Αν ρωτούσατε μια ομάδα ιστορικών της τεχνολογίας που ήταν ο δεύτερος πιο σημαντικός επιστήμονας στα εργαστήρια Bell, θα ήταν δύσκολο να λάβετε δύο ίσες απαντήσεις. Αυτό το ίδρυμα στέγασε στις διάφορες εγκαταστάσεις του μερικούς από τους πιο ταλαντούχους φυσικούς, μηχανικούς, μαθηματικούς, ειδικούς μεταλλουργούς ακόμα και ψυχολόγους. που ήταν το κλειδί για τη φιλοδοξία της εταιρείας να επεκτείνει τις τηλεφωνικές υπηρεσίες σε όλες τις Ηνωμένες Πολιτείες.
Αλλά όταν πρόκειται να απαντήσουμε ποια είναι η πιο σημαντική, η απάντηση είναι πιθανώς ομόφωνη. Κλοντ Σάνον. Σε αυτή τη σειρά άρθρων Προσπαθώ όσο το δυνατόν περισσότερο να μην δίνω πάρα πολλά σωστά ονόματα ή ημερομηνίες για να επικεντρωθώ σε γεγονότα. Ωστόσο, είναι αναπόφευκτο να σταματήσουμε στο Shannon επειδή, όπως ο Newton ή ο Einstein, δημιούργησε μόνος του ένα εντελώς νέο πεδίο σπουδών.
Σε τι συνίστατο η δουλειά της Shannon;
Είχαμε αφήσει τον Claude Shannon, έναν μεταπτυχιακό φοιτητή Μηχανικών και Μαθηματικών, ενθουσιασμένος με τις δυνατότητες του διαφορικού αναλυτή. Ήταν μια μηχανή που συνδυάζοντας διαφορετικές θέσεις των ηλεκτρονόμων είχε την ικανότητα να λύνει εξισώσεις. Ο Shannon πρότεινε τη δυνατότητα χρήσης Boolean Algebra, ενός σχετικά νέου κλάδου των μαθηματικών, για το σχεδιασμό τέτοιων συσκευών.
Η Boolean Algebra υποστηρίζει μόνο δύο μεταβλητές. 0 και 1 και 3 βασικές λειτουργίες:
- Απόρριψη (ΟΧΙ)
- Άθροισμα (Ή)
- Προϊόν (ΚΑΙ)
Ο Shannon συσχέτισε τις δύο πιθανές θέσεις κάθε ρελέ (off και on) με τις δύο μεταβλητές (0 και 1). Η εργασία που έγραψε για το θέμα θεωρείται η πιο σημαντική μεταπτυχιακή εργασία στην ιστορία.
Χωρίς να είναι ξεκάθαρος τι να κάνει, συνεργάστηκε για ένα διάστημα στη γενετική έρευνα, χωρίς όμως να χάσει το ενδιαφέρον του για το θέμα της μετάδοσης πληροφοριών. Μετά από ένα άρθρο σχετικά με τον τρόπο μέτρησης και σκέψης σχετικά με τη ροή δεδομένων του αποστολέα και του παραλήπτη, άρχισε να κάνει εικασίες για μια γενική θεωρία που περιλαμβάνει τα διάφορα μέσα.
Αντιμέτωπος με την επικείμενη είσοδο των Ηνωμένων Πολιτειών στη Δεύτερη Γέρα, αποφάσισε να ενταχθεί στα εργαστήρια Bell, καθώς συνεργάστηκαν στενά στην πολεμική προσπάθεια, ήταν ένας σίγουρος τρόπος για να αποφευχθεί η κλήση.
Παιχνίδια πολέμου
Η πρώτη δουλειά του Shannon για τα Bell Labs ήταν να συνεργαστεί στο σχεδιασμό συστημάτων ελέγχου πυρκαγιάς. Το καθήκον του ήταν να αναπτύξει τους μαθηματικούς τύπους που θα επέτρεπαν τον υπολογισμό της μελλοντικής θέσης ενός εχθρικού βλήματος ή αεροσκάφους από τις πληροφορίες που συλλέγονται από το ραντάρ.r από την τρέχουσα θέση. Αυτοί οι τύποι θα προγραμματίζονταν στη συνέχεια σε πρωτόγονους υπολογιστές που θα είναι φορτισμένοι να πυροβολούν αυτόματα στόχους.
Όταν το σύστημα αναπτύχθηκε το 1944, κατάφερε να σταματήσει το 70% των γερμανικών βομβών που έπεσαν εναντίον της Μεγάλης Βρετανίας.
Ωστόσο, αυτό που πραγματικά ενδιέφερε τον Shannon ήταν η κρυπτογραφία, έτσι εντάχθηκε στις ομάδες Bell Labs που ασχολήθηκαν με τρόπους για να διατηρηθούν ασφαλείς οι επικοινωνίες.. Το έργο του για το θέμα συνοψίστηκε σε ένα έγγραφο 114 σελίδων που χαρακτηρίστηκε αμέσως ως μυστικό από τις κυβερνητικές αρχές.
Ένα από τα πιο σχετικά σημεία αυτής της εργασίας είναι η ανακάλυψή της ότι η αγγλική γλώσσα είναι γεμάτη πλεονασμό και προβλεψιμότητα. Στην κρυπτογραφία, όσο λιγότερο πλεονασμό έχει ένα μήνυμα, τόσο πιο δύσκολο θα είναι να αποκρυπτογραφηθεί. Ο Shannon έδειξε ότι ήταν δυνατό να μειωθεί ο πλεονασμός και η προβλεψιμότητα αφαιρώντας γράμματα ή λέξεις χωρίς να καταστήσει το μήνυμα χωρίς νόημα. Υπάρχουν πολλά ψυχολογικά πειράματα που καταδεικνύουν πώς ο εγκέφαλος ολοκληρώνει αυτόματα προτάσεις κάνοντας μας να βλέπουμε λέξεις που δεν είναι γραμμένες.
Οι τρεις λέξεις που συνθέτουν την κληρονομιά του Claude Shannon εμφανίζονται για πρώτη φορά σε αυτό το έγγραφο: Θεωρία πληροφοριών.
Για να κάνει ο Shannon το επόμενο βήμα στη θεωρητική του διατύπωση, ήταν απαραίτητο να περιμένουμε τα εργαστήρια Bell να αναπτύξουν μια τεχνολογία βασισμένη σε μια θεωρία που διατυπώθηκε αλλού: τη λεγόμενη διαμόρφωση κωδικού παλμού (PCM).
Τα τηλεφωνικά σήματα κινούνταν από ηλεκτρικά κύματα. Οι μηχανικοί της Bell πήραν 8000 δείγματα ανά δευτερόλεπτο από την άνοδο και την πτώση αυτών των κυμάτων και βρήκαν έναν τρόπο να τα μεταφράσουν σε μηδενικά και ένα ή σε καταστάσεις ενεργοποίησης και απενεργοποίησης. (Θυμάστε τις δύο μεταβλητές στην άλγεβρα Boole;) Τώρα, αντί να στέλνετε κύματα κατά μήκος των τηλεφωνικών καναλιών, θα μπορούσατε να στείλετε πληροφορίες που περιγράφουν τις αριθμητικές συντεταγμένες των κυμάτων.
Στο επόμενο άρθρο θα μιλήσω για το πώς αυτό επηρέασε τη δουλειά της Shannon
Θέλω να διαβάσω το δεύτερο μέρος τώρα.