ベル研究所でXNUMX番目に重要な科学者である技術の歴史家のグループに尋ねると、XNUMXつの同じ答えを得るのは難しいでしょう。 この施設は、さまざまな施設に、最も才能のある物理学者、エンジニア、数学者、冶金学の専門家、さらには心理学者さえも収容していました。 これは、米国全土に電話サービスを拡大するという同社の野心の鍵でした。
しかし、最も重要な答えになると、答えはおそらく全会一致です。 クロード・シャノン. このシリーズの記事では イベントに集中するために、適切な名前や日付をあまり多く与えないように、できる限り努力しています。 しかし、ニュートンやアインシュタインのように、彼はまったく新しい研究分野を自分で作成したので、シャノンに立ち寄ることは避けられません。
シャノンの仕事は何で構成されていましたか？
微分解析機の可能性に興奮して、工学と数学の大学院生であるクロード・シャノンを去りました。 リレーの異なる位置を組み合わせることで、方程式を解くことができる機械でした。 シャノンは、そのようなデバイスを設計するために、数学の比較的新しい分野であるブール代数を使用する可能性を提案しました。
ブール代数は0つの変数のみをサポートします。 1と3とXNUMXの基本操作：
- 拒否されました（NOT）
- 合計（または）
- 製品（AND）
シャノンは、各リレーの0つの可能な位置（オフとオン）を1つの変数（XNUMXとXNUMX）に関連付けました。 彼がこの主題について書いた論文は、歴史上最も影響力のある修士論文と見なされています。
彼は何をすべきかを明確にすることなく、しばらくの間遺伝子研究に協力しましたが、情報伝達の問題への関心を失うことはありませんでした。 送信者と受信者のデータフローを測定して考える方法に関する記事に続いて、 さまざまなメディアを網羅する一般的な理論について推測し始めました。
米国の第二ゲラへの差し迫った参入に直面して、彼はベル研究所に参加することを決心しました。彼らは戦争努力で緊密に協力していたので、それは呼び出されるのを避ける確実な方法でした。
戦争ゲーム
ベル研究所でのシャノンの最初の仕事は、射撃統制システムの設計に協力することでした。 彼の仕事は、レーダーによって収集された情報から敵の発射体または航空機の将来の位置を計算できるようにする数式を開発することでした。r現在の位置から。 これらの公式は、ターゲットに自動的に発砲することを任された原始的なコンピューターにプログラムされます。
このシステムが1944年に配備されたとき、イギリスに対して投下されたドイツの爆弾の70％を阻止することができました。
しかし、シャノンが本当に興味を持ったのは暗号化だったので、彼は通信を安全に保つ方法を扱うベル研究所のチームに加わりました。。 この主題に関する彼の研究は、政府当局によって直ちに秘密として分類された114ページの文書に要約されました。
この作業の最も重要なポイントのXNUMXつは、英語が冗長性と予測可能性に満ちているという発見です。 暗号化では、メッセージの冗長性が低いほど、復号化が難しくなります。 シャノンは、メッセージを無意味にすることなく文字や単語を削除することで、冗長性と予測可能性を減らすことができることを実証しました。 書かれていない単語を私たちに見せることによって、脳がどのように自動的に文を完成させるかを示すいくつかの心理学的実験があります。
クロードシャノンの遺産を構成するXNUMXつの言葉は、このドキュメントで初めて登場します：情報理論。
シャノンが理論的定式化の次のステップに進むには、ベル研究所が他の場所で定式化された理論に基づく技術、いわゆるパルス符号変調（PCM）を開発するのを待つ必要がありました。
電話信号は電波から移動しました。 ベルのエンジニアは、これらの波の立ち上がりと立ち下がりの8000秒あたりXNUMXのサンプルを取得し、それらをXNUMXとXNUMX、またはオンとオフの状態に変換する方法を見つけました。 （ブール代数のXNUMXつの変数を覚えていますか？）これで、電話チャネルに沿って波を送信する代わりに、波の数値座標を説明する情報を送信できます。
次の記事では、これがシャノンの仕事にどのように影響したかについて話します
今、第二部を読みたいと思います。