克劳德·香农的人生故事

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克劳德·香农的人生故事

原创 围城里的猫 MathSpark 2024-05-25 08:01 陕西

这期中，我们有机会来介绍克劳德·香农以及他的人生故事，也许他并不那么广为人知，但从他的人生和态度，我们认为有值得我们借鉴的地方，因而决定来介绍他。



那么，第一个问题：克劳德·香农是谁？

熟悉工程和数学的人，可能会了解他，21 岁时，他发表了一篇被称为有史以来最重要的硕士论文，解释了二进制开关如何实现逻辑，并为所有未来的数字计算机奠定了基础。32 岁时,他发表了《通信的数学理论》，《科学美国人》称之为“信息时代的大宪章”。

但香农不仅仅是一位才华横溢的理论家——他还是一位非常有趣、务实和富有创造力的人。有很多数学家和工程师都写出了很棒的论文。但像香农一样，同时还是杂耍艺人、独轮车手、小发明家、一流的国际象棋选手、密码破译者、专业股票投资者和业余诗人的人(嗯，他的头衔确实很多)却很少。第二次世界大战期间，香农曾负责连接罗斯福和温斯顿·丘吉尔的绝密跨大西洋电话线，此外他还会驾驶飞机，演奏爵士单簧管。他在家里装了一面假墙，只要按一下按钮就可以旋转。



因为我们是以学习者的身份来了解香农的，所以我们对一系列更广泛、更普遍的问题或许会特别感兴趣，比方说：像香农这样的头脑是如何工作的？是什么塑造了这样的头脑？这样的头脑会做什么有趣的事情？我们可以从中学到什么，以便在我们自己的追求上更加聪明。

有趣的是香农本人从来不特别有兴趣直接回答这些问题。如果他活着读到这篇文章，我想他一定会嘲笑我们，但是从他的种种故事中提炼，我们还是有希望揭示这位不为人知的天才可以教给我们其他人关于思考和生活的知识。

集中你的注意力

我们知道，与香农所处的时代相比，如今的人们越来越难以集中注意力，因为智能手机和社交媒体不断带来干扰（是的，我们认为香农对此负有部分责任）。但干扰在任何时代都是永恒特征，香农向我们表明，排除干扰不仅仅是实现随机的注意力爆发。它需要有意识地设计一个人的生活和工作习惯，以尽量减少干扰。

香农经常将自己办公室的门关闭，不过香农的同事们都不认为他粗鲁或不友好，但他们确实记得他是一个重视隐私和安静思考时间的人。另一方面，那些带着大胆的新想法或迷人的工程难题来找香农的同事们记得几个小时富有成效的谈话。这只是说香农对自己的时间投入非常谨慎：用于激发新想法，而不是闲聊。即使对于我们这些比他更外向的人来说——老实说，几乎我们所有人都是如此——我们也可以向香农学习，他有意识地、始终如一地将工作时间变成一个不受干扰的区域。



先看大图，后看细节

在数学工作中，香农有一种特质，他能直接跳到核心见解，而将细节留待日后补充。正如他曾经解释的那样，“我认为我更注重直觉，而不是符号。我试着去感受正在发生的事情。方程式是后来才出现的。”就好像他在解释为什么它们是正确的之前就看到了答案。

他的研究生鲍勃·加拉格尔（Bob Gallager ，后来成为信息理论领域的领军人物）回忆道：“他会说，‘这样的事情应该是真的’……而且他通常是对的……如果没有超强的直觉，你就不可能凭空创造出整个领域。”

有时，香农也会因此陷入麻烦：学院派数学家会指责他工作不够严谨。不过，他们的批评通常都是片面的。需要补充细节的时候，香农总是能够做到正确。当然，我们大多数人都不是天才，都没有香农级别的直觉。那么，我们能从他身上学到什么吗？我们认为有：即使我们的直觉不会引导我们做出任何开创性的事情，它们往往也蕴含着我们可以选择遵循的智慧。

担心遗漏细节和中间步骤肯定会扼杀我们的直觉，错失一些实现创造性突破的最佳机会。期待我们的伟大创意从前提到结论合乎逻辑地展开，是对创造力在实践中通常运作方式的误解。等待一个干净利落的顿悟通常意味着等待一列永远不会到达的火车。



混乱是可以的

1961 年，数学家埃德·索普 (Ed Thorp) 与香农 (Shannon) 合作打造了一款开创性的可穿戴计算机，以便在轮盘赌中战胜庄家。在此期间，数学家埃德·索普 (Ed Thorp) 近距离观察了香农的工作环境，特别是香农进行大部分修修补补工作的巨大家庭工作室。

索普后来将这个工作室描述为“小发明家的天堂……这里有数百种机械和电气产品，例如电动机、晶体管、开关、滑轮、齿轮、电容器、变压器等等。”香农不介意弄脏自己的双手，他把机器零件和半成品散落在各处，并随着好奇心从一个项目跳到另一个项目。

香农的学术追求也与那个工作室很相似。他的阁楼里堆满了笔记、未完成的文章和写在横格纸上的“好问题”。一方面，我们为香农未能及时向世人展示其未完成作品的数量而感到遗憾。另一方面，我们可以认识到，混乱是他出色工作的前提：香农没有将精力投入到整理文件和工作空间中，而是投入到研究国际象棋、机器人或投资策略中。可以说他是“随手乱扔垃圾的乐趣”的早期实践者。



时间是伟大思想生长的土壤

香农的兴趣广泛，这也意味着他的见解有时需要一段时间才能实现。不幸的是，他常常根本没有时间发表自己的发现。但是，尽管香农追随好奇心的倾向有时会让他效率低下，但他也有耐心在多年的时间里不断回到他最好的想法上。例如，香农 1948 年发表的信息论论文花了近十年时间才完成：1939 年，他刚从研究生院毕业，就萌生了研究“情报传输一般系统的一些基本属性，包括电话、无线电、电视、电报等”的想法。从最初萌生这个想法到发表，香农不仅深入研究了信息，还参与了美国二战的防空炮火和密码学研究。香农的信息论一直在不断萌芽，即使他不得不在空闲时间研究它。

这可能是我们这个时代最难接受的教训。我们沉迷于即时满足。但对于创意、创业和创意领域的人来说，也许没有比这更有用的建议了：天才需要时间。还要记住：香农并没有全职研究信息理论长达 10 年。在那 10 年中，信息理论只是他的副业。也许是他的终极副业。但他坚持不懈的努力最终成就了他一生中最重要的作品。

时刻考虑一下你的友谊是什么

香农从来不会为地位而争斗，玩弄办公室政治，或者试图赢得每一位批评家的支持。对他来说，解决问题的乐趣比所有这些都重要，所以在选择相对较少的朋友时，香农会刻意选择那些喜欢同样的事情并能帮助他发挥出自己最好的一面的人。

第二次世界大战期间，香农的朋友中就有艾伦·图灵。图灵代表英国政府前往美国研究密码学，在这次考察之旅中，香农与图灵展开了热烈的思想交流。在贝尔实验室，香农还与同事巴尼·奥利弗和约翰·皮尔斯建立了深厚的友谊，他们都是信息技术史上的先驱人物。

香农之所以越来越聪明，越来越有创造力，是因为他选择与自己所钦佩的那些聪明才智和创造力的人为伍。与大多数人相比，他在交友方面更加谨慎，只选择那些能激发他最大潜能的朋友。这对我们这些非天才来说意味着什么？这意味着不仅要问自己谁是你的朋友，还要问你们一起做了什么。更仔细地思考你和他们在一起的时间的实质。



重视自由胜过地位

回顾自己的职业生涯，香农坦言：“我认为我从未受到获奖的想法所激励，尽管我在另一个房间里有几十个奖项。我的动机更多是好奇心。从未受到对经济利益的渴望。我只是想知道事物是如何组合在一起的。或者什么法律或规则支配着某种情况，或者是否存在关于一个人不能做什么或可以做什么的定理。主要是因为我想了解自己。”

他并没有夸大其词。香农经常获得奖项，但他不会费心去接受。他会收到邀请他做重要演讲的信封，然后把它们扔进垃圾箱。他获得了如此多的荣誉学位，以至于他把博士头巾挂在一个类似旋转领带架的装置上（这是他亲手制作的）。无论颁奖机构会认为这种待遇是恰当的还是侮辱的，这都表明香农对受到称赞的工作很不以为然。

当然，不受奖杯和奖牌的诱惑，也有一定的战略和个人优势。对于香农来说，这让他能够探索其他“受人尊敬的”科学家可能不会涉足的研究领域：玩具机器人、国际象棋、杂耍、独轮车。他制造了可以玩杂耍的机器和吹奏时会喷火的喇叭。他一次又一次地追求那些可能让别人尴尬的项目，探讨那些看似微不足道或的问题，然后设法从中取得突破。

当然我们也承认：写下这些话比实践这些话容易。我们都清楚自己的地位，而对于雄心勃勃、才华横溢的人来说，对此漠不关心尤其困难。然而，香农可以帮助我们打破这种束缚，因为他的例子向我们指出了漠不关心的另一面的丰厚奖赏：自由。即使这会危及他的地位，香农也明确表示不会固步自封。他给了自己探索任何他感兴趣的学科的自由，而这种自由部分来自于他不在乎别人对他的看法。当我们追逐奖项和荣誉时，我们常常忘记它们会挤占我们的自由。没有什么比太多的天赋更能拖累你了。



不要寻找灵感，而要寻找刺激

我们当中有多少人在寻求突破时，只是坐着等待灵感的降临？这是错误的做法。对此解释最透彻的人之一是画家查克·克洛斯。正如他所说，“灵感是给业余爱好者的——我们其他人只是出现并开始工作……如果你坚持下去，你就会有所成就。”

在寻找伟大的“科学创意”时，香农也持有类似的看法。创意可能来自一次愉快的交谈、在工作室里修修补补，或者他一生中大部分时间沉迷于的那种漫无目的的玩乐——但最重要的是，创意来自于行动，而不是等待。

正如香农告诉他的贝尔实验室工程师同事，一个伟大的科学头脑的决定性标志不是某种虚无缥缈的灵感能力，而是一种“动力……某种想要找到答案的渴望，想要找到事物运转的原因的渴望”。这种根本的动力是不可或缺的：“如果你没有这种动力，即使你拥有世界上所有的训练和智慧，你也不会找到答案。”

这种根本的驱动力从何而来？香农对这种难以捉摸的品质最生动的表述是这样的：当事情看起来不太对劲时，这是一种“轻微的恼怒”，或者是一种“建设性的不满”。最后，香农对天才的描述令人耳目一新，不带感情色彩：天才就是一个有用的恼怒者。而这种有用的恼怒只有在工作过程中，你偶然发现一些让你烦恼、让你纠结、看起来不太对劲的事情时才会出现。不要逃避那些时刻。无论如何都要抓住它们。

最后想说的是：互联网、数字时代以及其背后的技术——这些都是人类的非凡成就。但我们很容易忘记它们的起源、它们在历史长河中的位置以及是什么样的人创造了它们。我们认为开始学习这些东西很重要。

学习不仅仅是为了理解已建成事物的实质，也是为了理解建成事物的精神。许多伟大的创新火花使我们的世界成为可能，它们都源自好奇心和创造力。它们来自像克劳德·香农一样将自己的工作视为游戏的头脑。我们认为这是一种值得铭记的精神。更重要的是，我们认为这是一种值得我们践行的精神。

围城里的猫