北京郵電大學(xué)教授、信息安全中心主任 楊義先

　　2016年是克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)誕辰100周年，這位天才的美國科學(xué)家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)，被譽為“信息論之父”。不僅如此，他還是數(shù)學(xué)家、密碼學(xué)家、計算機專家、人工智能學(xué)家……如果沒有他，就不會誕生現(xiàn)代的信息技術(shù)，他的智慧光芒照耀著信息社會的迅猛發(fā)展，不斷改變著這個世界。為了紀念這位杰出的科學(xué)家，《人民郵電》報特連載北京郵電大學(xué)教授、信息安全中心主任楊義先撰寫的《香農(nóng)外傳》，帶你走進香農(nóng)的傳奇人生。

　　算了，閑話少扯，言歸正傳，該聊聊他神龕上的那個《信息論》了。

　　伙計，你若問我啥叫“信息”，如何度量信息，如何高效、可靠地傳輸信息，如何壓縮信息？嘿嘿，小菜一碟，老夫上網(wǎng)一搜，馬上就可給出完整的答案。

　　可是，在1948年香農(nóng)發(fā)表《通信的數(shù)學(xué)理論》之前，對這些問題，連上帝都不知道其答案，更甭說世間蕓蕓眾生了。雖然，早在1837年，Morse就發(fā)明了有線電報來“傳輸信息”；1875年，Emile Baudot發(fā)明了定長電報編碼來規(guī)范化“信息的遠程傳輸”；1924年，Nyquist給出了定帶寬的電報信道上，無碼間干擾的“最大可用信息傳輸速率”；1928年，Hartley在帶限信道中，得到了可靠通信的最大“數(shù)據(jù)信息傳輸率”；1939～1942年，Kolmogorov和Wiener發(fā)明了最佳線性濾波器，來“清洗信息”；1947年，Kotelnikov發(fā)明了相干解調(diào)，來從噪音中“提取信息”。但是，人們對“信息”的了解，卻始終是一頭霧水。

　　香農(nóng)“溫酒斬信息”

　　經(jīng)過至少100年的“盲人摸象”后，全世界的科學(xué)家，面對“信息”這東西，仍然覺得“惚兮恍兮，其中有象；恍兮惚兮，其中有物”。

　　那么，“信息”到底是什么“物”呢？唉，“其之為物，惟恍惟惚”！

　　就算使盡渾身解數(shù)，抓條“信息”來測測吧，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，它具有的只是“無狀之狀，無物之象，惚恍惚恍”。

　　“信息”呀，求求你，給個面子，讓科學(xué)家們哪怕只看一眼尊容，總可以了吧！結(jié)果，“信息”還是再次“放了人類的鴿子”，只讓大家“迎之不見其首，隨之不見其尾”！

　　終于，科學(xué)家們準備投降了。

　　說時遲，那時快。就在這關(guān)鍵時刻，香農(nóng)來了！

　　接下來，老夫真不知該咋寫了。只好發(fā)揮想象力演繹出如下“香農(nóng)溫酒斬信息”的故事來：

　　只見香農(nóng)，不慌不忙，溫熱三杯慶功酒，也不急飲，騎著雜耍獨輪車，雙手懸拋著四個保齡球，“騰騰騰”就出了“中軍大帳”。他左手一揮，瞬間那保齡球就化作“數(shù)學(xué)青龍偃月刀”，只見一個大大的“熵”字，在刀鋒旁閃閃發(fā)光。他右手緊了緊肚帶腰梁，摸了摸本來就沒有的胡子?！昂伲€挺光滑的”，這才“嗡嘛呢唄咪”地念了個六字咒語，咔嚓一下，就把獨輪車變成了高蹺摩托！

　　來到兩軍陣前，香農(nóng)對“信息”大吼一聲：“鼠輩，休得張狂，少時我定斬你不饒！”

　　“信息”一瞧，心里納悶兒：怎么突然沖出個雜耍小丑來？也沒帶多少兵卒呀？怎么回事？“來將通名！”

　　“貝爾實驗室數(shù)學(xué)部香農(nóng)是也！”

　　“信息”一聽，“撲哧”笑了，心想：可見這人類真沒招啦，干嗎不叫個清華、北大、什么“985”的教授來呢！

　　“速速回營，某家刀下不死無名之鬼！”

　　“信息”這“鬼”字還沒落地，香農(nóng)舉起“數(shù)學(xué)青龍偃月刀”，直奔“信息”而來，急似流星，快如閃電，“刷”的一下，斜肩帶背殺向“信息”。好快呀，“信息”再躲，可就來不及！耳邊聽得“撲哧”一聲，腦袋就掉了。于是，“信息容量極限”等一大批核心定理，就被《通信中的數(shù)學(xué)理論》收入囊中。

　　就這么快，那個“熵”字都還沒有認清楚，“信息”就成了刀下鬼。

　　香農(nóng)得勝回營，再飲那三杯慶功酒，嗨，那酒還溫著呢！

　　因《信息論》成為傳奇

　　從此，信息變得可度量了；無差錯傳輸信息的極限明確了；信源、信息、信息量、信道、編碼、解碼、傳輸、接收和濾波等一系列基本概念，都有了嚴格的數(shù)學(xué)描述和定量度量；信息研究總算從粗糙的定性分析階段，進入到精密的定量階段了；一門真正的通信學(xué)科——《信息論》誕生了！

　　其實香農(nóng)剛剛完成《信息論》時，并非一片“點贊”聲。由于太過于超前，貝爾實驗室很多實用派人物，都認為“香農(nóng)的理論很有趣，但并不怎么能派用場”，因為，當時的真空管電路，顯然不能勝任“處理接近香農(nóng)極限”所需要的復(fù)雜編碼。伊利諾伊大學(xué)著名數(shù)學(xué)家J· L·Doob，甚至對香農(nóng)的論文，作出了負面評價；歷史學(xué)家 WilliamAspray 也指出，香農(nóng)的概念架構(gòu)體系“無論如何，還沒有發(fā)展到可以實用的程度”。

　　事實勝于雄辯！到了20世紀70年代初，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，《信息論》得到了全面應(yīng)用，并已深入到信息的存儲、處理、傳輸?shù)葞缀跛蓄I(lǐng)域，由此足顯香農(nóng)的遠見卓識。

　　于是，才出現(xiàn)了如今耳熟能詳?shù)娜绯焙迷u：“香農(nóng)的影響力無論怎樣形容都不過分”、“香農(nóng)對信息系統(tǒng)的貢獻，就像字母的發(fā)明者對文學(xué)的貢獻”、“它對數(shù)字通信的奠基作用，等同于《自由大憲章》對于世界憲政的深遠意義”、“若干年后，當人們重新回顧時，有些科學(xué)發(fā)現(xiàn)似乎是那個時代必然會發(fā)生的事件，但香農(nóng)的發(fā)現(xiàn)顯然不屬于此類”……

　　當人們極力吹捧香農(nóng)，甚至把他當作圈子中的“上帝”來敬仰時，他卻再一次選擇了急流勇退，甚至數(shù)年不參加該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)會議。直到1985年，他突然出現(xiàn)在英格蘭布萊頓舉行的國際信息理論研討會上，引起軒然大波，那情形簡直就像是牛頓出現(xiàn)在物理學(xué)會議上。有些與會的年青學(xué)者，甚至都不敢相信自己的眼睛，因為他們真不知道“傳說中的香農(nóng)仍然還活在世上”！

　　哥們兒，這就叫“雖然你已遠離江湖多年，但你的神話卻仍在江湖流傳”！