信息哲学脱胎于信息科学，这是毫无疑问的。而信息科学又源于香农的信息论。香农于1948年发表题为《通信的数学理论》的论文，从此科学的信息论就问世了。要追溯信息论成型的初始，还要回望香农1938年发表的论文，《继电器与开关电路的逻辑分析》。就在那篇论文中，他将纯数学布尔代数用于电路设计。布尔代数是信息论的基础。信息论讲的是通信的理论，而布尔代数解决的是计算的问题。只有将所有的电信号处理成离散的0和1，才能进行数字化通信。因此，布尔代数才是信息论的底层架构。香农的贡献主要有二个维度，布尔代数在开关电路上的应用以及信息论的创立。

 

香农的家境还算是不错，父亲在美国密歇根州的一个小镇当法官，母亲是当地学校的校长。小镇人口不多。香农有良好的教育背景。可是真正对他有影响的是他的祖父，香农的祖父是位农场主兼发明家，发明过洗衣机和不少农机具，祖父的发明对香农的科学天赋产生很大的影响。说起发明，香农家还与大发明家爱迪生有点儿沾亲带故，香农还为此引以为傲。

 

香农在密歇根上的大学。最后一个学期学会布尔代数，即符号逻辑。布尔代数问世时并不成熟，经过后人一系列的改进才成为今天这个样子。其中美国哲学家兼逻辑学家，实用主义创始人皮尔士对布尔代数的改进也做过很多工作，他发现这一数学工具可用来优化电路设计，并做了些尝试，可未能成功。然而，他却将布尔代数引入美国大学的哲学课堂。

 

香农于1936年密歇根州立大学毕业，获得电气工程和数学双学士学位。然后进入麻省理工学院（MIT）读硕士学位。其硕士论文的题目是《继电器与开关电路的逻辑分析》。这篇硕士论文至少起到二方面的作用，其一是让罗素所谓的纯数学布尔代数找到物理背景；其二是它奠定了信息论的基础。也就是因为这篇论文，他于1937年初识MIT的维纳并成为维纳的学生之一。维纳那时正好刚从中国清华大学返回MIT。从某种意义讲，无论是信息论还是控制论都能从中国窥见雪泥鸿爪。我的目的就是将这一线索变得清晰可辨。科学是向前进，哲学是往后看。方向不同，结果各异。

 

1936年，香农临近毕业时，适逢在大学公告栏上看到一则海报，说MIT在招募研究生。时任工程学院院长的万内瓦尔·布什，需要一名研究助理来操作重达百吨的微分分析机。在报纸上，它被誉为“机械大脑”或“思考机器”。布什所谓的微分分析机就是早期的模拟计算机，它通过上百个继电器组成的结点电路控制运算，可以求解高阶微分方程。香农为什么对这个研究助理的职位感兴趣？那是因为他对布尔逻辑的毕生兴趣。香农学过符号逻辑或布尔代数，他想尝试一下如何利用布尔代数解决问题。这成为他后来研究二元系统的数学基础。

 

中国人早就注意到二元现象的普遍性，并发展出富有东方色彩的哲学体系。但遗憾的是，中国人从未用数学的观点去刻划这种二元现象，将其视为玄学，而非精确的科学。其中的因素多种多样，我希望以现代数学的原理重塑中国的特有的阴阳二元逻辑体系，从而使其与当代计算机技术和信息科学衔接起来。这项工作已经告一段落，阶段性成果发表在2017年11期的《哲学动态》上，题目是《论先天易图与布尔代数的等价性——从格论的观点看》。

 

此前，英国的查尔斯·巴贝奇发明了差分机和分析机。事实上，微分分析机与巴贝奇毫无关联。布什也不知巴贝奇是何许人也。只是和巴贝奇一样，布什也厌恶单调乏味、浪费时间的纯粹计算工作。这一点倒是与德国的莱布尼茨很相似。布什写道:“数学家并不是那种能够轻易摆布数字的人，他们常常做不到这点。数学家的主要技能是擅长在一个高层次上运用符号逻辑，尤其他们有着优秀的直觉判断力。”所以说，数学成果是思考出来的而非计算出来的。计算的繁重任务交给机器，人脑重点放在思考问题上，那该是个什么样的情景呢？

 

无论是巴贝奇的机器还是布什的机器，都要使用电开关用于控制。里面的控制器分为两种：普通的开关和特殊的开关——继电器。继电器是电报中继器概念的衍生物。在电报中使用中继器，是为了通过逐站传递使信号实现远距离传输。而对于香农来说，继电器的意义不在于延展距离，而在于进行控制。一百个继电器，在以复杂的方式连接起来后，以特定的顺序通与断，就能协调微分分析机的运作。在复杂继电电路方面最好的专家就是电气工程师。

 

继电器控制着进入电话交换机的通话的路由，它们也控制着工厂装配线的机械。根据情况的不同，人们设计出各种继电电路。不过，从没有人想到要系统地对此加以研究。当时正为自己的硕士学位论文找题目的香农，意识到这其中有文章可做。在大学的最后一年，他上过一门符号逻辑课程。而现在当他试着把众多开关电路的可能组合整理成表时，他突然感觉到在高度抽象的层次上，两者有相通之处。符号逻辑应该可以用来描述电路。

 

香农认为，继电器从一个电路向下一个电路所传递的，并非真的电，而是事实，即这个电路是闭合还是断开的事实。如果这个电路是断开的，那么继电器可能会导致下一个电路断开，反之亦然。文字描述开关电路过于繁琐，但用符号刻划便简洁了，也便于数学家进行符号操作。在硕士论文中，他宣称：“一种演算法已经被发展了出来，藉此可通过简单的数学过程来推导公式。”而“这种演算法被证明类似于符号逻辑中所用的命题演算”。香农也表明他的公式里只需两个数：0和1。0代表闭合电路，1 代表断开电路；开或关，是或否，真或假。

 

香农接下去进行了进一步的探讨。他从简单的情形开始，分析带有双开关的电路，也就是将双开关 串联或并联的电路。他注意到，串联电路对应逻辑联结词与，而并联电 路则具有或的效果。逻辑运算否(即将一个值转化为其反面)也可以用 电路实现。他还发现，电路可以像在逻辑学中一样，作出“如果......那么......”实质蕴含的选择。他进而分析了更为复杂的“星形”和“网状”网络，所用的方法是提出一系列公理和定理，以此推导联立方程。

 

在经过层层递进的抽象讨论之后，他最后举了一些应用例子——这些例子是虚构的，有些十分实用，而有些则相当怪诞。譬如，他刻划了一个具有五个开关的电气密码锁的电路图并设计了一个电路，“只使用继电器和开关，就能实现对两数自动求和”。不过为了方便起见，他只是基于二进制。不难看出，计算机就会进行二位数的加法。因此，现在大热门的人工智能，也就是建立在加法之上的。我是不大相信人工智能的，毕竟我们除了加法还会干更多的事情。

 

接下来他写道:“使用继电电路进行复杂的数学运算是可能的。事实上，任何可以用如果、或、与等字词在有限步内加以完整描述的操作，都可以用继电器自动完成。”总之，这样的题目在电气工程学的学生中是前所未见的，当时典型的论文题目通常都是如改进电动马达或传输线路等。香农的论文开辟了电气工程的一条新路。这篇出自一个研究助理的硕士论文，蕴涵着即将到来的计算机革命的核心。 他的这篇论文很有特色，电器工程师学会于1938年让他预答辩，并将其摘要刊登在会刊上，1940年12月20日通过正式答辩。这篇硕士论文为香农赢得Alfred Noble协会美国工程师奖。有人赞叹道：“这是有史以来最重要的硕士论文之一……是将数字电路设计从艺术化为科学的里程碑。”初出茅庐的香农旗开得胜，使他顺利进入电气工程师的职业行列。

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