Claude Shannon'ın kısa biyografisi ve ilginç gerçekler. Claude Shannon'ın bilgi teorisi 4 Claude Shannon istatistiksel bilgi teorisinin kurucusu

40'lı yıllarda Geçen yüzyılın Amerikalı bilim adamı K. Shannonİletişim kanalı kapasitesi ve mesaj kodlama konularında uzmanlaşan , bilgi miktarı ölçümüne daha evrensel bir biçim kazandırdı : Bilgi miktarı, bir sistemin bilgi alması sonucu sistemin toplam entropisinin azaldığı entropi miktarı olarak anlaşılmaya başlanmıştır.. Bu formül, entropiyi, bir takım olasılıkların logaritmaları ile çarpılması yoluyla ifade eder ve yalnızca mesajın entropisi (belirsizliği) ile ilgilidir.

Entropi – bilgi elde edilirken belirsizliğin ortadan kaldırıldığı niceliksel bir ölçü.

Başka bir deyişle, Bir mesajın bilgi içeriği açıklığıyla ters orantılıdır, öngörülebilirlik, olasılık: Mesaj ne kadar az tahmin edilebilir, açık ve olası değilse, alıcı için o kadar fazla bilgi taşır. Tamamen açık (olasılığı 1'e eşit olan) bir mesaj, bunun tamamen yokluğu kadar boştur (yani olasılığı açıkça 0'a eşit olan bir mesaj). Shannon'ın varsayımına göre her ikisi de bilgilendirici değildir ve alıcıya herhangi bir bilgi aktarmaz. Matematikle ve formalleştirmenin kolaylığıyla ilgili birçok nedenden ötürü, bir mesajın entropisi Shannon tarafından rastgele değişkenlerin dağılımının bir fonksiyonu olarak tanımlanmaktadır.

Madde " Matematik teorisi Communications” 1948'de yayınlandı ve Claude Shannon'ı dünyaca ünlü yaptı. Shannon, daha sonra temel haline gelen fikirlerini özetledi. modern teoriler ve bilginin iletiminin ve depolanmasının işlenmesine yönelik teknikler. İletişim kanalları aracılığıyla bilgi aktarımı alanındaki çalışmalarının sonuçları dünya çapında çok sayıda çalışma başlattı. Shannon, Hartley'in fikirlerini genelleştirdi ve iletilen mesajların içerdiği bilgi kavramını ortaya attı. Aktarılan M mesajının bilgisinin bir ölçüsü olarak Hartley, logaritmik bir fonksiyonun kullanılmasını önerdi. Shannon, iletilen mesajları ve iletişim kanallarındaki gürültüyü istatistiksel açıdan ele alan ilk kişiydi. hem sonlu mesaj kümelerini hem de sürekli mesaj kümelerini dikkate alarak.

Shannon tarafından geliştirilen bilgi teorisi, mesajların iletilmesiyle ilgili temel sorunların çözülmesine yardımcı oldu: İletilen mesajların fazlalığını ortadan kaldırın, üretmek mesajların gürültüyle iletişim kanalları üzerinden kodlanması ve iletilmesi.

Artıklık Sorununun Çözümü iletilecek mesajın iletişim kanalının en verimli şekilde kullanılmasına olanak sağlar. Örneğin, bugün televizyon yayın sistemlerinde artıklığın azaltılmasına yönelik modern, yaygın olarak kullanılan yöntemler, geleneksel bir analog televizyon sinyalinin kapladığı frekans bandında altı adede kadar dijital ticari televizyon programının iletilmesini mümkün kılmaktadır.

Gürültülü iletişim kanalları üzerinden mesaj iletimi sorununun çözülmesi yararlı sinyalin gücünün alıcı konumdaki girişim sinyalinin gücüne belirli bir oranında, mesajların iletişim kanalı üzerinden keyfi olarak düşük bir hatalı mesaj iletimi olasılığı ile iletilmesine izin verir. Ayrıca bu oran kanal kapasitesini de belirler. Bu, parazite dayanıklı kodların kullanılmasıyla sağlanırken, belirli bir kanal üzerinden mesaj aktarım hızının kapasitesinden daha düşük olması gerekir.

Claude Shannon'ın kısa biyografisi ve ilginç gerçekler Bu makalede bilgi çağının babası Amerikalı mühendis, kriptanalist ve matematikçinin hayatından kesitler sunulmaktadır.

Claude Shannon'ın kısa biyografisi

Claude Elwood Shannon, 30 Nisan 1916'da Michigan'ın Petocki kasabasında doğdu. Babası avukattı ve annesi yabancı dil öğretiyordu. 1932'de genç adam liseden mezun oldu ve aynı zamanda evde eğitim gördü. Claude'un babası, oğluna sürekli olarak amatör radyo kitleri ve inşaat setleri satın alarak teknik yaratıcılığını geliştirdi. Ablası da ona derinlemesine matematik dersleri veriyordu. Dolayısıyla teknolojiye ve matematiğe olan sevgisi ortadaydı.

1932'de geleceğin bilim adamı Michigan Üniversitesi'ne girdi. mezun eğitim kurumu 1936'da matematik ve elektrik mühendisliği alanında lisans derecesi aldı. Üniversitede “Mantıksal Matematik” ve “ Matematiksel analiz George Boole'un gelecekteki bilimsel ilgi alanlarını büyük ölçüde belirleyen mantık".

Kısa süre sonra Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde elektrik mühendisliği laboratuvarında araştırma görevlisi olarak çalışmaya davet edildi. Shannon, Vannevar Bush'un diferansiyel analizörü olan analog bir bilgisayarı geliştirmek için çalıştı.

1936'da Claude bir yüksek lisans programına kaydolmaya karar verdi ve bir yıl sonra tezini yazdı. Buna dayanarak, 1938'de Amerikan Elektrik Mühendisleri Enstitüsü Dergisi'nde yayınlanan "Rölelerin ve Anahtarlama Devrelerinin Sembolik Analizi" başlıklı bir makale üretir. Makalesi bilimsel elektrik mühendisliği camiasının ilgisini çekti ve 1939'da Ödül'e layık görüldü. Alfred Nobel. Yüksek lisans tezini bitirmeden Shannon, genetik alanındaki problemlere değinerek matematik alanında doktorası üzerinde çalışmaya başladı. Buna “Teorik Genetik için Cebir” adı verildi.

1941 yılında 25 yaşındayken çalışmaya başladı. matematik bölümü Bell Laboratuvarları Araştırma Merkezi. Bu sırada Avrupa'da düşmanlıklar başladı. Amerika, Shannon'ın kriptografi alanındaki araştırmasını finanse etti. Bilgi teorik yöntemlerini kullanarak şifrelenmiş metinlerin analizinin yazarıydı. 1945'te bilim adamı, "Kriptografinin Matematiksel Teorisi" adlı büyük bir gizli raporu tamamladı.

Claude Shannon'ın bilgisayar bilimine ne gibi katkıları oldu?

Bilim insanı araştırmasında bilgi teorisine ilişkin kavramlar hazırladı. 1948'de Shannon, matematiksel teorinin bir bilgi alıcısı ve iletimi için bir iletişim kanalı olarak ortaya çıktığı "Matematiksel İletişim Teorisi" çalışmasını yayınladı. Geriye her şeyi daha basit bir dile çevirmek ve başarılarımızı insanlığa aktarmak kalıyor. Claude Shannon bilgi entropisi kavramını ortaya attı. bu bir miktarı, bir bilgi birimini ifade eder. Bilim insanı, bir matematikçinin kendisine bu terimi kullanmasını tavsiye ettiğini söyledi. Claude Shannon, bilgi teorisinin temelini oluşturan 6 kavramsal teorem oluşturdu:

• Bilginin niceliksel değerlendirmesi için teorem.
• Birincil kodlama sırasında sembollerin rasyonel paketlenmesine ilişkin teorem.
• Bilgi akışının müdahalesiz bir iletişim kanalının kapasitesiyle eşleştirilmesine ilişkin teorem.
• Bilgi akışını gürültülü ikili iletişim kanalının kapasitesiyle eşleştirmek için teorem.
• Sürekli bir iletişim kanalının kapasitesini tahmin etmek için teorem.
• Sürekli bir sinyalin hatasız yeniden oluşturulması için teorem.

1956'da bilim adamı Bell Laboratuvarlarında çalışmayı bıraktı ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nün iki fakültesinde profesör olarak görev aldı: elektrik mühendisliği ve matematik.

50 yaşına geldiğinde öğretmenliği bıraktı ve kendisini tamamen en sevdiği hobilerine adadı. 2 eyerli bir tek tekerlekli bisiklet, Rubik küpünü çözen ve toplarla hokkabazlık yapan robotlar ve birçok bıçağı olan katlanır bir bıçak yarattı. 1965'te SSCB'yi ziyaret etti. Ve içinde son zamanlarda Claude Shannon çok hastaydı ve Şubat 2001'de Massachusetts'teki bir huzurevinde Alzheimer hastalığından öldü.

Claude Shannon'ın ilginç gerçekleri

Shannon'a büyükbabası tarafından bilim sevgisi aşılanmıştı. Shannon'ın büyükbabası bir mucit ve çiftçiydi. Çamaşır makinesini ve diğer birçok faydalı makineyi icat etti tarım teknoloji

Bir genç olarak o haberci olarak çalıştı Western Union'da.

O klarnet çalmayı severdi, müzik dinledim ve şiir okudum.

Shannon, 27 Mart 1949'da Bell Laboratuvarlarında tanıştığı Mary Elizabeth Moore Shannon ile evlendi. Orada analist olarak çalıştı. Çiftin üç çocuğu vardı: Andrew Moore, Robert James ve Margarita Katerina.

Claude Shannon, hafta sonları eşi Betty ve bir meslektaşıyla birlikte blackjack oynamak için Las Vegas'a gitmeyi severdi. Shannon ve arkadaşı dünyanın ilk giyilebilir "kart sayma" bilgisayarını bile tasarladı.

Düşman uçaklarını tespit eden ve onlara uçaksavar silahlarını hedef alan cihazların geliştirilmesinde yer aldı. Ayrıca ABD hükümeti için Roosevelt ile Churchill arasındaki müzakerelerin gizliliğini sağlayan bir şifreleme sistemi oluşturdu.

Satranç oynamayı ve hokkabazlık yapmayı seviyordu. Bell Laboratuvarlarındaki gençliğinin tanıkları, onun şirketin koridorlarında tek tekerlekli bisikletle toplarla hokkabazlık yaparken nasıl dolaştığını hatırladı.

İki eyerli bir tek tekerlekli bisiklet, yüz bıçağı olan katlanır bir bıçak, Rubik küpünü çözen robotlar ve toplarla hokkabazlık yapan bir robot yarattı.

Shannon, kendi deyimiyle apolitik bir insan ve ateistti.

Eski ansiklopedilerde “Bilgi” yoktu. "Polonyalı Yavruları" hemen ardından "Infralapsaryalılar" izledi. Ve böyle bir makale kamuya açık bir yayında yayınlandığında, Malaya Sovyet Ansiklopedisi 1929'da bilgi teriminin anlamı modern olmaktan çok uzaktı.

Bilgi (enlem.), farkındalık. Bilgilendirici - bilgilendirici. Süreli yayınlarda bilgilendirme bölümü, gazete, dergi vb.nin telgraf, yazışma, röportaj ve muhabirlerin verdiği bilgilerin yer aldığı bölümüdür."

O yıllarda, meraklı kuruluşlara meslektaşlarının ve komşularının yaşamları hakkında veriler sağlayan çok sayıda muhbir, bariz nedenlerden dolayı kamu yayınlarında yayınlanmadı. Ancak ilginçtir ki, iletişim teknolojisinde, özellikle sabit kanallarda, o zamana kadar Mors anahtarının yerini start-stop cihazları almış olsa da, yukarıda açıklanan muhbirlerin faaliyetlerinin popüler bir şekilde kısa ve öz bir şekilde - "kapıyı çalmak" olarak tanımlanması ilginçtir. Computerra ancak bir sonraki yüzyılda okuyucularına ormandaki bir ağaçkakanın yaşayan bir modem gibi çalıştığını ve bilge kolektif bilinçdışının bu sayısız ve mütevazı bilgi çalışanlarına özlü bir isim vermiş olduğunu söylemek zorunda kaldı: "ağaçkakan"!

Eski Romalılar informatio kelimesini yorumlama, temsil anlamında kullandılar, ancak modern, olağanüstü kapsamlı bilgi kavramı hem bilimin hem de teknolojinin gelişiminin meyvesidir. Latince in-formo (biçim vermek, oluşturmak, hayal etmek) Cicero tarafından kullanılmış ve Yunanca çok anlamlı olan eidos aracılığıyla Platon'un orijinal fikirleriyle ilişkilendirilmiştir. Ancak tam teşekküllü "bilgi" terimi nispeten geç ortaya çıktı, hatta ilk elektronik bilgisayarlardan, atom kazanlarından ve bombalardan bile sonra.

Claude Shannon'un 1948 tarihli "İletişimin Matematiksel Teorisi" adlı çalışmasında ortaya atılmıştır. Ve mesajları gürültüyle dolu kanallar aracılığıyla iletmeye yönelik zorlu pratik ihtiyaç nedeniyle hayata geçirildi. Tıpkı nesiller önce olduğu gibi, telgraf hatlarının dinamik özelliklerini dikkate alma ihtiyacı, Heaviside'ın ustaca çalışmalarının ortaya çıkmasına neden oldu.

Bilgi kavramı tamamen matematiksel olarak tanıtılmıştır. Yaglomov kardeşlerin SSCB'de çok ünlü olan eski çalışmalarında oldukça popüler ama aynı zamanda doğru bir kavram veriliyor. Bilgi, entropiye karşıtlık, karşıtlık olarak tanıtılır. Gürültü, kaos, belirsizlik, “bilmemek”.

Ve entropi, 1928'de, Amerikalı elektronik mühendisi Ralph Vinton Lyon Hartley'in öncü çalışmasıyla iletişim teorisine çok daha erken bir zamanda dahil edildi. Bu arada şunu da belirtelim ki, saf bir şekilde konuşursak pratik problemler Hartley, belirsizliğin ölçüsünü etkileyen "psikolojik faktörlerden" bahsetti. Genel olarak kendisinin (ve daha sonra Shannon'ın) kullandığı matematiksel aygıt olasılık teorisiydi. Fransız aristokratlarının kumar sevgisinden doğan bir disiplin.

Ve o günlerde entropi kavramının, fizikte bile duygusal bir çağrışımı vardı - elbette! - sonuçta, bu erken formülasyonun ilk sonucu, ikinci türden bir Sürekli Hareket Makinesi yaratmanın imkansızlığının anlaşılmasıydı. Yalnızca etrafına yayılan ısıyı kullanarak iş üretebilen bir cihaz.

Bu kavramların bilimsel topluluğa nüfuz etmesi son derece dramatikti. Her şeyden önce, Evrenin “ısı ölümü”. Bu kavramın formüle edildiği yıllarda nasıl algılandığını tahayyül edebilmek için on dokuzuncu yüzyılın entelektüel atmosferine bakmak gerekir. Her ne kadar Napolyon'un askeri-bürokratik makinesinin kıyma makinesiyle çalıştırılmasıyla başlamış olsa da bu yüzyıl, ilerlemenin zafer çağına dönüştü.

Ve burada ilerlemenin ihtişamı, karmaşıklığa ve mutluluğa giden parlak yol, kaosun azalmaması, BİLİM tarafından öngörülen Evrenin "ısı ölümü" fikri tarafından istila edildi. Hayır, ardından gelen Dinlerin Sonu ile ilgili değil yeni hayat yeni gökler arasında ve yeni yeryüzünde. Bilimsel, somut ve umutsuz evrensel yıkım hakkında, çok uzak olmasına rağmen kesinlikle kaçınılmaz.

Ve bunu fark eden yalnızca bilim insanları değildi. Çehov'un "Martı" eserine dönelim.

İşte Nina Zarechnaya'nın kasıtlı olarak kötü bir yazarın ek oyunuyla bir bölümdeki monologu: “İnsanlar, aslanlar, kartallar ve keklikler, boynuzlu geyikler, kazlar, örümcekler, suda yaşayan sessiz balıklar, denizyıldızları ve görülemeyenler gözle - tek kelimeyle, tüm yaşamlar, tüm yaşamlar, hüzünlü döngülerini tamamlayarak solup gitti...<...>Soğuk, soğuk, soğuk. Boş, boş, boş. Korkunç, korkutucu, korkutucu...."

Biyografi yazarlarına göre K. E. Tsiolkovsky'nin oğlunun yaklaşan "sıcaktan ölüm" korkusunun neden olduğu intiharını hatırlayalım. Nitekim o dönemin entelektüel çevrelerinde çok yaygın olan materyalizmin savunucuları için maksimum entropiye ulaşılması nedeniyle moleküler hareketin durması EVRENSEL bir yıkım anlamına geliyordu. Genellemelere ve tahminlere eğilimli bir kişi için hayat anlamsız hale geldi.

Ralph Hartley'in mesajların aktarımında entropi kavramını ortaya atması ve -Claude Shannon - bunun antitezi - bilginin kendisi, görünürdeki tüm teknik ayrıntılarıyla birlikte muazzam ideolojik öneme sahip olaylardı. İlk kez, pozitif bilimler, o zamanlar yüksek teknolojinin sınırı olan mühendislikle el ele, daha önce felsefenin, metafiziğin ve teolojinin hüküm sürdüğü yere geldi.

Bilgi teorisi ve sibernetiğe en komik tepki Stalinist SSCB'deydi. Görünüşe göre materyalizmin zaferi. Ama durum böyle değildi... Bolşevik ülkede bilgi teorisi (aynı zamanda görelilik teorisi için de) kuantum mekaniği, durağan olmayan Evren) ideolojik temeller kümesinde yer sağlamadı. Marksizmin klasiklerinin bu konuda konuşacak vakti yoktu. Henüz yapamadılar... Ve çok genç sibernetik, emperyalizmin yozlaşmış kızı ilan edildi. Altmışlı yılların başlarında onu rehabilite etme girişimleri hiçbir şeyi çözmedi. Ancak bu başka bir tartışmanın konusu.

Ve Shannon'ın tanıttığı, etrafımızdaki dünyayı dönüştüren, İkinci Doğa'nın temeli haline gelen bilgi kavramı, giderek teorik fiziğe geri dönüyor. İsrailli fizikçi, yaratıcı termodinamik teori kara delikler Jacob David Bekenstein (Bekenstein, d. 1947) bunun modern doğa bilimlerindeki genel bir eğilim olduğunu öne sürdü.

Parçacıkların “kuantum dolaşıklığı” olgusunda bilgi, yeni kılıklarından birinde ve belki de karakterinin yeni özellikleriyle ortaya çıkıyor. Ancak asıl önemli olan, çevremiz hakkında ne kadar çok şey öğrenirsek, bilginin nesnel dünyayla olan derin bağlantılarını o kadar net görürüz.

"Computerra" dergisinden
Sonsuza kadar bilgi

Ralph. Hartley, 30 Kasım 1888'de Spruce, Nevada'da doğdu. yüksek öğrenim A.B. derecesine sahip 1909'da Utah Üniversitesi'nden. Rhodes burslusu olarak B.A. 1912'de ve B.Sc. 1913'te Oxford Üniversitesi'nden. İngiltere'den döndükten sonra Hartley, Western Electric Company Araştırma Laboratuvarı'na katıldı ve transatlantik testler için bir radyo alıcısının oluşturulmasında yer aldı. Birinci Dünya Savaşı sırasında Hartley, ses tipi yön bulucuların gelişimini engelleyen sorunları çözdü.

Savaştan sonra bilim adamı, bilginin (özellikle sesin) iletilmesi sorununu çözmeye başladı. Bu dönemde "İletilebilecek toplam bilgi miktarının iletilen frekans aralığı ve iletim zamanıyla orantılı olduğu" yasasını formüle etti. Hartley bu alanda öncüydü Bilgi Teorisi. "Bilgi" kavramını rastgele bir değişken olarak ortaya attı ve bir "bilgi ölçüsü" tanımlamaya çalışan ilk kişi oldu (1928: "Bilginin İletimi", Bell System Technology. Magazine, cilt. 7, s. 535-) 563). Nyquist ile aynı dergide yayın yapan ve yine de Nyquist'ten (veya bu konuda başka herhangi birinden) alıntı yapmadan Hartley, elektronik iletişim çalışmalarında kullanılmak üzere "psikolojik değerlendirmelerin aksine fiziksel olana" dayalı bilgi kavramını geliştirdi. Aslında Hartley bu temel kavramı buna göre tanımlıyor. Bunun yerine "bilginin doğruluğu" ve "bilgi miktarı"ndan bahsediyor.

Bilgi, sembollerin iletilmesinde mevcuttur ve sembollerin "taraf mesajına özel anlamları" vardır. Birisi bilgi aldığında, alınan her sembol, alıcının diğer olası sembolleri ve bunların özelliklerini ortadan kaldırarak "olasılıkları ortadan kaldırmasına" olanak tanır. ilişkili anlamlar. "

Bilginin doğruluğu, başka hangi sembol dizilerinin seçilmiş olabileceğine bağlıdır"; bu diğer dizilerin ölçüsü iletilen bilgi miktarının bir göstergesini sağlar. Nyquist daha sonra "bilginin pratik ölçüsü olarak bilginin logaritmasını" almamızı önermektedir. Olası sembol dizilerinin sayısı." Dolayısıyla, eğer eşit frekansta meydana gelen 4 farklı sembol elde edersek, bu 2 biti temsil ederdi. Hartley bilim alanında mükemmellik ödülüne layık görüldü, bu bilim adamı Amerika Bilimi Geliştirme Derneği'nin üyesiydi. Science Hartley 70'den fazla patente (buluş) sahipti. L. Hartley 1 Mayıs 1970'te 81 yaşında öldü.

Claude Ellwood Shannon (1916 - 2001) - Amerikalı mühendis ve matematikçi. Modern bilgi ve iletişim teorilerinin babası olarak anılan adam.

1989 yılının bir sonbahar gününde, Scientific American dergisinin bir muhabiri, Boston'un kuzeyindeki göle bakan eski bir eve girdi. Ancak onunla tanışan 73 yaşındaki, gür gri yeleli ve muzip bir gülümsemeye sahip, ince, yaşlı bir adam olan sahibi, "uzun zaman önce olmuş şeyleri" hiç hatırlamak istemiyordu. geçen günler"ve seninkini tartışalım bilimsel keşifler 30-50 yıl önce. Belki misafir oyuncaklarına bakmayı tercih eder?

Sahibi, cevap beklemeden ve eşi Betty'nin nasihatlerini dinlemeden şaşkın gazeteciyi yan odaya aldı ve orada 10 yaşındaki bir çocuğun gururuyla hazinelerini gösterdi: yedi satranç makinesi, bir Yaylı ve benzinli motorlu bir sirk direği, yüz bıçaklı katlanır bir bıçak, iki kişilik bir tek tekerlekli bisiklet, hokkabazlık yapan bir manken ve Romen rakamı sisteminde hesap yapan bir bilgisayar. Ve bu sahibinin yaratımlarının çoğunun uzun süredir kırılmış ve oldukça tozlu olması önemli değil - o mutlu.

Bu yaşlı adam kim? Henüz Bell Laboratuvarlarında genç bir mühendis iken, 1948'de bilgi çağının “Magna Carta”sı olan “İletişimin Matematiksel Teorisi”ni yazan gerçekten o muydu? Onun eseri “teknik düşünce tarihindeki en büyük eser” olarak mı adlandırılmıştı? Onun öncü sezgisi Einstein'ın dehasıyla kıyaslanabilir miydi? Evet, her şey onunla ilgili. Ve aynı 40'lı yıllarda, bir roket motoru üzerinde uçan bir disk tasarladı ve hokkabazlık yaparken Bell Laboratuvarlarının koridorları boyunca tek tekerlekli bisiklete bindi. Bu, sibernetiğin ve bilgi teorisinin babası olan Claude Ellwood Shannon'dur ve gururla şunları beyan etmiştir: “Her zaman ilgi alanlarımın bana ne kadara mal olacağını veya dünyaya değerini düşünmeden takip ettim ve bu konuda çok fazla zaman harcadım. işe yaramaz şeyler."

Claude Shannon 1916'da doğdu ve Gaylord, Michigan'da büyüdü. Claude, çocukluğunda bile hem teknik yapıların ayrıntılarıyla hem de matematiksel ilkelerin genelliğiyle tanıştı. Yargıç yardımcısı olan babasının kendisine getirdiği dedektör alıcıları ve radyo setleriyle sürekli ilgileniyor ve daha sonra matematik profesörü olan ablası Catherine'in ona sağladığı matematik problemlerini ve bulmacaları çözüyordu. Claude birbirinden çok farklı olan bu iki dünyaya, teknolojiye ve matematiğe aşık oldu.

1936'da mezun olduğu Michigan Üniversitesi'nde öğrenci olan Claude, hem matematik hem de elektrik mühendisliği alanında uzmanlaştı. Bu ilgi ve eğitim ikiliği, Claude Shannon'un Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki yüksek lisans yıllarında elde ettiği ilk büyük başarıyı belirledi. 1940 yılında savunduğu tezinde, elektrik devrelerindeki anahtarların ve rölelerin çalışmasının, 19. yüzyılın ortalarında İngiliz matematikçi George Boole tarafından icat edilen cebir kullanılarak temsil edilebileceğini kanıtladı. "Başka hiç kimsenin aynı anda her iki alana da aşina olmadığı ortaya çıktı!" - Shannon mütevazı bir şekilde keşfinin nedenini açıkladı.

Günümüzde Boole cebirinin modern devreler için ne anlama geldiğini bir bilgisayar yayını okuyucularına açıklamak tamamen gereksizdir. 1941'de 25 yaşındaki Claude Shannon Bell Laboratuvarlarında çalışmaya başladı. Savaş sırasında kriptografik sistemlerin geliştirilmesinde yer aldı ve bu daha sonra hata düzelten kodlama yöntemlerini keşfetmesine yardımcı oldu. Ve içinde boş zaman daha sonra bilgi teorisiyle sonuçlanan fikirler geliştirmeye başladı. Shannon'ın asıl amacı, elektrik gürültüsünden etkilenen bir telgraf veya telefon kanalı üzerinden bilgi aktarımını iyileştirmekti. Kısa sürede sorunun en iyi çözümünün bilgiyi daha verimli bir şekilde paketlemek olduğu sonucuna vardı.

Peki bilgi nedir? Miktarı nasıl ölçülür? Shannon'ın iletişim kanalı kapasitesini araştırmaya başlamadan önce bile bu soruları yanıtlaması gerekiyordu. 1948-49 yıllarındaki çalışmalarında bilgi miktarını entropi (termodinamik ve istatistiksel fizikte bir sistemin düzensizliğinin ölçüsü olarak bilinen bir nicelik) aracılığıyla tanımladı ve daha sonra "bit" olarak adlandırılacak olanı bilgi birimi olarak aldı. yani eşit olasılıklı iki seçenekten birinin tercih edilmesi. Shannon daha sonra ünlü matematikçi John von Neumann'ın entropiyi kullanmasını tavsiye ettiğini, bu önerinin entropiyi çok az sayıda matematikçi ve mühendisin bilmesinden kaynaklandığını ve bunun Shannon'a kaçınılmaz tartışmalarda büyük bir avantaj sağlayacağını söylemekten hoşlandı. Şaka olsun ya da olmasın, bundan yarım yüzyıl önce “bilgi miktarı” kavramının hala kesin bir tanımlamaya ihtiyaç duyduğunu ve bu tanımın bazı tartışmalara yol açabileceğini hayal etmek artık bizim için ne kadar zor.

Claude Shannon, bilgi miktarı tanımının sağlam temeline dayanarak, gürültülü iletişim kanallarının kapasitesi hakkında şaşırtıcı bir teoremi kanıtladı. Bu teorem bütünüyle 1957-61 tarihli eserlerinde yayınlanmıştır ve şimdi onun adını taşımaktadır. Shannon teoreminin özü nedir? Her gürültülü iletişim kanalı, Shannon limiti adı verilen maksimum bilgi iletim hızıyla karakterize edilir. Bu sınırın üzerindeki aktarım hızlarında iletilen bilgilerde hatalar oluşması kaçınılmazdır. Ancak, bilginin uygun şekilde kodlanmasıyla herhangi bir gürültülü kanal için keyfi olarak küçük bir hata olasılığı sağlanarak bu sınıra aşağıdan itibaren istenildiği kadar yaklaşılabilir.

Shannon'ın bu fikirlerinin çok ileri görüşlü olduğu ortaya çıktı ve yavaş tüp elektroniği yıllarında uygulama bulamadı. Ancak yüksek hızlı mikro devrelerin olduğu çağımızda, bilginin depolandığı, işlendiği ve iletildiği her yerde çalışırlar: bir bilgisayarda ve bir lazer diskte, bir faks makinesinde ve gezegenler arası bir istasyonda. Havayı fark etmediğimiz gibi Shannon teoremini de fark etmiyoruz.

Önlenemeyen Shannon, bilgi teorisinin yanı sıra birçok alanda çalıştı. Makinelerin oyun oynayabileceğini ve kendi kendine öğrenebileceğini ilk öne sürenlerden biriydi. 1950'de karmaşık bir elektronik devre tarafından uzaktan kontrol edilen mekanik bir fare olan Theseus'u yaptı. Bu fare labirentten çıkış yolunu bulmayı öğrendi. IEEE, buluşunun şerefine kuruldu uluslararası rekabet Halen teknik üniversitelerden binlerce öğrencinin katıldığı "mikro fare". Aynı 50'li yıllarda Shannon, "jeton" oynarken "zihinleri okuyan" bir makine yarattı: kişi "tura" veya "yazı"yı düşündü ve makine% 50'nin üzerinde bir olasılıkla tahmin etti, çünkü kişi bundan kaçınamaz - veya makinenin kullanabileceği desenler.

Shannon, 1956'da Bell Laboratuvarlarından ayrıldı ve ertesi yıl Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde profesör oldu ve 1978'de emekli oldu. Öğrencileri arasında özellikle Marvin Minsky ve yapay zeka alanında çalışan diğer ünlü bilim adamları vardı.

Shannon'ın bilim adamları tarafından saygıyla karşılanan çalışmaları, tamamen uygulamalı problemleri çözen uzmanlar için de aynı derecede ilginç. Shannon aynı zamanda günümüzün her sabit diski veya video akışı sistemi için ve belki de henüz gün ışığına çıkmamış birçok ürün için gerekli olan modern hata düzeltme kodlamasının temelini de attı.

MIT'deyken ve emekliyken, hayatı boyunca sürdürdüğü hokkabazlık tutkusuna tamamen kapılmıştı. Shannon birkaç hokkabazlık makinesi yaptı ve hatta genel teori Ancak hokkabazlık onun kişisel rekorunu kırmasına yardımcı olmadı - dört topla hokkabazlık yapmak. Aynı zamanda şiirde de şansını denemiş, ayrıca çeşitli borsa modelleri geliştirmiş ve bunları (kendisine göre başarılı bir şekilde) kendi hisseleri üzerinde test etmiştir.

Ancak 60'ların başından bu yana Shannon, bilgi teorisinde neredeyse hiçbir şey yapmadı. Sadece 20 yıl sonra yarattığı teoriden bıkmış gibi görünüyordu. Bu fenomen bilim dünyasında alışılmadık bir durum değil ve bu durumda bilim adamı hakkında tek kelime söylüyorlar: tükenmişlik. Bir ampul gibi mi yoksa ne? Bana öyle geliyor ki bilim adamlarını yıldızlarla karşılaştırmak daha doğru olur. En güçlü yıldızlar, yaklaşık yüz milyon yıl kadar uzun süre parlamaz ve hayatlarına son verirler. yaratıcı yaşam nükleosentezin meydana geldiği bir süpernova patlaması: periyodik tablonun tamamı hidrojen ve helyumdan doğar. Sen ve ben bu yıldızların küllerinden oluşuyoruz ve uygarlığımız da en güçlü beyinlerin hızla yanmasının ürünlerinden oluşuyor. İkinci tip yıldızlar var: Eşit şekilde ve uzun süre yanarlar ve milyarlarca yıl boyunca ışık ve sıcaklık sağlarlar. yaşanılan gezegenler(en az bir). Bu tür araştırmacılara bilimin ve insanlığın da çok ihtiyacı var: Medeniyete gelişme enerjisi sağlıyorlar. Ve üçüncü sınıf yıldızlar - kırmızı ve kahverengi cüceler - nefeslerinin hemen altında parlıyor ve biraz ısınıyor. Bu tür pek çok bilim adamı var, ancak Shannon hakkındaki bir makalede onlar hakkında konuşmak kesinlikle uygunsuz.

1985 yılında Claude Shannon ve eşi Betty beklenmedik bir şekilde İngiltere'nin Brighton şehrinde düzenlenen Uluslararası Bilgi Teorisi Sempozyumu'na katıldılar. Shannon neredeyse bir nesil boyunca konferanslara katılmadı ve ilk başta kimse onu tanımadı. Sonra sempozyum katılımcıları fısıldamaya başladı: Oradaki mütevazı gri saçlı beyefendi Claude Elwood Shannon, aynısı! Ziyafette Shannon birkaç kelime söyledi, üç (ne yazık ki sadece üç) topla biraz hokkabazlık yaptı ve ardından uzun bir kuyrukta sıraya giren şaşkın mühendisler ve bilim adamları için yüzlerce imza imzaladı. Sırada duranlar, konferanslarına Sir Isaac Newton'un katılması halinde fizikçilerin yaşayacağı duyguların aynısını yaşadıklarını söyledi.

Claude Shannon, 2001 yılında Massachusetts'teki bir huzurevinde 84 yaşında Alzheimer hastalığından öldü.

Sergei Sery'nin Computer News, No. 21, 1998 gazetesinde yer alan makalesinden alınan materyallere dayanmaktadır.
Web sitesi adresi:

• Adını taşıyan ödül A. Nobel AIEE (1940);
• M. Libman anısına ödül (İngilizce) Rusça IRE (1949);
• IEEE Onur Madalyası (1966);
• Ulusal Bilim Madalyası (1966);
• Harvey Ödülü (1972);
• Kyoto Ödülü (1985).

Biyografi

1985 yılında Claude Shannon ve eşi Betty, Brighton'daki Uluslararası Bilgi Teorisi Sempozyumu'na katıldı. Shannon uzun zamandır ziyaret etmedi uluslararası konferanslar ve ilk başta onu tanımadılar bile. Ziyafette Claude Shannon kısa bir konuşma yaptı, sadece üç topla hokkabazlık yaptı ve ardından uzun bir sıra halinde duran, büyük bilim adamına karşı saygılı duygular besleyen, onu Sir'le karşılaştıran şaşkın bilim adamlarına ve mühendislere yüzlerce imza dağıttı. Isaac Newton.

50'li yıllarda Japonya'da üretilen ilk endüstriyel radyo kontrollü oyuncağın geliştiricisiydi (fotoğraf). Ayrıca Rubik küpünü (fotoğraf) katlayabilen bir cihaz, mini bir bilgisayar geliştirdi. masa oyunu Rakibini her zaman mağlup eden Hex (fotoğraf), labirentten çıkış yolunu bulabilen mekanik bir fare (fotoğraf). Ayrıca “Ultimate Machine” adlı çizgi roman makinesi fikrini de hayata geçirdi (fotoğraf).

Gizli sistemlerde iletişim teorisi

Shannon'ın "gizli" olarak sınıflandırılan ve yalnızca 1949'da yayınlanan ve yayınlanan "Gizli Sistemlerde İletişim Teorisi" (1945) adlı çalışması, bilginin kodlanması ve iletilmesi teorisinde kapsamlı araştırmaların başlangıcı oldu ve genel görüş, kriptografiye bir bilim statüsü kazandırdı. Bilimsel bir yaklaşım kullanarak kriptografiyi incelemeye ilk başlayan kişi Claude Shannon'du. Bu makalede Shannon, kriptografi teorisinin, onsuz kriptografinin artık düşünülemeyeceği temel kavramlarını tanımladı. Shannon'ın önemli değeri, kesinlikle güvenli sistemlerin araştırılması ve bunların varlığının yanı sıra kriptografik olarak güçlü şifrelerin varlığının ve bunun için gerekli koşulların kanıtlanmasıdır. Shannon ayrıca güçlü şifreler için temel gereksinimleri de formüle etti. Artık tanıdık olan saçılma ve karıştırma kavramlarını ve ayrıca basit işlemlere dayalı kriptografik olarak güçlü şifreleme sistemleri oluşturmaya yönelik yöntemleri tanıttı. Bu makale kriptografi bilimini incelemek için başlangıç ​​noktasıdır.

Makale "Matematiksel iletişim teorisi"

• Nyquist-Shannon teoremi (Rus dili literatüründe - Kotelnikov teoremi), bir sinyalin ayrık örneklerinden kesin olarak yeniden yapılandırılmasıyla ilgilidir.
• (veya sessiz şifreleme teoremi) maksimum veri sıkıştırması için bir sınır belirler ve sayısal değer Shannon entropisi.
• Shannon-Hartley teoremi

Ayrıca bakınız

• Whittaker-Shannon enterpolasyon formülü

Notlar

Edebiyat

• Shannon C.E. Matematiksel Bir İletişim Teorisi // Bell Sistemi Teknik Dergisi. - 1948. - T. 27. - S. 379-423, 623-656.
• Shannon C.E. Gürültü varlığında iletişim // Proc. Radyo Mühendisleri Enstitüsü. - Ocak. 1949. - T. 37. - No. 1. - S. 10-21.
• Shannon K. Bilgi teorisi ve sibernetik üzerine çalışır. - M.: Yabancı Edebiyat Yayınevi, 1963. - 830 s.

Bağlantılar

• Kaynakça (İngilizce)

Kategoriler:

• Alfabetik sıraya göre kişilikler
• Alfabeye göre bilim adamları
• 30 Nisan'da doğdu
• 1916'da doğdu
• Michigan doğumlu
• 24 Şubat'ta öldü
• 2001'de öldü
• Massachusetts'teki ölümler
• ABD'li matematikçiler
• Bilgi teorisi
• Kriptograflar
• Sibernetik
• Bilgisayar teknolojisinin öncüleri
• Yapay Zeka Araştırmacıları
• Sistem bilimi alanındaki bilim adamları
• MIT mezunları
• Michigan Üniversitesi mezunları
• MIT fakültesi
• ABD Ulusal Bilimler Akademisi Üyeleri ve Sorumlu Üyeleri
• Londra Kraliyet Cemiyeti Yabancı Üyeleri
• 20. yüzyılın matematikçileri
• Harvey Ödülü Kazananlar
• ABD Ulusal Bilim Madalyası sahipleri
• IEEE Onur Madalyası Alıcıları
• Kişiler:Bilgisayar satrancı
• ABD Elektrik Mühendisleri

Wikimedia Vakfı.