Il lavoro di Shannon. La preistoria di Unix parte 6

Se dovessi chiedere a un gruppo di storici della tecnologia che è stato il secondo scienziato più importante dei Bell Laboratories, sarebbe difficile ottenere due risposte uguali. Questa istituzione ospitava nelle sue diverse strutture alcuni dei più talentuosi fisici, ingegneri, matematici, specialisti in metallurgia e persino psicologi. che erano fondamentali per l'ambizione dell'azienda di estendere il servizio telefonico in tutti gli Stati Uniti.

Ma quando si tratta di rispondere a quale sia la più importante, la risposta è probabilmente unanime; Claude Shannon. In questa serie di articoli Cerco il più possibile di non dare troppi nomi propri o date per concentrarmi sugli eventi. Tuttavia, è inevitabile fermarsi a Shannon perché, come Newton o Einstein, ha creato da solo un campo di studi completamente nuovo.

In cosa consisteva il lavoro di Shannon?

Avevamo lasciato Claude Shannon, uno studente laureato in Ingegneria e Matematica, entusiasta delle possibilità dell'analizzatore differenziale. Era una macchina che combinando diverse posizioni dei relè aveva la capacità di risolvere equazioni. Shannon ha proposto la possibilità di utilizzare l'algebra booleana, una branca relativamente nuova della matematica, per progettare tali dispositivi.

L'algebra booleana supporta solo due variabili; 0 e 1 e 3 operazioni di base:

Negato (NON)
Somma (OR)
Prodotto (E)

Shannon ha correlato le due possibili posizioni di ciascun relè (spento e acceso) con le due variabili (0 e 1). L'articolo che ha scritto sull'argomento è considerato la tesi di master più influente della storia.

Senza avere le idee chiare sul da farsi, collaborò per qualche tempo alla ricerca genetica, ma senza disinteressarsi del tema della trasmissione dell'informazione. Dopo un articolo su come misurare e pensare al flusso di dati del mittente e del destinatario, cominciò a speculare su una teoria generale che abbracciasse i diversi media.

Di fronte all'imminente ingresso degli Stati Uniti nella Seconda Gerra, decise di entrare a far parte dei laboratori Bell, poiché collaboravano strettamente allo sforzo bellico, era un modo sicuro per evitare di essere richiamato.

Giochi di guerra

Il primo lavoro di Shannon per i Bell Labs è stato quello di collaborare alla progettazione di sistemi di controllo antincendio. Il suo compito era quello di sviluppare le formule matematiche che consentissero di calcolare la posizione futura di un proiettile o aereo nemico dalle informazioni raccolte dal radar.r dalla posizione corrente. Queste formule sarebbero poi state programmate in computer primitivi incaricati di sparare automaticamente ai bersagli.

Quando il sistema fu schierato nel 1944, riuscì a fermare il 70% delle bombe tedesche sganciate contro la Gran Bretagna.

Tuttavia, ciò che interessava veramente a Shannon era la crittografia, quindi si unì ai team dei Bell Labs che si occupavano di come proteggere le comunicazioni.. Il suo lavoro sull'argomento è stato riassunto in un documento di 114 pagine che è stato immediatamente classificato come segreto dalle autorità governative.

Uno dei punti più rilevanti di questo lavoro è la scoperta che la lingua inglese è piena di ridondanza e prevedibilità. In crittografia, meno ridondanza ha un messaggio, più difficile sarà decifrarlo. Shannon ha dimostrato che era possibile ridurre la ridondanza e la prevedibilità rimuovendo lettere o parole senza rendere il messaggio privo di significato. Ci sono diversi esperimenti psicologici che dimostrano come il cervello completa automaticamente le frasi facendoci vedere parole che non sono scritte.

Le tre parole che compongono l'eredità di Claude Shannon compaiono per la prima volta in questo documento: Teoria dell'informazione.

Perché Shannon facesse il passo successivo nella sua formulazione teorica, era necessario attendere che i laboratori Bell sviluppassero una tecnologia basata su una teoria formulata altrove: la cosiddetta modulazione a codice di impulsi (PCM).

Segnali telefonici mossi da onde elettriche. Gli ingegneri Bell hanno preso 8000 campioni al secondo dell'ascesa e della caduta di queste onde e hanno trovato un modo per tradurle in zeri e uno o in stati on e off. (Ricordate le due variabili nell'algebra booleana?) Ora, invece di inviare onde lungo i canali telefonici, potete inviare informazioni che descrivono le coordinate numeriche delle onde.

Nel prossimo articolo parlo di come questo abbia influenzato il lavoro di Shannon