swuncyh的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/swuncyh

博文

科研思考系列七:香农创立信息论等对我们从事科技创新启示 精选

已有 9819 次阅读 2017-1-13 17:05 |系统分类:科研笔记|关键词:学者

        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》上的“香农的贡献及其对后世的影响”一篇时,深有感触。香农是伟大的数学家和通信学家,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,他创立的信息论和其它一系列理论给我们以重要启示:

      (1)科学技术上升到数学高度非常重要。香农在思考当时通信系统技术的过程中,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加以深刻描述,然后在所提出的概念基础上,用数学工具进行分析和建模,由此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的过程中,没有拘泥于技术细节,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,在其硕士论文“A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits”中,他从数学角度在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,这成为了计算机硬件实现理论基础;而图灵则建立了计算机的软件理论基础。他对理论遗传学进行了数学分析,发表了“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,发表了具有深远意义的学术论文“A Mathematics Theory of Communication”,建立了信息论,奠定了通信学科基础。后来,香农还为保密系统建立了数学理论,发表了“Communication Theory of Secrecy Systems(保密系统的通信理论),引起了轰动,从此密码术成为密码学,由一门艺术成为一门科学。

      (3)宽口径培养人才这条路应该坚持走下去,科学技术创新很多在学科交叉中产生。香农从电子学转学数学,在从事电子学研究过程中,能够很好地利用所掌握的数学知识进行理论研究,做出一系列影响世界的高水平创新性成果。从事高水平的科学研究很难将各个学科划分开来,需要它们进行融合,才能滋生出一系列的创新点,从诺贝尔奖获得者的经历很能说明这种情况。国内顶尖大学和国际一流大学在这方面做得比较好,其原因就在于重视基础学科如数学、物理和化学等。

       通过上面的简述,可知我们的科研创新工作,做出一流的高水平的成果非常重要,也是我们高校“双一流”的建设过程要思考的事情。真正的双一流大学和学科应将类似成果作为我们科技创新的目标,我们的高校如果能够出类似的成果,那它一定会成为相应学科的世界中心,也一定会吸引众多世界一流的科学家来这样的学校访问、交流和学习。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者所应重视的。在做科研工作同时,也应尽可能地从理论层面充分利用数学工具对所从事的学科领域进行严谨创新的工作,争取做出一些影响深远和具有重大意义的创新工作。



https://m.sciencenet.cn/blog-109125-1027375.html

上一篇:科研思考系列六:课题申报的三个关键和文献阅读的几个注意
下一篇:科研思考系列八:教学与科研关系

14 杨正瓴 俞立平 黄永义 鲁学星 白龙亮 刘钢 李毅伟 陈敬朴 韦玉程 强涛 xlsd xiyouxiyou zjzhaokeqin sunjian1016

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (18 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2023-2-1 16:22

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部