让MIT教授化身“赌场大鳄”的装置：世界上第1台可穿戴式计算机

2018 年 1 月 29 日 科研圈

翻译孙英特

审校阿金魏潇

克劳德·香农（Claude Shannon）利用业余时间搞出的许多发明都很异想天开，比如能生成讽刺评论的机器，以及罗马数字计算器。而这位麻省理工（MIT）教授、信息论之父的一些其他发明，则展现出充满戏剧性、令人眼花缭乱的效果，例如会喷火的小号，自动破解魔方的机器。他还有很多发明可以说是超越时代的科技创新。其中有一项特别引人注目，不仅仅是因为它过于超前，更因为它差点让香农陷于法律纠纷和黑社会威胁之中。

克劳德·香农（Claude Shannon）

早在苹果手表和智能手环出现之前，世界上第一台可穿戴式计算机可以说是由艾德·索普（Ed Thorp）构想出来的，当时他还只是加州大学洛杉矶分校（University of California, Los Angeles）一个默默无闻的物理系研究生。索普是为数不多的能与赌城维加斯的赌徒和充满书生气的教授都能愉快相处的物理学家。而他的爱好大致能按照数学，赌博，股票市场这个顺序排下来。他十分享受在赌桌上和股票市场上所感受到的挑战：能否透过表面的随机性，看到隐藏在背后的趋势？是什么让人在投机游戏中占得优势？和香农一样，索普不满足于仅仅思考这些问题，他还试图去找到并建立答案。

1960 年，索普还是 MIT 的一个年轻教授。他试图建立“梅花杰克”（又名“二十一点”）游戏理论，并且希望能将结果发表在《国家科学院院刊》（PNAS）上。而香农是当时 MIT 数学系唯一的科学院院士，所以索普找到了他。对于这段经历索普回忆道：“秘书告诫我说香农只有几分钟的时间，别想着谈太久。而且他不会在自己不感兴趣的课题（或人）上花费时间。我怀揣着喜悦和敬畏的心情，来到香农的办公室，看到了这个身材略显单薄，中等个头，五官轮廓分明的男士。”

索普成功激起了香农对于这篇梅花杰克论文的兴趣，而香农的唯一建议就是对论文的题目做一些修改。由《梅花杰克的致胜策略》变成比较学术的《21 点游戏的有利策略》，目的是为了更容易在保守的审稿人那儿通过。这两人都爱将数学应用在陌生领域以寻找意想不到的思路。在香农“仔细盘问”索普这篇 21 点论文内容后，他问道：“你有没有研究过其他的赌博游戏？“

索普坦白道：“我当下就决定跟他分享自己的一个大秘密，告诉他我对轮盘赌的兴趣。就这样，思维的火花在我们两人之间不断迸发。我们俩激动地讨论了好几个小时，直到冬日的天空变得昏暗，才停了下来，并约定好下次见面，讨论轮盘赌的事情。”正如作家威廉·庞德斯通（William Poundstone）所说：“索普在不经意间把本世纪最伟大的思想带偏了。”

轮盘赌

很快，索普就被香农邀请到他家。索普回忆说，香农家的地下室可以说是“发明家天堂”。那里有数以百计精妙的机械和电子装置，比如发动机、晶体管、开关、滑轮、齿轮、冷凝器、变压器等等。索普萌生出一种敬畏之情并感叹道：“现在我算见到了终极发明大神。”

就是在这个“小发明”实验室里，他们开始了解轮盘赌游戏该怎么玩。他们花费 1500 美金从里诺订购了一个用于轮盘赌的标准轮盘，一个闪光灯，以及一个每秒转动一圈的计时钟。也是在这个时候，索普开始真正地接触到香农所有令人叹为观止的的荣耀大作：

“这些小玩意儿到处都是。香农有一个机械的硬币投掷器，可以预先设计好机械动作，将硬币投掷出去，它能决定硬币最终落下后是正面还是反面向上。为了娱乐，他在厨房里制造了一个机械手指，与地下实验室相联，想要喊人的时候，在下面一拉线，上面的手指就会弯曲。克劳德还将一个 35 英尺长的秋千固定在斜坡的大树上，然后从高处放下这个秋千。下坡的时候，秋千运动的弧度轨迹最高点可以离地 15 到 20 英尺。此外，克劳德的邻居偶尔会惊讶地看到一个人在“神秘湖”（Mystic Lake）上行走，那是我穿着克劳德设计的大泡沫鞋走在水面上。

然而，给索普印象最深的不是地下室那些小玩意儿，而是它们的主人那能够跳过无止境的重复工作，直接看到问题解决方法的神秘能力。香农的思维方式似乎更像是直接想出“点子”，而不是借助语言或公式来思考。对他而言，一个新问题就像是雕塑家面前的大石块，香农借助“点子”一点点凿去多余的碍眼部分，直到凿出一个大致轮廓，就像一个大概的解决方案，然后他再利用更多地“点子”对其精雕细琢。

整整八个月，这两人都埋头设计一种装置，能够预测轮盘赌上小球最终停留的位置。为了让装置能够打败庄家，索普和香农不需要每次都准确预测结果——只需获得任何一点微弱的胜算优势，随着时间的推移，下足够的赌注，即便是最小的胜算也会赢得丰厚的回报。

到了 1961 年六月，索普和香农将轮盘分割成八个槽，他们制造的机器已经能够预测出小球究竟会落在其中的哪一个槽中。当他们确认找到胜算的关键点之后，香农强烈要求索普对此绝对保密。香农还援引了社会网络理论：社会中任意两个人，最多只需要通过三个中间传递就能够认识彼此。换句话来说，他们两人和暴怒的赌场老板之间的距离已经很近了。

他们制造出来的设备大概有香烟盒那么大，由索普和香农用大脚趾控制藏在鞋里的开关，用音乐的形式向两人发送下注指令。索普解释道：

“一个开关启动计算机，另外一个则给轮盘转子和球计时，一旦计时结束，计算机就会输出一个音阶，它的八个音调代表着转子通过的相对应标记区域。我们两个人就会从放在自己耳朵里的耳机听到音乐。我们还伪装了一下连接计算机和耳机的电线，使它更像我们的皮肤和头发，并且用化妆胶水固定好。为了不显眼，电线只有头发丝般细，但是这薄如发丝的电线特别容易断。”

他们将这个设备带进赌场，然后开始轮番下注。索普回忆当时的分工就是：“克劳德站在轮盘旁计时，我自己则站在看不清球的另一边下注。而妻子们负责望风，观察赌场里是有人开始怀疑他们，两人看起来是否引人注目。尽管我们如此警惕，仍然是险象环生。有一次我旁边的女士忽然用着惊恐的眼神盯着我，我立即离开赌桌，随后发现耳机扬声器露了出来，就好像耳朵里藏了一只外星虫子。”

除了这些突发事件以外，索普觉得两个人就可以控制住整个赌局，而克劳德,贝蒂以及索普的妻子薇薇安则没这么自信。索普后来承认其他人的谨慎可能是正确的。内华达州的赌博业大都和臭名昭著的黑手党搅合在一起。如果香农和克劳德被抓到，那么这两位 MIT 教授想脱身就没这么容易了。这个实验在完成实地测试后就宣告结束，而香农开始对研发可穿戴式计算机的兴趣日益浓厚起来。

这个让两位 MIT 教授险些落入黑手党魔爪的、香烟盒大小的“二十一点”预测机，就是世界上第一个可穿戴式计算机。

原文链接：

http://nautil.us/issue/50/emergence/claude-shannon-the-las-vegas-cheat

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