香农传 · 第九章
《香农传》第九章:火力控制研究
1940年底,香农试图归还普林斯顿高等研究院的奖学金未成,桑顿·弗赖伊请国防研究委员会的瓦伦·韦弗为他寻找战时项目。
1940年底,香农试图归还普林斯顿高等研究院的奖学金未成,桑顿·弗赖伊请国防研究委员会的瓦伦·韦弗为他寻找战时项目。韦弗与香农同出身小镇、热爱动手,但韦弗笃信上帝、热衷行政,缺乏研究者所需的创造性灵感;他视野广阔,兼通工程、翻译与文学。韦弗看出香农的潜力,资助他3000美元、为期10个月,研究“火力控制中的数学问题”,香农在普林斯顿与贝尔实验室工程师拉尔夫·布莱克曼、亨德里克·博德合作,二人成为他的重要导师。
火力控制是在受攻击状态下秒速计算弹道、风力、目标位置等变量,以打击飞机、导弹等移动目标。韦弗认为贝尔实验室适合承担此任,因其电气技术经验丰富,且火力控制与通信工程存在高度类比:两者都要抗干扰、快速计算概率、把数学问题转化为机器动作。年轻工程师戴维·帕金森梦见用电位计控制高射炮,由此研制出T-10(后改名M-9)指引仪,量产1500余台,使击落敌机所需炮弹从数千枚降至100枚。香农的贡献集中在“平滑化”,即在不延误计算的前提下清除误读数据;他升级T-10模型的方案未投入实战,但整体平滑化报告起了关键作用。战后香农认为指引仪使英格兰免于沦陷。
这项研究让香农以统一视角看待雷达、放大器、电脑等各类机械,为信息理论、系统工程和控制理论奠基;他与同事的论文将导弹轨迹与天气、股价等数据并列,预示了其后期关于不同信息源共通性的洞察。工作也引起国防研究委员会高层关注,韦弗称他贡献惊人,弗赖伊随即为他争取到贝尔实验室全职职位。战争压力与婚姻破裂一度使香农濒临崩溃,这份工作与弗赖伊的帮助将他拉出低谷。