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克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)（英文名：Claude Elwood Shannon，以下簡(jiǎn)稱香農(nóng)）（1916年4月30日—2001年2月24日）是信息論的創(chuàng)始人，美國(guó)著名數(shù)學(xué)家、發(fā)明家、密碼學(xué)家。

1936年，香農(nóng)同時(shí)獲得密歇根大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位和電子工程學(xué)士學(xué)位；1940年，他在麻省理工學(xué)院獲得電氣工程碩士學(xué)位和數(shù)學(xué)博士學(xué)位。他的碩士論文《A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits（繼電器和開(kāi)關(guān)電路的符號(hào)分析）》科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣撌隽巳绾问褂?a href="/hebeideji/5756734885212710362.html">布爾代數(shù)對(duì)繼電器電路進(jìn)行分析和合成，奠定了數(shù)字電路的理論基礎(chǔ)，被譽(yù)為“本世紀(jì)最重要、最著名的一篇碩士論文”。香農(nóng)因這一成果獲得了美國(guó)工程師學(xué)會(huì)頒發(fā)的Alfred Noble獎(jiǎng)。同年至1941年，香農(nóng)任普林斯頓高等研究院研究員。1941年—1972年，香農(nóng)任職于貝爾實(shí)驗(yàn)室。1948年，香農(nóng)在7月和10月的Bell System Technical Journal連載發(fā)表了影響深遠(yuǎn)的論文《A Mathematical Theory of Communication》，這標(biāo)志著信息論正式誕生。1958年—1978年香農(nóng)任麻省理工學(xué)院Donnor科學(xué)教授。1973年，在IEEE信息論國(guó)際研討會(huì)上香農(nóng)獲頒以其名字命名的香農(nóng)獎(jiǎng)。1978年，香農(nóng)退休。2001年2月24日，香農(nóng)在美國(guó)馬薩諸塞州辭世，享年84歲。

香農(nóng)是美國(guó)國(guó)家工程院院士、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士、美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)院，生前是麻省理工學(xué)院名譽(yù)教授。香農(nóng)曾獲得查爾斯·莫里斯（Morris）獎(jiǎng)、斯圖爾特·巴蘭?。⊿tuart Ballantine）獎(jiǎng)?wù)隆P利獎(jiǎng)（Kelly Prize) 、國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)?/a>、IEEE的榮譽(yù)獎(jiǎng)?wù)隆?a href="/hebeideji/4453436464201192598.html">基礎(chǔ)科學(xué)京都獎(jiǎng)和多所大學(xué)的榮譽(yù)博士。香農(nóng)的主要研究領(lǐng)域是通信和信息論，他提出了信息熵的概念，為信息論和數(shù)字通信奠定了基礎(chǔ)，被稱為“信息論之父”。

人物介紹

早期經(jīng)歷

香農(nóng)于1916年4月30日出生于美國(guó)密歇根州的佩托斯基(Petoskey)。香農(nóng)從小在一個(gè)名叫蓋洛德（Gaylord）的小鎮(zhèn)生活。在8歲的時(shí)候，他就輔導(dǎo)他姐姐做高等數(shù)學(xué)作業(yè)。后來(lái)，他姐姐大學(xué)畢業(yè)，成為了數(shù)學(xué)教授。除了數(shù)學(xué)之外，小香農(nóng)特別喜歡搞發(fā)明創(chuàng)造，其中就包括電報(bào)機(jī)、電動(dòng)船，以及各種機(jī)械動(dòng)物。

教育經(jīng)歷

1932年香農(nóng)進(jìn)入密歇根大學(xué)，開(kāi)始接觸喬治·布爾（GeorgeBoole，英國(guó)數(shù)學(xué)家）的理論。1936年，20歲的香農(nóng)從密歇根大學(xué)本科畢業(yè)，獲得了數(shù)學(xué)和電子工程雙學(xué)士。隨后，他進(jìn)入麻省理工學(xué)院繼續(xù)深造。1938年香農(nóng)在麻省理工學(xué)院獲得電機(jī)工程學(xué)碩士學(xué)位。1940年，香農(nóng)因這一成果獲得了美國(guó)工程師學(xué)會(huì)頒發(fā)的AlfredNoble獎(jiǎng)。同年，香農(nóng)在麻省理工學(xué)院獲得數(shù)學(xué)博士學(xué)位后進(jìn)入普林斯頓高等研究院工作，期間開(kāi)始思考信息論與有效通信系統(tǒng)的問(wèn)題。

職業(yè)生涯

1941年香農(nóng)以數(shù)學(xué)研究員的身份進(jìn)入新澤西州的AT&T貝爾電話公司，并在貝爾實(shí)驗(yàn)室工作到1972年，從24歲到55歲，整整31年。1943年，英國(guó)著名數(shù)學(xué)家、密碼學(xué)家阿蘭?艾倫·麥席森·圖靈訪問(wèn)貝爾實(shí)驗(yàn)室，香農(nóng)和圖靈討論了人造思維機(jī)器（也就是后來(lái)的I人工智能）。

1948年，香農(nóng)發(fā)表了影響深遠(yuǎn)的論文《A Mathematical Theory of Communication》這篇論文成了信息論正式誕生的里程碑。1949年，香農(nóng)又在《Bell System Technical Journal》期刊上發(fā)表了《噪聲下的通信》（《Communication in the Presence of Noise》）一文，在這一篇論文中，香農(nóng)闡明了通信的基本問(wèn)題，給出了通信系統(tǒng)的模型，提出了信息量的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并解決了信道容量、信源統(tǒng)計(jì)特性、信源編碼、信道編碼等一系列基本技術(shù)問(wèn)題。1952年，香農(nóng)推出了“會(huì)走迷宮的老鼠”——忒修斯（Theseus）。1956年香農(nóng)擔(dān)任麻省理工學(xué)院的訪問(wèn)教授，1958年成為正式教授。1961年，香農(nóng)和同事索普做出一個(gè)香煙盒大小的小型計(jì)算機(jī)，小盒子藏在口袋里，用大腳趾控制藏在鞋子里的開(kāi)關(guān)。1965年，香農(nóng)帶著這個(gè)機(jī)器跑去挑戰(zhàn)當(dāng)時(shí)的世界冠軍Mikhail Botvinnik。1973年，在以色列亞實(shí)基倫召開(kāi)的信息論國(guó)際研討會(huì)上，IEEE設(shè)立了香農(nóng)獎(jiǎng)，并把這一獎(jiǎng)項(xiàng)授予香農(nóng)本人。這種自己領(lǐng)自己名字命名的獎(jiǎng)的做法，后來(lái)被人戲稱為“香農(nóng)套路”。

退休生活

1978年，香農(nóng)退休。1985年，香農(nóng)參加了在英格蘭布萊頓舉行的“國(guó)際信息理論研討會(huì)。香農(nóng)當(dāng)年還是投資大師、炒股高手。1986年8月11日，著名的《巴倫周刊》曾匯總了1026家開(kāi)放式基金的近期表現(xiàn)，香農(nóng)排名第一。20世紀(jì)80年代，香農(nóng)的記憶力開(kāi)始嚴(yán)重衰退，并開(kāi)始表現(xiàn)出患上阿爾茲海默癥的跡象。到了晚年時(shí)期，香農(nóng)對(duì)雜耍的熱愛(ài)簡(jiǎn)直到了癡迷的地步。2001年2月24日，香農(nóng)因患阿爾茨海默氏癥去世，享年84歲。

主要成就

奠定數(shù)字電路基礎(chǔ)

在香農(nóng)的碩士畢業(yè)論文中，他將開(kāi)關(guān)電路、布爾邏輯代數(shù)、二進(jìn)制計(jì)算這些學(xué)科知識(shí)關(guān)聯(lián)起來(lái)，形成了今天所有數(shù)字電路設(shè)計(jì)最底層的數(shù)學(xué)原理。從此，通過(guò)布爾方程式按照一定步驟就可以設(shè)計(jì)出具有復(fù)雜邏輯關(guān)系的電路。半個(gè)多世紀(jì)前英國(guó)數(shù)學(xué)家喬治·布爾（George Boole，1815-1864）創(chuàng)建的布爾代數(shù)得到了實(shí)際應(yīng)用，電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展也因此有了數(shù)學(xué)和電路基礎(chǔ)。香農(nóng)的碩士畢業(yè)論文被譽(yù)為20世紀(jì)最重要、最著名的一篇碩士論文。

香農(nóng)還制作了一只木制的、帶有銅須的玩具老鼠。他把它叫作“忒修斯”。“特修斯”的出現(xiàn)表明電子線路可以用二進(jìn)制邏輯工作?！疤匦匏埂彪m然是由隱藏在它身體里的磁鐵和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的，但掌管它記憶功能的存儲(chǔ)器卻不在它身上，而是由隱藏在迷宮各處的75個(gè)繼電器組成的。香農(nóng)進(jìn)一步證明，這些簡(jiǎn)單的邏輯功能都可以通過(guò)電子線路的開(kāi)/關(guān)來(lái)執(zhí)行。這一發(fā)現(xiàn)意味著，從理論上說(shuō)，任何復(fù)雜邏輯都可以分解成幾個(gè)簡(jiǎn)單邏輯，然后由一套能表達(dá)或執(zhí)行1/0（開(kāi)/關(guān)）——或用邏輯學(xué)的術(shù)語(yǔ)說(shuō)：真/假——的二進(jìn)制裝置來(lái)完成。

開(kāi)創(chuàng)信息論

1948年，32歲的香農(nóng)在貝爾實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部科學(xué)刊物BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL表論文《A Mathematical Theory of Communication》（《通信的數(shù)學(xué)理論》）提出了信息的概念以及數(shù)學(xué)表達(dá)式，推出了比特的概念（他將發(fā)明這個(gè)詞的榮譽(yù)歸功于自己的同事約翰·圖基），將其稱為“用于測(cè)量信息的單位”。提出了著名的信道容量公式，即香農(nóng)公式，后世幾乎所有的現(xiàn)代通信理論都是基于香農(nóng)公式展開(kāi)的。他提出用“熵”來(lái)描述信源內(nèi)部的不確定性，給出了信息熵的計(jì)算公式，解決了信息的計(jì)量問(wèn)題。此外，香農(nóng)對(duì)于信息冗余、信息編碼、信息壓縮、信息加密解密等信息科學(xué)領(lǐng)域的諸多基本概念也都給出了科學(xué)的解釋。這篇論文奠定了信息論的基礎(chǔ)，標(biāo)志一門(mén)新的學(xué)科──信息科學(xué)的誕生。

建立密碼學(xué)基礎(chǔ)

香農(nóng)在論文《保密系統(tǒng)的通信理論》中首次從信息論的角度討論密碼學(xué)，為對(duì)稱加密體制建立了理論基礎(chǔ)。這篇論文開(kāi)辟了用信息論來(lái)研究密碼學(xué)的新思路，奠定了現(xiàn)代密碼理論的基礎(chǔ)。這標(biāo)志著現(xiàn)代密碼學(xué)的誕生。香農(nóng)也憑此成為近代密碼理論的奠基者和先驅(qū)。

通信理論

1948年香農(nóng)發(fā)表的《通信的數(shù)學(xué)理論》中在這篇論文中，香農(nóng)給出了通信系統(tǒng)的基本模型，提出了信道容量公式，即香農(nóng)公式，把通信理論的解釋公式化，對(duì)如何有效地傳輸信息的問(wèn)題進(jìn)行了研究。這一理論被世界各國(guó)的通信工程師和數(shù)學(xué)家采用，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的論述、擴(kuò)展和完善，為數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展提供了理論工具。香農(nóng)公式對(duì)于后世最大的意義在于，幾乎所有的現(xiàn)代通信理論都是基于這個(gè)公式展開(kāi)的。

發(fā)明

香農(nóng)的發(fā)明層出不窮。包括一個(gè)火焰發(fā)射喇叭，一個(gè)變戲法的機(jī)器人，一組獨(dú)輪車(chē)隊(duì)，一臺(tái)用羅馬數(shù)字操作的計(jì)算機(jī)器，以及一個(gè)幫助美國(guó)人在英國(guó)公路上靠左側(cè)行駛的設(shè)計(jì)圖。他還做過(guò)一個(gè)能自動(dòng)尋路的機(jī)械小鼠，名為特修斯（Theseus）。

主要論文

人才培養(yǎng)

香農(nóng)的學(xué)生伯特·薩瑟蘭年輕時(shí)在美國(guó)倫勒斯理工大學(xué)獲得了電機(jī)工程學(xué)學(xué)士，之后去麻省理工學(xué)院讀完了碩士和博士。當(dāng)計(jì)算機(jī)科學(xué)蓬勃發(fā)展，伯特·薩瑟蘭成為了許多知名實(shí)驗(yàn)室的主管，也領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)了其中的知名項(xiàng)目，不少都是世界首創(chuàng)。

香農(nóng)的學(xué)生羅伯特·加拉格爾1962年提出LDPC碼，此前被選為5G數(shù)據(jù)信道編碼方案。

家庭生活

家庭背景

香農(nóng)在蓋洛德（Gaylord）小鎮(zhèn)長(zhǎng)大。香農(nóng)的父親是這個(gè)小鎮(zhèn)的法官，名字叫克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)（和他的名字一樣）。香農(nóng)的母親，是小鎮(zhèn)的中學(xué)校長(zhǎng)，名叫梅布爾·沃爾夫·香農(nóng)（MabelWolfShannon）。香農(nóng)的祖父是一位農(nóng)場(chǎng)主兼發(fā)明家，發(fā)明過(guò)洗衣機(jī)和很多農(nóng)用機(jī)械。值得一提的是，香農(nóng)還有一個(gè)遠(yuǎn)房親戚，也很喜歡搞發(fā)明。這位親戚的名字，叫托馬斯·愛(ài)迪生。

妻子

香農(nóng)與瑪麗（Mary Elizabeth Moore）1949年3月27日結(jié)婚，他們是在貝爾實(shí)驗(yàn)室相識(shí)的，瑪麗當(dāng)時(shí)是數(shù)據(jù)分析員。

子女

香農(nóng)共有四個(gè)孩子：三個(gè)兒子羅伯特（Robert）、詹姆斯（James）、安德魯莫瑞（AndrewMoore）和一個(gè)女兒MargaritaCatherine。后來(lái)身邊還有兩個(gè)可愛(ài)的孫女。

日常生活

人們描述香農(nóng)的生活，白天他總是關(guān)起門(mén)來(lái)工作，晚上則騎著他的雞公車(chē)來(lái)到貝爾實(shí)驗(yàn)室。他的同事D.Slepian寫(xiě)到：“我們大家都帶著午飯來(lái)上班，飯后在黑板上玩玩數(shù)學(xué)游戲，但克勞德很少過(guò)來(lái)。他總是關(guān)起門(mén)來(lái)工作。但是，如果你要找他，他會(huì)非常耐心地幫助你。他能立刻抓住問(wèn)題的本質(zhì)。他真是一位天才，在我認(rèn)識(shí)的人中，我只對(duì)他一人使用這個(gè)詞。”

隨著時(shí)光的推移，過(guò)度的奉承紛至沓來(lái)，香農(nóng)被蒙上了一層神秘的面紗，變得沉默寡言。其實(shí)香農(nóng)愛(ài)說(shuō)愛(ài)笑，喜歡制造獨(dú)輪車(chē)，迷戀雜耍，但他為人十分謙虛。

到了晚年時(shí)期，香農(nóng)對(duì)雜耍的熱愛(ài)簡(jiǎn)直到了癡迷的地步。他花了很多時(shí)間刻苦練習(xí)，不斷提高雜耍水平。他甚至還擁有一張雜耍學(xué)博士證書(shū)，視為至寶。

除了雜耍之外，他還熱衷于制造玩具。他建造了火焰噴射喇叭、火箭驅(qū)動(dòng)飛盤(pán)、自動(dòng)下棋機(jī)器人等各種奇怪的玩具。

后世紀(jì)念

設(shè)香農(nóng)獎(jiǎng)

鑒于香農(nóng)的卓越貢獻(xiàn)，IEEE（美國(guó)電氣與電子工程師學(xué)會(huì)）特別以他的名字設(shè)立了通信理論領(lǐng)域最高獎(jiǎng)“香農(nóng)獎(jiǎng)”（thelaudeE.ShannonAward）。該獎(jiǎng)也被稱為“信息領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)”。而首屆獲獎(jiǎng)?wù)哒窍戕r(nóng)本人。在貝爾實(shí)驗(yàn)室的大堂，有兩尊半身塑像，一個(gè)是亞歷山大·貝爾，另一個(gè)就是克勞德·香農(nóng)。

定理命名

人們將信道容量公式稱為香農(nóng)公式，關(guān)于無(wú)失真信源編碼、有噪信道編碼、有失真信源編碼的理論論述并稱為香農(nóng)三大定律。香農(nóng)三大定律奠定了信息傳輸和存儲(chǔ)的理論基礎(chǔ)，給信息技術(shù)研究指明了努力方向和極限邊界。

社會(huì)任職

香農(nóng)是美國(guó)科學(xué)院院士、美國(guó)工程院院士、倫敦皇家自然知識(shí)促進(jìn)學(xué)會(huì)會(huì)員、美國(guó)哲學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員。

獲得榮譽(yù)

以上表格信息來(lái)源

人物評(píng)價(jià)

香農(nóng)獨(dú)自創(chuàng)立了比較完整的信息學(xué)科理論，即信息論，建立起信息時(shí)代的世界觀和方法論。信息科學(xué)后來(lái)發(fā)展出很多學(xué)科分支與重要技術(shù)，都以信息論為理論基礎(chǔ)。令人稱奇的是，香農(nóng)的信息論一經(jīng)問(wèn)世，便已形成了成熟完整的理論體系，并且實(shí)踐證明了它的正確性，顯示出香農(nóng)的超人智慧。（清華大學(xué)科技博物館評(píng)）

香農(nóng)的一生戳穿了兩個(gè)假象：其一是，在創(chuàng)造知識(shí)的過(guò)程中，理論必須高于實(shí)踐；其二是，專(zhuān)干“臟活累活”的工程師們永遠(yuǎn)無(wú)法創(chuàng)造豐富的理論，那要歷經(jīng)幾代科學(xué)家的擴(kuò)展、修正和深化才能形成。香農(nóng)掀起了數(shù)字革命，理應(yīng)得到贊譽(yù)。（G.Pascal Zachary 評(píng)）

”在我看來(lái)，兩三百年之后，當(dāng)人們回過(guò)頭來(lái)看我們的時(shí)候，他們可能不會(huì)記得誰(shuí)曾是美國(guó)的總統(tǒng)。他們也不會(huì)記得誰(shuí)曾是影星或搖滾歌星。但是仍然會(huì)知曉香農(nóng)的名字。學(xué)校里仍然會(huì)教授信息論?！埃ㄖ麑W(xué)者理查德?布拉胡特（Richard?Blahut）教授評(píng)）

人物紀(jì)念

命名講座

為了紀(jì)念香農(nóng)，加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校設(shè)立了一個(gè)香農(nóng)紀(jì)念講座，每年選出一位杰出的信息理論家在香農(nóng)的生日（4月30日）或前后開(kāi)展紀(jì)念講座。

發(fā)行郵票

2016年，馬其頓共和國(guó)（The Republic of Macedonia）發(fā)行了紀(jì)念香農(nóng)誕辰百年相關(guān)的郵票。

樹(shù)立雕像

為了紀(jì)念香農(nóng)，共樹(shù)立雕像六座，分別坐落于密歇根州佩托斯基的蓋洛德（Gaylord）小鎮(zhèn)、密歇根大學(xué)電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系大樓前、貝爾實(shí)驗(yàn)室、新澤西州佛羅里達(dá)州公園ATT香農(nóng)實(shí)驗(yàn)室、麻省理工學(xué)院信息與決策系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校。其中，加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校的香農(nóng)雕像于2001年10月16日落成；密歇根大學(xué)的香農(nóng)雕像落成典禮于2001年11月9日舉行。