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Shannon
美國數(shù)學家
代表作《繼電器和開關(guān)電路符號分析》
獲美國國家科學獎章
克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)（Claude Elwood Shannon），男，1916年4月30日出生于美國密歇根州，是美國數(shù)學家、信息論的創(chuàng)始人。
1936年獲得密歇根大學學士學位。1940年在麻省理工學院獲得碩士和博士學位，1941年進入貝爾實驗室工作。香農(nóng)提出了信息熵的概念，為信息論和數(shù)字通信奠定了基礎。主要論文有1938年的碩士論文《繼電器與開關(guān)電路的符號分析》、1948年的《通訊的數(shù)學原理》和1949年的《噪聲下的通信》。
為紀念克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)而設置的香農(nóng)獎是通信理論領(lǐng)域最高獎，也被稱為“信息領(lǐng)域的諾貝爾獎”。
2001年2月24日逝世。
基本信息
| 外文名 | Shannon |
| 別名 | Claude E.Shannon 克勞德.香農(nóng) |
| 出生日期 | 1916年4月30日 |
| 去世日期 | 2001年2月24日 |
| 國籍 | 美國 |
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人物生平
香農(nóng)
1936年，在MIT任研究助理并成為MIT電氣工程系研究生，承擔用Bush分析器解微分方程的工作。
1937年，提交碩士論文《繼電器和開關(guān)電路符號分析》，首次提出了可用于設計和分析邏輯電路的系統(tǒng)方法，是數(shù)字信號處理的里程碑之一，獲1940年Afred Noble優(yōu)秀論文獎。
1940年獲電氣工程碩士學位和數(shù)學博士學位，博士論文《理論遺傳學的代數(shù)》（未公開發(fā)表）。
1941～1956年，于貝爾實驗室工作。
1956年，MIT訪問學者，第二年接受MIT永久聘任。
1978年退休。
2001年2月24日病逝，享年84歲。
主要成就
香農(nóng)既精通通信又精通數(shù)學，將數(shù)理知識和工程很好的融合在一起。大數(shù)學家Kolmogrov很好地總結(jié)了香農(nóng)作為一個學者的才華，他說：“在我們的時代，當人的指示越來越專業(yè)化的時候，香農(nóng)是科學家的一個卓越的典范。他把深奧和抽象的數(shù)學思想和概括而又很具體的對關(guān)鍵技術(shù)問題的理解結(jié)合起來。他被認為是最近幾十年最偉大的工程師之一，同時也被認為是最偉大的數(shù)學家之一?！?/span>
熵（entropy）的概念
香農(nóng)理論的重要特征是熵（entropy）的概念，他證明熵與信息內(nèi)容的不確定程度有等價關(guān)系。熵曾經(jīng)是波爾茲曼在熱力學第二定律引入的概念，我們可以把它理解為分子運動的混亂度。香農(nóng)將統(tǒng)計物理中熵的概念，引申到信道通信的過程中，從而開創(chuàng)了”信息論“這門學科。香農(nóng)定義的“熵”又被稱為“香農(nóng)熵”或“信息熵”，即其中i標記概率空間中所有可能的樣本，表示該樣本的出現(xiàn)幾率，K是和單位選取相關(guān)的任意常數(shù)。可以明顯看出“信息熵”的定義和“熱力學熵”（玻爾茲曼公式）的定義只相差某個比例常數(shù)。
熵（entropy）指的是體系的混亂的程度，它在控制論、概率論、數(shù)論、天體物理、生命科學等領(lǐng)域都有重要應用，在不同的學科中也有引申出的更為具體的定義，是各領(lǐng)域十分重要的參量。熵由魯?shù)婪颉た藙谛匏?/a>（Rudolf Clausius）提出，并應用在熱力學中。后來在，克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)（Claude Elwood Shannon）第一次將熵的概念引入到信息論中來。
眾所周知，質(zhì)量、能量和信息量是三個非常重要的量。
人們很早就知道用秤或者天平計量物質(zhì)的質(zhì)量，而熱量和功的關(guān)系則是到了19世紀中葉，隨著熱功當量的明確和能量守恒定律的建立才逐漸清楚。能量一詞就是它們的總稱，而能量的計量則通過“卡、焦耳”等新單位的出現(xiàn)而得到解決。
然而，關(guān)于文字、數(shù)字、圖畫、聲音的知識已有幾千年歷史了。但是它們的總稱是什么，它們?nèi)绾谓y(tǒng)一地計量，直到19世紀末還沒有被正確地提出來，更談不上如何去解決了。20世紀初期，隨著電報、電話、照片、電視、無線電、雷達等的發(fā)展，如何計量信號中信息量的問題被隱約地提上日程。
1928年哈特利（R.V. H. Harley）考慮到從D個彼此不同的符號中取出N個符號并且組成一個“詞”的問題。如果各個符號出現(xiàn)的概率相同，而且是完全隨機選取的，就可以得到D^N個不同的詞。從這些詞里取了特定的一個就對應一個信息量I。哈特利建議用N log D這個量表示信息量，即I=N log D。這里的log表示以10為底的對數(shù)。后來，1949年控制論的創(chuàng)始人維納也研究了度量信息的問題，還把它引向熱力學第二定律。
但是就信息傳輸給出基本數(shù)學模型的核心人物還是香農(nóng)。1948年香農(nóng)長達數(shù)十頁的論文“通信的數(shù)學理論”成了信息論正式誕生的里程碑。在他的通信數(shù)學模型中，清楚地提出信息的度量問題，他把哈特利的公式擴大到概率pi不同的情況，得到了著名的計算信息熵H的公式：H(X)= -Σp(x) logp(x)
如果計算中的對數(shù)log是以2為底的，那么計算出來的信息熵就以比特（bit）為單位。在計算機和通信中廣泛使用的字節(jié)（Byte）、KB、MB、GB等詞都是從比特演化而來。“比特”的出現(xiàn)標志著人類知道了如何計量信息量。香農(nóng)的信息論為明確什么是信息量概念作出決定性的貢獻。
香農(nóng)在進行信息的定量計算的時候，明確地把信息量定義為隨機不定性程度的減少。這就表明了他對信息的理解：信息是用來減少隨機不定性的東西?；蛳戕r(nóng)逆定義：信息是確定性的增加。
雖然香農(nóng)的信息概念比以往的認識有了巨大的進步，但仍存在局限性，這一概念同樣沒有包含信息的內(nèi)容和價值，只考慮了隨機型的不定性，沒有從根本上回答"信息是什么"的問題。
事實上，香農(nóng)最初的動機是把電話中的噪音除掉，他給出通信速率的上限，這個結(jié)論首先用在電話上，后來用到光纖，截止2013又用在無線通信上。我們能夠清晰地打越洋電話或衛(wèi)星電話，都與通信信道質(zhì)量的改善密切相關(guān)。
獲得榮譽
榮譽 | 時間 |
美國Alfred Noble協(xié)會美國工程師獎 | 1940年 |
Morris Liebmann 無線電工程師協(xié)會Memorial獎章 | 1949年 |
耶魯大學(首席科學家) | 1954年 |
Stuart Ballantine弗蘭克林協(xié)會獎章 | 1955年 |
研究合作獎 | 1956年 |
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個人生活
香農(nóng)的母親是城鎮(zhèn)高中外語教師兼校長，父親是商人兼律師，祖父是一位農(nóng)場主兼發(fā)明家，發(fā)明過洗衣機和許多農(nóng)業(yè)機械，這對香農(nóng)的影響比較直接。香農(nóng)的家庭與大發(fā)明家愛迪生（Thomas Alva Edison，1847-1931）還有遠親關(guān)系。
感情生活
在“功成名就”后，香農(nóng)與瑪麗（Mary Elizabeth Moore）1949年3月27日結(jié)婚，他們是在貝爾實驗室相識的，瑪麗當時是數(shù)據(jù)分析員。他們共有四個孩子：三個兒子羅伯特（Robert）、詹姆斯（James）、安德魯莫瑞（Andrew Moore）和一個女兒Margarita Catherine。后來身邊還有兩個可愛的孫女。
健康狀況
2001年2月24日，香農(nóng)在馬薩諸塞州Medford辭世，享年84歲。貝爾實驗室和MIT發(fā)表的訃告都尊崇香農(nóng)為信息論及數(shù)字通信時代的奠基人。
后世紀念
香農(nóng)獎是為紀念美國的信息論創(chuàng)始人克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)而設置的獎項，是通信理論領(lǐng)域最高獎，也被稱為“信息領(lǐng)域的諾貝爾獎”。
參考資料
[1]
顏值爆表的程序員鼻祖，網(wǎng)友：還把姐姐輔導成大學數(shù)學系教授！ · 騰訊視頻[引用日期2022-01-25]
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