香农传

插图

他1927年关于“信息传递”的论文是当时最接近掌握信息本质的方法，解释了科学家是怎样从物理的角度而非心理的角度思索这一问题的

然而香农证明了信道噪声是可以被克服的，由A点发出的信息“总是可以”，而不仅仅是“经常能够”在B点被完全接收。

她不仅有幽默感，而且同他一样热爱数学，这奠定了他们伙伴关系的基础，直到克劳德生命的终结

他最著名的发明“忒修斯”是一只能够自动穿越迷宫并“记住”金属乳酪位置的人工老鼠。（倘若乳酪被拿走了，“忒修斯”就只会漫无目的地走来走去。一名科学家说：“这一切都太人性化了。”）

香农建造了世界上最早的弈棋机

[插图] “我是机器，你也是机器，我们都会思考，不是吗？”

我是机器，你也是机器，我们都会思考，不是吗？

香农为人工智能设定了四个目标：到2001年，创造出打败世界冠军的象棋程序；写出被《纽约客》认可的诗文的诗歌程序；写出能够证明难以捉摸的黎曼假设的数学程序；以及“最重要的”，设计出收益超过50%的选股软件。他半开玩笑地说，“这些目标可能意味着逐步淘汰愚蠢的、熵增加的、好战的人类，转而支持更加合乎逻辑的、节约能源的、友善的物种，即计算机。”

[插图] 1957年，香农回到麻省理工学院做教授。然而，他的研究生名额并未招满，“你必须有足够的自信，才能请求像香农这样的人做你的导师”

1957年，香农回到麻省理工学院做教授。然而，他的研究生名额并未招满，“你必须有足够的自信，才能请求像香农这样的人做你的导师”

香农终其一生都在追求满足自己的好奇心，认真地做游戏：他是罕见的科学天才，像满足于探索数字电路一样，满足于制作杂耍机器人和喷射小号

香农为任何吸引他注意力的奇特事物而感到高兴。他会发现自己迷失在一个复杂的工程学难题之中。很快，他又被象棋问题吸引了注意力。他将枯燥的技术性科学转变为大量富有魅力的谜题，而解决谜题的方法是成年人的游戏之道

芸芸众生中，天才当属最幸运者，因为他们必须要做的事情恰好是自己最想做的事情。即使在有生之年，他们的超凡才能未得到世人的认可，他们也总能获得相应的回报。他们确信自己的工作颇具价值，并且能够经得起时间的考验。

推荐语

要说怎样才能既玩得好又思考得透彻，那么没有人比克劳德·香农更擅长的了。

引言 一个天才的游戏人生

他是一个可以关起门来长期闭口不言的人，认为自己最有价值的想法都是在斯巴达式的单身公寓和空无一人的办公楼里产生的。

信息早在香农之前便已存在，正如惯性之于牛顿。但在香农之前，几乎没有人认为信息可以是一种理念，是可测的量，是可适配硬科学的主体。在香农之前，信息是一封电报、一张照片、一段话，乃至一首歌。而在香农之后，信息被完全抽象为比特（bit）。发送者不再重要，意图不再重要，媒介不再重要，甚至它的意义也不再重要：一通电话、一段被抓取的莫尔斯电报、一页侦探小说，都可以用通用代码表示。正如几何学家将沙子的圆和太阳的圆归为同质，物理学家将钟摆的摆动与行星的轨迹归为同质一样，克劳德·香农通过把握信息的本质，使我们当今的世界成为可能。

正如几何学家将沙子的圆和太阳的圆归为同质，物理学家将钟摆的摆动与行星的轨迹归为同质一样，克劳德·香农通过把握信息的本质，使我们当今的世界成为可能。

香农能够如此熟练地使有形的世界抽象化，还能够颇具天赋地操纵它，这是他一生的难解之谜。

香农对使用电子开关控制巨型机械的研究，使他洞察到了数字时代的基础：开关能够做到的远不止通过电路控制电流，它们可以被用来评估我们能够想到的任何逻辑陈述，甚至还能“做出决定”。一系列二元选择（开/关、真/假、1/0）原则上可以模拟大脑的行为

一系列二元选择（开/关、真/假、1/0）原则上可以模拟大脑的行为。正如沃尔特·艾萨克森所指出的，这一飞跃“成为支撑一切数字计算机的基础概念”。这是香农在抽象领域做出的第一个了不起的贡献。那一年，他只有21岁。

这些情报（信息）传输系统包括电话、无线电、电视、电报等”。从数学角度来看，这些系统似乎在本质上毫无共同之处，直到香农证明了其根本上的同一性。这是他在抽象领域做出的第二个了不起的贡献。

他总结道，所有的信息，无论信源、发送者、接收者还是它的意义，都可以通过比特序列有效地表示，比特是信息的基础单位。

在《通信的数学理论》之前，长达一个世纪的常识与反复进行的工程试验都认为通信必然会伴有噪声——这是物理世界要求我们付出的代价。

然而香农证明了信道噪声是可以被克服的，由A点发出的信息总是可以（不仅仅是经常能够）在B点被完全接收

他怎么会有这样的洞察力，甚至怎么会想到这种可能性，我完全不知道。

克劳德·香农没有写出保护这一图像免于错误与失真的代码，但在40多年前，他早已证明了这种代码的存在

除了天赋使然，他对其他一切都不感兴趣，也几乎不知道野心、自我、贪婪或实现成就的其他丑恶驱动力为何物。他最具价值的思想成果等待了数年才被发表，而他的兴趣已经转移到了自己热衷的领域。他在32岁完成了一系列开拓性的工作之后，本可以继续当科学名人、创新代言人，去做另一个伯特兰·罗素、阿尔伯特·爱因斯坦、理查德·费曼或史蒂夫·乔布斯式的人物，可他却转行，去搞发明了。

但他对满足自己的好奇心和认真地做游戏的追求贯穿一生：他是罕见的科学天才，既满足于制作杂耍机器人和喷火小号，又是研究数字电路的先驱。他率性地工作，严肃地游戏，从不认为这两者之间有任何区别。他的天才都展现在他为自己设置的谜题上，展现在他充满游戏精神的思维里：他想知道一盒电动开关如何模仿人的大脑，想知道为什么没有人会说“XFOML RXKHRJFFJUJ”（符号独立且等概出现），这些思想都留下了他最深层次洞察力的烙印。

第1章 小镇男孩的科学基因

主街区只是身后的几幢高楼。它面对的是田野、饲养场、密歇根苹果园、树林（种有槭树、榉树和桦树），以及将木材加工成木板和木块的工厂。铁丝网沿着道路蔓延，隔开了不同的牧场。克劳德·香农沿着栅栏散步，走过了一段长达半英里的栅栏。

升降机只是众多精巧设计里的一个，哈钦斯的后院里还有手推车和私人铁丝网电报设备。雪莉说：“他们总是忙于发明东西。”

第2章 安娜堡的大学生活

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，简直是量身定制的

我努力争取并最终得到了这份工作。这是我人生中最幸运的事情之一

第3章 机械大脑

这是一台测绘机器，是一种旨在与土地测量队抢生意的机器装置。

这项发明获得了专利，同时帮助它的发明者获得了学士及硕士学位，但仅此而已。他将发明投入商业生产，却一件也卖不出去，甚至连专利证书也无人问津。他的推销信石沉大海、无人回复，推广会开了几分钟就结束了。尽管他认为自己有惊人的洞察力，曾说过“看吧，未来20年，这种割草机将成为人类所能制造出的最强大的思维机器”，但在当时，这听起来和胡言乱语没什么两样。而这事实确实如此。

而这事实确实如此。 穿黑色西装的男人就是范内瓦·布什，这张照片标志着他的时代的开始。他争强好胜，永远觉得时间不够用，是扬基捕鲸船长的后代。他对自己十分难念的名字感到不满，总是让别人叫他“万”，甚至“约翰”。

这张照片标志着他的时代的开始。他争强好胜，永远觉得时间不够用，是扬基捕鲸船长的后代。

虽然他现在还想象不到，但这名22岁的发明家日后会成为美国最有影响力的科学家。

从数学的角度来说，他只是一位拥有中等智力的人，他自认为属于“第四或第五梯队”，但他幸运地拥有了非凡的双手。和他最伟大的学生克劳德·香农一样，他小时候爱在地下室里捣鼓小发明。结果，他成年后的大部分时间都花在了打造坚韧的、不知疲倦的“数学大脑”上，它们由木头与金属组成，从某种程度上说，远远超过布什自己的大脑，这也最终促成了香农的第一次突破。

我们仍可以通过机器轻易地解决这个问题，只需要将所有的元素综合起来，使用代表方程式中各项的电气或机械装置，然后观察它的运转。

正如布什所指出的那样，两种下落都可以通过微分方程表示，这种方程的关键在于微积分代表着连续的变化

动物在灭绝前的增殖速度可以有多快？大量放射性铀衰减需要多长时间？磁力可以延伸到多远？巨大的太阳可以在多大程度上使时间和空间扭曲？要回答上述问题中的任何一个，都需要我们解出一个微分方程。

这些计算只能通过人工方式进行，绘制结果也只能依靠人工，通过一种叫作求积仪的滚动数学仪器追溯其轮廓，从而找到绘图中的相应区域，然后将这些区域数字置于之后的方程式中。这一切意味着，在这些计算工作完成之前，电灯早就闪烁坏了。

事实证明，大部分实用的微积分方程，即在现实生活中的苹果落地问题而非在黑板上出现的苹果落地问题，都无法被解决。这些方程式不是靠公式或者捷径就能够被解出的，只有通过反复试验，或者依靠直觉、运气才有可能被解出来。为了可靠地解决这些问题，将计算的作用运用到能量传输的工业问题、电话网络问题、关于宇宙射线和次原子粒子的高级物理问题上，我们必须依靠其他科学的智慧。

———— 到布什和他的学生们着手研究的时候，已经接连有两代科学家试图发现超级大脑。早在解决稳定电网的问题之前，他们就在试图解决一个更古老的问题——如何预测海洋潮汐。

到布什和他的学生们着手研究的时候，已经接连有两代科学家试图发现超级大脑。早在解决稳定电网的问题之前，他们就在试图解决一个更古老的问题——如何预测海洋潮汐。

如果小渔船还可以依赖猜测和记忆，那么诞生于19世纪，由钢铁制造的、蒸汽驱动的渔船则需要更精确的依据。仅仅通过人们观察涨潮时的记号或者等待大海自身重复的记录，并不具备精准的参考价值，因为牛顿真空世界（月亮和太阳每天会在特定的时间对海水产生引力）的简单模型，在遭遇现实世界不同形状的海岸线和看不见的海底坡度时，很可能会变得混乱不堪。

上帝的角度来看，潮汐有自己的运行法则；而对于人类来说，每个地方都有不同的规则。

但是在牛顿之后的半个世纪，数学家发现看起来最混乱的波动，从股票价格到潮汐变化图，都可能失灵，这表现为更加简单的函数总和——波型模式。它也确实是在不断地重复自身。无秩序状态中隐藏着秩序，或者说无秩序正是无数即刻发生的秩序事件的总和，是一再被听到的叫喊声。所以，我们怎样才能发现潮汐中的规律呢？

无秩序状态中隐藏着秩序，或者说无秩序正是无数即刻发生的秩序事件的总和，是一再被听到的叫喊声。所以，我们怎样才能发现潮汐中的规律呢？ 1876年，一个留着独特胡子的爱尔兰物理学家威廉·汤姆森建议通过机器来探寻潮汐的规律。

汤姆森的数学家同事们对他们工作的任何部分都能够被机器轻易取代的想法感到不满，这使他们和工厂里的工人没什么不同。

海浪的高度、炮弹在不同飞行轨迹中的空气密度、地球的曲率，甚至在炮弹飞行时地球的自转，都会对炮弹是击中目标还是掉落水里产生影响。上述每一种因素都会产生一个变量，进而产生新的微积分方程。

但是它们仅击中了3%的目标，却导致了超过6000人丧命。这样的风险，一下使得发明可靠的解方程机器变得有价值起来。

1917年，他发明了一台机器，在自动解微积分的方程中发挥了关键作用。这台机器能够发现积分或曲线下的区域（包括飞行中的炮弹的抛物线）

汉尼巴尔·福特不是第一个想要发明这种机器的人，但是他发明的机器是第一个能够可靠地解出积分的机械装置

很快，布什就会同时运转6台这样的机器，他将不仅依靠它们找寻枪炮的角度，还用它们来探寻原子的形状和太阳的结构。

福特的积分器以及布什的地形追踪器彼此独立，它们都是为了解决某类专门问题而被设计出来的单一目标类机器，尽管如此，它们仍有关键的共同品质。无论是山坡的坡度还是炮弹的轨迹，它们都是化繁为简、重现本质的物理模型，在某种程度上，它们都对自身描述的过程进行了简单缩影

无论是山坡的坡度还是炮弹的轨迹，它们都是化繁为简、重现本质的物理模型，在某种程度上，它们都对自身描述的过程进行了简单缩影。换句话说，它们完全是在模拟。但是，范内瓦·布什将模拟计算发挥到了最高水平，从而发明了通用机器，这是由工具进化到自动化的一座里程碑。

换句话说，它们完全是在模拟。

范内瓦·布什将模拟计算发挥到了最高水平，从而发明了通用机器，这是由工具进化到自动化的一座里程碑。但是克劳德·香农在一次天才式的意外中，淘汰了布什的发明成果。

每当他们的自我欣赏被布什打断时，他们就会如坐针毡。布什会站在讲台上，拿起一个普通的管道扳手，向同学们发起一个小挑战：“描述它”。

布什会站在讲台上，拿起一个普通的管道扳手，向同学们发起一个小挑战：“描述它”。

新生们会一个接一个地尝试进行描述，然后又一个接一个地被布什否定。他会向学生们表明，他们的定义有多么模糊，这些定义适用于任何扳手，而不仅是他们眼前的这一个。然后，他会通过朗读精准正确的专利申请来得出结论，以及其他内容。

他会向学生们表明，他们的定义有多么模糊，这些定义适用于任何扳手，而不仅是他们眼前的这一个。然后，他会通过朗读精准正确的专利申请来得出结论，以及其他内容。

通过将螺母向右或向左转动，可移动的夹爪将如预期一般靠近或远离固定夹爪。活动夹爪的内表面将与其柄形成直角，也会有一系列齿轮向固定夹爪倾斜……可滑动或可移动的夹爪可能需要向外突出，以便与另一个夹爪保持向外的倾斜度，从而使得钳口能够被轻易地夹到管道上……

关键在于精确。尤其，如何将复杂、实体的世界（扳手）精确地描述为象征物（专利），从而完成完美的诠释。给你一个扳手，然后你就能给出对那个扳手而非其他扳手的精确描述；给你描述语，你就能对应指出是那个扳手。布什教给学生们的这些，就是工程学的开始。

关键在于精确。尤其，如何将复杂、实体的世界（扳手）精确地描述为象征物（专利），从而完成完美的诠释。给你一个扳手，然后你就能给出对那个扳手而非其他扳手的精确描述；给你描述语，你就能对应指出是那个扳手。布什教给学生们的这些，就是工程学的开始。

基于与精确地描述世界同样的原因，每位工程师都要求学习绘图

纯数学家们利用纯数字学习数学，而工程师们利用他们的双手学习数学。“人们学习微积分就好像学习如何使用凿子或锉刀。”这是20世纪初一名推动工程教育实用化的改革家提出的

数学和工程学是金属铺子和木工店的延伸，擅长使用求积仪和计算尺的学生，也必须会熟练地焊接钢铁和使用锯子。工程师们持续存在的焦虑可能源于，“不确定他们究竟适合做什么”

布什与一名技师合作设计他的早期模拟计算机，并开始明白计算的能力完全可以通过人工习得。他解释道：“他从机械的角度学会了计算，这是一种奇怪的方法，但他就是能够弄明白。实际上，他并不是明白了它的表面功能，而是明白了它的原理，是对其本质的掌握。”

他解释道：“他从机械的角度学会了计算，这是一种奇怪的方法，但他就是能够弄明白。实际上，他并不是明白了它的表面功能，而是明白了它的原理，是对其本质的掌握。” 在积分器工作的声音中，在齿轮的转动中，布什的机器使微积分实体化了。

但当它完成计算后我们可以发现，微分分析仪用强力解决的复杂方程是人力所望尘莫及的

实际上，当时布什的实验室拥有将工业难题转化为基本物理学问题的计算能力。

要计算原子的散射，我们就必须将原子场的电势和距原子中心距离的关系图放置于机器中。

通过这样的方式，方程式的细节就会被传到机器的内轴。每个轴都代表一个变量（电线中的电流或原子核的大小）——变量越大，轴的转速就越快。这反过来驱动了积分器，它类似于福特的发明，圆盘被置于恰当的位置上旋转，积分轮垂直立于圆盘上。

通过这样的方式，方程式的细节就会被传到机器的内轴。每个轴都代表一个变量（电线中的电流或原子核的大小）——变量越大，轴的转速就越快。这反过来驱动了积分器，它类似于福特的发明，圆盘被置于恰当的位置上旋转，积分轮垂直立于圆盘上。操作者将滚轮放得离圆盘中心越远，它的速度也就越快。滚轮与另外5个完全相同的积分器相连。最后，积分轮的速度将驱使铅笔上下移动，使得下方的图纸持续展开。问题的答案就写在图纸上。最后，经过数日甚至数月的运转，答卷最终呈现。

这就是数字革命前的计算机，它是一种在解决方程式的过程中实实在在地运转着的机器。只要机器在运转塑造原子形状的方程式，从意义的角度来说，它就是一个巨大的原子；只要机器在运转为星星供给能量的方程式，它就是一颗微型星星。“这是一种模拟机器

对于物理学家或工程师来说，这两种系统都遵循相同的方程式，它们具有同质性，或者至少可以做类比。但说到底，是我们在“模拟”。数字显示电子表与太阳大相径庭，指针式电子表是对围绕表盘的电路阴影的记忆。

对于物理学家或工程师来说，这两种系统都遵循相同的方程式，它们具有同质性，或者至少可以做类比。但说到底，是我们在“模拟”。数字显示电子表与太阳大相径庭，指针式电子表是对围绕表盘的电路阴影的记忆。

第4章 麻省理工学院里的开关

。为了更好地工作、赚钱养家，布什曾成功地同时拿到本科和硕士学位。香农用了3年时间读完了高中，在大学4年里拿到两个学士学位，而现在，在短暂的暑假休整之后，他就要开始攻读硕士研究生课程了。

布什让他的这位新学生管理微分分析仪最先进、最精密的部分，这也表明了布什对他的态度。

但每个新方程都必须先使之解构再重组

布什和他的团队发明的机器并不是单一的机器，而是一系列巨大的机器，它们需要为每类问题重建，在每种方案中分解

为了应对这种情况，布什想要发明一种分析仪，它可以在运转的过程中对自身进行基础性重组。它装有自动控制器，能够使自身不间断地从一个方程式自动转到下一个方程式，或者甚至能够同时解决多种相互作用的方程式。它装了开关来代替螺丝刀。

同时，他将克劳德·香农带进麻省理工学院，来帮助他开展新的研究。

盒子里就是大脑中的大脑，开关和继电器控制了机器，当机器旋转时能够使之重构

其中涉及的全部电气集合，香农都用心学习过

而且，根据工程师们的老传统，这些电路都在黑板上一步一步地被画出来，或者在机器内部被一点一点地焊接起来。验证电路是否可行的唯一方法就是它的实际运行结果

而且，根据工程师们的老传统，这些电路都在黑板上一步一步地被画出来，或者在机器内部被一点一点地焊接起来。

验证电路是否可行的唯一方法就是它的实际运行结果：电话是否能打得通，滚轮是否能在圆盘边缘旋转，灯是否能被点亮。香农做出改进之前的电路，就好像模拟计算机被发明之前的微分分析仪，每次试验的错误直到最后才能被发现，此前一切都不明确。

那个时期，设计电路是一门技术，这门“技术”包含混乱、错误的开始，以及难以道明的直觉。 但是，香农在这个房间里与机器为伍，这个机器被设计为能够自动化思考，以工业和效率的名义“被设计”意味着从数学中去除了技术的成分。

那个时期，设计电路是一门技术，这门“技术”包含混乱、错误的开始，以及难以道明的直觉。

这个机器被设计为能够自动化思考，以工业和效率的名义“被设计”意味着从数学中去除了技术的成分。

在工作中，香农开始明白，自己明白了另一种自动化思考的方式，这种方式最终证明了，新一代计算机远比模拟计算机更有影响力。

在工作中，香农开始明白，自己明白了另一种自动化思考的方式，这种方式最终证明了，新一代计算机远比模拟计算机更有影响力。 ———— 逻辑如何能像机器一样？20世纪初，一名逻辑学家这样解释道：“正如材料机器是为了节省力气，符号演算机器则是为了节省智力。”

逻辑如何能像机器一样

20世纪30年代，世界上只有少数人能够既精通“符号演算”或严格的数学逻辑，又擅长电路设计。这比听起来更令人乏味，在香农思索将二者进行融合之前，几乎没有人认为二者之间有共同之处

而使机器拥有逻辑能力完全是另一回事。

在密歇根州，香农学到了（仍旧是在哲学课上）任何逻辑陈述都可以通过符号和方程式来表达，而这些方程式又能够通过一系列简单的、数学式的规则解决。即使你不了解一句话的含义，也能够判断它的对错。事实上，如果选择不去理解它的含义，你就不那么容易分心了，推论能够通过自动的方式得出。

在密歇根州，香农学到了（仍旧是在哲学课上）任何逻辑陈述都可以通过符号和方程式来表达，而这些方程式又能够通过一系列简单的、数学式的规则解决。即使你不了解一句话的含义，也能够判断它的对错。事实上，如果选择不去理解它的含义，你就不那么容易分心了，推论能够通过自动的方式得出。

将变化莫测的语言以精确明晰的数学方式表述出来，起关键作用的人是19世纪的天才乔治·布尔——一名自学成才的英国数学家

将变化莫测的语言以精确明晰的数学方式表述出来，起关键作用的人是19世纪的天才乔治·布尔——一名自学成才的英国数学家。他的父亲是一名鞋匠，在他16岁之前家里没钱供他上学。

布尔已经出版了一本实至名归的书《思维的定律》（The Laws of Thought），从而证明了自己的天分。布尔揭示的这些定理都建立在基本运算的基础上，例如，和（And）、或（Or）、非（Not）和如果（If）。

这些就是把逻辑学转化为数学的基础部分。

从这些简单的元素里（香农认为，它们就像开关一样简单），我们能够构建自己的方法，逐步得出更复杂的结果。

同时，根据几条规则，几乎无须思考的简单运算，我们就能从中推导出可以被推导的一切

机械逻辑意味着，我们在面对“人皆有一死，苏格拉底是人……”等问题时，不再迷惑，一切都不过是符号、运算以及规则。天才制定了规则，而连孩子都能运用它们，甚至比孩子更愚笨的事物也可以运用。

这一切很有趣，但是近一个世纪以来，它都没有实际用处。鉴于哲学家的好奇心，它被教授给一代又一代的学生，其中包括香农

但是他为贝尔实验室的科学家带去了一种深刻的思索，它包括数学逻辑和非同一般的电路设计知识

同时，他还带去了令人困扰的想法，逻辑和电路两者通过一些基本方法是可以被连接在一起的。

至关重要的是，在这段时间里，他着手记录了他所洞察到的布什分析仪、贝尔网络和布尔逻辑中的共性。半个世纪后，香农试图回想这颇具洞察力的一刻，并试图解释他是如何成为第一个理解这些开关意义的人。

至关重要的是，在这段时间里，他着手记录了他所洞察到的布什分析仪、贝尔网络和布尔逻辑中的共性。

半个世纪后，香农试图回想这颇具洞察力的一刻

并试图解释他是如何成为第一个理解这些开关意义的人。他告诉一位记者：你提到的“开”或“关”，“是”或“否”其实并不重要，真正关键的是这两种类型连在一起时，被逻辑中的“和”所描述出来，因而你会说这个“和”那个；而当两者平行时，你会用“或”来描述……当你操作继电器的时候，会有一些触头被关闭，而有另一些仍然开着，因为“非”这个字与继电器的这个方面相关……操作继电器电路的人当然知道如何做这些事，但他们没有运用布尔代数的数学模型。

来描述……当你操作继电器的时候，会有一些触头被关闭，而有另一些仍然开着，因为“非”这个字与继电器的这个方面相关……操作继电器电路的人当然知道如何做这些事，但他们没有运用布尔代数的数学模型。 布尔代数中的每个概念在电路中都有相对应的物理表示。

布尔代数中的每个概念在电路中都有相对应的物理表示。一个打开的开关可以代表“真”，关闭它则为“假”，而且整个事件可以通过1和0来表示。

从逻辑到符号再到电路的飞跃，香农依然欣喜地记得：“我觉得这比生活中的任何其他事情都有趣。”

这很可能是一种古怪而富有学究气的乐趣，但他当时只是一个21岁的年轻人，他满心激动于从开关盒子和继电器中看到了别人没有看出来的东西。剩下的就都是细节了，在未来的岁月中，他似乎忘记了杰出的科学家仍然需要发表论文。

这很可能是一种古怪而富有学究气的乐趣，但他当时只是一个21岁的年轻人，他满心激动于从开关盒子和继电器中看到了别人没有看出来的东西

剩下的就都是细节了，在未来的岁月中，他似乎忘记了杰出的科学家仍然需要发表论文。他漫无目的地孕育出数年来最有价值的成果，最终在阁楼里塞满笔记和半成品论文，并在格子纸上记录下各种“颇具价值的问题”。但是现在，他雄心勃勃却尚未完成证明，他完全沉浸在工作里。

任何电路都是由一组方程式表示的，方程式的每个部分刚好对应了不同的继电器和电路的开关。微积分学的发明使得我们可以用简单的数学方法操纵这些方程式，这些方法中的大部分都类似于普通的代数方法。这种微积分学被证实是，完全可以类比于逻辑符号研究中命题的推导方式的……然后，我们可以立刻根据这些方程式画出电路图。

在香农之后，设计电路不再仅凭直觉了，它变成了由方程式和便捷规则构成的科学。

在香农之后，设计电路不再仅凭直觉了，它变成了由方程式和便捷规则构成的科学。当香农和他的同事们试图通过电子控制来操作巨大的模拟机器时，他们可能会面临这样一个问题。

换言之，他只用两步，并联和串联，就完成了11道工序才能完成的验证。而这一切，根本无须摆弄开关即能实现。

电路设计，有史以来第一次成为一门科学。将技术变为科学，将成为香农职业生涯的标志。

当意识到，香农继布尔之后也将“如果”用作条件符时，我们才开始对它隐含的价值愈加明确。

人格化的进步在于，电路能够做出决定。电路能够进行逻辑运算，大量电路能够进行无数复杂的逻辑运算。它们能够解决逻辑难题，根据前提条件推导出结论，就像人类使用铅笔推导出的那样准确、值得信赖，甚至更快捷。并且，由于布尔已经向大众展示了如何通过一系列二进制的真–假决定解决逻辑问题，任何能够呈现二进制的系统都已经进入他所描述的逻辑世界。

人格化的进步在于，电路能够做出决定。电路能够进行逻辑运算，大量电路能够进行无数复杂的逻辑运算。它们能够解决逻辑难题，根据前提条件推导出结论，就像人类使用铅笔推导出的那样准确、值得信赖，甚至更快捷

同年，英国数学家艾伦·图灵发表了一篇著名的、迈向机器智能的关键文章。他证明了任何能被解决的数学问题原则上都可以通过机器解决。

他指出了一种方法，使计算机在工作的过程中能够自行改编指令，以及设计出远比当前许多发明更灵活的、能够解决多种问题的机器。现在，香农已经证明了，任何有意义的逻辑表述原则上都能够使用机器判断。

6年后，图灵和香农在一间战时科学家餐厅相遇，他们各自负责的项目都是绝密的，因此他们只能隐晦地谈论。那时，他们才刚刚开始打造自己的机器。然而下一年就被称为“计算机时代的奇迹年”，他们已经奠定了基础。

在香农发表论文后不到10年的时间里，伟大的微分分析仪就迅速过时了，而被数字计算机所取代。毫不夸张地说，数字计算机比微分分析仪的速度快1000倍，能够迅速地解答问题，并由数以千计的“全有或全无装置”的逻辑门电路驱动

现在数字计算机的媒介是真空管，而非开关，而这一设计直接基于香农所发现的成果

100吨的庞然大物的分析潜能并不如拴在它旁边的小盒子；这个机器坚定敏感，能够教会未受过教育的技工手动进行微积分计算，却将被在世界上还是一片空白的不透明的匣子所取代。

第5章 与众不同的年轻人

他全力以赴。我们能从他所做的事情中找到对他的什么认识呢？

根据工程学的传统，最佳论文一般是发现了旧材料的新用途，或者在效率与能力方面，将实体系统推向更高标准。

他一生喜爱捣鼓小发明，即使没有必要，他也会亲自尝试。但与其他发明家不同的是，他拥有一套探寻事物本质的方法。他喜欢研究手中的物件，从中提炼出自己的方法。对于他而言，开关不仅是开关，而且是一种数学表征。世界上有无数魔术师与独轮车骑手，但是几乎没有人像香农一样，非要将这些活动转化为方程式。

他一生喜爱捣鼓小发明，即使没有必要，他也会亲自尝试。但与其他发明家不同的是，他拥有一套探寻事物本质的方法。他喜欢研究手中的物件，从中提炼出自己的方法。

对于他而言，开关不仅是开关，而且是一种数学表征

但是几乎没有人像香农一样，非要将这些活动转化为方程式。最重要的是，他会从所有的人类交流中抽象出每条信息所蕴含的共同结构与形式。

在这些努力中，他最引人注目的不是可定量的马力而是对模型制造的掌握，即将大问题转化为核心能力。在摒弃技术和模糊性，寻找人类制造仅代表数学逻辑方法的过程中，香农21岁时的工作为他后来所有的工作开启了一扇窗。

在摒弃技术和模糊性，寻找人类制造仅代表数学逻辑方法的过程中，香农21岁时的工作为他后来所有的工作开启了一扇窗。 世上有一些科学家充满激情，他们折服于丰富的世界，醉心于真相；而另外一些科学家从这个世界中抽离，孤独成为他们的工作状态。

世上有一些科学家充满激情，他们折服于丰富的世界，醉心于真相；而另外一些科学家从这个世界中抽离，孤独成为他们的工作状态。香农属于后者，一个被抽离出来的、另有所思的人。在他最高产的二十多岁的光阴中，他的分神已经到了一种深度退缩、出奇害羞的状态。但分神的人也可以很幽默，实际上，分神的人可能尤其适合这种性格。热爱我们身边的事物，并将它们当作数字、定理以及逻辑在现实中不起眼的替身，这种禀性给世界带来了永远在开玩笑的表象。

“你无忧无虑的秘诀是什么？”一位采访者在他临终前询问他。香农回答道：“我做事情顺其自然，实用性不是我的主要目标……我一直在问自己会怎么做？有没有可能使用机器做到这一点？我能证明这个定理吗？”对于一名热衷从不同的角度思索问题的人来说，世界并不是要被利用的，而是要由手和心灵来操控，要与之一起玩耍的。

这名飞行课教授给麻省理工学院的校长写了一封信：“我确信香农不仅是非同寻常的，而且他实际上几乎是一名天才，一个大有可为的人。”若校长许可，他将禁止香农进入驾驶舱，因为这样的生命不值得为可能发生的飞行事故而冒险。

布什对一名同事做了这样的描述：香农“是一位与众不同的年轻人……他性格十分腼腆，非常谦虚，总会迷路

虽然他对香农的指导非常严苛，但香农还是有幸得到了他的肯定。

使教师这个职业印象深刻的，必然是年轻人一种愈加明显的趋势，也就是他们发达的思维只对科学的冰山一角感兴趣，而忽略了其他部分。假如一位有才气且富有创造力的青年坚持把自己局限于现代修道院式的牢笼里，这将是一件非常不幸的事情。”

第6章 放弃遗传学研究

香农写道：“数学理论的优势与简洁性取决于运用简明而富有提示性的符号，以及它能完全描述所涉及的概念。”

在表扬他的学生的同时，布什也对香农提出了忠告：“我怀疑你发表的成果是否能影响其他学者，让他们继续使用你的方法进行后续研究，因为在这个领域中很少有人会这样做。”香农方法的独特性，即他发明过程中的孤立性，导致这种方法很容易被忽视，或者充其量它也就是使香农的事业被判定为遭遇挫折

无论发表了多少篇论文，香农这辈子在一点上十分坚定，即努力探索的过程是第一位的，而展示成果的沟通是第二位的。

他解决了一个令自己满意的难题，这一切对于他来说已经足够多了，尤其是在不那么引人注目的事件中。香农后来解释道：“在我找到答案之后，我把它们写下来或者公开发表（这样你才能获得好评）

他解决了一个令自己满意的难题，这一切对于他来说已经足够多了，尤其是在不那么引人注目的事件中。

第7章 贝尔实验室中一流的应用数学家

真实生活中的数学……需要野蛮人：他们愿意去奋斗，去征服，去打拼，去理解，而他们预先并未设想应该使用哪种工具。

一开始，诺尔马觉得香农“十分可爱，非常可亲，又风趣幽默，讨人喜欢

他觉得这非常不值得一提：“我递交了申请，就拿到了。你去申请这些项目，然后告诉他们你有多了不起、多聪明，这就可以了。

布什也有爱捣鼓小发明的天性，他对香农的锻炼，正像一名发明家所做的：这里发现一个新问题，那里发现一个新的研究领域，最终香农被训练成一名一流的应用数学家。

亚历山大·格雷厄姆·贝尔。美国专利第174465号的拥有者：“通过电报传输人声和其他声音的方法与装置……通过制造起伏的电波来模拟类似说话或发出声响时空气的震动。”它们为贝尔赢得了“电话发明者”的头衔，使他得到全球的认可以及可观的财富。他成立了美国电话电报公司，他的目标非常宏伟——将贝尔的发明转化为全国电话、电线与信号传送器的网络。结果，在10年内，电话由贝尔实验室的陈列品变为150000个美国家庭的实用品

1915年，电话网络成为人类工程的奇迹，跨越各大洲的网络使全球通信瞬间发生，而由海岸的一边到另一边的物理旅程，仍要耗费将近一周的时间。

可能有朝一日，贝尔实验室的研究员将被鼓励思索几十年后的发展，想象科技如何从根本上改变日常生活，探索贝尔实验室怎样才能“将你、我、所有人以及我们的新机器全部联系在一起”

非同寻常的研究自由是每位科学家的梦想，以自己舒服的方式工作吸引了一大群令人惊叹的思想巨匠

我所需要的，就是拿起电话或者直接询问某人，然后我就能得到答案。” 在数十年的光阴里，贝尔实验室的研究员发明了传真机、激光、触摸式拨号键和太阳能电池。他们设计了第一款长途电话，它能够同步传递声音和图像。

在数十年的光阴里，贝尔实验室的研究员发明了传真机、激光、触摸式拨号键和太阳能电池。他们设计了第一款长途电话，它能够同步传递声音和图像。在战争期间，他们建造了火箭筒，发现了铀的破坏力，并建立了一条安全通信线路——它使富兰克林·罗斯福能够与温斯顿·丘吉尔交流。1947年，贝尔实验室的研究员约翰·巴丁、威廉·肖克利和瓦尔特·布拉顿发明了晶体管，这是现代电子学的基础。

这样有才华的人能够主导他选择的学术事业，被贝尔实验室的管理层认为很有价值，即使他的研究成果的确切的用途尚不清楚。

基础研究的严格投资控制意味着在任何时候，贝尔实验室的人员名单上只会有几个像戴维森这样的人

选择研究问题既靠直觉又靠学识，这是科学中难以被约束的核心艺术。

“几乎从去的第一天起，我有做任何想做的事情的自由。”香农回忆道，“他们从来没有要求我去做什么。”

弗赖伊通过深刻的思考，指出显而易见的一点，在所有颇具启发性的大学数学教学中，数学家几乎都缺乏工业训练，他们渴望构建事物而非单纯思索事物本身。“

他并不会从事工业项目的研发。他是梦想家，对能赚到的物或钱并不感兴趣。他是完美主义者，不愿意妥协。他理想化到不切实际的程度。他拥有如此广阔的视野，却不能将视线聚焦于眼前。

这一切导致许多研究生除了拥有对数学的热爱，在解题方法上受到了良好的训练外，并没有其他用处

弗赖伊的直觉是，并非所有的数学家都想写论文、追求终身教职。他也猜测到，合适的环境能够发挥他们的优势，使他们投身实际的事务中，解决“日常问题”，进行“具体的研发”

第8章 生活中的挣扎

香农先生是我们培育出的最出色的毕业生之一，他能够在感兴趣的领域做出一流的研究

其中一位叫约翰·冯·诺依曼，他是一名出生于匈牙利犹太人家庭的奇才，在年仅6岁的时候就能够听懂古希腊玩笑的笑点，以及不用纸笔算出93726784除以64733647的商（或其他任意8位数字）。他是那种曾让老师敬畏的学生：在大学的一堂课上，他在笔记本上涂涂画画便解出了“数学界未解难题”。

其中一位叫约翰·冯·诺依曼，他是一名出生于匈牙利犹太人家庭的奇才，在年仅6岁的时候就能够听懂古希腊玩笑的笑点，以及不用纸笔算出93726784除以64733647的商（或其他任意8位数字）

他高兴地说：“这就好像阻碍我们与真理之间的墙轰然倒塌了，使我们更接近于领会所有物理现象的基础。

并且通过试图找出研究物理学家钻研的量子难题和他刚开始着手的通信数学难题的相似性

倘若通过电话或电报传输的信息的数学模型，与基本粒子运动的模型有共同之处呢

倘若任何信息的内容与任何粒子的路径，能够被描述为遵循概率的看似随机的过程，而非机械运动或随机的无意义之事，那么物理学家会将什么称为“随机的”过程呢？

也许“情报”和电子在某方面十分相像，它们在可能的范围内肆意游走。这一点吸引了韦尔的注意。

当然，还有爱因斯坦。他曾见到自己的书被纳粹烧毁，也曾在一张纳粹的暗杀名单上看到自己的名字

相比之下，更明显的是约翰·纳什，在他还是年轻学生的时候，就坚持要同爱因斯坦见面，并与爱因斯坦散了一小时的步，以便阐述自己对“重力、摩擦力和辐射”的看法。在会面结束的时候，爱因斯坦说道：“你最好多学点儿物理学，年轻人。”

他经常在早晨上班的路上碰到爱因斯坦，“他通常会穿着卧室拖鞋，胳膊上挂着老旧的外套，慢慢地向前走。可以说，他看起来几乎像一个游客。然后我会在我的车里，向他挥手，他也会回应我。虽然他并不知道我到底是谁，但他也会向我回礼。可能他会认为我有点儿奇怪”

他们的性格是夸张与沉默、张扬与自我克制的对比。在结婚不到一年的时间里，似乎除了对爵士乐的热爱，他们就没有其他共同之处了。

在结婚不到一年的时间里，似乎除了对爵士乐的热爱，他们就没有其他共同之处了。 实际上，普林斯顿高等研究院并不适合香农。对于一些人来说这里是学术忘忧之地，大家通常会在这里忘记找工作的烦恼，而面对学生、最后期限、发表成果的压力，这里被证明是令人萎靡不振而非自由解放的阵地。

他观察到最直接的惰性：“你的内心有一种内疚感，住着一只沮丧的蠕虫，你开始担心没有任何想法……你不与实验室里的人接触，也不需要回答学生们的问题。你什么都不需要做！”幸运的是，香农只这样过了几个月，而不是一辈子。他从来没有像费曼所察觉到的、像生活中常见的那样停滞不前

她试图通过工作来弥补生活的空虚

但是在登记卡上签名迫使香农认识到了严酷的事实：他必须要把自己的研究放在一边，而改穿制服。实际上，这会浪费他的全部人生。

我压根不明白为什么要征兵。我过去是一名意志脆弱的人，现在也一样……我一直在试图尽全力玩好游戏，但不仅如此，我想我很可能还能做出更大的贡献。

香农作为一个内向的人，不仅担心海外工作的危险性，而且担心集体军旅生活：“他带着恐惧进行工作，担心自己可能必须入伍，这意味着他必须和很多人生活在一起。这是他所不能忍受的。他恐惧人群以及陌生人。”

第9章 火力控制研究

我并不知道这种活动应当叫什么，我也不知道（或者说我也不关心）这么做是否能够养活自己。但是对于我来说十分确定的是，把东西拆开，并找出它们是如何被建造的，它们的工作原理是什么，这本身就令人兴奋、十分刺激，蕴含了巨大的乐趣

这么做是否能够养活自己。但是对于我来说十分确定的是，把东西拆开，并找出它们是如何被建造的，它们的工作原理是什么，这本身就令人兴奋、十分刺激，蕴含了巨大的乐趣。这很可能是我住在偏远的农村的一个很好的例子……没有一个人有明确的概念，“科学”

香农会持续攻克数学难题或研究问题，直到产生思想的火花为止

他在1966年的一次演讲中告诫学生，“不要完全沉浸在科学里，这里没有人能在未来的7天里只做研究不读诗书。我希望这个房间里没有人在未来的7天里不听音乐——好音乐，现代音乐，某种音乐。”

在弗赖伊看来，他是一名享乐主义者

其次，火力控制预期问题与某些基础的通信工程问题，存在令人惊讶的紧密而切实的类比关系

实验室中的一名年轻工程师戴维·帕金森也试验过在坐标纸上将电位计连接到钢笔上，使之能够绘制出机电系统的输出轨迹。一次，在做梦时，他想到这类事物能够帮助人们在任何地方击落飞机。

超过1500台M–9被生产出来，投入战场。利用M–9指引高射炮，击中敌方飞机所需的炮弹数量由数千枚降低至100枚。

他们承认这一问题是“传播、操纵与情报利用的独特案例……输入数据……被认为是由一系列类似于及时记录天气、股票市场价格、生产统计数据等的事情组成的”。这种思想预见了香农后期工作中重要的洞察力：“情报”的来源虽然与导弹的轨迹、股票行情的走势、电报线中的脉冲以及细胞核中的指令迥然不同，但它们具有一些迄今尚未被发现的共通之处。

这种思想预见了香农后期工作中重要的洞察力：“情报”的来源虽然与导弹的轨迹、股票行情的走势、电报线中的脉冲以及细胞核中的指令迥然不同，但它们具有一些迄今尚未被发现的共通之处。 ————

这些洞察力的价值仍待岁月去发掘

第10章 战时研究

整整一代的物理学家和数学家都在研究诸如此类的问题。

数学家的功能好像一剂催化剂，有助于加速研究和开发，否则研究就会非常依赖人工，并且十分缓慢。

他最重要的项目——保密系统和密码学，将引领他发现尖端计算机技术未来的发展

第11章 密码学研究

，第二次世界大战期间，约有500名纳瓦霍印第安人被雇用来传递加密信息，因为他们的本族语言非常复杂，轴心国对此极不熟悉，因此他们得以躲避追踪

这就是密码学的精髓——用一系列字母或单词的替代物或标志来表示另一种字母或单词（或语言）

通过技术手段增加替代物的复杂程度可以增加密码的难度

尽管以他的智慧管理课堂纪律并非难事，但他未能掌握其要领

达德利发现对于一名教师来说，真正的挑战是让青春期前的学生们维持课堂秩序，而他难以胜任这项工作

只需编码必要信息，其余的则不需要，这减少了其他可能被敌方破译的信息量

第12章 与图灵的友谊

探讨人类的大脑中有什么。比如，大脑是如何构建的，是如何工作的，计算机能做什么，人类能不能用电脑完成大脑的工作，等等。我还跟他说过几次我对信息论的看法，他很感兴趣。

宾夕法尼亚大学有几台电子数值积分计算机（ENIAC），那是最早的计算机……现在看来，它们运算速度慢、外形笨重、体积有几个房间那么大，计算功能和现在10美元一个的小型计算器差不多

但在那时我们知道，如果能使计算机的价格更低廉、运作的时间更长，比如连续工作10分钟以上，计算机就有无限潜力。这令我们激动不已。

那时我们拥有梦想，图灵和我曾探讨用计算机完全模拟人脑的可能性。我们想知道能否真正使计算机模拟人脑，甚至比人脑更先进。那时候可能看起来更容易实现，我们都认为在不远的将来，10年或15年后它就能实现。但事实上，已经过去30年了，它也没有实现。

第13章 贝尔实验室的三人组

数学的古老艺术……并不崇尚速度，而更重视耐心、技巧，且更重要的是协作和即兴创作的天赋，这也是优秀爵士乐的特点。

数学的古老艺术……并不崇尚速度，而更重视耐心、技巧，且更重要的是协作和即兴创作的天赋，这也是优秀爵士乐的特点。

他的作息毫无规律，音乐的声音被调得很大，他享受着纽约市的爵士风情。他在大半夜出门去喧闹的餐馆吃晚餐，或者去华盛顿广场公园的象棋俱乐部闲逛

冬天很冷，香农就找来自己的旧钢琴，把它劈了当柴火烧，以此取暖。”家里的冰箱几乎是空的。唱片机和单簧管是他仅有的值得骄傲的财产了，这使他的生活看上去没有那么清苦

贝尔实验室的同事中仅有几位和香农成为密友。

他对奥利弗印象深刻，因为不论主题有多么晦涩，他都能轻而易举地抓住重点

珀金斯说：“如果他对发明与海豚沟通的装置能产生兴趣，他就会连续几个月研究它。

奥利弗在地球上的追求同样野心勃勃。他的成就包括发明了“世界第一台可编程台式计算机”、手持计算器以及第一代惠普电脑

他在后来回忆时很骄傲地说：“我们成了好朋友，我可以说是他很多理论的助推器。他时常征求我的建议，所以在公众知道信息论之前，我对此已经有所了解。

他和香农有很多相似之处，外形上都是高高瘦瘦的，对不感兴趣的东西很快就会厌倦。这种厌倦也发展到了对不感兴趣的人身上。乔·格特尼曾写道：“皮尔斯常常会突然中途加入或退出谈话，抑或饭局。”这都源于他思维敏捷。早在读书的时候，他的工程学教授就对他大为欣赏，课程上到一半的时候，就将他提拔为老师。在实验室里，皮尔斯同样很有声望。他的发明本领在贝尔实验室是最强的。

在贝尔实验室工作期间，他们交流观点，一起写文章，互相分享数不清的书

很显然，他们3个人的智商高到令人难以忍受的程度（原文如此）。他们太聪明，能力太强，而且智力水平明显高于实验室里的其他人。也只有贝尔实验室这样有威望的实验室才能同时容纳这样的3个人。

但有记载表明香农还没有到“让人顶礼膜拜的程度”，因为他很没有耐心。他的同事们认为他很友好，但是为人疏离。玛利亚说，香农曾说过实验室常规的生活令他抓狂。“我觉得他受不了实验室里的工作，”她说，“我真是这样认为的，他必须做自己很感兴趣的工作，追求自己想要的东西。”

“我觉得他受不了实验室里的工作，”她说，“我真是这样认为的，他必须做自己很感兴趣的工作，追求自己想要的东西。” 香农与同事间的距离似乎有一部分是因为对信息的处理速度不同造成的。布罗克韦·麦克米伦是香农隔壁办公室的同事，用他的话说：“我们通常会争论数学问题，香农对此总是很没有耐心。

他解决问题的方式与大多数人都不一样，与大多数同事也不一样……很明显，大多数同事都跟不上他的论证思维。”在其他人看来，香农沉默寡言，而在麦克米伦看来，这是一种对周围人的失望：“他对不如自己聪明的人很没有耐心。”

我们通常会争论数学问题，香农对此总是很没有耐心。他解决问题的方式与大多数人都不一样，与大多数同事也不一样……很明显，大多数同事都跟不上他的论证思维。

麦克米伦这样对格特尼说：“他从不屑于争辩，如果别人不相信他，他就忽略他们。