许多在非数学领域出圈的科学家,包括且不限于,艾萨克·牛顿(物理学)、约翰·冯·诺伊曼(计算机)、艾兰·图灵(人工智能)、爱德华·洛伦茨(气象学)、约翰·纳什(经济学)、以及题目中的克劳德·香农(信息学),本质上都是数学家,至多算是披上一层其他学科的皮。
人们对数学家的成就总会采取夸大其词或毫不在意的两种极端态度。
我甚至记不清多少次看到,教学楼走廊里巨大的冯·诺伊曼照片下只写着“计算机之父”的五字介绍。实际上,冯·诺伊曼在泛函分析上堪称伟大的探索和对博弈论学科的开创工作完全不亚于他在计算机领域的成就。
如果一篇文章提到了洛伦茨和他的蝴蝶效应,多半也只会重复那句荼毒甚广的“德州的蝴蝶扇动翅膀会引发南美的龙卷风”,他们甚至都不愿意介绍一下混沌理论和混沌系统(此处脑补马龙·白兰度版教父的语气)。
依靠布劳威尔不动点定理证明纳什均衡存在性的约翰·纳什,经常被一堆不求甚解的自媒体一脚踹进经济学家的阵营。是的,那些自命不凡的“知识传播者”可以堂而皇之地对纳什在微分流形和偏微分方程领域的工作视而不见。
最搞笑的是,《赛博朋克2077》造势的那段时间,某个营销号对诺伯特·维纳的全部介绍是“赛博朋克奠基人”。合着维纳创立控制论就是为了让菲利普·迪克造烂梗的?相比于维纳的成就,赛博朋克对人类的影响力约等于零。没有控制论,那个恰烂钱的现在还不一定在哪堆土里刨食呢。
终于,魔爪伸向了克劳德·香农,这位信息学开创者也要被开除数学家籍了。
的确,香农有很多不同的头衔,信息论之父、电气工程师、密码学家,但需要明确一点,克劳德·香农首先是一位数学家。
数学系的学生第一次正式接触到香农,多半都是在概率论教材中那个从来都不出现在考试范围的小节,信息量与信息熵。那一节的关键内容,取材自香农最著名的论文《通信的数学理论》(A Mathematical Theory of Communication),这也是人类历史上引用次数最多的论文。
在《通信的数学理论》中,香农将“信息”和“混乱程度”两个曾经连定义都没有的词进行了量化。他创造了比特的概念,用以衡量信息的大小;他用一套严密的引理定理和证明描述信息熵,以佐证信息的无损传输。
香农同时拥有数学和电气工程学学位,所以他的研究方向非常庞杂。
他最重要的几篇论文,《继电器与开关电路的符号分析》(A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits)、《理论遗传学的代数学》(An Algebra for Theoretical Genetics)、《保密系统的通信理论》(Communication Theory of Secrecy Systems)和《通信的数学理论》,表面上看,分别对应电路系统、遗传学、密码学和通信工程。但实际上,这些文章是在用极致的巧思解释代数、数论和分析在不同领域的应用。
那是一个数学家与工程师之间泾渭分明的年代,希尔伯特和庞加莱将数学带向一个极度抽象的公理化世界。但香农的出现调和了数学与工程学之间的矛盾——数学也可以有用、工程学也可以优雅。就像欧拉、高斯那些前辈一样,香农再次将敏锐的数学直觉落实到应用层面上,他完成了一次关于数学的文艺复兴。
今年是香农逝世的二十周年,很高兴还有人记得这位住在温切斯特,在头发花白之际依然整日鼓捣喷火小号和象棋程序的大师。
综上所述,如果克劳德·埃尔伍德·香农不是一个正统的数学家,他应该是什么?独轮车爱好者?杂耍业余从业者?花式无用机器发明人?还就单纯是一个帅哥?