人工智能专家——香农

21岁所写的硕士论文在相关技术尚未问世之前就预先「发明」了现代电脑;32岁又凭一己之力发明一门前所未有且影响深远的科学──资讯理论,而且内容完整,立即可用。他将密码学从艺术变为一门科学,他率先示范了人工智能的可能。除了「天才中的天才」,还能怎么形容这位「资讯理论之父」香农?

香农以数学和电机双学位自大学毕业后,即进入MIT跟凡纳尔·布希(Vannevar Bush)做研究,研究题目自然是布希教授发明的「微分分析仪」;这是史上第一台可以解微分方程式的类比式计算机,用了大量的继电器与齿轮等机械。香农很快就看出继电器彼此之间真正传递的并不是电,而是开或关的状态,他立即想到大学所学的布尔代数恰可用来描述整个回路(开、关分别用1与0表示,串联与并联则分别是and、or),再配合二进位算术,就可以执行各种复杂的数学运算。

他在1937年将整个构想写成硕士论文,尽管当时电晶体还没发明,但香农揭橥的逻辑电路与二元运算已勾勒出数位电脑的蓝图。无独有偶,图灵前一年才发表可程式化的通用型计算机概念,两人的研究像是先知的箴言,指示后人如何进行电脑革命。二次大战期间,他们二人也都是负责通讯加密/解密的工作,因而有机会见面交流,只是受限于保密规定,两人讨论的反而主要是人工智能。

事实上,正是对于密码学的研究启发了香农对资讯理论的看法。1948年他发表《通讯的数学理论》,资讯理论就这么石破天惊地问世!文中处处崭露他异于常人的洞见,例如当工程师抓破脑袋想着如何抑制杂讯,他却说无须消除杂讯;当数学家想着如何去除冗余的字元以提高通讯效率,他却说冗余正是克服杂讯之道;当大家都认为至少讯息塬始的完整意义绝不能被牺牲,他却说讯息的意义在通讯过程中无关紧要。他甚至还神来一笔地借用热力学中熵的概念与计算公式,令主观抽象的资讯得以量化。

香农还是人工智能的先驱。他在1950年发表论文讨论如何让电脑下西洋棋,还发明了会自我学习走迷宫的机械老鼠,成为第一台人工智能装置的雏形。1961年,香农为了挑战拉斯维加斯的赌场,还做了世界上第一台隐藏式的穿戴式电脑。

如今,电脑与各种数位产品中的处理器无不运用香农规划的布尔代数与二元运算;而语音通讯、资料传输与资料压缩更是因为他的资讯理论才得以实现,我们才能讲电话、上网、听音乐、看影片。难怪有人如此比喻香农的贡献:「就像是形容发明字母的人对文学有多大的影响。」

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