Claude Shannon – Biografie, Istorie și Invenții

Claude Shannon este un celebru matematician, inginer electronist și genetician american, denumit uneori părintele teoriei informației.

Claude Elwood Shannon (1916-2001) a fost un student remarcabil și, după ce a obținut în 1936 două diplome de licență (una în inginerie electrică și una în matematică) la Universitatea din Michigan, a început studiile postuniversitare la Massachusetts Institute of Technology (MIT), unde a obținut un master în inginerie electrică și doctoratul în matematică în 1940. În timp ce se afla la MIT, a lucrat la analizatorul diferențial al lui Vannevar Bush (un calculator analogic mecanic, conceput pentru a rezolva ecuații diferențiale prin integrare).

În timp ce studia circuitele complicate ale analizatorului diferențial, Shannon a văzut că conceptele lui Boole ar putea fi folosite acolo cu mare folos. În numărul din 1938 al revistei Transactions of the American Institute of Electrical Engineers a publicat o lucrare, extrasă din teza sa de masterat din 1937-A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits. Această lucrare i-a adus lui Shannon premiul Alfred Noble al Institutului American al Inginerilor Americani în 1940. Unii au numit teza lui Shannon probabil cea mai importantă și, de asemenea, cea mai faimoasă teză de masterat a secolului

În lucrarea sa, Shannon a demonstrat că algebra booleană și aritmetica binară puteau fi folosite pentru a simplifica aranjarea releelor electromecanice folosite atunci în comutatoarele de rutare a telefoanelor, apoi a întors conceptul cu susul în jos și a demonstrat, de asemenea, că ar trebui să fie posibil să se folosească aranjamente de relee pentru a rezolva probleme de algebră booleană. Exploatarea acestei proprietăți a comutatoarelor electrice pentru a face logică este conceptul de bază care stă la baza tuturor computerelor electronice digitale. Lucrarea lui Shannon a devenit fundamentul proiectării practice a circuitelor digitale atunci când a devenit cunoscută pe scară largă în rândul comunității de ingineri electrici în timpul și după al doilea război mondial. Rigurozitatea teoretică a lucrărilor lui Shannon a înlocuit complet metodele ad-hoc care predominaseră anterior.

În 1940, Shannon a devenit cercetător național la Institutul pentru Studii Avansate din Princeton, New Jersey. La Princeton, Shannon a avut ocazia de a discuta ideile sale cu oameni de știință și matematicieni influenți, precum Hermann Weyl și John von Neumann. Shannon a lucrat liber între discipline și a început să modeleze ideile care vor deveni teoria informației.

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, Shannon a lucrat la sisteme de control al focului și criptografie la Bell Labs. În 1943, a intrat în contact cu faimosul matematician și criptanalist britanic Alan Turing, care se afla atunci la Washington pentru a împărtăși cu serviciul de criptanaliză al marinei americane metodele folosite de Școala de coduri și cifrare a guvernului britanic pentru a sparge codurile germane. Turing i-a arătat lui Shannon lucrarea sa de referință din 1936, On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem, care definea ceea ce este acum cunoscut sub numele de mașina universală Turing, care l-a impresionat, deoarece multe dintre ideile sale erau complementare cu ale sale.

În 1948 Shannon a publicat o altă lucrare de referință – A Mathematical Theory of Communication. În această lucrare a definit subiectul teoriei informației și a propus un model schematic liniar al unui sistem de comunicații, ceea ce reprezenta o idee nouă. Comunicarea era atunci gândită ca necesitând unde electromagnetice care să fie trimise pe un fir. Ideea că se pot transmite imagini, cuvinte, sunete etc., prin trimiterea unui flux de 1 și 0 pe un fir. Introducând pentru prima dată cuvântul bit, Shannon a arătat că adăugarea de biți suplimentari la un semnal permitea corectarea erorilor de transmisie. El a fost cel care a văzut că cifra binară este elementul fundamental al tuturor comunicațiilor. Aceasta a fost cu adevărat descoperirea sa și de la ea a pornit întreaga revoluție a comunicațiilor.

Ideile din lucrarea lui Shannon au fost preluate în curând de inginerii de comunicații și matematicienii din întreaga lume. Ele au fost elaborate, extinse și completate cu noi idei conexe. Subiectul a prosperat și a crescut pentru a deveni un capitol bine conturat și captivant în analele științei.

Lucrările ulterioare ale lui Shannon au analizat idei din domeniul inteligenței artificiale. În 1950 a publicat o lucrare revoluționară despre șahul pe calculator, intitulată Programming a Computer for Playing Chess (Programarea unui calculator pentru a juca șah), care a dus la prima partidă completă jucată de calculatorul MANIAC de la Los Alamos în 1956. În același an, în 1950, a creat mouse-ul electronic Theseus (a se vedea fotografia din apropiere), care putea rezolva probleme de labirint. Era un mouse magnetic controlat de un circuit de relee care îi permitea să se deplaseze în jurul unui labirint de 25 de pătrate. Configurația labirintului era flexibilă și putea fi modificată în voie. Șoarecele era proiectat să caute prin coridoare până când găsea ținta. După ce parcurgea labirintul, șoarecele era plasat oriunde fusese înainte și, datorită experienței sale anterioare, putea merge direct la țintă. Dacă era plasat pe un teritoriu necunoscut, șoarecele era programat să caute până când ajungea la o locație cunoscută și apoi se îndrepta spre țintă, adăugând noile cunoștințe la memoria sa, învățând astfel. Șoarecele lui Shannon pare să fi fost primul dispozitiv de învățare de acest tip.

Shannon și-a aplicat geniul de inventator și în alte domenii, de exemplu inventând o versiune cu două locuri a îndrăgitului său monociclu, și este probabil adevărat că nimeni nu a fost nerăbdător să o împartă cu el. O invenție ulterioară, monociclul cu butuc descentrat, îi aducea pe oameni pe coridoare să îl privească în timp ce îl călărea, legănându-se în sus și în jos ca o rață.

.