Shannon及贡献和大师风范.docVIP

Shannon的贡献和大师风范 作者：王育民 发表日期：2009-08-05 一、Shannon生平 Shannon 1916年4月30日出生于美国密歇根州（Michigan）州皮托斯基（Petoskey）的加洛德（Gaylord）小镇。父亲是商人，曾当过遗嘱鉴定员，母亲是德国移民的女儿，曾任加洛德中学校长。Shannon于1932年从加洛德学校高中毕业。中学时代曾参加镇上的乐队，吹奏中音萨克斯号。中学时代还靠当报童、电报生以及修理无线电赚钱买零件，与要好的同学一起制作飞机模型、无线控制轮船模型、电报机等。在儿童时代他心目中的英雄就是爱迪生，后来才知道爱迪生是他的一位远亲。他心目中的英雄还有牛顿、达尔文、爱因斯坦和冯·诺伊曼。){2}O4 1932年他进入密歇根大学学习，高年级时被选为Phi Kappa Phi的会员和Sigma Xi的准会员，在大学期间，他曾读过Hartley1928年发表的论文[6]，Shannon称这对他的一生有重要影响[7]。他于1936年毕业，获数学学士学位和电子工程学士学位。而后申请到麻省理工学院（MIT）的助理研究员职位，允许他在职攻读学位。他在Vannevar Bush指导下进行差分分析仪（Differential analyzer）的研究，这是一个既合他的兴趣，又能发挥他才干的理想工作。他们的差分分析仪在当时是所在领域的一种最高级的模拟计算机，可以解高达6 次的差分方程。差分分析仪是很复杂的，要用100多个继电器组成的接点电路控制其运算。Shannon对此极感兴趣，他在密歇根大学曾学过符号逻辑和布尔代数课程，他认识到这正是用来研究二元系统的数学理论。1937年暑期他在纽约市贝尔实验室时研究和发展了这一想法，他回到MIT后，在其硕士论文中论述了如何用布尔代数分析和综合数字开关电路。此论文最初发表在A.I.E.E.学报上[1，[1]]，引起了很大反响，1940年获得了美国联合工程学会 （Combined ngineering Societies）的Alfred Nobel奖，此奖每年授予一名在学会某个杂志发表文章的30岁以下的年轻人。Shannon在回忆这段搞继电器接点电路的研究历程时说，“电路的连接并不是主要问题，最重要的、最困难的事是用布尔代数表达式计算出如何分隔开关电路拓扑的细节，即接点通/断的途径。解决了这个问题真是开心。有点创意的说法是，我认为在我的一生中我从做这一件事所获得的乐趣超过了其他任何事。当我完成时，我觉得做得真棒！我拿给好几个人看，包括后来成为MIT副校长和工程系主任的Vannevar Bush，这给他留下了深刻印象，他给我写推荐信使这一论文得以发表，并将我从电气工程系转到数学系，所以我的博士学位是数学。”1940年他同时获得MIT电子工程硕士学位和数学博士学位。其博士论文《理论基因学的代数》，将数学用于研究遗传学，首次公开发表在[1]中[1， [3]]。毕业后于1941年他加入贝尔实验室数学部，对开关电路作进一步研究工作，发展了一种新的综合复杂开关函数的方法，可以大大减少所需的接点个数，这个结果后来写入《两端开关电路的综合》论文中[1，[50]]。他在贝尔实验室一直工作到1972年。1940-1941年他曾到普林斯顿高级研究所，在Hermann Weyl手下做研究工作，开始认真地思索与信息论和有效通信相关的想法和数学问题。当时，贝尔实验室数学部的领导T. C. Fry正负责一个防空火力控制系统委员会要求Shannon回到贝尔参加这一研究工作，设计观测敌机或导弹、计算防空导弹的瞄准目标的定向器，这种装置大大支援了英国抗击德国V1和V2火箭的能力。1949年他和毕业于数学专业的Mary Elizabeth（Betty）Moore结婚，婚后陆续有了三个孩子，Robert，Andrew和Margarita。Shannon在贝尔工作的15年间，贝尔实验室聚集了许多一流的数学家和科学家，如卫星通信专家J. Pierce、信号理论家H. Nyquist、网络反馈专家H. Bode、晶体管发明人Brattain, Bardeenh和Shockley、早期用继电器构建计算机的G. Herdrik、杰出工程师B. Oliver等。Shannon在这种环境中创建了信息理论、现代密码理论以及人工智能等方面的先驱工作。Shannon的成功与贝尔所提供的优良环境是分不开的，可以说贝尔是信息科学和技术的摇篮，贝尔既孕育了信息化社会的思想基础——信息论，也孕育了信息化社会的物质基础——晶体管和集成电路。Shannon说：在贝尔实验室每一个人都很自由，可以按你的想法做你想做的事，他们不会对你说：你要做这个、那个，至少没人对我这样说过。不仅如此，我所在的部门数学研究组的所有人都很聪明和能干，我和