Claude Elwood Shannon

Claude Elwood Shannon
americký matematik a inžinier
Narodenie	30. apríl 1916 Petoskey, Michigan, USA
Úmrtie	24. február 2001 (84 rokov) Medford, Massachusetts, USA
Odkazy
Commons	Claude Elwood Shannon
Biografický portál

Claude Elwood Shannon (* 30. apríl 1916, Petoskey, Michigan – † 24. február 2001, Medford, Massachusetts) bol americký matematik a inžinier, jeden zo zakladateľov matematickej teórie informácie, profesor MIT. Jeho hlavné práce boli venované algebre logiky, teórii reléovo-kontaktných schém, kybernetike.

Je považovaný za zakladateľa elektronickej komunikácie vďaka Teórie informácie, ktorá bola po ňom pomenovaná. Ako matematický inžinier položil tiež základy počítačového priemyslu. Ako prvý si všimol podobnosť medzi Boolovou algebrou a spínacími obvodmi telefónu, v tom čase realizovanými pomocou relé. Tento poznatok aplikoval na elektrické systémy na Massachusetts Institute of Technology (MIT) v roku 1940. V roku 1942 sa stal zamestnancom Bellových laboratórií. Počas tamojšieho pôsobenia formuloval teóriu vysvetľujúcu komunikáciu informácií a pracoval na probléme najefektívnejšieho odovzdávania informácií (kapacita kanála). Vrcholom jeho matematického a inžinierskeho skúmania bola matematická teória komunikácie. Pojem informačná entropia  bol dôležitým rysom v jeho teórií, v ktorej predviedol, že je rovnocenný s nedostatkom obsahu informácií v správe.

“Mal som šťastie, bol som vtedy zhodou okolností zrejme jediný, kto dôverne poznal obe disciplíny (informatiku a kybernetiku).”

Život

Narodil sa v meste Gaylord v Michigane 30. apríla 1916. Jeho otec Claude bol sudca v meste Gaylord. Jeho matka Mabel pracovala na strednej škole v tom istom meste.

Najväčší vplyv mal na neho jeho starý otec, ktorý bol vynálezcom. Shannona už odmalička fascinovali rôzne mechanické a elektrické prístroje. Jeho vzdialeným príbuzným bol Thomas Alva Edison, ktorý bol zároveň aj jeho najväčším idolom.

Vzdelanie

Shannon študoval na Michiganskej univerzite v roku 1936, kde získal titul Bc. stupňa. Neskôr študoval na Massachusetts Institute of Technology, kde získal magisterský titul a doktorát z elektrotechniky a matematiky. Pre svoju záverečnú prácu na magisterský titul použil logickú algebru problému elektrického spínania od Georga Boola. V tej dobe bol Boolov systém logickej manipulácie 0 a 1 menej známy, no teraz je tento systém v každom počítači na svete. Doktorát získal z matematiky a genetiky. Shannon doštudoval v roku 1940.

Práca

Shannon pracoval v Bellových laboratóriách ako matematik v roku 1941. Pracoval na probléme najefektívnejšieho odovzdávania informácie. Čoskoro objavil podobnosť medzi Boolovou algebrou a telefónnymi spínacími obvodmi. V roku 1948 Shannon obrátil svoje úsilie smerom k základnému porozumeniu problému a vyvinul metódu na vyjadrenie informácie v kvantitatívnej forme. Základnou jednotkou informácie je áno-nie situácia. Buď niečo je alebo nie je. To možno ľahko vyjadriť v Boolovej dvojhodnotovej (binárnej) algebre 1 a 0, kde 1 znamená, že je spínač zapnutý a je zapnuté napájanie a 0 znamená, že je spínač otvorený a napájanie je vypnuté. Jednotka informácie je bit. Zložitejšie informácie môžeme považovať za kombináciu viacerých bitov.

Shannon bol menovaný národným výskumným asistentom a strávil rok na Princetone. Okrem jeho práce v Bell laboratóriu niekoľko rokov učil na MIT. Bol hosťujúcim profesorom elektrickej komunikácie v roku 1956 a v roku 1957 bol menovaný profesorom komunikačných vied a matematiky. V roku 1958 sa vrátil na MIT a ako profesor pracoval až do svojho dôchodku.

Na sklonku života trpel Alzheimerovou chorobou. Svoje posledné roky strávil v dome s opatrovateľskou službou v Massachusetts ľahostajný voči zázrakom digitálnej revolúcie, ktorá stojí na jeho teóriách. Zomrel v roku 2001.

Britský matematik Neil Sloane, ktorý bol jeden z editorov Shannonovej veľkej zbierky prác v roku 1993, sa vyjadril, že pohľad zavedený Shannonom na komunikačné teórie (v súčasnosti označované ako teória informácií) je základom digitálnej revolúcie. Podľa neho je každé zariadenie obsahujúce mikroprocesor alebo mikrokontrolér koncepčný potomok Shannonovej publikácie A mathematical theory of communication z roku 1948. Shannon patrí medzi veľkých mužov storočia.

Najznámejšie teórie

Teória informácie

Entropia

Jednou z najdôležitejších funkcií Shannonovej teórie bol pojem entropia, ktorý predviedol, že je rovnocenný k nedostatku v obsahu informácií v správe. Podľa druhého termodynamického zákona, rovnako ako v 19. storočí, je entropia miera náhodnosti a v každom systéme stále rastie. Veľa viet by mohlo byť podstatne skrátených bez toho, aby stratili svoj význam. Shannon ukázal, že v hlučnom rozhovore sa dá signál vždy poslať bez skreslenia. Ak je správa zakódovaná tak, že má vlastnú kontrolu, bude prijatý signál s rovnakou presnosťou, ako keby neexistovali žiadne rušenia na linke. Jazyk má napríklad vstavaný kód opravy chýb. Preto je na hlučnom večierku konverzácia len čiastočne jasná, lebo polovica jazyka je nadbytočná. Shannonova metóda bola čoskoro aplikovaná nielen pre počítačové navrhovanie, ale na veľa predmetov, v ktorých bol jazyk dôležitý ako: lingvistika, psychológia a fonetika.

Symbolická analýza zmeny a spínacie obvody

Okrem Shannonovej teórie komunikácie vydal klasický dokument "Symbolická Analýza zmeny a spínacie obvody." Táto práca poukazuje na totožnosť medzi pravdivostnou hodnotou symbolickej logiky a binárnou hodnotou 1 a 0 elektronických obvodov. Shannon ukázal ako môže byť logický stroj postavený pomocou spínacích obvodov zodpovedajúcich Boolovej algebre.

V roku 1948 obrátil svoje úsilie smerom k základnému porozumeniu problému a vyvinul metódu vyjadrenia informácie v kvantitatívnej forme.

Ocenenia a vyznamenania

Počas svojho života získal množstvo ocenení:

• Cenu Morris Liebmann Memorial v roku 1949
• Ballantine medailu v roku 1955
• Kelly Cenu amerického inštitútu elektrotechnikov v roku 1962
• vyznamenanie National Medal vedy v roku 1966
• Medal of Honor v roku 1966
• Kjótsku cenu do základného výskumu v roku 1985

Okrem nich získal množstvo ďalších ocenení a viac ako tucet čestných titulov. Je členom Americkej akadémie umení a vied, Národnej akadémie vied, Národnej akadémie inžinierstva, American Philosophical Society a Royal Society of London.

Pozri aj

• Teória informácií

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Claude Elwood Shannon