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1961年8月的一天,克劳德和贝蒂·香农漫步到拉斯维加斯的一个轮盘赌桌旁,假装不认识他们的同伴埃德和维维安·索普。克劳德和女士们都很紧张,但他们没有表现出来。埃德·索普并不紧张。他很兴奋。他还在二十多岁,但在赌场里却是个老手了。克劳德·香农站在轮盘旁边。
他45岁,身材苗条,相貌英俊,颧骨高耸,眉毛浓黑。他通过写下数字来转移楼层经理的注意力。他看起来好像有什么疯狂的系统,最终会让他破产。
索普在桌子另一端,远离轮盘和香农。他留着黑发,圆脸,面带微笑。他玩得很开心。他自信地下了赌注,他知道这场不可战胜的游戏即将被击败。这是为期一年的项目中的一个决定性时刻。当它开始时,索普和香农彼此并不认识。
爱德华·奥·索普是麻省理工学院的初级数学讲师。克劳德·香农是世界上最伟大的计算机科学家。埃德·索普有一个打败轮盘赌的计划,他需要香农来帮助他。打败轮盘赌的系统就像永动机的蓝图或把铅变成金子的公式一样。
它们是荒谬的。是疯子的伪科学迷恋。克劳德·香农的秘书已经警告索普说,香农教授不会花时间在那些他不感兴趣的话题或人身上。
香农是一位传奇人物。他所在领域的人们谈论香农的方式就像物理学家谈论阿尔伯特·爱因斯坦一样。埃德·索普所做的事情就像抓住爱因斯坦的衣袖说:“爱因斯坦先生,我有一个万无一失的计划,可以在赛马场击败庄家。”一个默默无闻的年轻数学家,一个明显徒劳的目标。计算机传奇克劳德·香农毫不犹豫。他说:“请坐,”他对埃德·索普说。
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香农的职业生涯是由两次洞察力的闪电定义的。
1938年,他21岁时,他的硕士论文表明,任何逻辑语句都可以由机器进行评估,真或假分别由开关打开或关闭来表示。莫尔斯电码的点和划只是可能性的一丝暗示。仅凭开或关、开或关、点或划、零或一,
机器可以执行数学或逻辑中的任何运算。香农不仅在抽象意义上证明了这一点,而且这位甚至还不足以买啤酒的年轻人向电气工程师展示了如何有效地构建逻辑机器。克劳德·香农弥合了电气接线图和思想本身之间的巨大差距,开启了数字计算机时代。
香农的第二次闪电式洞察发表在1948年,当时他正在贝尔实验室工作,与几位未来的诺贝尔奖获得者一起工作,其中包括发明晶体管的团队。香农回到了跨大西洋电缆灾难背后的深层问题。他创建了一个统一的数学信息传输理论。
从21世纪的角度来看,该理论的一些内容似乎是显而易见的。我们现在认为理所当然的是,信息、比特、字节和千兆字节可能代表任何东西。电脑游戏、电子表格、音乐或色情内容。但这个想法始于香农。在他之前,研究人员只是模糊地理解了消息的含义与其包含的信息量之间的区别。
压缩文件以使其占用更少空间的想法是香农提出的。同样,任何线路上的噪声都可以克服的完全激进的想法也是他提出的。您不是通过提高电压和熔化海底电缆来做到这一点,也不需要制造更好的收听设备或更粗的电缆。无论有多少失真,如果您有足够的耐心,您都可以传达任何信息。
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这种新的信息理论是革命性的,它如此优雅和普遍,以至于它可以应用于从互联网到DNA中的遗传信息的一切事物。即使互联网当时还不存在,DNA的双螺旋结构也尚未被发现,香农也不仅仅是领先于他的时代。他是那个上发条并启动它的人。所有这一切,他甚至还没满30岁。
那么,香农接下来做了什么?以下是他的传记作者吉米·索恩和罗布·古德曼对香农职业道德的描述:“香农迟到,如果他来的话,而且经常花一整天的时间沉迷于在公共区域下棋和玩六角棋。当他不与同事在棋盘游戏中竞争时,他会发现自己骑着独轮车穿过贝尔实验室狭窄的通道,有时还会一边玩杂耍。
有时他会用跳跳板在贝尔实验室校园里走来走去,我们想象一下,签发他工资的人会非常苦恼。香农并没有完全偷懒。他经常努力工作,但他从事的项目似乎很古怪。例如,他在家花了许多时间玩一个巨大的埃雷克托积木。
他制造了一个机器人老鼠,它可以探索迷宫,并且在第一次尝试中通过反复试验,学会在第二次运行中完美地到达目标。机器人老鼠很聪明,发人深省,如果香农坚持下去,它可能代表着人工智能的真正进步,但他没有。香农制造了也许是第一台下棋电脑。
尽管它只能玩一个极度简化的设置,即只有六个棋子的残局。他发表了一篇关于电脑象棋的理论论文。这本来可以成为一些事情的开始,但他再次失去了兴趣。这似乎很可惜。如果有人能在电脑象棋方面取得进展,那一定是香农。他很擅长。香农曾前往莫斯科,与三届世界冠军米哈伊尔·博特文尼克下棋,他让博特文尼克紧张不已。
如果不是下棋,那就是玩杂耍。香农试图通过从天花板上悬挂并让球从地板上反弹来弄清楚如何倒立玩杂耍。他还制造了玩杂耍的机器人。以及各种设计用来玩抽象游戏的机器,例如六角棋。以及一个魔方求解机器人。以及杂耍计。以及一个喷火的喇叭。以及终极机器。
终极机器是一个带有开关和活板门的盒子。您拨动开关以打开它。一个机器人手指从活板门中弹出,然后再次拨动开关以关闭自身。香农制作了巨大的泡沫鞋,以便他可以在附近的一个湖里水上行走。香农学会了玩杂耍、骑独轮车和走钢丝后,他制定了在独轮车上走钢丝玩杂耍的目标。
唉,他从未做到三件事中的两件。克劳德·香农的老板亨利·波洛克说:“香农已经获得了不工作的权利。”当然,他确实如此。但是,拜托,克劳德,你是一个天才。你33岁了。你是计算机科学的爱因斯坦。而你却骑着独轮车、跳跳板和玩棋盘游戏。香农再也没有发表过像他的信息论那样的东西。
他甚至从未接近过。有一次,他向《科学美国人》的编辑承诺发表一篇关于玩杂耍的物理学的文章。如果这还不够琐碎的话,他随后又写了一封毫不道歉的信。
你可能认为我一直都在浪费时间,我说浪费时间,而我的杂耍论文却躺在架子上。这只有一半是真的。我最近得出两个结论。第一,我比科学家更擅长诗歌。第二,《科学美国人》应该有一个诗歌专栏。香农没有提交他的杂耍研究,而是附上了一首关于魔方的70行诗,这首诗要根据《塔拉拉·邦迪》的曲调演唱。他补充道,
我仍在撰写杂耍论文。香农从未完成它。他不仅没有产生闪电般的洞察力,甚至连关于杂耍的研究都没有产生。也许我们不应该对克劳德·香农在年轻的数学家埃德·索普向他寻求帮助破解拉斯维加斯轮盘赌桌时乐于搁置严肃的研究感到惊讶。《警示故事》稍后回来。
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如果我们知道任何事情,我们就知道我们应该坚持一项任务。心理学家已经提出了一些有吸引力的想法,关于成功如何取决于实践和决心。有安吉拉·达克沃思,她普及了毅力的概念,卡罗尔·德韦克关于成长型思维的研究,以及已故的安德斯·埃里克森,他是马尔科姆·格拉德威尔著名的“一万小时定律”的来源。
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这不是很好吗?它通常被归因于总统卡尔文·柯立芝,但它比这还要古老。然而,克劳德·香农似乎没有收到这个信息。他取得了如此多的成就。但如果他坚持一项任务,他难道不能取得更大的成就吗?相反,他却玩弄喷火喇叭、玩杂耍的机器人和愚蠢的诗歌。哦,还有在轮盘赌中击败赌场的不可能的任务。
对于一位初级学者来说,埃德·索普在赌场里花费了令人惊讶的时间。利用一些强有力的数学和他在麻省理工学院所能访问的最好的计算机,索普已经发现,通过跟踪已经玩过的牌并在牌组提供有利赔率时下注,有可能在赌场的王牌游戏——二十一点中击败庄家。
算牌如今是一个熟悉的想法。这一切都始于埃德·索普。索普的想法足够复杂,值得发表为学术论文,他确实发表了。但他对此并不满足。他还想击败赌场。为此,索普必须学会发现作弊行为,乔装打扮,在深夜不引人注目地算牌,最重要的是,确保自己不会被杀。
这并非杞人忧天。有一天,索普赚了太多钱,赌场在他的咖啡里加了一些神秘的东西,使他的视力模糊了好几个小时。第二天他又回来了,赌场又尝试了一次。但索普并不害怕。他打败轮盘赌的想法是最大胆的。他心中并没有一个巧妙的数学系统。有很多这样的系统,他知道它们都不起作用。
相反,他计划制造一台可以预测球将落在何处的计算机。即使在今天,这也很难做到。但在计算机有钢琴那么大的时候,这台计算机需要能够隐藏在你的衣服里。世界上第一台可穿戴式计算机,比Fitbit、Google Glass或Apple Watch早了几十年。
索普和他的妻子维维安做了一些关于轮盘赌轮定时方面的实验,维维安是一位既聪明又宽容的女人,如果你嫁给了埃德·索普,你就需要这样。但要解决这个问题,他需要与世界上也许最好的小发明家克劳德·香农合作。索普每周在香农家待20个小时。
那真是天堂。地下室是小发明家的天堂。电机、晶体管、开关、滑轮、齿轮、电容器、变压器。我现在正高兴地与终极小发明家合作。香农和索普能够计算球绕上环旋转的时间以及轮子本身的反向运动。
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在他们的同伙维维安·索普和克劳德的妻子、数学家贝蒂·香农的帮助下,这两位小发明家随后将它带到了赌场。计算机科学的爱因斯坦要去拉斯维加斯了。
从33岁起观察克劳德·香农的职业生涯,很难避免这样的结论:如果不是因为他习惯于在异想天开的项目之间跳来跳去,并且通常在项目完成之前就将它们搁置一旁,他本来可以取得更大的成就,甚至更大的成就。
但一些非常聪明的人会不同意。范内瓦尔·布什可以说是比任何人都更了解科学进步的方式。在第二次世界大战期间,他指导了美国的科学政策,协调了6000名研究人员的工作。布什说,伟大的科学家应该广泛涉猎,不断改变现状。
在麻省理工学院教授的一次演讲中,布什提倡广度而不是深度。当一个聪明而有创造力的人坚持生活在现代修道院的牢房里时,这是不幸的。布什的想法后来得到了对科学家本身的科学研究的支持。1958年,一位名叫伯尼斯·阿吉森的年轻心理学家发起了一项非凡的研究。
这项研究跟踪了一组有前途的研究人员的职业生涯,定期采访他们,甚至在阿吉森本人于1985年去世后也继续进行。四位科学家最终获得了诺贝尔奖。阿吉森研究的结果支持了香农从一个项目跳到另一个项目的习惯。几十年来最成功的科学家们已经来回切换了几十次。
一旦你开始寻找这种模式,你就会到处看到它。艾萨克·牛顿最著名的是制定了万有引力定律,但在数学和光学方面也取得了巨大的进步。他是皇家造币厂的主人,对经济学很感兴趣,并且像其他任何事情一样关注炼金术。爱因斯坦在同一年1905年发表了关于四个不同主题的四篇令人惊叹的科学论文。
查尔斯·达尔文同时研究进化论、关于藤壶的权威性两卷本著作以及一本关于人类婴儿的书,这本书在他儿子威廉还是婴儿的时候就开始写,并在威廉·达尔文38岁生日时出版。在最高水平的科学中,多个项目并不罕见。它们是常态。
不仅如此,高成就的科学家往往有耗时的副业,在专业水平上或接近专业水平地从事摄影、美术或音乐。获得诺贝尔奖的科学家比其他领先的科学家更有可能拥有严重的爱好,而其他领先的科学家比我们其他人更有可能拥有它们。香农职业生涯的后半部分完全符合这种高度多样化的模式。
但前半部分也是如此。早在1939年,在他第一次闪电般的洞察力之后不久,他就给一位学术导师写了一张便条。尊敬的布什博士。是的,范内瓦尔·布什,那个认识20世纪中叶美国科学界所有重要人物的人。当然,他也在那里支持年轻的克劳德·香农。
尊敬的布什博士,我一直同时研究三个不同的想法,奇怪的是,这似乎比坚持一个问题更有效的方法。当香农写信给范内瓦尔·布什时,他并没有从事工程或逻辑方面的工作。
他正在研究遗传学。他对这个主题一无所知,但他迅速创造了一种全新的代数来描述和分析遗传继承。这项工作很有趣,而且完全原创,但需要进一步发展。香农发展它了吗?他没有。事实上,他甚至从未费心发表它,
他也没有再回到遗传学领域。后来的学者们对这种损失表示惋惜。他的新代数可能真的推动了该领域的发展,但坚持遗传学也可能意味着他从未有过关于信息论的第二次闪电般的洞察力。在这两次闪电般的洞察力之间,香农不仅转换了领域。他过着丰富而复杂的生活。
他结婚了,然后在一年内离婚了。他搬到曼哈顿是为了让生活更精彩。他在华盛顿广场公园下棋。他吹单簧管。他热爱纽约的爵士乐场景。
他游泳、打网球、熬夜、大声播放音乐。所有这一切都发生在香农智力巅峰时期。香农并没有在35岁时放弃严肃的思考,转而玩乐。香农一直都在玩乐。也许香农喜欢浪费时间,我说浪费时间,在玩杂耍、骑独轮车、音乐或下棋……
也许这并不是他只产生两个真正精彩想法的原因。也许这正是他首先产生两个真正精彩想法的原因。《警示故事》稍后回来。
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我努力回复所有给我写信的人。我知道这项任务尚未完成,这让我感到焦虑。克劳德·香农并没有感到同样的清除收件箱的冲动。他经常不回复信件,然后最终通过使用一个标有“我拖延了太久的信件”的垃圾桶来清除邮件。
这似乎是一件微不足道的事情,但我认为它指向更深层次的东西。心理学家已经确定了一种叫做完成偏差的倾向。如果您曾经列出过要做的事情清单,然后勾选了所有容易的事情而忽略了重要的事情,那么您就表现出了完成偏差。这种明显令人钦佩的倾向,坚持不懈,完成我们所开始工作的决心,嗯,
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医院急诊室。他们发现,急诊室越忙,医生越倾向于寻找快速解决问题的方案。那些病情并不严重的病人可以得到迅速的治疗,然后从名单上划掉。这种行为适得其反。病情严重的病人等待的时间当然更长。而且,医生在处理了许多相当琐碎的病例后,开始放慢速度。我想我们都明白这种感觉。
但在他们潜意识里希望看到一些工作完成的愿望下,医生们正在损害那些最需要帮助的病人。
克劳德·香农乐于搁置项目,这开始看起来像是一种优势而不是劣势。香农当然可以专注,无论是从零开始构建信息论,还是构建可穿戴式计算机来战胜轮盘赌。然而,香农似乎也有一种内在的自信,这使他能够在任何适合他的时候宣布胜利。如果一件作品不够好,无法发表,很好,他乐意不发表它。
那篇关于杂耍的论文就是一个例子,他早期关于遗传代数的研究也是如此。贝尔实验室克劳德·香农的一位同事称赞他是一个拥有无限勇气的人。他指的是香农的智力胆识,一种愿意进入未知领域,开始寻找看似像轮盘赌一样无法战胜的问题的解决方案的意愿。但也许“勇气”这个词并不完全适合描述香农的方法。
我更喜欢用“漫不经心”。克劳德·香农根本不担心。他没有像你我一样感受到完成偏差。他会随时放弃任何项目,毫无遗憾。如果他愿意放弃一个停滞不前的项目,那么风险在哪里呢?如果风险很小,为什么要谈论勇气呢?香农不需要勇气。他只需要能够继续前进的能力。
1961年8月,克劳德和贝蒂·香农在拉斯维加斯的一家酒店房间里遇到了埃德和维维安·索普。克劳德和埃德准备了可穿戴式计算机系统,这需要他们两人一起操作。香农控制计算机本身。它只有香烟盒大小,里面有12个晶体管,他用脚趾触发藏在鞋里的静音水银开关。
索普,他的二十一点研究让他在赌场里积累了丰富的经验,是下注的人。他有一个无线电接收器和一个与细如发丝的钢丝相连的耳机。耳机播放的是一个升高的音阶。香农将使用脚趾开关来计时轮子的旋转以及球从它经过参考标记的那一刻开始的反向旋转。
当香农完成计时旋转时,索普会听到音阶在连续音符上停止。而那个连续音符的音高将表明球可能落在轮子的哪个部分。索普仍然有几秒钟的时间下注和收钱。索普从惨痛的经验中知道他们必须小心。他们的设备并不违法。它太难以置信了,以至于不会违法。
但如果被发现,情况就不会好了。战胜赌场不仅仅是战胜游戏。这就是为什么香农夫妇和索普夫妇会分别走到桌子旁,假装不认识对方。这就是为什么克劳德·香农在写下数字,分散楼层经理对他真正行为的注意力,
与此同时,他正从浓眉下专注地凝视着轮盘,他的脚趾默默地按压和释放着隐藏的计算机控制装置。当索普站在桌子另一端,兴高采烈地下注时,耳机正在接收来自香农小型计算机的信号,并以音乐音调的形式向索普提供预测。索普正在赢钱。
并非一切顺利。通向索普耳机的细线断了几次,需要去洗手间修理。有一刻,一位惊恐的观察者看到耳机松脱了,以为某种奇怪的昆虫从索普的耳朵里爬了出来。但从根本上说,计算机运行完美。筹码堆积得很快。在拉斯维加斯之行结束时,香农夫妇和索普夫妇考虑了他们的选择。
埃德·索普持乐观态度。他以前战胜过赌场,也很乐意再次这样做。但贝蒂、克劳德和维维安并不那么确定。这虽然是令人兴奋的一天,但也令人神经紧张。而且赌场会以任何理由禁止那些似乎赢钱太多的玩家。因此,要让计算机定期赚钱,就需要不断隐藏他们的身份。索普不得不承认他们说得有道理。计算机显然是有效的。
理论上,他们可以用它来赚数百万美元。但这值得付出努力和承担风险吗?香农和索普已经玩得很开心了,他们已经让自己满意地证明了自己的观点。而克劳德·香农还有其他的项目可以玩。因此,经过几个月的努力,世界上第一台可穿戴式计算机在拉斯维加斯的一次旅行后,就退役了,未尝败绩。几十年后,索普回忆道。
我一直认为这是一个好决定。当我第一次想到写这个警示故事时,我认为这将是一个警告,不要像香农那样失去专注。我改变了主意。现在我认为香农和索普是鼓舞人心的人物。这个警示故事不是警告你要保持专注。相反,这是一个警告,不要过于专注。
不要完全投入到一个项目中,以至于你失去信心,或者失去创造性的想法,或者失去改变方向的自由。我认为我们可以从克劳德·香农继续前进的能力中吸取的最后一个教训是:在拉斯维加斯的酒店房间里,当香农为索普戴上耳机和细细的连接线时,香农把头歪向一边,狡黠地笑了笑。是什么让你兴奋?
这是一个关于索普被连接到机器上的笑话,但年轻的索普把它当作一位年长而睿智的人提出的一个深刻的问题。是什么让他兴奋?职业赌博?学术数学?还是其他什么?但是,为什么要选择呢?香农似乎什么都做,从学术到杂耍。最终,埃德·索普也是如此。
你可以在他80多岁时的采访中找到他,他仍然非常敏锐,回忆起二十一点、学术数学以及他最终在分析金融市场模式后赚取的数亿美元,他是最早的量化交易员之一。克劳德·香农的数学通信理论中一个有趣的想法是,一条消息可以被压缩到它可预测的精确程度。
一部电影可以被压缩,因为每一帧都倾向于类似于前一帧。压缩算法不存储新帧。相反,它存储一系列差异,即与前一帧的更改。有很多剪辑或快速、戏剧性动作的电影很难压缩。或多或少,我们记住生活的方式也是如此。
虽然大脑不是录像机,也不会存储“差异”,但它确实通过回忆体验的要点来压缩记忆。如果我像往常一样起床,吃我通常的早餐,走通常的路线去车站,乘坐和往常一样的火车去办公室,我的大脑不会费心去记住太多。这些“差异”不值得费心。
过于可预测的生活创造的记忆很少。这就是囚犯有时对他们在监狱里度过的岁月所说的。他们记不住太多,因为一切都一样。或者说,对我来说,也许对你们来说也是如此,疫情封锁期间,每天都坐在同一个座位上做同样的事情。封锁期间的生活是单调乏味的。
相反的经历是一次充满活力的假期。到处都是新的景象和气味,人们、语言、建筑、食物。这些复杂而丰富的体验无法压缩。“差异”太大。所以记忆丰富。你问自己,我到达这里真的只有10个小时吗?感觉像一个星期。所以,如果你想要一个充实的生活,充满回忆,那就继续寻找新的体验吧。
就像香农一样,不要害怕宣布胜利并重新开始。香农什么都做。爵士乐、杂耍和国际象棋。从遗传学到魔方智力之旅。滑稽的机器人和喷火的喇叭。他确实颠覆了世界对数字信息的想法。不止一次,而是两次。两次还不够吗?
本集的主要资料来源是吉米的索尼和罗布·古德曼撰写的克劳德·香农传记《游戏中的心灵》,以及爱德华·索普的自传《一个适合所有市场的人》。完整的参考文献列表,请访问timharford.com。
《警示故事》由我和蒂姆·哈福德与安德鲁·赖特共同撰写。由瑞安·迪利和玛丽莲·拉斯特制作。声音设计和原创音乐是帕斯卡尔·怀斯的作品。茱莉亚·巴顿编辑了剧本。在本系列《警示故事》中担任主角的是海伦娜·伯翰·卡特和杰弗里·赖特,以及纳扎尔·阿尔德拉齐、埃德·戈钱、梅拉妮·古特里奇、瑞秋·汉肖,
如果没有……和玛雅·科尼格的工作,这个节目是不可能实现的。
《警示故事》是普希金工业的制作。如果你喜欢这个节目,请记住分享、评分和评论。
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