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用数学思维解决通信难题

各位听众朋友大家好，我是主播欧锋，今天为大家介绍美国科学家特伦斯·谢诺夫斯基所著《深度学习——智能时代的核心驱动力量》

在IEEE电器和电子工程师协会的年度国际研讨会上，信息理论学会its都会颁发"克劳德香农奖"，这是表彰这一领域杰出研究成果的高级荣誉，在1985年英国布莱顿举办的该学会的会议上，香农奖被颁发给了南加州大学的所罗门·哥伦布，他在移位寄存序列方面的工作为现代数字通信奠定了基础。

移位寄存器序列是是一种生成0和1的长伪随机序列的算法。每次你用手机打电话时，都使用了移位寄存器序列。哥伦布展示了如何使用移位寄存器对信号进行高效编码，然后可以在接收器处传输和解码。如果将手机和其他通讯系统产生移位寄存器序列的次数累加起来，得到的数字将是惊人的，超过千秭次，10的27次方。

我曾问过所罗门·哥伦布（也是我的岳父），他是如何得到如此优雅的方案来解决通信问题的。他说这来自他在数论方面的训练，这是数学中最抽象的部分之一。当他在巴尔地摩的Glenn l Martin公司做暑期实习生时，就曾接触过移位寄存器序列。1956年在哈佛大学获得数论专业（一种高度抽象的数学领域）的博士学位后，他到了加州理工学院喷气推进实验室（JPL）工作，在那里他担任通信组的负责人，并从事空间通信工作。

深空探测器被发送到太阳系的远端，但返回的信号微弱且嘈杂，移位寄存器序列和纠错码大大改善了与空间探测器通信的效果，相同的数学原理更是为现代数字通信奠定了基础

哥伦布在gpl的时候曾聘请过另一位杰出的信息理论家安德鲁.维特比(andlrew viterbi)并将他介绍给了从麻省理工来gpl休学术年假的雅文·雅各布（Irwin Jacobs）。几十年后的1985年，维特比和雅各布联手创建了高通公司，从此彻底改变了手机技术。该公司使用移位寄存器序列将信息分布在很快的平台上进行传播，这比使用单一频率的通信方式更有效。

该想法的一个简单版本可以追溯到海蒂拉马（ Hedy Lamarr），她是一位电影演员兼发明家，与1941年与他人共同分享了跳频技术的专利，这是他在第2次世界大战期间为军方开发的安全通信系统。哥伦布离开JPL加入南加州大学后，爱德华波斯纳(也就是创建了NIPS的爱德华波斯纳)接管了他的团队，但哥伦布仍然在继续为他的JPL团队提供支持和建议。

移位寄存器系列背后的数学是数论中比较深奥的部分。事实上哥伦布的职业生涯主要是通过找到纯纯数学中正确的工具来解决实际问题而被定义的。

哥伦布还发明了数字游戏，他的书《多格骨牌》引入了包含许多个正方形的各种形状，扩展了只有两个正方形的多米诺骨牌。马丁加德纳在《科学美国人》的数学游戏专栏中推广了多格骨牌。4个骨牌是由4个方块组成的形状，俄罗斯方块的灵感就来源于此，俄罗斯方块是一款令人上瘾的游戏，四格骨牌从上面像雨点一样落下来，需要将它们引导至底部的插槽。多格骨牌至今仍然是一种流行的棋牌游戏，并且在数字的一个子领域里引发了一系列有趣的组合问题。

哥伦布也是研究圣经的学者，会说几十种语言，包括日语和普通话，比阿特丽斯曾经带给他道格拉斯·霍夫斯塔特的著作《哥德尔、艾舍尔、巴赫：集异璧之大成》(Godel,Bach:An Eteenal Golden Braid)的初版，他打开卷首，标题说，这是古希伯来语创世纪的前20行。
“首先，它是颠倒的”。他说，然后把书转过来，”其次这是古撒玛利亚语，而不是西古希伯来语”，第三这不是创世纪的前20行，只是创世纪前20行每行的前7个字”。他继续读下去，并翻译了这段经文。

克劳德香农参加了1985年在布莱顿举行的ITS座谈会，哥伦布在会上做了一场香农讲座，这是香农继1972年自己的那次讲座后，参加的唯一次香农讲座。

20200212

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