Клод Шеннон — биография, теория

Клод Шеннон
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Краткая биография

Имя: Клод Элвуд Шеннон
Годы жизни: 30 апреля 1916 год — 24 февраля 2001 год
Государство: США
Сфера деятельности: Математика, аналитика
Величайшее достижение: Считается «отцом информационного века»

Американский математик и отец информационной теории, Клод Элвуд Шеннон родился в Петоски, штат Мичиган 30 апреля 1916 года Отец Шеннона был судьей в маленьком городке Петоски с населением около трех тысяч человек, а его мать Мэйбл была директором местной средней школы. От отца Клод не получил никакого математического влияния, зато с избытком хватало от деда, который был изобретателем и фермером- его изобретения включали стиральную машину и сельскохозяйственную технику.

Биография

С раннего возраста Шеннона интересовала техника, математика — в связи с этими желаниями он и окончил Мичиганский университет со степенями в обеих дисциплинах. Для получения ученой степени он решил поступить в Массачусетский Технологический институт, который в то время был одним из престижных. На математическом факультете работали гении науки, в том числе Норберт Винер, Ванневар Буш, который работал деканом в институте и в начале 1930-х годов построил аналоговый компьютер под названием дифференциальный анализатор.

По предложению Буша Шеннон также изучил работу релейных схем анализатора для своей магистерской диссертации. Этот анализ лег в основу влиятельной работы Шеннона 1938 года «символический анализ релейных и коммутационных цепей», в которой он выдвинул свои развивающиеся теории о связи символической логики с релейными цепями. Этот документ и содержащиеся в нем теории окажут плодотворное влияние на развитие машин и систем обработки информации в последующие годы.

Не забывал Клод Шеннон и о математике — он объединил математические теории с инженерными принципами, чтобы заложить основу для развития цифрового компьютера и современной цифровой связи. Его основополагающая работа 1948 года открыла совершенно новый мир и коренным образом изменила способ представления информации.

Клод Шеннон окончил Массачусетский технологический институт в 1940 году со степенью магистра и доктора математики. После выпуска он провел год в должности научного сотрудника в Институте перспективных исследований Принстонского университета, где он работал с математиком и физиком Германом Вейлем. В 1941 году Шеннон поступил в телефонную лабораторию Белла, где стал членом группы ученых, которой было поручено разработать более эффективные методы передачи информации и повысить надежность междугородних телефонных и телеграфных линий.

Теории Шеннона

Одной из наиболее важных особенностей теории Шеннона была концепция информационной энтропии, которую он продемонстрировал как эквивалентную нехватке информационного содержания в сообщении. Согласно второму закону термодинамики и физики, энтропия — это степень случайности в любой системе, которая всегда увеличивается. Таким образом, многие предложения могут быть значительно сокращены без потери смысла. Шеннон доказала, что в шумном разговоре сигнал всегда можно послать без искажений. Если сообщение закодировано таким образом, что оно самоконтролируется, сигналы будут приниматься с той же точностью, как если бы не было помех на линии.

Шеннон

Например, язык имеет встроенный код для исправления ошибок. Поэтому шумный разговор на вечеринке понятен лишь отчасти, потому что половина языка избыточна. Методы Шеннона вскоре нашли применение не только в компьютерном дизайне, но и практически во всех предметах, в которых язык был важен, таких как лингвистика, психология, криптография и фонетика.

Шеннон также показал, что если к сообщению было добавлено достаточно дополнительных битов, чтобы исправить ошибки, он может туннелировать через самый шумный канал. На протяжении десятилетий это понимание развивалось в виде сложных кодов, исправляющих ошибки, которые обеспечивают целостность данных, с которыми взаимодействует общество. Работая в лаборатории Бэлла, Клод совместно с коллегами разработали концепцию кода для исправления ошибок.

Шеннон считал, что информация ничем не отличается от любой другой величины и поэтому может манипулировать машиной. Он применил свои ранние исследования к рассматриваемой проблеме, используя логику Буля для разработки модели, которая сводит информацию к ее самой простой форме-двоичной системе выбора да/нет, которая может быть представлена двоичным кодом 1/0. Применяя установленные коды к передаваемой информации, можно свести к минимуму уровень шума, который она улавливает во время передачи, и тем самым повысить качество.

В конце 1940-х годов исследования Шеннона были представлены в математической теории коммуникаций, в соавторстве с математиком Уорреном Уивером. Именно в этой работе Шеннон впервые ввел слово «бит», состоящее из первых двух и последней буквы «двоичной цифры» и придуманное его коллегой Джоном У. Туки, чтобы описать решение «Да-нет», которое лежало в основе его теорий.

В 1941 году он приступил к серьезному изучению проблем коммуникации, частично мотивированному требованиями военных действий. Результатом этого исследования стала классическая работа «математическая теория коммуникации» 1948 года.

Этот новаторский документ начинается с наблюдения, что «фундаментальная проблема коммуникации заключается в том, чтобы воспроизвести в одной точке точно или приблизительно сообщение, выбранное в другой точке. Результаты были настолько потрясающими, что математическому и инженерному сообществу потребовалось некоторое время, чтобы осознать их значение. Новая наука была создана в форме теории информации, с публикацией этого документа, и остается эталоном даже сегодня.

Математический гений

В 1950-х годах Шеннон обратил свои усилия на разработку так называемых «интеллектуальных машин»- механизмов, которые имитировали работу человеческого разума для решения проблем. Из его изобретений в то время наиболее известной была мышь-лабиринт по имени Тесей, которая использовала магнитные реле, чтобы научиться маневрировать через металлический лабиринт.

Теория информации Шеннона в конце концов увидела применение в ряде дисциплин, в которых язык является основополагающим фактором- лингвистика, фонетика, психология и криптография.

Клод Шеннон был удостоен многочисленных почетных степеней и наград. Опубликованные им и ООН документы охватывают невероятно широкий спектр областей. Многие из них были бесценным источником научных идей для других. Можно сказать, что не было бы интернета без его теории информации; каждый модем, каждый сжатый файл, каждый код исправления ошибок чем-то обязан Шеннону.

Выдающийся математический гений, Клод Шеннон, умер в возрасте 84 лет 27 февраля 2001 года в Медфорде, штат Массачусетс. После долгой борьбы с болезнью Альцгеймера. Его дело живет до сих пор, и можно быть уверенными, что пока человечество нуждается в компьютерах, имя Шеннона не будет забыто.

Не пропустите новые материалы. Подписывайтесь на нас в Яндекс.Дзен.
Подписаться

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *