資訊論創始人克勞德·香農:真正的天才是如何思考的?

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編者按:克勞德·香農(Claude Shannon),美國數學家、電子工程師和密碼學家,被譽為信息論的創始人。1948年,香農發表了劃時代的論文《通信的數學原理》,奠定了現代信息論的基礎。不僅如此,香農還被認為是數字計算機理論和數字電路設計理論的創始人,也為軍事領域的密碼分析, 包括密碼破譯和保密通信,做出了很大貢獻。他思考的時候,都從哪些角度入手,又如何得出結論?本文編譯自medium原題為「Claude Shannon: How a Genius Solves Problems」的文章。

資訊論創始人克勞德·香農:真正的天才是如何思考的? 科技 第1張

二戰期間,香農加入貝爾實驗室,研究火力控制系統和密碼學,相關課題直屬國防研究委員會主管。

香農花了整整十年時間,才完全提出了重要的信息理論。一開始,在讀研究生的時候,他試圖找到很多信息技術的共同基礎背景,比如電話、廣播和電視。1948年,他發表了《通信的數學理論》。

他的重大貢獻可不止這一篇論文。在麻省理工讀研究生的時候,年僅21歲的香農就已經發表了一篇重要論文,很多人都評價說那是20世紀最重要的碩士論文。

普通人可能聽著不覺得有什麼,因為香農並不是家喻戶曉的科學家。但是,如果沒有他的研究,我們就不會形成現在對計算機的看法。他的成就不僅僅限於計算機科學領域,在物理學和工程學方面也有建樹。

現在「天才」這個詞用得太隨意,但其實天才是很少見的,能真正配得上這個詞的人並不多。而香農確實是個天才,他的思考方式和常人是不同的,他的思考充滿趣味。

資訊論創始人克勞德·香農:真正的天才是如何思考的? 科技 第2張

除了學術研究,香農愛好雜耍、騎獨輪腳踏車和下棋。香農發明了很多用於科學展覽的設備,比如火箭動力飛行光盤、一個電動彈簧高蹺和一個噴射小號。

這樣天才成就的背後,不得不說的就是他攻克問題的方式。他不只是提出問題然後解決問題而已。他會依照自己的方法,發展出一個過程,來透過現象看本質。

他提出的問題雖然和我們平時需要解決的問題不同,但是思考的方法和背後的推理還是有很多值得借鑒的地方。了解了之後,或許我們能更清醒地思考。

所有問題都有其形式。在著手解決問題之前,我們應該先理解問題本身。

在糾細節之前,找到問題核心

尋找答案當然很重要,但是很多人都忽略問題本身。提問本身是有方法的,提出能解答、有答案的問題,也很重要。

我們常常把眼光聚焦在不同的細節上,希望找到細節之間的聯繫,卻沒有把精力集中在問題本身,去找到對問題的一種「直覺」。

而香農恰恰反其道而行之。在香農的傳記A Mind at Play中,作者提到,香農的思考方法有時候會受到一些當代數學家的質疑,因為他的步驟不是那麼嚴密, 沒有展現出完整的細節。很自然,他們想要細節。

香農的推理方式是,我們必須排除所有和問題不相關的細節,才能看清問題的核心,之後就能自然地找到答案。

而且,有時候,當你終於找到問題最純粹的本質時,可能都無法忘記問題是什麼了。所以,在追逐細節之前,首先要把握好全局。不然,你的大方向可能是錯的,南轅北轍。

細節自然是很重要,很有用的。但是細節具體多重要、多有用,與它們呈現的方式不無關係。很多細節其實沒什麼用。

如果你沒找到問題核心,卻拿著一堆錯誤的細節來解決問題,你只會不斷地找到更多錯誤的細節,最後深陷細節迷霧,更是不復得路了。

從除去無關細節開始,這樣你才不會受無用細節的干擾,然後找到問題的根本。

找到問題的真正形式,和隨後的尋找答案的過程,幾乎一樣重要。

學會重構和對比問題

1952年,香農在Bells Labs上發表演講,深入講解自己思考的過程,詳細提到了自己在需要解決的問題面前,是怎樣讓思考過程更具創意的。

除了找出問題的核心之外,他還提到了突破常規思考的一個做法。

我們常常都有這樣的體會:如果自己專心致志地要攻克一個問題,難免會開始只盯著目標前進,不顧其他。邏輯型思考總是從一點開始,作出合理的聯繫,如果邏輯是正確的,最終會到達同樣的終點。

但是創意型思考有點不同。同樣要做聯繫,而創意型思考過程中的聯繫邏輯可能不那麼嚴密,甚至有點像巧合,這樣一來,就能給新型的思維方式創造空間。

香農常用的一個小技巧是重構問題,做對比,以盡可能多的方式問同一個問題。你可以誇張,可以簡略,可以改變措辭,可以轉換問的角度,還可以將問題整個反轉過來。

這樣做的目的就是在看待問題時,能更全面,無死角。

比如,我們可以問「這個問題最好的解決方法是什麼?」,我們也可以問,「最壞的解決方法是什麼?」兩個問題各含信息,所以兩者都應該剖析一番。

一個問題有不同形式,也有多種面貌。在不同的面貌之下,就會看到不同的「真相」。

每個輸入的信息都應找到其本質

雖說想法的質量很重要,但是其數量也不容忽視。但是我們不僅應該關注最終得出的想法數目本身,也要關注得到這些信息的過程。

要解決一個問題,首先你得有一個想法。然而,想要得出好的想法,首先要篩掉很多平庸的想法。即使是這樣,也不是說,什麼想法都拿出來討論,能想到的通通過一遍。

在二戰期間,香農認識了走在英國計算機科學前沿的圖靈。圖靈在美國期間,兩人每天都想約喝茶聊天,之後的許多年裡,也一直保持聯繫。

在被問到天才有什麼特質的時候,香農說了一個圖靈告訴他的類比。圖靈是由自己觀察到的一個現象做的推斷,原話如下:

「有些人,你告訴他一個點子,他能回你半個點子;還有些人,你告訴他一個點子,他能回你兩個點子。」

香農很謙虛地說,自己並不屬於後者,像牛頓這樣的才算。但是,他所說的話也能說明,解決問題的關鍵,不僅在於點子的數量而已。

每個輸入信息的核心都有其特定的精華,傳達的是遠不止表面看上去的那樣,其背後隱藏著真相。這個真相,正是不同問題有多種不同解決方法的基礎。

我覺得,香農實際上想說的是,要想有好點子,就要善於增加每次輸入的精華。如果你沒拿捏好點子的本質,想法就會平庸。你越能觸及問題的本質,得出真知灼見的效率就越高。

把輸出數量翻一番只是第一步,真正帶來本質區別的是要抓住本質。

總結

生活中很多方面都可能出現問題,不管是人際關係,還是身體健康,要繼續前進,關鍵就是要發現問題,解決問題。

香農其人可能是少有的天才,思考方式與他人不同。但是他所用的思考過程並非常人所不可及。他的長處就在於擅長利用這個過程來解決問題。

優秀的解決問題的能力,既需要批判性思考,也需要創意思維。將兩者結合起來的最好方法,就是在思考的過程中,讓兩者都得以體現。

思維模式決定了我們的精神面貌,習得好的思維模式,應作為我們努力的目標。

編譯組出品。編輯:郝鵬程