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数学,想说爱你不容易~数学虐我千百遍,我待数学如初恋。谈到数学,你是什么感受呢?大概是......
挣扎一番发现.......
但有些人偏偏不觉得数学难,还把解决数学领域内的未知难题作为自己的终身奋斗目标。比如阿基米德、高斯、牛顿、欧拉、欧几里得、黎曼、图灵、笛卡尔......
我们常认为,数学家被上帝赋予了聪明的脑袋,多数没有迷人的外貌。但有这样一个人,他不仅头脑聪明,而且生就了一张让明星都相形见绌的盛世美颜,他就是——克劳德·艾尔伍德·香农。
他被称为信息学之父、20世纪最伟大的科学家、信息技术革命的弄潮儿,并且很多人都认为他对人类的贡献比肩牛顿和爱因斯坦。
童年开挂
1916年4月30日,香农出生于美国密歇根州。他的父亲是一名小镇法官,名字叫克劳德·艾尔伍德·香农。
天才的父亲的想法与众不同,香农的父亲可能预见克劳德·艾尔伍德·香农这个名字会因儿子的成就响彻全球,给儿子起一个和自己相同的名字,自己也可以沾沾光。
香农的爷爷是一位农场主,并且兼职发明家,曾发明洗衣机和农业机械,联想到香农日后在数学和信息领域取得的伟大成就,爷爷对香农的影响应该是大于父母的。
香农从小表现出惊人的数学天赋。8岁,对于大多数人来说是一个刚接触正式教育的年龄。而香农在8岁的时候自学高等数学,闲暇之余甚至可以帮助姐姐完成让人头疼的高等数学课后作业(要知道高等数学在高校的期末考试不及格率超50%)。
美国高中的学制与中国的不同,高中生需要四年来完成学业,而香农仅用三年修完所有课程并以优异的成绩从高中毕业。
天才大脑
香农在进入麻省理工学院(美国最牛的理工科学校)攻读硕士学位期间,将数学领域中的布尔代数引入电路系统,把布尔代数的逻辑运算和电路的开断状态联系起来,并用数字1和0来表示逻辑运算的真和假。
此外,香农提出一种超前的新理念:任何电路都可以由一套由0和1组成的表达式来表示,1代表闭合电路,0代表断开电路,使用电路的开和断就可以进行数学运算。
简单来说,就是我们常见的数学运算,如1+1,5-2等,不需要人类动脑筋计算,只需要操作电路的开和断就可以得出正确结果。
香农科研路上迈出的一小步,却是计算机领域发展的一大步,正是有了他的理论基础,计算机利用二进制1和0两种状态来处理信息才成为可能。
当我们使用电脑和手机学习、听歌和看视频时,记得感谢一下香农。
此后,香农加入了著名的贝尔实验室,进行有效通信系统的研究。
1948年6月至10月,香农发表了两篇文章《通信的数学理论》和《噪声下的通信》,从数学角度阐述了信息及通信的基本原理,并用数学公式来描述信息。
香农指出,我们日常工作生活中用以交流的信息(如文本,语音,图片,视频等)都是可以被定量描述的,即利用数字编码可以表示任何类型的信息。编码后的信息就可以通过各种手段远距离传送。
比如,如果说“地球是圆的”,这个信息的信息量就是0,因为地球是圆的这一信息对应的事件是完全确定的,没有任何的不确定性。
如果说“学校的苹果树下埋了黄金”,这条信息的信息量就很大,哪个学校?哪棵苹果?埋了多少黄金?这些都是不确定性,不确定性越多,信息量越大。
也就是不同信息所包含的信息量大小是不同的,通过计算信息的不确定性从而确定信息量的大小。
至此,信息论这一新兴理论正式创立,通信信息学作为一门学科开始显山露水,各大学及研究院所竞相开展有关信息论的研究。
有趣灵魂
香农在科学上取得的伟大成就固然让人称赞,但他对生活的热爱、积极向上的人生态度更值得人们津津乐道。
香农曾向身边的好友透露,自己人生最重要的一件事就是成为杂耍家。听过物理学家、数学家,哪有杂耍家呢?爱玩的香农自制了一张杂耍学博士证书,标榜自己是杂耍家。
一次香农受邀参加国际学术大会,香农作为特邀嘉宾致辞结束后,随性所至:“大会有一点无聊,我表演一段杂耍给大家减减闷”。随即拿出三个杂耍圈,风火轮式地扔了起来。
想象一下,学校正在召开表彰大会,你作为学生代表上台讲完话后随即来了一场杂耍秀。你敢这么操作吗?
如此聪明又好玩的天才科学家,你爱了吗?
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