇拜爱迪生

后来他发现原来自己和爱迪生还是远亲

香农很自豪和托马斯.爱迪生拥有共同祖先

约翰.奥格登

一名清教徒石匠

从英格兰穿越大西洋

修建磨坊和水坝

还建造了曼哈顿第一个永久性教堂

这个教堂距离后来小香农的办公室只有两英里远。

这个教堂于1644年春季竣工

是一座哥特式的双子教堂

约翰.奥格登传说很廋,长着鹰钩鼻

像石头一样顽固

是新大陆上的第一批建筑师

 

香农高中阶段的数学、科学和拉丁语都是A,

其它科目则是B

16岁高中毕业后,他把成绩单寄到了密歇根大学

随信附寄了3页纸的表格

同年他的姐姐从这所大学毕业

和姐姐一样,香农也被录取了

学校所在的安娜堡很富有人文精神

位于盖洛德东南195英里处

是一座满布陡峭山丘和山谷的城市

受休伦河制约

安娜堡发展成为一座工业城镇

沿岸遍布锯木厂和面粉厂

20世纪初,安娜堡有约一半的人是一代移民或二代移民

主要来自德国,也有希腊人、意大利人、俄国人和波兰人

不同种族的差异日渐明显,而教会又加深了社会地位与宗族的联系

这里到处都是精力充沛的乐观主义者

1932年总统选举中

安娜堡公然挑战了整个密歇根州

富兰克林.罗斯福以压倒性的优势赢得了密歇根州和其它41个州的选票

但安娜堡仍然坚定不移的支持胡佛

并宣称经济终会复苏

并呼吁选民不要将经济困难归咎于胡佛总统

正是这一年秋天,香农进入密歇根大学

金融危机迫使密歇根大学不再扩招

停止长期规划的基建项目,并将教职工收入削减了10%

……

香农所进入的工程学院

有一位院长叫莫蒂默.库利

库利刚到密歇根大学时

还在海军军营里担任蒸汽工程和钢铁与造船专业的教授

事实证明,库利是一位非同寻常的富有进取精神的大学管理者

在他的领导下,工程学院入学人数从不足30人增加到超过2000人

教师团队由只讲授几门课程的3位任课教师

扩大到超过160名教授和工作人员

还开设了好几百门课

办公室也由临时使用的1720平方英尺的空间

扩大到超过50万平方英尺的

配备精良的教学楼

……

在香农出生8年前,这所学院开始教授无线电报和电话技术方面的课程

以满足不断增长的商业需求,即培养掌握无线传输技术的工程师

工程学院的迅猛发展吸引了学校其它学院院长的关注

学科之间的界限开始变得模糊

到香农开始攻读数学和工程学双学位时

这两门课程在很大程度上已融为一体

为什么选择双学位呢?

主要原因是因为不成熟难以决断

而且和获取一个学位相比

香农发现攻读双学位并不是那么繁重的任务

因为许多课程内容都相互交叉

只需要额外修两门和暑期学习

就可以拿到两个专业的学位

由于倾向于数学和机械两者,难以抉择

双学位使得香农在两个领域都得到了学术训练

香农还加入了无线电俱乐部、数学俱乐部,甚至体操队

还担任了两个学生组织的负责人

其中一个是数学俱乐部的负责人

但尽管如此,香农在学校依然只是一个小人物

……

大二时

香农的父亲老香农因中风去世

享年71岁

之后他的姐姐也离开了家

他和母亲关系也发生了微妙的变化

父亲去世后

香农的寒暑假都去了叔叔家

很少和母亲联系

……

攻读完本科后

香农被美国大学优等生荣誉学会

(Phi Kappa Phi)

和美国自然科学荣誉学会

(Sigma Xi)

双双录取,得到了继续深造的机会

1934年春

香农在《美国数学月刊》

(American Mathematical Monthly)

第191页发表了第一篇学术作品

解除了一道数学难题

答案刊登在《难题与方法》栏目中

有趣的是,这道题的解法有点像童年时期破解密码的思维

受到初次成功的鼓舞

香农再次提交破解新问题的方法

1935年1月

再次被刊登在《美国数学月刊》的封底

……

不难看出,在大学时代阅读学术期刊的行为本身就显示出

香农对学术研究的关注

受学习成果被发表的激励

香农开始从常规的课业学习和大学生活中抽出了更多时间来做“学术研究”

……

1936年,香农注意到

在工学院布告栏中张贴的一张打印版明信片

确切的说是一张邀请大家到东部,帮助建立“机械大脑”的邀请函

那个时候,香农正在考虑大学毕业后的去向

而这份邀请函上的工作可以让他一边攻读麻省理工学院的硕士学位

一边担任微分分析仪助理研究员

这对于想要从方程式与建筑、思维与建筑中找到同等乐趣的年轻人来说

仿佛是量身定做

……

但要获得这份工作

并不容易

需要经过范内瓦. 布什

(Vannevar Bush 1890.3.11-1974.6.26)

严苛的挑选


【拓展阅读】吉米.索尼 罗伯.古德曼  著《香农传》  杨晔(ye)  译 中信出版社 2019年2月




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