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智能大数据统计6:通信篇

已有 972 次阅读 2023-7-13 15:23 |个人分类:智能大数据统计|系统分类:科研笔记

信息论的诞生标志是一篇名为《通信的数学理论》的论文,这篇论文发布于1948年。

论文的作者是克劳德.香农~

因为喜欢琢磨信息科学原理,所以慢慢喜欢上了香农~

所以,有关他的论文、纪念文章、采访视频、自传、N年前的老视频看了好几遍~


在他采访视频里~

在接受记者采访时他回忆道:

——我的大脑昼夜不停地游走,构思着不同的东西~

——好吧,像一个科幻小说家~

——我从来没有特别在意过,是否有人对它感兴趣,或者是否愿意去研究它~

——我一直对通信的事情感兴趣~

——不管大家是否认为这是我应该做的事情~


香农喜欢从很多看似不同的通信实践活动中去抽取共性~

比如:

从最早的人与人之间的通信——Shouting

到后来的远距离脚力送信人——Foot Courier

再到更远距离的烽火传信——Smoke signals

飞禽(信鸽)送信——Homing Pigeon

人畜(马)协同邮递——Pony Express

摩尔斯电报——Morse Code

电话——Telephone

无线收音机——Radio

电视——Television

不仅如此,他更喜欢用一种别人从未想过的方式思考着通信问题~


通信的最基本问题是什么?

如何通过传递来获取信息?

怎么更快、更远、更准确地通过传递来获取信息?

特别是利用声、电、光...甚至其它我们还未知的物质来更快、更远、更准确地通信~

最初的发明创造虽然令人惊喜,但很快就发现有着这样或那样的问题,甚至有的最初还表现得很不靠谱~

就算再努力改善,都难以满足人们高质量通信的需求...


然后,

香农来了~

他问了一个大家都没有想到的问题~

能不能构建一个通用的通信理论,来实现完美的通信?

紧接着,

他画了一张很简单的图~


后来,

这张图出现在他的论文《通信的数学理论》里~


香农是谁?

他到底是如何发现通信的奥秘的呢?

Shannon一直相信,自己是托马斯.爱迪生的远亲~

他曾于1941-1972年期间在贝尔实验室工作~

1948年,在他所发表的具有里程碑意义的《通信的数学理论》的开创性论文中~

他首先指出:

“通信的根本问题是在某一点上尽可能精确复现在另一点上选择的信息”

(The fundamental problem of communication is that of reproducing at one point either exactly or approximately a message selected at another point)

想要在一个特定的时空更快、更远、更准确地复现另一个时空传递来的所有信息~

可以采用一种更为简洁的编码方式~

那就是所有编码都只用两个符号排列组合而成~

比如:0和1

这一革命性理念逐渐被通信工程师所采纳~


最初,香农表现得并不像一个神童或者天才~

直到1936年,他从密歇根大学获得数学和电气工程学士学位后~

他选择去麻省理工学院兼职做万尼瓦尔.布什的研究助手,辅助他研究差分仪~

注意1:很多场合Vannevar Bush的Vannevar又翻译为范内瓦或范内瓦尔

注意2:Differential analyzer有时又被翻译为微分分析仪

顺便,他读了一个硕士,硕士期间写的毕业论文为“A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits”(1937年完稿通过答辩,1938年发表论文)

这篇论文使得电路设计由一门技能转变为一门科学,成为一门相对独立的研究学科~

截止1940年,香农一鼓作气地在麻省理工学院获得了电气工程学硕士和数学博士学位。

在这期间,他不得不学习法语、西班牙语、德语~

毕业后,他去了普林斯顿高级研究所,并于1941年加入贝尔实验室~





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