Claude Shannon – Biografía, historia e inventos

Claude Shannon es un famoso matemático, ingeniero electrónico y genetista estadounidense, a veces titulado como el padre de la teoría de la información.

Claude Elwood Shannon (1916-2001) fue un estudiante sobresaliente, y tras obtener en 1936 dos licenciaturas (una en ingeniería eléctrica y otra en matemáticas) en la Universidad de Michigan, comenzó a realizar estudios de posgrado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), donde obtuvo un máster en ingeniería eléctrica y su doctorado en matemáticas en 1940. Mientras estaba en el MIT, trabajó en el analizador diferencial de Vannevar Bush (un ordenador mecánico analógico, diseñado para resolver ecuaciones diferenciales por integración).

Mientras estudiaba los complicados circuitos del analizador diferencial, Shannon vio que los conceptos de Boole podían utilizarse allí con gran utilidad. En el número de 1938 de la revista Transactions of the American Institute of Electrical Engineers publicó un artículo, extraído de su tesis de maestría de 1937-A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits. Este artículo le valió a Shannon el premio Alfred Noble del Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos en 1940. Algunas personas llamaron a la tesis de Shannon posiblemente la más importante, y también la más famosa, tesis de maestría del siglo

En su artículo, Shannon demostró que el álgebra de Boole y la aritmética binaria podían utilizarse para simplificar la disposición de los relés electromecánicos que entonces se utilizaban en los conmutadores de enrutamiento telefónico, y luego le dio la vuelta al concepto y también demostró que debería ser posible utilizar disposiciones de relés para resolver problemas de álgebra de Boole. Aprovechar esta propiedad de los interruptores eléctricos para hacer lógica es el concepto básico que subyace en todos los ordenadores digitales electrónicos. El trabajo de Shannon se convirtió en la base del diseño práctico de circuitos digitales cuando se dio a conocer ampliamente entre la comunidad de ingenieros eléctricos durante y después de la Segunda Guerra Mundial. El rigor teórico del trabajo de Shannon sustituyó por completo los métodos ad hoc que habían prevalecido anteriormente.

En 1940, Shannon se convirtió en becario de investigación nacional en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey. En Princeton, Shannon tuvo la oportunidad de discutir sus ideas con científicos y matemáticos influyentes como Hermann Weyl y John von Neumann. Shannon trabajó libremente en distintas disciplinas y comenzó a dar forma a las ideas que se convertirían en la teoría de la información.

Durante la Segunda Guerra Mundial, Shannon trabajó en sistemas de control de incendios y criptografía en los Laboratorios Bell. En 1943, entró en contacto con el famoso matemático y criptoanalista británico Alan Turing, que se encontraba entonces en Washington para compartir con el servicio de criptoanálisis de la Marina estadounidense los métodos utilizados por la Escuela de Códigos y Cifras del Gobierno británico para descifrar las claves alemanas. Turing le mostró a Shannon su artículo seminal de 1936 On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem, que definía lo que ahora se conoce como la máquina universal de Turing, que le impresionó, ya que muchas de sus ideas eran complementarias a las suyas.

En 1948 Shannon publicó otro artículo seminal-A Mathematical Theory of Communication. En este trabajo definió el tema de la teoría de la información y propuso un modelo esquemático lineal de un sistema de comunicaciones, lo cual era una idea nueva. Entonces se pensaba que la comunicación requería el envío de ondas electromagnéticas por un cable. La idea de que se podían transmitir imágenes, palabras, sonidos, etc., enviando un flujo de 1s y 0s por un cable. Al introducir la palabra «bit» por primera vez, Shannon demostró que la adición de bits adicionales a una señal permitía corregir los errores de transmisión. Fue él quien vio que el dígito binario era el elemento fundamental de todas las comunicaciones. Ese fue realmente su descubrimiento, y de él surgió toda la revolución de las comunicaciones.

Las ideas del artículo de Shannon pronto fueron recogidas por ingenieros de comunicaciones y matemáticos de todo el mundo. Se elaboraron, ampliaron y complementaron con nuevas ideas relacionadas. El tema prosperó y creció hasta convertirse en un capítulo completo y apasionante de los anales de la ciencia.

El trabajo posterior de Shannon se centró en las ideas de la inteligencia artificial. En 1950 publicó un artículo pionero sobre el ajedrez por ordenador, titulado Programming a Computer for Playing Chess (Programando un ordenador para jugar al ajedrez), que condujo a la primera partida completa jugada por el ordenador MANIAC de Los Álamos en 1956. El mismo 1950 creó el ratón electrónico Theseus (véase la foto cercana) que podía resolver problemas de laberintos. Era un ratón magnético controlado por un circuito de relés que le permitía moverse por un laberinto de 25 casillas. La configuración del laberinto era flexible y podía modificarse a voluntad. El ratón estaba diseñado para buscar por los pasillos hasta encontrar el objetivo. Tras recorrer el laberinto, el ratón se colocaba en cualquier lugar en el que hubiera estado antes y, gracias a su experiencia previa, podía ir directamente al objetivo. Si se le colocaba en un territorio desconocido, se le programaba para que buscara hasta llegar a un lugar conocido y entonces se dirigía al objetivo, añadiendo los nuevos conocimientos a su memoria y aprendiendo así. El ratón de Shannon parece haber sido el primer dispositivo de aprendizaje de este tipo.

Shannon también aplicó su genio inventor a otras áreas, por ejemplo, inventando una versión de dos plazas de su querido monociclo, y es probablemente cierto que nadie estaba ansioso por compartirlo con él. Un invento posterior, el monociclo con un buje descentrado, hacía que la gente saliera a los pasillos para observarlo mientras lo montaba, balanceándose hacia arriba y hacia abajo como un pato.