بیوگرافی کوتاه و حقایق جالب کلود شانون. نظریه اطلاعات کلود شانون 4 کلود شانون بنیانگذار نظریه اطلاعات آماری

در دهه 40 دانشمند آمریکایی قرن گذشته K. شانون، که در مسائل ظرفیت کانال ارتباطی و رمزگذاری پیام تخصص داشت، به اندازه گیری کمیت اطلاعات شکل جهانی تری داد. : مقدار اطلاعات به عنوان مقدار آنتروپی در نظر گرفته می شود که در نتیجه آنتروپی کل یک سیستم در نتیجه دریافت اطلاعات این سیستم کاهش می یابد.. این فرمول آنتروپی را از طریق مجموع تعدادی از احتمالات ضرب در لگاریتم آنها بیان می کند و فقط به آنتروپی (عدم قطعیت) پیام مربوط می شود.

آنتروپی - اندازه گیری کمی عدم قطعیت هنگام به دست آوردن اطلاعات حذف می شود.

به عبارت دیگر، محتوای اطلاعاتی یک پیام با آشکار بودن آن نسبت معکوس دارد، پیش بینی پذیری، احتمال: هر چه پیام کمتر قابل پیش بینی، نامشخص و بعید باشد، اطلاعات بیشتری برای گیرنده حمل می کند. یک پیام کاملاً واضح (با احتمال برابر با 1) به اندازه فقدان کامل آن خالی است (یعنی پیامی که احتمال آن آشکارا برابر با 0 است). هر دوی آنها، طبق فرض شانون، بی اطلاع هستند و هیچ اطلاعاتی را به گیرنده منتقل نمی کنند. به چند دلیل مربوط به ریاضیات و مربوط به راحتی رسمی‌سازی، آنتروپی پیام توسط شانون به عنوان تابعی از توزیع متغیرهای تصادفی توصیف می‌شود.

مقاله «نظریه ریاضی ارتباطات» در سال 1948 منتشر شد و کلود شانون را به شهرت جهانی رساند. شانون در آن، ایده های خود را که بعداً مبنای تئوری ها و تکنیک های مدرن برای پردازش انتقال و ذخیره سازی اطلاعات شد، بیان کرد. نتایج کار او در زمینه انتقال اطلاعات از طریق کانال های ارتباطی، تعداد زیادی از مطالعات را در سراسر جهان راه اندازی کرد. شانون ایده های هارتلی را تعمیم داد و مفهوم اطلاعات موجود در پیام های ارسالی را معرفی کرد. به عنوان معیاری از اطلاعات پیام ارسالی M، هارتلی استفاده از یک تابع لگاریتمی را پیشنهاد کرد. شانون اولین کسی بود که پیام های ارسالی و نویز در کانال های ارتباطی را از نظر آماری در نظر گرفت.، هم مجموعه های متناهی پیام ها و هم مجموعه های پیوسته پیام ها را در نظر می گیرد.

تئوری اطلاعات توسعه یافته توسط شانون به حل مشکلات اصلی مرتبط با انتقال پیام کمک کرد، یعنی: حذف افزونگی پیام های ارسالی، تولید کردن کدگذاری و انتقال پیام ها از طریق کانال های ارتباطی با نویز.

حل مشکل افزونگی پیامی که باید منتقل شود، امکان استفاده کارآمد از کانال ارتباطی را فراهم می کند. به عنوان مثال، امروزه روش‌های مدرن و پرکاربرد برای کاهش افزونگی در سیستم‌های پخش تلویزیونی، انتقال حداکثر شش برنامه تلویزیونی تجاری دیجیتال را در باند فرکانس اشغال شده توسط سیگنال تلویزیونی آنالوگ معمولی ممکن می‌سازد.

حل مشکل انتقال پیام از طریق کانال های ارتباطی پر سر و صدا در یک نسبت معین از قدرت سیگنال مفید به قدرت سیگنال تداخل در محل دریافت، اجازه می دهد تا پیام ها از طریق کانال ارتباطی با احتمال کم دلخواه انتقال پیام اشتباه منتقل شوند. همچنین این نسبت ظرفیت کانال را تعیین می کند. این امر با استفاده از کدهایی که در برابر تداخل مقاوم هستند تضمین می شود، در حالی که سرعت انتقال پیام در یک کانال معین باید کمتر از ظرفیت آن باشد.

بیوگرافی کوتاه کلود شانون و حقایق جالب از زندگی مهندس، رمزنگار و ریاضیدان آمریکایی، پدر عصر اطلاعات، در این مقاله ارائه شده است.

بیوگرافی کوتاه کلود شانون

کلود الوود شانون در 30 آوریل 1916 در شهر پتوکی، میشیگان به دنیا آمد. پدرش وکیل بود و مادرش زبان های خارجی تدریس می کرد. در سال 1932، مرد جوان از دبیرستان فارغ التحصیل شد و همزمان در خانه تحصیل کرد. پدر کلود به طور مداوم کیت های رادیویی آماتور و مجموعه های ساختمانی پسرش را می خرید و خلاقیت فنی او را ترویج می کرد. و خواهر بزرگترش کلاسهای عمیق ریاضی را به او آموزش داد. بنابراین عشق به فناوری و ریاضیات آشکار بود.

در سال 1932، دانشمند آینده وارد دانشگاه میشیگان شد. او در سال 1936 با مدرک لیسانس در رشته ریاضیات و مهندسی برق از این موسسه آموزشی فارغ التحصیل شد. او در دانشگاه آثار "حساب منطقی" و "تحلیل ریاضی منطق" نویسنده جورج بول را خواند که تا حد زیادی علایق علمی آینده او را تعیین کرد.

به زودی از او برای کار در موسسه فناوری ماساچوست به عنوان دستیار پژوهشی در آزمایشگاه مهندسی برق دعوت شد. شانون روی ارتقای یک کامپیوتر آنالوگ، تحلیلگر دیفرانسیل Vannevar Bush کار کرد.

در سال 1936 کلود تصمیم گرفت در مقطع کارشناسی ارشد ثبت نام کند و یک سال بعد پایان نامه خود را نوشت. بر اساس آن، او مقاله ای با عنوان "تحلیل نمادین رله ها و مدارهای سوئیچینگ" تولید می کند که در سال 1938 در مجله موسسه مهندسین برق آمریکا منتشر شد. مقاله او مورد توجه جامعه علمی مهندسی برق قرار گرفت و در سال 1939 به او جایزه اهدا شد. آلفرد نوبل. شانون بدون اینکه پایان نامه کارشناسی ارشد خود را به پایان برساند، کار بر روی دکترای خود را در ریاضیات آغاز کرد و به مسائل ژنتیک دست زد. نام آن «جبر برای ژنتیک نظری» بود.

در سال 1941 در سن 25 سالگی در بخش ریاضیات مرکز تحقیقات آزمایشگاه بل شروع به کار کرد. در این زمان، خصومت ها در اروپا آغاز شد. آمریکا تحقیقات شانون در زمینه رمزنگاری را تامین مالی کرد. او نویسنده تجزیه و تحلیل متون رمزگذاری شده با استفاده از روش های نظری اطلاعات بود. در سال 1945، دانشمند گزارش مخفی بزرگی را با عنوان "نظریه ریاضی رمزنگاری" تکمیل کرد.

کلود شانون چه کمکی به علم کامپیوتر کرد؟

این دانشمند در تحقیقات خود مفاهیمی را در مورد نظریه اطلاعات تهیه کرد. در سال 1948، شانون کار "تئوری ریاضی ارتباطات" را منتشر کرد که در آن نظریه ریاضی به عنوان گیرنده اطلاعات و کانال ارتباطی برای انتقال آن ظاهر شد. تنها چیزی که باقی می ماند این است که همه چیز را به زبانی ساده تر ترجمه کنیم و دستاوردهای خود را به بشریت برسانیم. کلود شانون مفهوم آنتروپی اطلاعات را معرفی کرد.که بیانگر یک مقدار، یک واحد اطلاعات است. این دانشمند گفت که یک ریاضیدان به او توصیه کرد که از این اصطلاح استفاده کند. کلود شانون 6 قضیه مفهومی را ایجاد کرد که پایه و اساس نظریه اطلاعات او هستند:

• قضیه ارزیابی کمی اطلاعات.
• قضیه برای بسته بندی منطقی نمادها در طول رمزگذاری اولیه.
• قضیه تطبیق جریان اطلاعات با ظرفیت کانال ارتباطی بدون تداخل.
• قضیه تطبیق جریان اطلاعات با ظرفیت یک کانال ارتباطی باینری با نویز.
• قضیه تخمین ظرفیت یک کانال ارتباطی پیوسته.
• قضیه برای بازسازی بدون خطا سیگنال پیوسته.

در سال 1956، دانشمند کار خود را در آزمایشگاه های بل متوقف کرد و در دو دانشکده در مؤسسه فناوری ماساچوست سمت استادی گرفت: مهندسی برق و ریاضیات.

وقتی 50 ساله شد، تدریس را متوقف کرد و کاملاً خود را وقف سرگرمی های مورد علاقه اش کرد. او یک چرخه تک چرخ با 2 زین، روبات‌هایی که مکعب روبیک را حل می‌کنند و توپ‌های شعبده‌بازی می‌کنند، و یک چاقوی تاشو با تیغه‌های زیادی ساخت. در سال 1965 از اتحاد جماهیر شوروی بازدید کرد. و اخیراً کلود شانون بسیار بیمار بود و در فوریه 2001 بر اثر بیماری آلزایمر در آسایشگاه سالمندان ماساچوست درگذشت.

کلود شانون حقایق جالب

شانون با عشق به علم توسط پدربزرگش القا شد. پدربزرگ شانون مخترع و کشاورز بود. او ماشین لباسشویی را به همراه بسیاری از تجهیزات کشاورزی مفید دیگر اختراع کرد

او به عنوان یک نوجوان به عنوان یک پیام رسان کار می کرددر وسترن یونیون

او به نواختن کلارینت علاقه داشت، موسیقی گوش داد و شعر خواند.

شانون در 27 مارس 1949 با مری الیزابت مور شانون که در آزمایشگاه بل با او آشنا شد ازدواج کرد. او در آنجا به عنوان یک تحلیلگر کار می کرد. این زوج سه فرزند داشتند: اندرو مور، رابرت جیمز و مارگاریتا کاترینا.

کلود شانون دوست داشت آخر هفته ها همراه همسرش بتی و یکی از همکارانش برای بازی بلک جک به لاس وگاس برود. شانون و دوستش حتی اولین رایانه پوشیدنی "کارت شمارش" را طراحی کردند.

او در توسعه وسایلی که هواپیماهای دشمن را شناسایی کرده و ضدهوایی ها را به سمت آنها نشانه می رفت، دست داشت. او همچنین یک سیستم رمزنگاری برای دولت ایالات متحده ایجاد کرد و از محرمانه بودن مذاکرات بین روزولت و چرچیل اطمینان حاصل کرد.

او عاشق بازی شطرنج و شعبده بازی بود. شاهدان دوران جوانی او در آزمایشگاه‌های بل به یاد می‌آورند که چگونه او با یک چرخه در راهروهای شرکت سوار می‌شد، در حالی که با توپ‌ها شعبده بازی می‌کرد.

او یک چرخه تک چرخ با دو زین، یک چاقوی تاشو با صد تیغه، ربات‌هایی که مکعب روبیک را حل می‌کنند و روباتی که توپ‌ها را شعبده بازی می‌کند، ساخته است.

شانون به قول خودش فردی غیرسیاسی و ملحد بود.

در دایره المعارف های قدیمی «اطلاعاتی» وجود نداشت. "Inflants لهستانی" بلافاصله در آنجا توسط "Infralapsarians" دنبال شدند. و هنگامی که چنین مقاله ای در یک نشریه عمومی منتشر شد، دایره المعارف کوچک شوروی در سال 1929، معنای اصطلاح اطلاعات بسیار دور از مدرن بود.

اطلاعات (لات)، آگاهی. اطلاع رسانی - اطلاع رسانی. در نشریات، بخش اطلاع رسانی بخشی از روزنامه، مجله و غیره است که حاوی تلگراف، مکاتبات، مصاحبه و همچنین اطلاعاتی است که خبرنگاران ارائه می کنند.

بسیاری از اطلاع‌رسانان در آن سال‌ها که اطلاعات زندگی همکاران و همسایگان را به سازمان‌های کنجکاو می‌دادند، به دلایل واضح در نشریات عمومی منتشر نشدند. اما جالب است که اگرچه در فناوری ارتباطات، به ویژه در کانال های ثابت، کلید مورس تا آن زمان با دستگاه های استارت-استاپ جایگزین شده بود، اما فعالیت های خبرچین های فوق به طور عامه پسند توصیف می شد - "تق زدن". فقط در قرن بعد، Computerra مجبور شد به خوانندگان خود بگوید که دارکوب در جنگل مانند یک مودم زنده کار می کند، و ناخودآگاه جمعی خردمند قبلاً به آن کارکنان اطلاعاتی متعدد و متواضع، نام لپیداری «دارکوب» را داده بود!

رومیان باستان کلمه informatio را به معنای تفسیر، ارائه به کار می بردند، اما مفهوم مدرن و استثنایی اطلاعات، ثمره پیشرفت علم و فناوری است. لاتین in-formo (فرم دادن، تالیف کردن، تصور کردن) توسط سیسرو استفاده شد و از طریق یونانی، بسیار چند معنایی، eidos، با ایده های اصلی افلاطون مرتبط است. اما اصطلاح کامل "اطلاعات" نسبتا دیرتر ظاهر شد، حتی دیرتر از اولین کامپیوترهای الکترونیکی، بویلرهای اتمی و بمب ها.

آن را کلود شانون در سال 1948 در کار خود "یک نظریه ریاضی ارتباطات" معرفی کرد. و به دلیل نیاز عملی شدید به انتقال پیام ها از طریق کانال های پر از نویز زنده شد. درست مانند نسل‌های قبل، نیاز به در نظر گرفتن ویژگی‌های دینامیکی خطوط تلگراف باعث ایجاد کارهای مبتکرانه هویساید شد.

مفهوم اطلاعات صرفاً به صورت ریاضی معرفی شده است. یک مفهوم نسبتاً محبوب، اما همچنین دقیق در اثر قدیمی، بسیار معروف در اتحاد جماهیر شوروی، برادران یاگلوموف آورده شده است. اطلاعات به عنوان مخالفت، مخالفت با آنتروپی معرفی می شود. سر و صدا، هرج و مرج، عدم اطمینان، "ندانستن".

و آنتروپی حتی زودتر، در سال 1928، با کار پیشگام مهندس الکترونیک آمریکایی رالف وینتون لیون هارتلی وارد نظریه ارتباطات شد. به هر حال، توجه داشته باشیم که هارتلی در مورد مشکلات ارتباطی صرفاً عملی صحبت می‌کند، از «عوامل روان‌شناختی» مؤثر بر اندازه‌گیری عدم قطعیت نام می‌برد. به طور کلی، دستگاه ریاضیاتی که او (و بعداً شانون) استفاده کردند، نظریه احتمال بود. رشته ای که برخاسته از عشق اشراف فرانسوی به قمار بود.

و مفهوم آنتروپی در آن روزها، حتی در فیزیک، مفهومی احساسی داشت - البته! به هر حال، اولین پیامد این فرمول بندی اولیه، درک عدم امکان ایجاد یک ماشین حرکت دائمی از نوع دوم بود. دستگاهی که تنها با استفاده از گرمای پراکنده شده در اطراف خود می توانست کار تولید کند.

نفوذ این مفاهیم در جامعه علمی به شدت چشمگیر بود. اول از همه، "مرگ گرمایی" کیهان. برای تصور اینکه این مفهوم در طول سال های تدوین آن چگونه تلقی می شد، باید به فضای فکری قرن نوزدهم رجوع کرد. اگرچه این قرن با چرخ گوشتی که توسط دستگاه نظامی-بوروکراسی ناپلئون انجام شد آغاز شد، این قرن زمان پیروزی پیشرفت بود.

و در اینجا شکوه پیشرفت، جاده درخشان پیچیدگی و خوشبختی، با ایده عدم کاهش هرج و مرج، "مرگ گرمایی" جهان که توسط علم پیش بینی شده بود مورد هجوم قرار گرفت. نه، نه در مورد پایان ادیان، و به دنبال آن یک زندگی جدید در میان آسمان های جدید و در زمینی جدید. درباره نابودی جهانی علمی، ملموس و ناامیدکننده، هرچند بسیار دور، اما کاملاً اجتناب ناپذیر.

و این فقط دانشمندان نبودند که متوجه این موضوع شدند. به «مرغ دریایی» چخوف بپردازیم.

این هم مونولوگ نینا زارچنایا در یک قسمت با نمایشنامه ای از یک نویسنده عمدا بد: «مردم، شیرها، عقاب ها و کبک ها، گوزن های شاخدار، غازها، عنکبوت ها، ماهی های خاموشی که در آب زندگی می کردند، ستاره های دریایی و آن هایی که دیده نمی شدند. با چشم - در یک کلام، همه زندگی ها، همه زندگی ها، با تکمیل حلقه غم انگیز خود، محو شدند ...<...>سرد، سرد، سرد. خالی، خالی، خالی. ترسناک، ترسناک، ترسناک..."

بیایید خودکشی پسر K. E. Tsiolkovsky را به یاد بیاوریم که به گفته زندگی نامه نویسان، ناشی از وحشت "مرگ گرمایی" قریب الوقوع است. در واقع، برای طرفداران ماتریالیسم، که در محافل فکری آن زمان بسیار گسترده بود، توقف حرکت مولکولی به دلیل دستیابی به حداکثر آنتروپی به معنای نابودی جهانی بود. زندگی برای فردی که مستعد تعمیم و برون یابی بود بی معنا شد.

معرفی مفهوم آنتروپی توسط رالف هارتلی در انتقال پیام ها، و - کلود شانون - نقطه مقابل آن - خود اطلاعات، با تمام فنی ظاهری خود، رویدادهایی با اهمیت ایدئولوژیک عظیم بودند. برای اولین بار، علوم اثباتی، دست در دست مهندسی، که در آن زمان مرز فناوری پیشرفته بود، به جایی رسیدند که قبلاً فلسفه، متافیزیک و الهیات حاکم بود.

خنده دارترین واکنش به نظریه اطلاعات و سایبرنتیک در اتحاد جماهیر شوروی استالینیستی بود. به نظر می رسد - پیروزی ماتریالیسم. اما اینطور نبود... در کشور بلشویکی، در مجموعه مبانی ایدئولوژیک، جایی برای نظریه اطلاعات (و همچنین نظریه نسبیت، مکانیک کوانتومی و جهان غیر ساکن) وجود نداشت. خوب، کلاسیک های مارکسیسم وقت نداشتند در این مورد صحبت کنند. و آنها هنوز نتوانستند... و سایبرنتیک بسیار جوان دختر فاسد امپریالیسم اعلام شد. تلاش برای بازپروری او در اوایل دهه شصت چیزی را حل نکرد. با این حال، این موضوع برای بحث دیگری است.

و مفهوم اطلاعات معرفی شده توسط شانون، با دگرگونی جهان اطراف ما، تبدیل شدن به اساس طبیعت دوم، به طور فزاینده ای به فیزیک نظری باز می گردد. فیزیکدان اسرائیلی، خالق نظریه ترمودینامیکی سیاهچاله ها، یاکوب دیوید بکنشتاین (Bekenstein, b. 1947) پیشنهاد کرد که این یک روند کلی در علوم طبیعی مدرن است.

در پدیده «درهم‌تنیدگی کوانتومی» ذرات، اطلاعات در یکی از لباس‌های جدید و شاید با ویژگی‌های جدیدی از شخصیت خود ظاهر می‌شود. اما نکته اصلی این است که هر چه بیشتر و بیشتر در مورد محیط پیرامون خود بیاموزیم، ارتباطات عمیق اطلاعات را با جهان عینی به وضوح بیشتر می بینیم.

از مجله "Computerra"
اطلاعات برای همیشه

رالف هارتلی در 30 نوامبر 1888 در اسپروس، نوادا به دنیا آمد. او با مدرک A.B فارغ التحصیل شد. از دانشگاه یوتا در سال 1909. به عنوان یک محقق رودز، او مدرک B.A. در سال 1912 و مدرک B.Sc. در سال 1913 از دانشگاه آکسفورد. پس از بازگشت از انگلستان، هارتلی به آزمایشگاه تحقیقاتی شرکت وسترن الکتریک پیوست و در ساخت یک گیرنده رادیویی برای آزمایشات فراآتلانتیک شرکت کرد. در طول جنگ جهانی اول، هارتلی مشکلاتی را حل کرد که مانع توسعه یاب های جهت یاب صدا شده بود.

پس از جنگ، دانشمند با مشکل انتقال اطلاعات (به ویژه صدا) برخورد کرد. او در این دوره قانون «مجموع اطلاعات قابل انتقال را متناسب با محدوده فرکانس ارسالی و زمان ارسال» تدوین کرد. هارتلی در زمینه نظریه اطلاعات پیشگام بود. او مفهوم "اطلاعات" را به عنوان یک متغیر تصادفی معرفی کرد و اولین کسی بود که تلاش کرد "اندازه گیری اطلاعات" را تعریف کند (1928: "انتقال اطلاعات"، در Bell System Technology. مجله، ج 7، ص 535- 563). هارتلی با انتشار در همان مجله Nyquist، و در عین حال بدون استناد به Nyquist (یا هر شخص دیگری) مفهوم اطلاعات را بر اساس "فیزیکی در تضاد با ملاحظات روانشناختی" برای استفاده در مطالعه ارتباطات الکترونیکی توسعه داد. در واقع هارتلی این مفهوم اساسی را بر این اساس تعریف می کند. در عوض، او به «دقت ... اطلاعات» و «کمیت اطلاعات» اشاره می کند.

اطلاعات در انتقال نمادها وجود دارد و نمادها دارای "معنای خاص برای پیام حزب" هستند. هنگامی که شخصی اطلاعاتی را دریافت می کند، هر نماد دریافتی به گیرنده اجازه می دهد تا با حذف سایر نمادهای ممکن و معانی مرتبط با آنها، "احتمالات" را حذف کند. "

دقت اطلاعات بستگی به این دارد که چه رشته های نماد دیگری ممکن است انتخاب شده باشند"؛ اندازه گیری این رشته های دیگر نشانی از میزان اطلاعات ارسال شده را ارائه می دهد. سپس نایکویست پیشنهاد می کند که ما "به عنوان معیار عملی اطلاعات، لگاریتم را در نظر بگیریم. تعداد رشته های نماد ممکن است." بنابراین، اگر ما 4 نماد مختلف با فرکانس مساوی داشته باشیم، نشان دهنده 2 بیت است که به هارتلی جوایزی برای برتری در علم اعطا شده است، این دانشمند عضو انجمن آمریکایی پیشرفت علم بود. هارتلی دارای بیش از 70 اختراع (اختراع) است.رالف دبلیو ال هارتلی در 1 می 1970 در سن 81 سالگی درگذشت.

کلود الوود شانون (1916 - 2001) - مهندس و ریاضیدان آمریکایی. مردی که پدر نظریه های مدرن اطلاعات و ارتباطات نامیده می شود.

در یک روز پاییزی در سال 1989، خبرنگار مجله علمی آمریکایی وارد خانه ای قدیمی مشرف به دریاچه ای در شمال بوستون شد. اما صاحبی که او را ملاقات کرد، پیرمردی لاغر 73 ساله با یال خاکستری شاداب و لبخندی شیطنت آمیز، اصلاً نمی خواست «امور روزهای گذشته» را به یاد بیاورد و درباره اکتشافات علمی 30-50 ساله خود صحبت کند. پیش. شاید مهمان ترجیح می دهد به اسباب بازی های خود نگاه کند؟

صاحب خانه بدون انتظار پاسخ و بدون گوش دادن به پندهای همسرش بتی، روزنامه نگار شگفت زده را به اتاق مجاور برد، جایی که با غرور پسری 10 ساله گنجینه های خود را به نمایش گذاشت: هفت ماشین شطرنج، یک تیر سیرک با یک فنر و یک موتور بنزینی، یک چاقوی تاشو با صد تیغه، یک چرخه دو نفره، یک مانکن شعبده باز، و همچنین یک کامپیوتر محاسبه کننده در سیستم اعداد رومی. و مهم نیست که بسیاری از ساخته های این صاحب مدت طولانی شکسته و کاملاً گرد و غبار شده است - او خوشحال است.

این پیرمرد کیست؟ آیا واقعاً او بود که در حالی که هنوز مهندس جوانی در آزمایشگاه‌های بل بود، «مگنا کارتا» عصر اطلاعات - «نظریه ریاضی ارتباطات» را در سال 1948 نوشت؟ آیا کار او "بزرگترین اثر در سالنامه اندیشه فنی" نامیده شد؟ آیا شهود پیشگام او در مقایسه با نبوغ انیشتین بود؟ بله، همه چیز در مورد او است. و در همان دهه 40، یک دیسک پرنده روی موتور موشک طراحی کرد و در حالی که شعبده بازی می کرد، روی یک چرخه در امتداد راهروهای آزمایشگاه بل سوار شد. این کلود الوود شانون، پدر سایبرنتیک و تئوری اطلاعات است که با افتخار اعلام کرد: "من همیشه به دنبال علایقم بوده ام بدون اینکه فکر کنم چقدر برای من هزینه دارند یا ارزششان برای دنیا چقدر است. زمان زیادی را صرف این کار کرده ام. چیزهای بیهوده.»

کلود شانون در سال 1916 به دنیا آمد و در گیلورد، میشیگان بزرگ شد. حتی در دوران کودکی، کلود هم با جزئیات ساختارهای فنی و هم با کلیات اصول ریاضی آشنا شد. او دائماً با گیرنده‌های آشکارساز و دستگاه‌های رادیویی که پدرش، یک دستیار قاضی، برایش آورده بود، سرهم می‌کرد، و مسائل و معماهای ریاضی را حل می‌کرد که خواهر بزرگ‌ترش کاترین، که بعداً استاد ریاضیات شد، برای او فراهم می‌کرد. کلود عاشق این دو جهان شد که بسیار متفاوت از یکدیگر بودند - فناوری و ریاضیات.

کلود به عنوان دانشجوی دانشگاه میشیگان، جایی که در سال 1936 فارغ التحصیل شد، در رشته ریاضیات و مهندسی برق تحصیل کرد. این دوگانگی علایق و تحصیلات، اولین موفقیت بزرگی را که کلود شانون در طول سالهای تحصیلات تکمیلی خود در موسسه فناوری ماساچوست به دست آورد، تعیین کرد. او در پایان نامه خود که در سال 1940 دفاع کرد، ثابت کرد که عملکرد سوئیچ ها و رله ها در مدارهای الکتریکی را می توان با استفاده از جبر، که در اواسط قرن 19 توسط ریاضیدان انگلیسی جورج بول اختراع شد، نشان داد. "این اتفاق افتاد که هیچ کس دیگری به طور همزمان با هر دو منطقه آشنا نبود!" - شانون متواضعانه دلیل کشف خود را توضیح داد.

امروزه، توضیح دادن به خوانندگان یک نشریه رایانه ای به معنای جبر بولی برای مدارهای مدرن کاملاً غیر ضروری است. در سال 1941، کلود شانون 25 ساله برای کار در آزمایشگاه های بل رفت. در طول جنگ، او در توسعه سیستم های رمزنگاری مشارکت داشت و این بعدها به او کمک کرد تا روش های کدگذاری تصحیح خطا را کشف کند. و در اوقات فراغت خود شروع به توسعه ایده هایی کرد که بعدها به نظریه اطلاعات منجر شد. هدف اولیه شانون بهبود انتقال اطلاعات از طریق کانال تلگراف یا تلفن تحت تأثیر نویز الکتریکی بود. او به سرعت به این نتیجه رسید که بهترین راه حل برای این مشکل، بسته بندی اطلاعات کارآمدتر است.

اما اطلاعات چیست؟ چگونه مقدار آن را اندازه گیری کنیم؟ شانون حتی قبل از شروع تحقیق در مورد ظرفیت کانال ارتباطی مجبور بود به این سؤالات پاسخ دهد. او در آثار خود در سال‌های 1948-1949، مقدار اطلاعات را از طریق آنتروپی تعریف کرد - کمیتی که در ترمودینامیک و فیزیک آماری به عنوان معیاری برای بی نظمی یک سیستم شناخته می‌شود، و به عنوان واحدی از اطلاعات چیزی را در نظر گرفت که بعداً "بیت" نامیده شد. ، یعنی انتخاب یکی از دو گزینه به یک اندازه محتمل. شانون بعداً دوست داشت بگوید که توسط ریاضیدان معروف جان فون نویمان به او توصیه کرد که از آنتروپی استفاده کند، که انگیزه او را این بود که تعداد کمی از ریاضیدانان و مهندسان در مورد آنتروپی می دانستند و این مزیت بزرگی را برای شانون در اختلافات اجتناب ناپذیر ایجاد می کرد. چه این یک شوخی باشد یا نه، اکنون برای ما چقدر دشوار است تصور کنیم که درست نیم قرن پیش مفهوم "مقدار اطلاعات" هنوز نیاز به یک تعریف دقیق دارد و این تعریف می تواند باعث اختلاف نظر شود.

کلود شانون بر اساس تعریف خود از کمیت اطلاعات، قضیه شگفت انگیزی را در مورد ظرفیت کانال های ارتباطی پر سر و صدا اثبات کرد. این قضیه به طور کامل در آثار او در سالهای 1957-1961 منتشر شد و اکنون نام او را به خود اختصاص داده است. ماهیت قضیه شانون چیست؟ هر کانال ارتباطی پر سر و صدایی با حداکثر سرعت انتقال اطلاعات که حد شانون نامیده می شود مشخص می شود. در سرعت های انتقال بالاتر از این حد، خطا در اطلاعات ارسالی اجتناب ناپذیر است. اما از زیر این حد می‌توان تا حد دلخواه به آن نزدیک شد و با کدگذاری مناسب اطلاعات، احتمال خطای خودسرانه کمی برای هر کانال پر سر و صدایی فراهم کرد.

این ایده‌های شانون بیش از حد رویایی بود و در سال‌های الکترونیک لوله آهسته کاربرد پیدا نکرد. اما در دوران ریز مدارهای پرسرعت ما، آنها در همه جا که اطلاعات ذخیره، پردازش و ارسال می شود کار می کنند: در رایانه و دیسک لیزری، در یک دستگاه فکس و یک ایستگاه بین سیاره ای. ما متوجه قضیه شانون نمی شویم، همانطور که متوجه هوا نمی شویم.

علاوه بر تئوری اطلاعات، شانون سرکوب ناپذیر در بسیاری از زمینه ها کار کرد. او یکی از اولین کسانی بود که پیشنهاد کرد ماشین ها می توانند بازی کنند و خودشان را آموزش دهند. او در سال 1950 یک ماوس مکانیکی به نام تسئوس ساخت که از راه دور توسط یک مدار الکترونیکی پیچیده کنترل می شد. این موش یاد گرفت راهی برای خروج از پیچ و خم پیدا کند. به افتخار اختراع او، IEEE یک مسابقه بین المللی میکروموس را راه اندازی کرد که هنوز هزاران دانشجوی مهندسی در آن شرکت می کنند. در همان دهه 50، شانون ماشینی ایجاد کرد که هنگام بازی کردن "سکه" "ذهن ها" را می خواند: شخصی به "سر" یا "دم" فکر می کرد و دستگاه با احتمال بالای 50٪ حدس می زد، زیرا فرد نمی تواند از آن اجتناب کند - یا الگوهایی که دستگاه می تواند استفاده کند.

شانون در سال 1956 آزمایشگاه بل را ترک کرد و سال بعد در موسسه فناوری ماساچوست استاد شد و در سال 1978 در آنجا بازنشسته شد. در میان شاگردان او، به ویژه، ماروین مینسکی و دیگر دانشمندان مشهوری بودند که در زمینه هوش مصنوعی کار می کردند.

آثار شانون، که توسط دانشمندان با احترام برخورد می شود، برای متخصصانی که مسائل صرفا کاربردی را حل می کنند به همان اندازه جالب است. شانون همچنین پایه و اساس کدگذاری تصحیح خطای مدرن را پایه گذاری کرد، که امروزه برای هر دیسک سخت یا سیستم پخش ویدئویی ضروری است، و شاید برای بسیاری از محصولاتی که هنوز روشنایی روز را مشاهده نکرده اند.

در MIT و در دوران بازنشستگی، او کاملاً شیفته اشتیاق مادام العمر خود برای شعبده بازی بود. شانون چندین ماشین شعبده بازی ساخت و حتی یک نظریه کلی از شعبده بازی ایجاد کرد که با این حال به او کمکی نکرد تا رکورد شخصی خود را بشکند - شعبده بازی چهار توپ. او همچنین قدرت خود را در شعر امتحان کرد و همچنین مدل های مختلف بورسی را توسعه داد و آنها را (به گفته خودش با موفقیت) روی سهام خود آزمایش کرد.

اما از اوایل دهه 60، شانون عملاً هیچ چیز دیگری در تئوری اطلاعات انجام نداده است. به نظر می رسید که او از نظریه ای که تنها پس از 20 سال ایجاد کرده بود خسته شده بود. این پدیده در دنیای علم غیر معمول نیست و در این مورد در مورد دانشمند یک کلمه می گویند: سوخته. مثل لامپ یا چی؟ به نظر من مقایسه دانشمندان با ستاره ها دقیق تر است. قدرتمندترین ستارگان برای مدت طولانی، حدود صد میلیون سال، نمی درخشند و زندگی خلاقانه خود را با یک انفجار ابرنواختری پایان می دهند، که طی آن سنتز هسته رخ می دهد: کل جدول تناوبی از هیدروژن و هلیوم متولد می شود. من و تو از خاکستر این ستارگان تشکیل شده ایم و تمدن ما نیز از محصولات احتراق سریع قدرتمندترین ذهن ها تشکیل شده است. ستارگان نوع دوم وجود دارد: آنها به طور یکنواخت و برای مدت طولانی می سوزند و برای میلیاردها سال نور و گرما را برای سیارات ساکن (حداقل یکی) فراهم می کنند. محققان از این نوع نیز بسیار مورد نیاز علم و بشر هستند: آنها انرژی توسعه را به تمدن می دهند. و ستاره های درجه سه - کوتوله های قرمز و قهوه ای - کمی درخشش و گرما، درست زیر لب. چنین دانشمندان زیادی وجود دارد، اما صحبت در مورد آنها در مقاله ای درباره شانون به سادگی ناپسند است.

در سال 1985، کلود شانون و همسرش بتی به طور غیرمنتظره ای در سمپوزیوم بین المللی نظریه اطلاعات در شهر برایتون انگلیس شرکت کردند. شانون تقریباً یک نسل در کنفرانس ها ظاهر نشد و در ابتدا هیچ کس او را نشناخت. سپس شرکت کنندگان در سمپوزیوم شروع کردند به زمزمه کردن: آن آقای متواضع مو خاکستری آنجا کلود الوود شانون است، همان یکی! در ضیافت، شانون چند کلمه گفت، کمی شعبده بازی با سه (افسوس، فقط سه) توپ انجام داد و سپس صدها امضا برای مهندسان و دانشمندان حیرت زده ای که در صفی طولانی صف کشیده بودند، امضا کرد. آنهایی که در صف ایستاده بودند گفتند که همان احساساتی را تجربه کردند که فیزیکدانان در صورت حضور خود اسحاق نیوتن در کنفرانس آنها تجربه خواهند کرد.

کلود شانون در سال 2001 در خانه سالمندان ماساچوست بر اثر بیماری آلزایمر در سن 84 سالگی درگذشت.

بر اساس مطالبی از مقاله سرگئی سری در روزنامه اخبار رایانه شماره 21، 1998.
آدرس وب سایت:

• جایزه به نام A. Nobel AIEE (1940);
• جایزه به یاد M. Libman (انگلیسی)روسی IRE (1949);
• مدال افتخار IEEE (1966);
• مدال ملی علوم (1966);
• جایزه هاروی (1972);
• جایزه کیوتو (1985).

زندگینامه

در سال 1985، کلود شانون و همسرش بتی در سمپوزیوم بین المللی نظریه اطلاعات در برایتون شرکت کردند. شانون برای مدت طولانی در کنفرانس های بین المللی شرکت نکرد و در ابتدا حتی او را نشناختند. در ضیافت، کلود شانون سخنرانی کوتاهی ایراد کرد، تنها با سه توپ بازی کرد و سپس صدها و صدها امضا به دانشمندان و مهندسان شگفت‌زده داد که در صفی طولانی ایستاده بودند و نسبت به دانشمند بزرگ احساس احترام داشتند و او را با سِر مقایسه کردند. اسحاق نیوتن.

او توسعه دهنده اولین اسباب بازی صنعتی با رادیو کنترل بود که در دهه 50 در ژاپن تولید شد (عکس). او همچنین دستگاهی ساخت که می توانست مکعب روبیک را تا کند (عکس)، یک کامپیوتر کوچک برای بازی رومیزی Hex، که همیشه حریف را شکست می داد (عکس)، یک موش مکانیکی که می توانست راهی برای خروج از پیچ و خم پیدا کند (عکس). او همچنین ایده ماشین کمیک "Ultimate Machine" را متوجه شد (عکس).

نظریه ارتباطات در سیستم های مخفی

کار شانون "تئوری ارتباطات در سیستم های مخفی" (1945)، طبقه بندی شده به عنوان "مخفی"، که تنها در سال 1949 از طبقه بندی خارج شد و منتشر شد، به عنوان آغازی برای تحقیقات گسترده در نظریه کدگذاری و انتقال اطلاعات، و در نظر عمومی، رمزنگاری را به یک علم تبدیل کرد. این کلود شانون بود که برای اولین بار شروع به مطالعه رمزنگاری با استفاده از یک رویکرد علمی کرد. شانون در این مقاله مفاهیم اساسی نظریه رمزنگاری را تعریف کرد که بدون آنها رمزنگاری دیگر قابل تصور نیست. شایستگی مهم شانون تحقیق در مورد سیستم های کاملاً ایمن و اثبات وجود آنها و همچنین وجود رمزهای رمزنگاری قوی و شرایط لازم برای این امر است. شانون همچنین الزامات اساسی برای رمزهای قوی را فرموله کرد. او مفاهیم آشنای پراکندگی و اختلاط و همچنین روش هایی را برای ایجاد سیستم های رمزنگاری قوی مبتنی بر عملیات ساده معرفی کرد. این مقاله نقطه آغازی برای مطالعه علم رمزنگاری است.

مقاله "نظریه ریاضی ارتباطات"

• قضیه Nyquist-Shannon (در ادبیات روسی زبان - قضیه Kotelnikov) در مورد بازسازی بدون ابهام یک سیگنال از نمونه های گسسته آن است.
• (یا قضیه رمزگذاری خاموش) حدی را برای حداکثر فشرده سازی داده ها و یک مقدار عددی را برای آنتروپی شانون تعیین می کند.
• قضیه شانون هارتلی

همچنین ببینید

• فرمول درونیابی ویتاکر-شانون

یادداشت

ادبیات

• شانون سی ای.یک نظریه ریاضی ارتباطات // مجله فنی سیستم بل. - 1948. - T. 27. - P. 379-423, 623-656.
• شانون سی ای.ارتباط در حضور نویز // Proc. موسسه مهندسین رادیو. - جان 1949. - T. 37. - شماره 1. - ص 10-21.
• شانون ک.روی نظریه اطلاعات و سایبرنتیک کار می کند. - م.: انتشارات ادبیات خارجی، 1963. - 830 ص.

پیوندها

• کتابشناسی (انگلیسی)

دسته بندی ها:

• شخصیت ها به ترتیب حروف الفبا
• دانشمندان بر اساس حروف الفبا
• متولد 30 فروردین
• متولد 1916
• میشیگان متولد شد
• در 24 فوریه درگذشت
• در سال 2001 درگذشت
• مرگ و میر در ماساچوست
• ریاضیدانان آمریکایی
• نظریه اطلاعات
• رمزنگاران
• سایبرنتیک
• پیشگامان فناوری کامپیوتر
• پژوهشگران هوش مصنوعی
• دانشمندان در زمینه علم سیستم ها
• فارغ التحصیلان MIT
• فارغ التحصیلان دانشگاه میشیگان
• دانشکده MIT
• اعضا و اعضای مرتبط آکادمی ملی علوم ایالات متحده
• اعضای خارجی انجمن سلطنتی لندن
• ریاضیدانان قرن بیستم
• برندگان جایزه هاروی
• دریافت کنندگان مدال ملی علوم ایالات متحده
• دریافت کنندگان مدال افتخار IEEE
• افراد: شطرنج کامپیوتری
• مهندسان برق ایالات متحده

بنیاد ویکی مدیا 2010.