貝蒂·夏農:被埋沒的數學天才

她的丈夫克勞德幫助引發了計算機革命,但鮮有人知她是他最親密的合作者

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他的名字在我們這個時代已經逐漸被人遺忘,但在20世紀中葉的美國,貝爾電話實驗室的克勞德·埃爾伍德·夏農是一位真正的科學明星。例如,1954年,《財富》雜誌將夏農列入美國最重要的20位科學家名單,與未來的諾貝爾獎得主理查德·費曼和詹姆斯·沃森等人並列。夏農也登上了《時代》雜誌和《生活》雜誌的版面,出現在國家電視臺,甚至在《Vogue》雜誌上也佔據了一席之地,並配有著名攝影師亨利·卡蒂埃-佈列松的攝影作品。

盛譽是有充分理由的。夏農1948年具有里程碑意義的論文《通訊的數學理論》開創了資訊理論領域,他令人驚歎的麻省理工學院碩士論文證明了二進位制電路可以執行邏輯運算。這兩篇論文共同構成了數字時代的基石。而且他不僅僅是一位理論家:夏農製造的“人工智慧”老鼠忒修斯引起了全國關注,成為早期思維機器的典範。

克勞德·夏農和他的“人工智慧”老鼠忒修斯。圖片來源:經諾基亞公司許可重複使用


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即使在星光熠熠的貝爾實驗室(美國最負盛名的實驗室之一)中,夏農也脫穎而出。憑藉他瘦削的身材和深色的頭髮,他似乎是為聚光燈量身定做的,在戰後時代,“科學家”的形象已經俘獲了公眾的想象力。然而,在這短暫的名人巔峰時期,夏農退隱了。他離開了貝爾實驗室,在麻省理工學院獲得了一個教授職位,並在餘生中過著大部分隱居的生活。

他的同事們感到驚訝,但朋友們理解。夏農是一個性格內向的人,對公眾宣傳沒什麼興趣。在以開放文化聞名的貝爾實驗室裡,夏農的辦公室是少數幾間一直關著門的辦公室之一。他的已發表論文中,只有相對較少一部分包含合著者。甚至他的愛好——駕駛飛機、演奏爵士單簧管、閱讀詩歌、在他的工作室裡 tinkering——也都是獨自進行的。

他的孤獨對於他追求自己直覺的事業至關重要,這往往是以犧牲更負盛名或更有利可圖的選擇為代價的。獨處也有助於減輕才華帶來的社交負擔。正如一位貝爾實驗室的前同事所說,“[夏農] 對那些不如他聰明的人沒什麼耐心。” 值得一提的是,夏農為數不多的朋友本身就是那個時代最偉大的智者:艾倫·圖靈、約翰·皮爾斯、巴尼·奧利弗、範內瓦爾·布什。

貝蒂和克勞德·夏農在家中擺弄裝置。圖片來源:安德魯和佩吉·夏農

然而,有一位合作者被排除在夏農的故事之外。她是夏農生活和工作背後一位默默無聞的力量,也是為數不多的不僅能跟上夏農的步伐,還能拓展他視野的人之一。

她的名字叫瑪麗·伊麗莎白·“貝蒂”·摩爾,夏農於1948年在貝爾實驗室第一次見到她。貝蒂是實驗室的“計算機”之一——那些為工程師進行數學計算的女性。貝蒂在獲得新澤西女子學院(現為羅格斯大學的一部分)的 Phi Beta Kappa 榮譽畢業後,來到實驗室工作,並獲得了全額獎學金。她天賦異稟,數學頭腦聰慧,在貝爾實驗室數學系開始工作,專注於微波研究,然後轉到快速發展的雷達小組。除了日常工作之外,她還發表了研究成果,包括一篇關於“隨機過程作曲”的《貝爾實驗室技術備忘錄》。

儘管他很害羞,夏農還是鼓起勇氣邀請她共進晚餐。那次晚餐促成了第二次,第二次又促成了第三次,直到他們每天晚上都一起吃飯。夏農被迷住了。隨著約會變得越來越長、越來越頻繁,他們在他在西村的公寓和她在東十八街的公寓之間分配時間。在那裡,兩人分享了他們對數學和音樂共同的熱愛。“我彈鋼琴,他演奏單簧管,”貝蒂回憶說,“我們下班回家,找到了一些有兩部分的樂譜,我們會一起愉快地演奏。”

求愛進展順利。貝蒂和克勞德在1948年秋天相遇,到次年年初,克勞德以他“不是很正式”的方式求婚,她回憶道。她接受了,1949年3月22日,他們結婚了。

貝蒂·夏農。圖片來源:安德魯和佩吉·夏農

幾乎所有認識他們的人都證明了他們是天作之合。和克勞德一樣,貝蒂也實事求是、聰明絕頂,還帶著一絲幽默感。但這不僅僅是他們的性格相投。貝蒂和克勞德也感受到了強烈的知識上的親緣關係。她成為了他在數學問題上的親密顧問。事實上,貝蒂成為了夏農許多想法的第一個聽眾——對於一個性格內向的人來說,這是一個最顯著的例外,正如她自己所說,“他不會刻意與他人合作。”

他們會並肩工作。貝蒂查詢參考文獻,記錄克勞德的想法,更重要的是,編輯他的書面作品。她提出改進意見並補充歷史參考文獻。正如貝蒂所說,“他的一些早期論文,甚至後來的論文,都是我的筆跡……而不是他的,這起初讓人們感到困惑。” 而且不僅僅是他的論文:貝蒂也是 gadgeteering 的全面合作伙伴。事實上,是貝蒂——而不是克勞德——完成了老鼠忒修斯的佈線。       

夏農很重視她的幫助。雖然他的想法很大程度上是他自己的,但貝蒂將它們變成了可以發表的作品。夏農傾向於跳躍性思維——在紙上解決所有中間步驟之前,先在腦海中解決問題。像他之前的許多直覺型頭腦一樣,他討厭展示他的工作過程。所以貝蒂填補了空白。

她也把他的思想帶到了新的地方。夏農的 tinkering 和騎獨輪車的愛好為他的崇拜者所熟知;不太為人所知的是,貝蒂給克勞德買了 Erector Set,最終促成了他們創造了老鼠忒修斯,而且她還給克勞德買了第一輛他騎的獨輪車。她鼓勵他接受演講邀請(他通常更喜歡避免)並去他可能從未去過的國家旅行。

甚至夏農對投資和研究股票市場的熱情也始於貝蒂。她對市場產生了興趣,並在家庭圖書館裡擺滿了關於投資策略和經濟學的書籍。正如他們的女兒佩吉·夏農所說,“他們在股票市場上的工作完全是團隊合作。並不是說我的父親對股票市場有這些數學想法,然後想出如何將它們付諸實踐來賺錢……這始終是一個共同的專案。” 這種團隊合作帶來了卓越的成功記錄,讓夏農夫婦在許多早期的矽谷科技公司中佔據了先機。

人們常說夏農最好的思考在1948年就結束了,或者認為他後來的貢獻都無法與他的資訊理論論文的規模相提並論。但這種批評會讓我們忽視豐富的作品:他在20世紀50年代和60年代的論文幫助工程師展示了他發明的基本原理如何應用,他的工作幫助設定了人工智慧、計算機象棋和機器人技術等幾個相鄰領域的研究議程。事實上,夏農的晚年是他最具創造力的時候,以他畢生追求的思維的玩樂性為標誌。

但如果不是因為貝蒂·摩爾·夏農,情況可能並非如此。在她的幫助和挑戰下,20世紀最偉大的頭腦之一找到了廣闊的新領域去探索——並設法從中取得了突破。夏農夫婦共同建造了我們現代裝置的遙遠祖先,使機器“思考”,並幫助為資訊時代奠定了基礎。他們的“共同專案”是我們時代最偉大的創意合作之一——他們的遺產與我們的日常生活息息相關。

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