这篇文章你也许看不懂，其实我也不懂只知道一点皮毛，我没有办法用自己也看不懂的数学公式来揭示这项领先世界的技术，只能通过自己可怜的认知来诠释一点皮毛。

2018年任正非为土耳其数学家Arican教授颁奖，奖牌由巴黎造币厂精制，镶嵌了红水晶，这是华为为他所做出的贡献给予的极高荣誉。他发明了PolarCode极化码，这是华为5G核心技术之一，它使华为成为世界领跑者。任正非说Arican曾写过一篇数学论文，我们发现的比别人早，所以先下手为强并投入了极大力量将5G率先做出来。

教授当年写的论文标题是，信道极化：一种对称二进制无记忆构造容量实现码的方法。光是标题就没几个人能看的明白。整篇论文不是公式就是符号，你看完若能知道他在说啥，你应该马上去华为报到。在论文摘要中，他提到：香农证明噪声信道编码一个迷人方面是随机编码方法。它用来证明容量可达的编码是存在的。

这怎么理解呢？信息论其实正是由香农开创，我们试图理解他的理论须从摩尔斯电码开始，当人类开始通过电报电话进行沟通时却始终没搞懂信息的本质，而香农是世界上第一个试图尝试信息量化的人。

香农定义：消除世界的不确定性即信息本质。举例来说，天气预报能给你比较确定的信息，就是明天会不会下雨。但是股市黑嘴无论他说什么都不会包含明天涨跌的任何确定信息。但是正是因为你不知道股市明天行情，所以你才会感兴趣，希望建立与黑嘴之间的通信联系想多套一点信息。

不过你是否能够从信息流中去度量并消除多少不确定性？我们可以从一段简短的网络问答中来了解其中奥秘。

A：你今年在美国有没有无缘无故地被黑人袭击过？

B：是的，我总是被黑人莫名其妙的袭击。

A：啊！那太糟糕了，你八成是华人。

一个越难猜的答案往往蕴含着更多不确定性，利用概率的不确定性度量信息，这个不确定度叫做信息熵。在上面的问答中A只用1个问题就确定了B的身份，如果换一个人，假设是C，那么C可能会用10个问题才能确认B是华人，那么C的信息熵就比A要大。

香农实现了把信息进行量化的理论，当然他并没有解决有关信道容量的问题，而这正是土耳其科学家Arican所要达到的目标。信道就是信息通道，你可以理解成水管，但是你可能会认为信道如果太小不妨换成粗一点不就行了？但信道并非是水管那么简单，香农也给出了数学公式，简单理解就是信道容量就是单位时间所传输的信息量。既然如此，那么我们在单位时间加快信息发送不就得了？但事实上当两个大妈互相对骂时，他们的骂声越快自然骂出的词汇就越多，但是周围的人反而听不懂她们到底说了什么，这样就造成了信息丢失。因此信道容量必须要有一个还原信息的上限。这与工程无关，你换大水管也没有用，这是要求接收方必须要有还原信息的能力。

用数学公式来表达很麻烦，也没人爱看，我就通俗点举个例子，如果女友告诉你“晚上一起去吃自助餐”，但是由于网络故障，你只收到了“晚上一起去”。这就会让你产生疑问，她晚上想干啥？用香农的定义，这叫疑义度。用信息熵公式表达是I(X:Y)=H(X)-H(X|Y)，前者是互信息，H(X)是完整信息减去后面的是丢失的信息。所以你得到的结果是互信息。你应该能理解损失的信息越少，自然你所得到的互信息越大。而Arican教授就是要解决传输过程中所能传输的最大信息问题，也叫做Chanel Capacity即信道容量问题。

电磁干扰或者你媳妇拔了你的网线都会造成信息传输故障，这些统称为噪声。降低噪声无疑是好方案但是噪声的产生并非是以人的意志为转移，就像华人根本不知道何时会被黑人老拳痛打。你平常遇到的最大问题就是与媳妇沟通，当你媳妇不知道你在说啥时，一种办法就是不断重复，但这容易产生误解而导致她很生气，另一种方式就是突然提高嗓门让她能听清楚点，但这同样会造成她的误解而生气。怎么办呢？香农教你如果想让媳妇明白你想说什么就必须注意说话方式，当你不得不重复你说过的话时要用不同的方式来表达，用信息论学术名次就是要有一个好的编码，尽管如此为避免你媳妇产生误解，你还需要增加一个万无一失的纠错码“我爱你”。

随着科技进步人们都认为未来信息传输速率会越来越快，但是当你在电话中与你媳妇通话时造成的误解，除了编码，噪声也是导致你们吵架的原因，还有人认为克服噪声是不可能的。香农认为正确编码通过信道以V的速率传送时，而错误频率或疑义度可以小到令人满意时，你媳妇就不会和你吵架。这一表述对于任何大于V的速率并不成立，也就是说尽管噪声会干扰通信，但是只要编码优秀在信息速率小于信道容量V的情况下可以毫无差错的传递信息。如果速率超过V就会造成差错，这就是信息论的核心问题。有噪声的信息编码问题也称作香农极限。他实际上就是通过一系列普通人看不懂的数学公式来告诉人们，噪声其实是完全可以克服的。然而香农极限就像光速，人们一直都是可望而不可求。

当Arican通过极化码达到香农极限时就引起了世界震动，幸好是华为抢先下手与教授取得了联系并成功合作。Arican的极化码远远强于高通的LDPC方案，LDPC由于过于复杂在工程运用实践中实际使用并不多，LDPC码仅仅接近了香农极限，但是Arican的PolarCode却给出了更高的增益已经达到了香农极限。但是在2016年的一次有关标准制定的投票中，据说联想投了LDPC一票，当时联想给出的说法是科学无国界。最后LDPC和PolarCode同时成为5G标准编码。

不过不管选择谁作为标准，其实与中国关系并不是太大，LDPC码的发明人正是Arican的导师Robert Gallager，而Robert Gallager的导师正是香农！Arican教授正是在麻省理工学院读书时遇到了Robert Gallager，从而作为他的学生开始研究信息论。

信息论实际上在上世纪八十年代曾是热门，但后来美国人渐渐对这个理论失去了兴趣，但是Arican教授却没有放弃，他从麻省理工毕业后就一直默默无闻地从事自己的研究并在土耳其一所大学从事教书工作，一晃二十多年，你也许会问在中国为什么没有像他这样的学者能够静下心来连续钻研二十多年？实际上我相信这样的中国学者有很多，但是像华为这样的伯乐可能很少，因此我们只知道在中国的大学里有叫兽，却忘记了中国的大学里其实教授更多。