【编辑推荐】
当任正非对香农定理的极限深感忧虑的时候，人们不禁会问“香农定理”是什么，香农是谁。 他被誉为“信息时代之父”，是与艾伦?图灵齐名的科学巨人，没有克劳德?香农，就没有如今的互联网；他使有形的世界抽象化，并奇迹般地操纵它。 他拥有天才的头脑、非凡的洞察力、内向的性格，这些似乎都是一个天才所应有的标配，而且与他共事的都是那个时代*的天才科学家——冯?诺依曼、范内瓦·布什、诺伯特•维纳。然而香农在32岁完成了一系列开拓性的工作之后，就放弃了自己科学名人、创新代言人的荣耀，转行继续他儿时的兴趣——搞发明。有人评价香农融合了理查德?费曼的玩兴和爱因斯坦的天赋，这本书却为我们描述了一位将工作与游戏结合到极致的科学天才的传奇人生。在独轮车、电子老鼠、弈棋机、机械手等各类“游戏”中，香农逐渐淡出了人们的视线，他继续沉默寡言、杳无踪迹…… 可是我们这个时代以前亏欠香农很多，在信息通信科技不断升级换代的过程中，人们仿佛只关注那些科技行业的大佬，而忘记了奠定信息时代基础的幕后人。如今，基础科学研究越来越受到来自国家、企业层面的重视，《香农传》的面世无疑为我们弥补这份亏欠、激发科学探索精神迈出了*步。
【内容简介】
克劳德?香农，从零开始构建出一门全新的科学，奠定了当今信息时代的基础。他率性地工作，严肃地游戏，从不认为这两者之间有区别，并为任何吸引他注意力的好奇心而感到高兴。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。
信息早在香农之前便已存在，被认为是一封电报、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。香农通过把握信息的本质，使我们当今的世界成为可能——我们现在可以从太空将捕捉到的地球的照片完整地传回地球，尽管香农没有写出保护这一图像免于错误与失真的代码，但是他早已证明了这种代码的存在。
香农是一位罕见的科学天才，既满足于制作可以自动穿越迷宫的电子老鼠、杂耍机器人和喷火小号，又是研究数字电路的先驱，发明了首台能下国际象棋的电脑，首台可穿戴电脑。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。他的思想都留下了他深层次洞察力的烙印。
【作者简介】
吉米•索尼（Jimmy Soni），《纽约观察家》和《华盛顿观察家报》编辑，《赫芬顿邮报》执行编辑、演讲撰稿人，他的作品和评论发表在《石板》、《大西洋月刊》和美国有线电视新闻网等媒体上。
罗伯?古德曼（Rob Goodman），哥伦比亚大学博士，《石板》《大西洋月刊》《政客》等刊物撰稿人，他的学术作品发表在《美国政治学评论》《政治思想史》等期刊上。
【媒体评论】
《香农传》告诉我们，想要成为天才并不需要模仿其他天才。克劳德•香农富有创造力、丰富绚烂的一生验证了，游戏精神对于工作而言是多么重要。
——《Inc.》
这是一本关于一位20世纪伟大的科学家的充满魅力的作品。读者们都会喜欢上这位现代‘达•芬奇’的。
——《财富》
在娓娓讲述传奇故事、激发读者遐想方面，索尼和古德曼全力以赴。他们的写作既保持了适当程度的敬畏，又避免了夸大其词。
——《金融时报》
这本令人期待已久的传记，刻画了一位古怪而超群的天才，全书富有洞察力，遍布人文情怀。
——沃尔特•艾萨克森，《史蒂夫•乔布斯传》作者
这本简洁而权威的传记，描绘了一位寡言少语却见解非凡的人。
——西尔维亚?娜萨，《美丽心灵》作者
【目录】
引 言 一个天才的游戏人生 ——III
第 1 章 小镇男孩的科学基因 ——3
第 2 章 安娜堡的大学生活 ——15
第 3 章 机械大脑 ——25
第 4 章 麻省理工学院里的开关 ——39
第 5 章 与众不同的年轻人 ——55
第 6 章 放弃遗传学研究 ——61
第 7 章 贝尔实验室中一流的应用数学家 ——75
第 8 章 生活中的挣扎 ——91
第 9 章 火力控制研究 ——101
第 10 章 战时研究 ——109
第 11 章 密码学研究 ——115
第 12 章 与图灵的友谊 ——123
第 13 章 贝尔实验室的三人组 ——131
第 14 章 无尽的黑暗 ——141
第 15 章 从情报到信息 ——147
第 16 章 信息论炸弹 ——161
第 17 章 信息论史上的里程碑 ——191
第 18 章 杜博的批评 ——197
第 19 章 维纳的控制论 ——203
第 20 章 终身伴侣 ——211
第 21 章 信息狂热 ——217
第 22 章 服务于美国国家安全 ——225
第 23 章 人造机器 ——233
第 24 章 游戏之王 ——247
第 25 章 建设性不满 ——255
第 26 章 香农教授 ——263 第 27 章 股市“密码”——281
第 28 章 发明家的天堂 ——287
第 29 章 关于杂技的研究 ——291
第 30 章 京都奖 ——303
第 31 章 阿尔茨海默病 ——315
第 32 章 余震 ——321
致 谢 ——331
参考文献 ——337
【前言】
一个天才的游戏人生
在关于他身份的传言开始泛滥之前，这位清瘦的白发男子已经 在于英国布莱顿举行的国际信息论研讨会上进进出出闲逛了好几个 小时。起初，只有零星几个人来索要签名，后来他们排成了长队， 挤满了走廊。在晚宴的时候，研讨会主席拿着麦克风宣布：此刻场 内有一名“我们这个时代伟大的科学家”，他将与大家分享几句 话。瞬间，这名清瘦的白发男子的声音被淹没在雷鸣般的掌声里。
当掌声终于渐渐平息，众人只听到了一句：“这很荒谬！”他 没有再说什么，而是从口袋里拿出了 3 个球，开始表演抛接杂耍。
之后，有人问主席如何看待刚才发生的一幕。他说：“这就好 像牛顿出现在一场物理学会议上。
1985 年，这位杂耍匠人的工作早已结束，但从另一个角度来说，工作又才刚刚开始。当时距离克劳德•艾尔伍德•香农在研究 成果中勾勒出信息的概念已经过去了近 40 年，他的那篇学术报告堪 比“信息时代的《大宪章》”，而得益于他的理念所构建的世界才刚 刚开始形成。如今我们正生活在那个世界里：我们所发送的每一封 电子邮件，所播放的每一张 DVD 光盘、每一份音频文件，所加载 的每一个网页都要归功于克劳德•香农。
他并不在意自己做出的贡献，对热门的科学潮流无动于衷，与 各类事物、各种观点绝缘，甚至对他自己（尤其是他自己）也并不 关心。他是一个可以关起门来长期闭口不言的人，认为自己有价 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。香农的一位同事将他的信息论称作“炸弹”，它覆盖的范围令 人惊叹—他几乎是从零开始构建了一种全新的科学；令人震惊而 好奇的是，他可以一连好几年，只字不向他人提及自己正在进行的 研究。
当然，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，或 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。
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。他天生就喜欢摆弄小发明：将带 刺的铁丝网围栏用作电报线、搭建谷仓里的临时升降机、制作自家 后院里的手推车，这些故事都在述说着他在密歇根某小城里度过的 童年时光。后来，他成为更高级别的发明家，吸引了范内瓦•布什 的关注（布什很快成为美国有实力的科学家，以及对香农影响 大的导师）。布什将香农带入麻省理工学院，让他承担起养护微分 分析仪，如房间般大小的模拟计算机，“大量磁盘上的轴、齿轮、线 路以及滚轮”的工作，这些刚好是那个年代的、具备思考能 力的机器。
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。正如沃尔特•艾萨克森所指出的，这一飞跃“成为所有数字计 算机的基础概念”。这是香农在抽象领域做出的个了不起的贡 献。那一年，他只有 21 岁。
一篇“可能是 20 世纪重要、著名的硕士论文”使他能够 与布什、艾伦•麦席森•图灵、约翰•冯•诺依曼这样的思想家接触 并合作，和香农一样，他们都是我们这个时代的奠基人。这使他时 常加入（通常是不情愿地卷入）与美国国防研究委员会的合作，秘 密地研究密码学和火力控制系统，并在“二战”期间为丘吉尔和罗 斯福的越洋电话提供加密保障。这也让他加入了贝尔实验室，一个
（自认为）与其说是电话公司的分支部门，不如说是“天才之家” 的工业研发机构。“大家在贝尔实验室做得非常好，”香农的一位同事说道，“他们做的事在其他人看来根本是不可能的。”香农自己尝 试的“不可能”是“分析一般情报（信息）传输系统的基本特征， 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。
在他的论文《通信的数学理论》发表之前，科学家们已经可 以追踪电子在电线中的运动，但要证明他们的观点可以被客观地测 量和操控，则要依靠香农的论证。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。香农 向工程师提供了使信息数字化并将其可靠发送（或者，准确地说， 可能伴有少量随机误差）的概念工具，直到他证实噪声可控之前， 该结论一直被当作不可能实现的理想主义。一名工程师惊叹不已： “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。”
在我们的电话、电脑、卫星电视，以及被代码 0 和 1 操控的、 地球之外的空间探测器的电路里，这种洞察力的影响无处不在。 1990 年，“旅行者 1 号”探测器将它的相机镜头由太阳系边缘转向 了地球，“咔嚓”一声捕捉到了我们赖以生存的地球家园的照片，照片被压缩至不足 1 像素大小—卡尔•萨根称之为“悬浮在阳光下
的尘埃”。它终穿越了 40 亿英里１ 的距离，被传回了地球。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。事实的确如此。这是他遗产 的一部分，他的贡献还包括互联网所依赖的数字信息的无尽流动， 以及让我们将自身定义为“现代人”的无所不包的信息。刚过而立之年的香农成为美国科学界耀眼的一颗“明星”， 各大媒体蜂拥而至，各种奖项纷至沓来。然而，在他短暂的名望巅 峰（此时他的信息论已经成为解释从地质学到政治，再到音乐等一 切事物的流行语），香农发表了一篇只有 4 段内容的文章，善意地敦 促世界切勿盲目追捧他所引领的“潮流”。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。他价值的思想成果等待了数年才被发 表，而他的兴趣也已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。他的发明包括被命名为“忒修斯”的、可以自动穿越迷宫的电 子老鼠，能够在他家散步的“建造模型”龟，IBM（国际商用机器 公司）“深蓝”的远祖 —首台能下国际象棋的电脑，首台可穿戴 电脑，代号为 THROBAC（全称是“简约的罗马数字反向计算机”） 的使用罗马数字进行运算的计算机，以及私人定制的独轮车队。多年来，他一直致力于科学地研究“杂耍”。 当然，还有终极机器：由一个盒子和一个开关构成，只需轻击一下开关，齿轮呼呼转起，盒子里就会弹出一只机械手；将开关复 位，机械手就会缩回去。香农通过这样的方式淡出了人们的视线。 毕生致力于通信的思想家们，几乎没有谁像他这样沉默寡言。我们 从文件资料中去探索这个人，他仿佛杳无踪迹：他是一个憔悴的、 呆头呆脑的人，是一个几乎完全由炒作者塑造出来的人物。
但他对于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射小号，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深层次洞察力的烙印。 倘若说，当前的时代特征里承载着一些时代奠基人的性格印记，或 许有些夸张，那么不妨思考一下，对于我们而言，众多至关重要的 事物正是本着游戏精神而被构建起来的，岂非一件乐事？
【免费在线读】
香农在高中阶段，数学、科学和拉丁语都拿到了 A，其他科目 则是 B，16 岁的他以这样的成绩毕业了。他把成绩单寄到了密歇根 大学，随信附寄了 3 页纸的表格，填错的地方就随意地用笔划掉。
8. 你在高中阶段赚过钱吗？ 赚过。
如何赚钱的？ 卖资料和传递电报。１
那一年，他申请了密歇根大学。同年，他的姐姐从这所大学毕 业。像姐姐一样，克劳德也被录取了。在他眼里，大学所在的安娜 堡是他见过的富有人文精神的地方。
安娜堡位于盖洛德东南 195 英里处，是一座满布陡峭山丘与山谷的城市，缓慢流淌的休伦河冲击着山体，形成了大量泥泞的 浅滩和低矮的坡地。受休伦河制约，安娜堡发展成为一座工业城 镇—河岸遍布锯木厂和面粉厂，推动了当地经济的发展。大量移 民涌入这里，他们主要来自德国，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。在 20 世纪初，安娜堡约一半的人口是一代移民或者二 代移民。
安娜堡到处是精力充沛的乐观主义者。1901 年，在这个将会发 生大萧条和两次世界大战的世纪之初，《安娜堡阿耳戈斯民主党人 报》曾激动地宣布“即将到来的世纪毋庸置疑将是人类富有、 美好的时代”。即使是在 1929 年 10 月股市崩盘后，《安娜堡每日新 闻》也将报道的重点集中在股票价格的短暂回升，而非这场灾难性 的暴跌上。甚至在 1929 年 12 月，在价值超过 300 亿美元的资产蒸 发后，银行收回贷款、制造业瘫痪，而安娜堡的市长爱德华•斯特 布勒先生仍旧充满信心，向当地人保证经济将会复苏，这座城市终 将挺过风暴。
在 1932 年的总统选举中，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他 41 个州的选 票，但安娜堡仍坚定不移地支持胡佛。《安娜堡每日新闻》的社论宣 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。胡 佛的共和党伙伴沿袭了安娜堡的支持，这是少数几个胡佛总统的声 誉仍能有积极回馈的地方之一。
密歇根大学也有着这座城市沉着的自信。“我一点儿也不气馁”， 大学校长 A.G. 鲁思文说道，“我必须承认，削减资源使我能够在组织中做出一些变革，我认为，从长远来看，这大有裨益。”然而， 克劳德•香农入学的时候已是 1932 年的秋天，这所大学坚定的积极 态度已经跌到谷底。金融危机迫使安娜堡的雇主、经济引擎密 歇根大学不再扩招、停止长期规划的基建项目，并且将教职工收入 削减了 10%。
然而，香农仍是幸运的。要是他早一二十年，在 20 世纪初进 入密歇根大学，他就不会从大学的建设工程转型中获益了。
工程学院的院长莫蒂默•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，该学院的“入学人数从不足 30 人增
加到超过 2 000 人，教学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，开设了好几百门课，办公室也由
临时使用的、1 720 平方英尺１ 的空间扩大到超过 50 万平方英尺的 配备精良的教学楼”。工程学院的学生人数甚至超过了医学院和法 学院的学生人数。当它的规模似乎要扩大到超出密歇根大学的 学院—文学院时，库利院长被解雇了：“带着标志性的笑容，他 向哈维•古尔丁教授大声说：‘看吧，古尔丁，我们还是会超越他们 的。’”库利彬彬有礼、阅历颇丰，在政治上眼光独到，他刚到密歇 根大学的时候，还在海军军营里担任蒸汽工程和钢铁与造船专业的 教授。4 年后，海军才批准了他的辞职申请，密歇根大学便立即向他授予教职。
1895 年，密歇根大学要求工程学院时任院长查尔斯•格林规划 建造一座全新的教学楼，以容纳学校不断增加的学生数量。格林要 求用 50 000 美元来建造一所精巧的 U 形建筑，这个要求得到了校 方的批准。然而大楼还没来得及动工，格林就去世了，库利接替他 担任了院长。他被要求评估前任院长的计划和预算。库利回答道： “先生们，如果你们看看我们的竞争对手—其他工程学院，你们 就会毫不犹豫地批准 25 万美元的拨款。”库利毫不夸张的肯定态度 打动了董事会，他的请求也迅速得到了批准。
1913 年，工程学院公开展出了扩建后的成果，当时学校就好像 世界博览会一样。上万人前来参观了建筑设施和的科技手段。 电气工程师通过自主设计的无线系统传递消息，机械工程师们“震 惊了访客，他们使用 20 000 转 / 分钟的纸张切割木材，通过液态气 体冷冻鲜花，还展示了只用两根细线支撑起的瓶子，水流从中缓缓 流出—这是很少有人能够解决的难题”。两枚完整的鱼雷、两门 大炮和“装备了信号屏蔽系统的完整电气铁路”使得那次展览更为 出彩。一位作家观察道：“对于普通学生和临时访客来说，校园的 工程角几乎像医学院一样，充满了深深的奥秘。”
库利扩建工程学院的计划也改变了密歇根大学的核心教育项 目。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他学院院长的关注， 学科之间的界限开始变得模糊。一代人之后，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。
这引起了香农的兴趣，他也承认，选择双学位并不是他宏大职 业规划中的一部分，单纯只是因为不成熟而难以决断罢了。“我并不 确定自己喜欢哪个专业。”他回忆道。与获得一个学位相比，攻 读双学位并不是那么繁重的任务，“这其实很容易，因为许多课程的 内容都相互交叉。我认为只需要额外修两门课和暑期学习，就可以 拿到两个专业的学位”。这些课程的学习使他初步接触了通信工程， 它们对实践和理论结合的研究“尤其与他的兴趣一致”，因为“我 认为，这些课程是工程科学中偏向数学的”。
虽然双学位十分普遍，香农的这种犹豫不决（他从来没有完全 做出过选择）对他后来的工作至关重要。有些喜爱建筑的人可能只 乐于拿工程学位，而另一些偏爱理论的人可能满足于只学习数学。 香农倾向于数学和机械两者，难以抉择，（双学位）使得他在两个 领域都得到了学术训练，而不是在两方面相互怀疑。实际上，有些 工程师指责数学是在盲目追寻抽象的事物，而有些数学家又控诉工 程师们只讲求实用。香农的天资和偏好，使得他没有对这两门学科 产生任何教条与偏颇的观点。
