هل نحن نتيجة القرارات التي نتخذها بإرادتنا الحرة أم أن هناك قوة خارقة توجه خطواتنا؟ تمت استشارة ببليوغرافيا كلود شانون هذه السلسلة من المقالات يبدو أنها تعطي حججًا لمؤيدي المصير. كان شانون شخصًا مهتمًا بالعديد من الأشياء ؛ شعوذة أو جاز أو طيران أو ألغاز متقاطعة أو آلات ألعاب بناء. كان جزء من حياته المهنية مكرسًا للبحث في الرياضيات المطبقة على الأبحاث الجينية أو صناعة الأسلحة. ومع ذلك ، دفعته الظروف مرارًا وتكرارًا إلى بناء أساس أهم أعماله: نظرية المعلومات
دفعه إشعار صغير على الحائط في جامعة مينيسوتا للعمل مع محلل التفاضل في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. هناك ربط الجبر المنطقي ببناء الدوائر. أثناء إجراء تدريب داخلي في Bell Laboratories ، كان لديه إمكانية الوصول إلى مقال أعطاه فكرة أن نظرية واحدة يمكن أن تشرح نقل المعلومات بشكل مستقل عن الوسيط. تم دمجه بشكل دائم في Bell ، حيث دخل بشكل أساسي لتجنب استدعائه ، وأصبح مهتمًا بالتشفير واكتشف التكرار في اللغة والحاجة إلى عدم الاضطرار إلى نقل جمل كاملة حتى تصبح الرسالة منطقية.
نظرية المعلومات
كان شانون جزءًا من فريق يعمل على نقلة نوعية في مجال الاتصالات ، أو ما يسمى بتكنولوجيا PCM أو Pulse Code Modulation. بدلاً من نقل الصوت عن طريق الموجات الكهربائية ، كما حدث منذ أن اخترع ألكسندر جراهام بيل الهاتف ، كان الهدف هو نقل المعلومات حول سلوك الموجات الكهربائية حتى يتمكن المتلقي من إعادة بنائها. هنا يجب أن نأخذ في الاعتبار نقطتين مهمتين.
- لا يتم نقل المعلومات المتعلقة بسلوك الموجات أثناء المحادثة بأكملها ، ولكن يتم عمل عينة كل فترة زمنية معينة ، ويملأ المستقبل الفراغات. تذكر ملاحظات شانون حول التكرار وعدم الاضطرار إلى إرسال الرسالة كاملة.
- يمكن نقل المعلومات حول الموجات عن طريق ترميزها بالأصفار والآحاد. هنا يطبقون أفكار شانون حول استخدام الجبر البولي لنقل المعلومات عبر الدائرة.
ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لا تنطبق فقط على الصوت. يمكن تطبيق نفس التقنية على الإرسال عن بُعد لأي محتوى يمكن تحويله إلى أصفار وآحاد ؛ الصور الثابتة والمتحركة والنصوص والرسومات والموسيقى وما إلى ذلك.
التأكد من دقة الرسالة
ربما يوجد في كل بلد نوع مختلف من اللعبة أطلقنا عليه في طفولتي "الهاتف المكسور". شخص واحد يهمس برسالة إلى الشريك المجاور الذي بدوره يفعل الشيء نفسه مع من يليه في الصف. وهكذا ، حتى آخر مرة يجب أن تكرر الرسالة بصوت عالٍ. يكاد لا يتطابق أبدًا مع ما قاله الأول.
يتمثل التحدي الذي يواجه Bell Labs في منع حدوث ذلك في الاتصالات. وهنا يأتي دور نظرية المعلومات.
اقترح شانون نموذج اتصالات عام يرسل فيه المرسل عبر جهاز إرسال إشارة تنتقل عبر قناة وتصل إلى جهاز الاستقبال. هذا هو المسؤول عن فك تشفير الرسالة التي سبق تشفيرها بواسطة المرسل وتسليمها إلى المستلم. يوجد في كل قناة ما يسمى "ضوضاء" وهي تشوهات تؤثر على استقبال الرسالة.
يتضمن اقتراحه البيانات التالية:
- يمكن التفكير في جميع الاتصالات ، بغض النظر عن الشكل ، من حيث المعلومات.
- يمكن قياس جميع المعلومات بالبتات. يشير البت الواحد (اختصار للرقم الثنائي) إلى الاختيار بين بديلين محتملين ، نقطة أو شرطة التلغراف ، أو الرؤوس أو ذيول عند قلب عملة ، أو نبضات أو إيقاف تشغيلها في تقنية PCM
- يمكن إرسال المعلومات الأكثر تعقيدًا عن طريق سلسلة من البتات بتنسيق محدد مسبقًا. على سبيل المثال ، التمثيل الأساسي 2 لرمز رقمي مخصص لحرف.
في عملها على التشفير ، أظهرت شانون أنه يمكن تقليل حجم الرسالة من خلال القضاء على التكرار. هنا اقترح أن يسير في الاتجاه المعاكس. مكافحة الضوضاء عن طريق إضافة بتات إضافية حتى يتمكن جهاز الاستقبال من تصحيح الأخطاء التي حدثت أثناء الإرسال.
على الرغم من أن الصياغة النظرية في كثير من الحالات قد تستغرق عقودًا لتصبح تطبيقات عملية ، فقد كان لدى المهندسين بالفعل طريقة لقياس قدرة القنوات المختلفة على نقل المعلومات. كان كل شيء جاهزًا لمواد جديدة لتحل محل الكبل النحاسي التقليدي ، مما أدى إلى زيادة عدد الرسائل المتداولة بشكل كبير. وبالطبع ستحتاج إلى طريقة للتعامل مع كل هذا القدر من المعلومات. سنرى ذلك في المقالات القادمة.
المصادر من فضلك! الجزء السادس جعلني أعتقد أنه كان ترجمة ، على الرغم من أنني لست متأكدًا. من أين يأتي كل هذا؟
أعدك بحلول يوم الجمعة أن تأتي قائمة مفصلة بالمصادر وما حصلت عليه من كل منها. ما يبدو لك على الأرجح سرقة أدبية هو الجملة الأولى. لقد سرقته من إسحاق أسيموف من كتاب يجمع إجاباته على الأسئلة العلمية.