หากคุณต้องถามกลุ่มนักประวัติศาสตร์ด้านเทคโนโลยีซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดอันดับสองใน Bell Laboratories คงจะเป็นเรื่องยากที่จะได้คำตอบที่เหมือนกันสองข้อ สถาบันนี้ตั้งอยู่ในสถานที่ที่แตกต่างกันของนักฟิสิกส์ วิศวกร นักคณิตศาสตร์ ผู้เชี่ยวชาญด้านโลหะวิทยา และแม้แต่นักจิตวิทยาที่มีความสามารถมากที่สุด ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของความทะเยอทะยานของบริษัทในการขยายบริการโทรศัพท์ไปทั่วประเทศสหรัฐอเมริกา
แต่เมื่อพูดถึงคำตอบที่สำคัญที่สุด คำตอบน่าจะเป็นเอกฉันท์ คลอดด์ แชนนอน. ในบทความชุดนี้ ฉันพยายามอย่างเต็มที่ที่จะไม่ให้ชื่อหรือวันที่ที่เหมาะสมมากเกินไปเพื่อมุ่งเน้นไปที่กิจกรรม อย่างไรก็ตาม หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะหยุดที่แชนนอน เพราะเขาได้สร้างสาขาวิชาใหม่ขึ้นมาเองเช่นเดียวกับนิวตันหรือไอน์สไตน์
งานของแชนนอนประกอบด้วยอะไรบ้าง?
เราออกจากคลอดด์ แชนนอน นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาสาขาวิศวกรรมศาสตร์และคณิตศาสตร์ รู้สึกตื่นเต้นกับความเป็นไปได้ของตัววิเคราะห์ดิฟเฟอเรนเชียล เป็นเครื่องจักรที่สามารถแก้สมการได้โดยการรวมตำแหน่งต่างๆ ของรีเลย์เข้าด้วยกัน แชนนอนเสนอความเป็นไปได้ในการใช้พีชคณิตแบบบูล ซึ่งเป็นสาขาที่ค่อนข้างใหม่ทางคณิตศาสตร์ เพื่อออกแบบอุปกรณ์ดังกล่าว
พีชคณิตบูลีนรองรับสองตัวแปรเท่านั้น 0 และ 1 และ 3 การดำเนินการพื้นฐาน:
- ถูกปฏิเสธ (ไม่)
- ผลรวม (OR)
- สินค้า (และ)
Shannon เชื่อมโยงสองตำแหน่งที่เป็นไปได้ของแต่ละรีเลย์ (ปิดและเปิด) กับสองตัวแปร (0 และ 1) บทความที่เขาเขียนในหัวข้อนี้ถือเป็นวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาโทที่ทรงอิทธิพลที่สุดในประวัติศาสตร์
โดยปราศจากความชัดเจนว่าต้องทำอย่างไร เขาจึงได้ร่วมมือในการวิจัยทางพันธุกรรมมาระยะหนึ่ง แต่ก็ไม่หมดความสนใจในประเด็นการส่งข้อมูล ติดตามบทความเกี่ยวกับวิธีการวัดและคิดเกี่ยวกับการไหลของข้อมูลของผู้ส่งและผู้รับ เริ่มที่จะคาดเดาทฤษฎีทั่วไปที่ครอบคลุมสื่อต่างๆ
เมื่อต้องเผชิญกับการที่สหรัฐฯ จะเข้าสู่ Gerra ที่สอง เขาจึงตัดสินใจเข้าร่วมห้องทดลองของ Bell เนื่องจากพวกเขาร่วมมือกันอย่างใกล้ชิดในสงคราม มันเป็นวิธีที่แน่นอนในการหลีกเลี่ยงการถูกเรียกตัว
เกมสงคราม
งานแรกของแชนนอนสำหรับ Bell Labs คือการทำงานร่วมกันในการออกแบบระบบควบคุมอัคคีภัย งานของเขาคือการพัฒนาสูตรทางคณิตศาสตร์ที่จะช่วยในการคำนวณตำแหน่งในอนาคตของขีปนาวุธหรือเครื่องบินของศัตรูจากข้อมูลที่เก็บรวบรวมโดยเรดาร์r จากตำแหน่งปัจจุบัน จากนั้นสูตรเหล่านี้จะถูกตั้งโปรแกรมในคอมพิวเตอร์ดั้งเดิมที่ชาร์จโดยการยิงไปที่เป้าหมายโดยอัตโนมัติ
เมื่อระบบถูกนำไปใช้ในปี 1944 ระบบสามารถหยุดยั้ง 70% ของระเบิดเยอรมันที่ทิ้งในบริเตนใหญ่
อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าสนใจจริงๆ ของแชนนอนคือการเข้ารหัส ดังนั้นเขาจึงเข้าร่วมทีม Bell Labs ที่จัดการกับวิธีรักษาความปลอดภัยในการสื่อสาร. งานของเขาในเรื่องนี้สรุปได้ในเอกสาร 114 หน้าที่เจ้าหน้าที่ของรัฐจัดเป็นความลับทันที
จุดที่เกี่ยวข้องมากที่สุดประการหนึ่งของงานนี้คือการค้นพบว่าภาษาอังกฤษเต็มไปด้วยความซ้ำซ้อนและการคาดเดาได้ ในการเข้ารหัส ยิ่งข้อความมีความซ้ำซ้อนน้อยลงเท่าใด การถอดรหัสก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้น แชนนอนแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะลดความซ้ำซ้อนและการคาดเดาได้โดยการลบตัวอักษรหรือคำโดยไม่ทำให้ข้อความไม่มีความหมาย มีการทดลองทางจิตวิทยาหลายอย่างที่แสดงให้เห็นว่าสมองเติมประโยคโดยอัตโนมัติอย่างไรโดยทำให้เราเห็นคำที่ไม่ได้เขียน
คำสามคำที่เป็นมรดกตกทอดของคลอดด์ แชนนอนปรากฏขึ้นเป็นครั้งแรกในเอกสารฉบับนี้: ทฤษฎีสารสนเทศ
เพื่อให้แชนนอนใช้ขั้นตอนต่อไปในการกำหนดสูตรเชิงทฤษฎีของเขา จำเป็นต้องรอให้ห้องปฏิบัติการเบลล์พัฒนาเทคโนโลยีตามทฤษฎีที่คิดค้นขึ้นที่อื่น: ที่เรียกว่าการมอดูเลตรหัสพัลส์ (PCM)
สัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนตัวจากคลื่นไฟฟ้า วิศวกรของ Bell เก็บตัวอย่างคลื่นที่เพิ่มขึ้นและลดลง 8000 ตัวอย่างต่อวินาที และพบวิธีที่จะแปลค่าเหล่านี้ให้เป็นค่าศูนย์และค่าหนึ่งหรือสถานะเปิดและปิด (จำตัวแปรสองตัวในพีชคณิตแบบบูลได้หรือไม่) ตอนนี้ แทนที่จะส่งคลื่นไปตามช่องสัญญาณโทรศัพท์ คุณสามารถส่งข้อมูลที่อธิบายพิกัดตัวเลขของคลื่นได้
ในบทความถัดไป ฉันจะพูดถึงว่าสิ่งนี้มีอิทธิพลต่องานของแชนนอนอย่างไร
อยากอ่านภาคสองแล้ว