图灵与香农以及他们的大时代（《知识产权简史》人物篇）

作者：读裁者黄远辉，专注人文科技、知识产权

大家都知道，苹果公司的LOGO是一个被咬了一口的苹果，大家因此猜测这个苹果是不是图灵自杀时咬的那个苹果（沾了剧毒氰化物）。后来苹果公司出来解释说，这个被咬掉的苹果其实是艾萨克·牛顿爵士的苹果。苹果最早的LOGO就是牛顿坐在苹果树下看书的情景，LOGO设计者韦恩是苹果公司的联合创始人之一。直到乔布斯决定要修改苹果公司的LOGO，韦恩才设计成一个被咬了一口的苹果。

《知识产权简史》人物篇迎来影响至今（预计整个21世纪还会持续受到他们的影响）的两位伟大人物——艾伦·图灵和香农，推荐阅读书单：《艾伦·图灵传》《香农传》《生命3.0》。

艾伦·图灵（1912年6月23日-1954年6月7日），英国数学家、逻辑学家、密码学家，被称为“计算机科学之父”，“人工智能之父”。我们先简要回顾一下艾伦·图灵充满灵性的一生，图灵少年时就表现出独特的直觉创造能力和对数学的爱好。1926年，14岁的图灵考入伦敦著名的谢伯恩公学，受到良好的中学教育。1927年，15岁的图灵为了帮助母亲理解爱因斯坦的相对论，写了爱因斯坦的一部著作的内容提要，表现出非凡的数学天赋（《知识产权简史》已出场的多位人物均表现出超高的数学天赋），获得过国王爱德华六世数学金盾奖章。15岁那年，图灵在罗斯公学遇到了克里斯朵夫·默卡（比图灵大一岁），一见钟情，从此彻底改变了他的一生。为追随爱人，1931年，图灵考入剑桥大学国王学院，在国王学院就读期间荣获英国著名的史密斯数学奖。1936年5月，图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文——《论数字计算在决断难题中的应用》，他在论文中描述了一种可以辅助数学研究的机器，后来被人称为“图灵机”。图灵机首次将纯数学符号与实体世界建立了联系，后来出现的电脑、人工智能都是基于这个设想才发明的。图灵毕业后在美国普林斯顿大学攻读博士学位，二战爆发后返回英国剑桥，发明一种名为“Bombe”的破译机，协助军方破解德国密码系统Enigma，“得益于图灵的这个贡献，使得二战足足提前了两年结束”。1950年，图灵发表论文《计算机器与智能》（1956年以《机器能思考吗？》为标题重新发表），提出著名的“图灵测试”，为他赢得“人工智能之父”的称号。1951年，图灵成为英国皇家学会会员，年仅39岁。1952年，保守的英国政府对图灵的同性恋进行定罪，并对图灵实行化学阉割，即注射雌激素。1954年6月7日，图灵无法忍受化学阉割对心灵带来的巨大折磨（雌激素产生了声带变化、乳房发育等副作用），将含有氰化物的苹果咬入口中，告别人世。

1999年，图灵被《时代》杂志评选为20世纪100个最重要的人物之一。2013年12月24日，英国女王向图灵颁发了皇家赦免，英国司法部长宣布：“图灵的晚年生活因为其同性取向而被迫蒙上了一层阴影，我们认为当时的判决是不公的，这种歧视现象如今也已经遭到了废除。为此，女王决定为这位伟人送上赦免，以此向其致敬。”

人工智能专家道格拉斯·霍夫施塔特对图灵的评价：“一边是计算机科学中最有诗意的概念和理论，一边是在第二次世界大战时为世界和平而解谜。”《科学美国人》这样评价图灵的一生：“个人生活隐秘又喜欢大众读物和公共广播，自信满怀又异常谦卑。一个核心的悖论是，他认为电脑能够跟人脑并驾齐驱，但是他本人的个性却是率性而为、我行我素、无法预见，一点也不像机器输出来的东西。”

为了纪念图灵对计算机科学的巨大贡献，由美国计算机协会（ACM）于1966年设立一年一度的图灵奖，以表彰在计算机科学中做出突出贡献的人，图灵奖被喻为“计算机界的诺贝尔奖”。

与在英国的艾伦·图灵遥相呼应的另一位天才人物，是在大西洋彼岸的克劳德·香农（1916年4月30日-2001年2月24日），美国数学家，信息论创始人，是“信息时代之父”。1936年获得密歇根大学学士学位，1940年在麻省理工学院获得硕士和博士学位，1941年进入贝尔实验室工作。香农提出了信息熵的概念，为信息论和数字通信奠定了基础。香农生长在一个有良好教育的环境（历史上，大家可以统计一下，一般作出过重大的贡献的人物，一般都受过良好的教育，当然不是绝对的，教育很重要！），香农主要受祖父（农场主兼发明家）的影响，发明过洗衣机和农业机械，香农还是大发明家爱迪生的远亲。

与图灵的不幸相比，小四岁的香农要幸福的多，图灵只活了41岁，而他活到了21世纪，享年84岁，我们重点看一下香农的高光时刻。二战时，香农与图灵一样，也是一名密码破译者，主要是追踪德国飞机和火箭。香农提出过一个非常重要的概念——信息熵，证明熵与信息内容的不确定程度有等价关系。熵是波尔兹曼在热力学第二定律引入的概念，可以理解为分子运动的混乱度。熵在创新、信息等各个领域都有应用（我曾写过《熵、创新、知识产权与税》的文章，请大家往前翻看），信息熵表明汉字的静态平均信息熵比较大，中文是9.65比特，英文是4.03比特。什么意思呢？就是说中文的复杂程度要高于英文，中文字含的信息要比英文字母丰富，尤其是文言文，言简意赅，中文是世界上最难学的语言（骄傲不？）。不知道大家有没有看过英文原版的教材或者其他书籍，你会发现这些很厚的英文书籍翻译成中文后会薄很多。当然考虑信息熵，中文表达会丢失掉一部分英文原本信息，这也是为什么翻译工作非常难的原因，要做到信达雅非常不易，向翻译者致敬。

1948年，香农发表数十页的论文《通信的数学理论》，成为信息论正式诞生的里程碑。他在通信数学模型中，提出著名的计算信息熵的公式：

计算公式中的对数log如果是以2为底的，那么计算出来的信息熵就以比特（bit）为单位，计算机和通信中广泛使用的字节（Byte）就是由此演化而来的。香农曾举过抛硬币的例子来说明这个计算公式，我们抛硬币每次抛出正面朝上的概率都是1/2，硬币出现正面朝上的信息量=-log2（1/2）=1比特，信息熵就是把一条消息中出现的所有字符，做信息量的加权平均。以此类推，26个英文字母选出的信息熵最大可以达到4.7比特，考虑WXYZ不常用，就得出我们前面说到的4.03比特，2500个常用汉字中的信息熵可以达到11.3比特，这就是为什么中文是一种更高效的语言。香农认为英语是冗余度非常高的一种语言，一般英文文本中75%的字符都是多余的。

香农在32岁完成系列开拓性的工作之后，放弃了一切，继续玩他小时候的兴趣——搞发明，他的发明包括命名为“忒修斯”的可以自动穿越迷宫的电子老鼠，能够在家散步的“建造模型”龟，首台能下国际象棋的电脑，首台可穿戴电脑，代号为 THROBAC的使用罗马数字进行运算的计算机等等。有人评价香农是融合了理查德·费曼（1965年诺贝尔物理奖得主，我曾推荐过他的自传《别闹了，费曼先生》）的玩兴和爱因斯坦的天赋。香农富有创造力、丰富绚烂的一生证明，游戏精神对于工作而言是多么重要，人称现代“达·芬奇”（请往前翻看我在《知识产权简史》人物篇中写的《穿越时空的全才列奥纳多·达·芬奇》）。香农真正伟大的地方在于，他用数学语言量化了信息。

万维钢老师说，从信息论角度来看，最重要的不是你说了什么，而是你能说什么。信息论的价值观是要求选择权、多样性、不确定性和自由度。我们要在这个世界上留下自己的痕迹，这就是我写《知识产权简史》的初衷。