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香农创立信息论等对我们从事科技创新启示

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最近我在读西安电子科技大学张卫国教授于2016年10月发表在《中国计算机学会通讯》“香农的贡献及其对后世的影响”一文得知,香农是伟大的数学家和通信科学家,他的创新性工作对世界通信学科和信息学科的发展产生了深远的影响,从他的创立信息论和其它一系列理论给了我们重要启示:

(1)自然只有上升到数学高度才能成为科学,香农在思考当时的通信系统技术过程中,从数学形式化角度来思考通信系统,首先提出描述信息量的物理量“熵”,然后利用“熵”概念,基于随机数学理论对通信系统中信源编码解码、信道编码解码、调制解调过程建立了完备的数学理论体系。这启示我们,要做具有深远意义的创新性工作,对当时的技术进行深入思考,发现内在本质和关键问题,提出相应的概念对物理现象和过程以深刻描述,然后在所提出的概念基础上,用数学工具进行建模和描述,由此可以发现一些定理和规律,这些定理和规律对实际工作具有重要的指导作用,这样的创新工作一定是具有历史性的长久性。

(2)香农在做创新性工作过程中,他没有居泥于技术细节,而是从数学分析层面思考问题:他对当时的继电器和开关电路进行了深入思考,基于数学角度从理论层面对

继电器和开关电路建立了数学形式化分析模型,体现在其硕士论文“A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits”;他对理论遗传学进行了数学分析,发现了“An Algebra for Theoretical Genetics”(理论遗传学的代数理论);他还对微分分析器进行研究,发表了“Mathematical Theory of the Differential Analyzer”(微分分析器的数学理论);特别地香农用了八年时间为通信系统建立了一整套数学理论,从理论角度关注通信系统的性能以及如何才能接近该性能,发表具有深远意义的学术论文“A Mathematics Theory of Communication”;后来,香农还为保密系统建立了数学理论,发表了“Communication Theoryof of Secrecy Systems”(保密系统的通信理论)。

通过上面介绍,可知我们的科研创新工作,要做一流的高水平的成果非常重要,也是我们高校学校“双一流”建设过程要思考的事情,真正的双一流大学和学科应该将类似成果作为我们科技创新目标,如果我们的高校能够出类似的成果,那它一定是相应学科的世界中心,它也一定会吸引世界一流的科学家来这样的高校学习访问和交流。同时,作为科学工作者,数学基础非常重要,奠定良好的数学基础是未来从事科学研究工作的非常重要基础,在做科研工作同时,尽可能地从理论层面并利用充分利用数工具对所从事的学科领域进行严谨创新的工作。争取做出一件影响深远和重大意义的创新工作。

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