Il risultato dello sviluppo della teoria della comunicazione di Shannon. La teoria dell'informazione di Claude Shannon

In questo articolo sono presentati una breve biografia di Claude Shannon e fatti interessanti della vita dell'ingegnere, crittoanalista e matematico americano, il padre dell'era dell'informazione.

Breve biografia di Claude Shannon

Claude Elwood Shannon è nato il 30 aprile 1916 nella città di Petocki, nel Michigan. Suo padre era un avvocato e sua madre insegnava lingue straniere. Nel 1932, il giovane si diplomò al liceo e contemporaneamente fu educato a casa. Il padre di Claude comprava costantemente a suo figlio kit radioamatoriali e set da costruzione, promuovendo la sua creatività tecnica. E sua sorella maggiore gli ha insegnato lezioni di matematica approfondite. Pertanto, l'amore per la tecnologia e la matematica era evidente.

Nel 1932, il futuro scienziato entrò all'Università del Michigan. Si laureò presso l'istituto scolastico nel 1936 con una laurea in matematica e ingegneria elettrica. All'università, ha letto le opere "Calcolo logico" e "Analisi matematica della logica" dell'autore George Boole, che hanno determinato in gran parte i suoi futuri interessi scientifici.

Ben presto fu invitato a lavorare presso il Massachusetts Institute of Technology come assistente di ricerca nel laboratorio di ingegneria elettrica. Shannon ha lavorato all'aggiornamento di un computer analogico, l'analizzatore differenziale di Vannevar Bush.

Nel 1936, Claude decise di iscriversi a un master e un anno dopo scrisse la sua tesi. Sulla base di ciò, produce un articolo intitolato "Analisi simbolica di relè e circuiti di commutazione", pubblicato nel 1938 sul Journal of the American Institute of Electrical Engineers. Il suo articolo suscitò l'interesse della comunità scientifica dell'ingegneria elettrica e nel 1939 gli fu assegnato il Premio. Alfred Nobel. Senza finire la sua tesi di master, Shannon iniziò a lavorare sul suo dottorato in matematica, toccando problemi di genetica. Si chiamava “Algebra per la genetica teorica”.

Nel 1941, all'età di 25 anni, iniziò a lavorare nel dipartimento di matematica del centro di ricerca Bell Laboratories. In questo momento iniziarono le ostilità in Europa. L'America ha finanziato la ricerca di Shannon nel campo della crittografia. È stato autore dell'analisi di testi crittografati utilizzando metodi teorici dell'informazione. Nel 1945, lo scienziato completò un ampio rapporto segreto, “La teoria matematica della crittografia”.

Quali contributi ha dato Claude Shannon all'informatica?

Nella sua ricerca, lo scienziato ha preparato concetti sulla teoria dell'informazione. Nel 1948, Shannon pubblicò l'opera “Teoria matematica della comunicazione”, in cui la teoria matematica appariva come un ricevitore di informazioni e un canale di comunicazione per la sua trasmissione. Non resta che tradurre tutto in un linguaggio più semplice e trasmettere le nostre conquiste all'umanità. Claude Shannon ha introdotto il concetto di entropia dell'informazione, che denota una quantità, un'unità di informazione. Lo scienziato ha detto che un matematico gli ha consigliato di usare questo termine. Claude Shannon ha creato 6 teoremi concettuali che sono il fondamento della sua teoria dell'informazione:

Teorema per la valutazione quantitativa dell'informazione.
Teorema per l'impacchettamento razionale dei simboli durante la codifica primaria.
Teorema per far corrispondere il flusso di informazioni con la capacità di un canale di comunicazione senza interferenze.
Teorema per adattare il flusso di informazioni alla capacità di un canale di comunicazione binario con rumore.
Teorema per la stima della capacità di un canale di comunicazione continua.
Teorema per la ricostruzione senza errori di un segnale continuo.

Nel 1956, lo scienziato smise di lavorare ai Bell Laboratories e prese la posizione di professore in due facoltà del Massachusetts Institute of Technology: ingegneria elettrica e matematica.

Quando compì 50 anni smise di insegnare e si dedicò interamente ai suoi hobby preferiti. Ha creato un monociclo con 2 selle, robot che risolvono il cubo di Rubik e fanno giocoliere con le palline, e un coltello pieghevole con molte lame. Nel 1965 visitò l'URSS. E recentemente, Claude Shannon era molto malato ed è morto nel febbraio 2001 di morbo di Alzheimer in una casa di cura del Massachusetts.

Fatti interessanti su Claude Shannon

A Shannon è stato instillato l'amore per la scienza da suo nonno. Il nonno di Shannon era un inventore e agricoltore. Ha inventato la lavatrice insieme a molte altre utili attrezzature agricole

Da adolescente lui ha lavorato come fattorino alla Western Union.

Lui amava suonare il clarinetto, ascoltava musica e leggeva poesie.

Shannon sposò il 27 marzo 1949 Mary Elizabeth Moore Shannon, che incontrò ai Bell Labs. Ha lavorato lì come analista. La coppia ha avuto tre figli: Andrew Moore, Robert James e Margarita Katerina.

A Claude Shannon piaceva andare a Las Vegas nei fine settimana con sua moglie Betty e un collega per giocare a blackjack. Shannon e il suo amico hanno persino progettato il primo computer indossabile al mondo per il “conteggio delle carte”.

È stato coinvolto nello sviluppo di dispositivi in grado di rilevare gli aerei nemici e puntare contro di loro cannoni antiaerei. Creò anche un sistema crittografico per il governo degli Stati Uniti, garantendo la segretezza dei negoziati tra Roosevelt e Churchill.

Amava giocare a scacchi e fare il giocoliere. Testimoni della sua giovinezza ai Bell Laboratories hanno ricordato come girava per i corridoi dell'azienda su un monociclo, mentre faceva il giocoliere con le palline.

Ha creato un monociclo con due selle, un coltello pieghevole con cento lame, robot che risolvono il cubo di Rubik e un robot che fa il giocoliere con le palline.

Shannon, secondo le sue stesse parole, era una persona apolitica e atea.

Campo scientifico: Luogo di lavoro: Alma madre: Conosciuto come: Premi e riconoscimenti

Premio intitolato a A. Nobel AIEE (1940);
Premio in memoria di M. Libman (Inglese) russo IRE (1949);
Medaglia d'Onore IEEE (1966);
Medaglia Nazionale della Scienza (1966);
Premio Harvey (1972);
Premio Kyoto (1985).

Biografia

Nel 1985, Claude Shannon e sua moglie Betty partecipano al Simposio internazionale sulla teoria dell'informazione a Brighton. Shannon non ha partecipato a conferenze internazionali per molto tempo e all'inizio non lo hanno nemmeno riconosciuto. Al banchetto, Claude Shannon ha tenuto un breve discorso, ha fatto il giocoliere con solo tre palle, e poi ha rilasciato centinaia e centinaia di autografi agli scienziati e ingegneri stupiti che stavano in una lunga fila, provando sentimenti di riverenza nei confronti del grande scienziato, paragonandolo a Sir Isacco Newton.

È stato lo sviluppatore del primo giocattolo radiocomandato industriale, prodotto negli anni '50 in Giappone (foto). Ha sviluppato anche un dispositivo in grado di piegare un cubo di Rubik (foto), un mini computer per il gioco da tavolo Hex, che sconfigge sempre l'avversario (foto), un mouse meccanico in grado di trovare una via d'uscita da un labirinto (foto). Ha anche realizzato l'idea della macchina per fumetti "Ultimate Machine" (foto).

Teoria della comunicazione nei sistemi segreti

L'opera di Shannon "The Theory of Communication in Secret Systems" (1945), classificata come "segreta", che fu declassificata e pubblicata solo nel 1949, servì come inizio di una vasta ricerca sulla teoria della codifica e della trasmissione delle informazioni e, in opinione generale, ha dato alla crittografia lo status di scienza. Fu Claude Shannon il primo a iniziare a studiare la crittografia utilizzando un approccio scientifico. In questo articolo Shannon definisce i concetti fondamentali della teoria della crittografia, senza i quali la crittografia non è più concepibile. L'importante merito di Shannon è la ricerca di sistemi assolutamente sicuri e la prova della loro esistenza, nonché l'esistenza di codici crittograficamente forti e le condizioni richieste per ciò. Shannon formulò anche i requisiti di base per i codici forti. Ha introdotto i concetti ormai familiari di dispersione e miscelazione, nonché metodi per creare sistemi di crittografia crittograficamente potenti basati su operazioni semplici. Questo articolo è il punto di partenza per lo studio della scienza della crittografia.

Articolo "Teoria matematica della comunicazione"

Il teorema di Nyquist-Shannon (nella letteratura in lingua russa - il teorema di Kotelnikov) riguarda la ricostruzione inequivocabile di un segnale dai suoi campioni discreti.
(o teorema della crittografia silenziosa) stabilisce un limite per la massima compressione dei dati e un valore numerico per l'entropia di Shannon.
Teorema di Shannon-Hartley

Vedi anche

Formula di interpolazione di Whittaker-Shannon

Note

Letteratura

Shannon C.E. Una teoria matematica della comunicazione // Giornale tecnico del sistema Bell. - 1948. - T. 27. - P. 379-423, 623-656.
Shannon C.E. Comunicazione in presenza di rumore // Proc. Istituto di ingegneri radiofonici. -Gennaio 1949. - T. 37. - N. 1. - P. 10-21.
Shannon K. Si occupa di teoria dell'informazione e cibernetica. - M.: Casa editrice di letteratura straniera, 1963. - 830 p.

Collegamenti

Bibliografia (inglese)

Categorie:

Personalità in ordine alfabetico
Scienziati in ordine alfabetico
Nato il 30 aprile
Nato nel 1916
Nato nel Michigan
Morì il 24 febbraio
Morì nel 2001
Morti nel Massachusetts
matematici statunitensi
Teoria dell'informazione
Crittografi
Cibernetica
Pionieri della tecnologia informatica
Ricercatori di intelligenza artificiale
Scienziati nel campo della scienza dei sistemi
Ex studenti del MIT
Alumni dell'Università del Michigan
facoltà del MIT
Membri e membri corrispondenti della National Academy of Sciences degli Stati Uniti
Fellows stranieri della Royal Society di Londra
Matematici del 20° secolo
Vincitori dell'Harvey Award
Destinatari della medaglia nazionale della scienza degli Stati Uniti
Destinatari della medaglia d'onore dell'IEEE
Persone: scacchi al computer
Ingegneri elettrici statunitensi

Fondazione Wikimedia.

2010. Claude Elwood Shannon - eminente scienziato americano

nel campo della matematica, dell'ingegneria, della crittoanalisi. Ha guadagnato fama mondiale grazie alle sue scoperte nel campo dell'informatica e invenzione del “morso” (1948),

come la più piccola unità informativa. È considerato il fondatore della teoria dell'informazione, le cui principali disposizioni sono ancora rilevanti nel settore delle comunicazioni high-tech e delle comunicazioni moderne. Anche Shannon lo era fu introdotto per la prima volta il concetto di “entropia”.

, che indica una quantità indefinita di informazioni trasmesse.

Questo scienziato è stato il primo ad applicare un approccio scientifico alle idee informative e alle leggi della crittografia, confermando i suoi pensieri in lavori sulla teoria matematica della comunicazione, nonché sulla teoria della comunicazione nei sistemi segreti.

Ha anche dato un grande contributo allo sviluppo della cibernetica, confermando punti chiave come lo schema probabilistico, il concetto scientifico del gioco, nonché il pensiero sulla creazione di automi e sistemi di gestione.

Infanzia e adolescenza Claude Shannon è nata a Petoskey, Michigan, Stati Uniti. Questo evento gioioso è accaduto

30/04/1916.

Il padre del futuro scienziato era impegnato in affari nel campo della difesa e poi fu nominato giudice. La madre insegnava lingue straniere e alla fine ricevette la posizione di direttrice scolastica a Gaylord.

Shannon Sr. aveva inclinazioni matematiche. Un ruolo fondamentale nel plasmare l’inclinazione del nipote verso l’attività scientifica è stato svolto dal nonno, agricoltore e inventore. Nel suo arsenale realizzazione di una lavatrice

e alcuni tipi di macchine agricole applicate. È interessante notare che Edison ha legami familiari con questa famiglia. All'età di 16 anni, Claude si diplomò al liceo, dove insegnava sua madre. Sono riuscito a lavorare corriere per Western Union,

impegnato nella progettazione di vari dispositivi.

Era interessato al modellismo di aerei e apparecchiature radio e alla riparazione di piccole stazioni radio. Con le sue mani ha realizzato una barca radiocomandata e un telegrafo per comunicare con un amico.

Come assicura lo stesso Claude, non era assolutamente interessato solo alla politica e alla fede in Dio.

Anni da studente

Il suo primo lavoro fu come assistente di ricerca presso il Massachusetts Institute of Technology. Claude ha condotto le sue attività scientifiche come operatore di un dispositivo informatico meccanico creato dal suo insegnante V. Bush.

Dopo aver approfondito gli sviluppi scientifici concettuali di Boole, Shannon si rese conto della possibilità della loro applicazione pratica. Proteggere tesi di master nel 1937, sotto la supervisione di Frank L. Hitchcock, si trasferì ai famosi Bell Telephone Laboratories, dove produsse materiale sull'analisi simbolica dei circuiti di commutazione e sull'uso dei relè.

Fu pubblicato sulle pagine di una rivista speciale dell'Institute of Electrical Engineers negli Stati Uniti (1938).

Sono state rivelate le principali disposizioni dell'articolo miglioramento del routing delle chiamate telefoniche, grazie alla sostituzione dei relè di tipo elettromeccanico con un circuito di commutazione. Il giovane scienziato ha dimostrato il concetto della possibilità di risolvere tutti i problemi di algebra booleana utilizzando schemi.

Questo lavoro di Shannon ha ricevuto Premio Nobel per l'ingegneria elettrica (1940) e divenne la base per la creazione di circuiti digitali logici nei circuiti elettrici. Il lavoro di questo maestro divenne una vera svolta scientifica del ventesimo secolo, gettando le basi per la creazione della tecnologia informatica elettronica della generazione moderna.

Bush raccomandò a Shannon di portare avanti una tesi per un dottorato in matematica. Hanno prestato seria attenzione alla ricerca matematica in stretta connessione con le leggi genetiche dell'ereditarietà del famoso Mendel. Ma questo lavoro non ha mai ricevuto il dovuto riconoscimento ed è stato pubblicato per la prima volta solo nel 1993.

Gli scienziati hanno dedicato molti sforzi alla costruzione di basi matematiche per varie discipline, in particolare la tecnologia dell'informazione. Ciò è stato facilitato dalla sua comunicazione con un eminente matematico G. Weyl, così come J. von Neumann, Einstein, Gödel.

Periodo di guerra

Dalla primavera del 1941 al 1956 Claude Shannon lavora per la difesa degli Stati Uniti, sviluppare il controllo del fuoco e il rilevamento del nemico durante la difesa aerea. Ha creato un legame intergovernativo stabile tra il presidente degli Stati Uniti e il primo ministro britannico.

Gli fu assegnato il Premio Nazionale per la Ricerca per il suo articolo sulla progettazione di circuiti di commutazione bipolari (1942).

Lo scienziato si interessò alle idee dell'inglese Turing sulla crittografia vocale (1943) e già nel 1945 pubblicò un lavoro sulla media e previsione dei dati per i sistemi di controllo antincendio. I suoi coautori erano Ralph B. Blackman e H. Bode. Avendo modellato un sistema speciale che elabora informazioni e segnali speciali, loro ha inaugurato l’era dell’informazione.

Memorandum segreto di K. Shannon sul campo teoria matematica della crittografia(1945) dimostrarono che la crittografia e la teoria della comunicazione sono inseparabili.

Periodo del dopoguerra

Questa volta fu segnata dal suo memorandum sulla teoria della comunicazione da un punto di vista matematico (1948) riguardo alla codifica dei testi trasmessi.

Il lavoro successivo di Shannon fu strettamente legato alla teoria dell'informazione nel campo dello sviluppo dei giochi, in particolare alla ruota della roulette, alla macchina per la lettura del pensiero e al sulla risoluzione del cubo di Rubik.

Lo scienziato ha implementato un'idea che consente di comprimere le informazioni, evitandone la perdita durante il disimballaggio.

Lo scienziato ha creato una scuola dove conduceva periodicamente seminari, dove insegnava agli studenti a trovare nuovi approcci per risolvere determinati problemi.

Famose le sue ricerche scientifiche nella matematica finanziaria. Tra questi, il circuito elettrico del flusso di denaro nei fondi pensione americani e la logica alla base della scelta di un portafoglio di investimenti al momento dell'allocazione delle attività monetarie.

Molti paragonano la popolarità di Claude Shannon con Isaac Newton.

Dopo il 1978, in pensione, riprese la teoria della giocoleria e progettò una macchina speciale.

Claude Shannon ha pubblicato una raccolta dei suoi articoli nel 1993, dove includeva 127 dei suoi lavori scientifici.

La fase finale della vita

Ha trascorso i suoi ultimi anni presso la casa d'imbarco del Massachusetts a causa del morbo di Alzheimer. Qui, secondo la moglie Mary Elizabeth, Claude partecipò a delle ricerche per studiare i metodi per curarla.

Tutta la famiglia era costantemente con lui. La morte è avvenuta il 24 febbraio 2001.

Shannon lascia la sua unica moglie, con la quale il suo matrimonio durò dal marzo 1949. Hanno avuto figli tre figli Roberto, Andrea, Margherita.

Claude Elwood Shannon(Inglese: Claude Elwood Shannon; 30 aprile 1916, Petocki, Michigan, USA - 24 febbraio 2001, Medford, Massachusetts, USA) - Ingegnere, crittoanalista e matematico americano. Considerato il “padre dell’era dell’informazione”.

È il fondatore della teoria dell'informazione, che ha trovato applicazione nei moderni sistemi di comunicazione ad alta tecnologia. Forniti concetti fondamentali, idee e loro formulazioni matematiche che attualmente costituiscono la base per le moderne tecnologie di comunicazione. Nel 1948 propose di usare la parola “bit” per denotare la più piccola unità di informazione (nell'articolo “Teoria matematica della comunicazione”). Inoltre, il concetto di entropia era una caratteristica importante della teoria di Shannon. Dimostrò che l'entropia da lui introdotta equivale a una misura dell'incertezza dell'informazione contenuta nel messaggio trasmesso. Gli articoli di Shannon "A Mathematical Theory of Communications" e "The Theory of Communications in Secret Systems" sono considerati fondamentali per la teoria dell'informazione e la crittografia. Claude Shannon fu uno dei primi ad avvicinarsi alla crittografia da un punto di vista scientifico, fu il primo a formularne i fondamenti teorici e ad introdurre molti concetti di base; Shannon ha dato contributi chiave alla teoria dei circuiti probabilistici; teoria dei giochi; la teoria degli automi e la teoria dei sistemi di controllo sono aree della scienza incluse nel concetto di “cibernetica”.

Biografia

Infanzia e gioventù

Claude Shannon è nato il 30 aprile 1916 a Petocki, Michigan, Stati Uniti. Suo padre, Claude Sr. (1862-1934), era un uomo d'affari autodidatta, avvocato e per qualche tempo giudice. La madre di Shannon, Maybelle Woolf Shannon (1890-1945), era un'insegnante di lingue straniere che in seguito divenne preside della Gaylord High School. Il padre di Shannon aveva una mente matematica ed era consapevole delle sue parole. A Shannon è stato instillato l'amore per la scienza da suo nonno. Il nonno di Shannon era un inventore e agricoltore. Ha inventato la lavatrice insieme a tante altre attrezzature utili in agricoltura. Thomas Edison era un lontano parente degli Shannon.

Claude trascorse i primi sedici anni della sua vita a Gaylord, nel Michigan, dove si diplomò alla Gaylord Comprehensive High School nel 1932. Da giovane ha lavorato come corriere per la Western Union. Il giovane Claude era interessato alla progettazione di dispositivi meccanici e automatici. Collezionò modellini di aeroplani e circuiti radio, creò una barca radiocomandata e un sistema telegrafico tra la casa di un amico e la sua. A volte doveva riparare le radio per un grande magazzino locale.

Shannon, secondo le sue stesse parole, era una persona apolitica e atea.

Anni universitari

Nel 1932, Shannon fu iscritto all'Università del Michigan, dove in uno dei suoi corsi conobbe le opere di George Boole. Nel 1936, Claude si laureò all'Università del Michigan con una doppia specializzazione in matematica e ingegneria elettrica e andò al Massachusetts Institute of Technology (MIT), dove lavorò come assistente di ricerca. Ha svolto compiti di operatore su un dispositivo informatico meccanico, un computer analogico chiamato "analizzatore differenziale", sviluppato dal suo supervisore Vanevar Bush. Studiando i circuiti elettrici complessi e altamente specializzati di un analizzatore differenziale, Shannon vide che i concetti di Boole potevano essere messi a frutto. Dopo aver lavorato nell'estate del 1937 ai Bell Telephone Laboratories, scrisse quell'anno un articolo basato sulla sua tesi di master, "Analisi simbolica dei circuiti di commutazione e relè". Va notato che Frank Lauren Hitchcock ha supervisionato la tesi del master e ha fornito critiche e consigli utili. L'articolo stesso fu pubblicato nel 1938 nella pubblicazione dell'American Institute of Electrical Engineers (AIEE). In questo lavoro, ha dimostrato che i circuiti di commutazione potrebbero essere utilizzati per sostituire i circuiti a relè elettromeccanici allora utilizzati per instradare le chiamate telefoniche. Ha poi esteso questo concetto mostrando che questi circuiti potrebbero risolvere tutti i problemi che l'algebra booleana potrebbe risolvere. Inoltre, nell'ultimo capitolo, presenta i prototipi di diversi circuiti, ad esempio un sommatore a 4 bit. Per questo articolo, Shannon ricevette il Premio Alfred Nobel dall'American Institute of Electrical Engineers nel 1940. La comprovata capacità di implementare qualsiasi calcolo logico nei circuiti elettrici ha costituito la base per la progettazione dei circuiti digitali. E i circuiti digitali sono, come sappiamo, la base della moderna tecnologia informatica, quindi i risultati del suo lavoro sono uno dei risultati scientifici più importanti del ventesimo secolo. Howard Gardner dell'Università di Harvard ha definito il lavoro di Shannon "forse la tesi di master più importante e più famosa del secolo".

Il libro ripercorre la storia e l'evoluzione del mondo informatico, che può essere suddiviso in più periodi: il periodo precedente all'era dei computer; il periodo della creazione dei primi computer e della comparsa dei primi linguaggi di programmazione; il periodo di formazione e sviluppo dell'industria informatica, l'emergere di sistemi e reti informatiche; il periodo della creazione dei linguaggi di programmazione orientati agli oggetti e delle nuove tecnologie informatiche. Ciascuno dei capitoli del libro è dedicato a un periodo separato, inventori, designer e programmatori: gli architetti del mondo dei computer.

Per una vasta gamma di lettori

Libro:

Al giorno d'oggi, le idee di Shannon svolgono un ruolo importante in quasi tutti i sistemi che memorizzano, elaborano o trasmettono informazioni in forma digitale, dai dischi laser ai computer, dalle automobili alle stazioni spaziali automatiche...

J. Horgan

Claude Shannon

Alla fine degli anni '30, Shannon fu il primo a collegare l'algebra booleana ai circuiti di commutazione che fanno parte dei moderni computer. Grazie a questa scoperta, l'algebra booleana potrebbe essere utilizzata come un modo per organizzare le operazioni interne di un computer, un modo per organizzare la struttura logica di un computer. Pertanto, l'industria informatica deve molto a quest'uomo, anche se i suoi interessi a volte erano lontani dai computer.

Suo padre era un avvocato e per qualche tempo giudice. Sua madre insegnava lingue straniere e divenne la preside della Eylord High School. Il giovane Claude amava molto progettare dispositivi automatici. Ha assemblato modellini di aeroplani e circuiti radio e ha anche creato una barca radiocomandata e un sistema telegrafico tra la sua casa e quella di un amico. Ha riparato le stazioni radio per un grande magazzino locale. Thomas Edison era sia il suo eroe d'infanzia che un lontano cugino, anche se non si incontrarono mai. Shannon in seguito aggiunse Isaac Newton, Charles Darwin, Albert Einstein e John von Neumann alla sua lista di eroi. Nel 1932, Shannon fu iscritta all'Università del Michigan. Claude Shannon si è laureato in ingegneria elettrica. Ma anche la matematica lo affascinava e cercava di seguire quanti più corsi possibile. Uno di quei corsi di matematica, di logica simbolica, ha avuto un ruolo importante nella sua carriera. Ha conseguito una laurea in ingegneria elettrica e matematica. "Questa è la storia della mia vita", afferma Shannon, "L'interazione tra matematica e ingegneria elettrica".

Nel 1936, Claude Shannon divenne uno studente laureato presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT). Il suo supervisore Vannevar Bush, il creatore dell'analizzatore differenziale (computer analogico), propose di descrivere l'organizzazione logica dell'analizzatore come argomento della sua tesi.

Mentre lavorava alla sua tesi, Shannon giunse alla conclusione che l'algebra booleana poteva essere utilizzata con successo per analizzare e sintetizzare interruttori e relè nei circuiti elettrici. Shannon ha scritto: "Operazioni matematiche complesse possono essere eseguite utilizzando circuiti relè. I numeri possono essere rappresentati da posizioni di relè e interruttori passo-passo. Collegando gruppi di relè in un certo modo, è possibile eseguire varie operazioni matematiche". In questo modo, ha spiegato Shannon, è possibile costruire un circuito relè che esegua le operazioni logiche AND, OR e NOT. Puoi anche implementare i confronti. Con l'aiuto di tali circuiti è facile implementare la costruzione "Se... allora...".

Nel 1937, Shannon scrisse una tesi intitolata "Analisi simbolica dei circuiti di commutazione e relè". Si trattava di una tesi insolita ed era considerata una delle più significative di tutta la scienza dell'epoca: ciò che fece Shannon aprì la strada allo sviluppo dei computer digitali.

Il lavoro di Shannon è stato molto importante: ora gli ingegneri utilizzano costantemente l'algebra booleana nella loro pratica quotidiana, creando hardware e programmi per computer, reti telefoniche e altri sistemi. Shannon ha minimizzato il suo contributo a questa scoperta. "È semplicemente successo che nessun altro avesse familiarità con entrambi questi campi (matematica ed ingegneria elettrica). - A. Cap.) allo stesso tempo", ha detto. E poi ha dichiarato: "Mi è sempre piaciuta questa parola: booleano".

Per essere onesti, va notato che prima di Shannon, la creazione di una connessione tra l'algebra booleana e i circuiti di commutazione fu effettuata in America da C. Pierce, in Russia da P. S. Ehrenfest, V. I. Shestakov e altri.

Su consiglio di Bush, Shannon decise di conseguire un dottorato in matematica al MIT. L'idea per la sua futura tesi gli venne nell'estate del 1939, mentre lavorava alla Cold Spring Habor di New York. Bush fu nominato presidente della Carnegie Institution nella contea di Washington e suggerì a Shannon di trascorrere un po' di tempo lì: il lavoro che Barbara Burks stava facendo sulla genetica poteva servire come argomento a cui Shannon avrebbe applicato la sua teoria algebrica. Se Shannon poteva effettuare la commutazione dei circuiti, perché non avrebbe potuto fare lo stesso in genetica? La tesi di dottorato di Shannon, intitolata "Algebra per la genetica teorica", fu completata nella primavera del 1940. Shannon sta conseguendo un dottorato in matematica e un master in ingegneria elettrica. T. Fry, direttore del dipartimento di matematica ai Bell Laboratories, rimase colpito dal lavoro di Shannon nella logica simbolica e dal suo pensiero matematico. Nell'estate del 1940 invitò Shannon a lavorare alla Bell. Lì, Shannon, durante le ricerche sui circuiti di commutazione, scoprì un nuovo metodo per organizzarli che poteva ridurre il numero di contatti relè necessari per implementare qualsiasi funzione logica complessa. Ha pubblicato un articolo intitolato "Organizzazione dei circuiti di commutazione bipolari". Alla fine del 1940, Shannon ricevette il National Research Award. Nella primavera del 1941 ritornò ai Bell Laboratories. Con lo scoppio della guerra, T. Fry guidò i lavori su un programma per i sistemi di controllo del fuoco per la difesa aerea. Shannon si unì a questo gruppo e lavorò su dispositivi in grado di rilevare aerei nemici e mirare a cannoni antiaerei.

AT&T, proprietaria dei Bell Laboratories, era la società di comunicazioni leader a livello mondiale e naturalmente i Bell Laboratories si occupavano anche di sistemi di comunicazione. Questa volta Shannon si interessò alla messaggistica elettronica. Capiva poco in questo ambito, ma credeva che la matematica avesse le risposte alla maggior parte delle domande.

Inizialmente, Shannon si è posto un obiettivo semplice: migliorare il processo di trasmissione delle informazioni tramite un canale telegrafico o telefonico sotto l'influenza di disturbi elettrici o rumore. Concluse che la soluzione migliore non risiedeva nei miglioramenti tecnici nelle linee di comunicazione, ma in un confezionamento più efficiente delle informazioni.

Che cosa sono le informazioni? Tralasciando la questione del contenuto di questo concetto, Shannon ha dimostrato che si tratta di una quantità misurabile: la quantità di informazioni contenute in un dato messaggio è funzione della probabilità che, tra tutti i messaggi possibili, questo venga selezionato. Chiamò il potenziale totale dell'informazione in un sistema di messaggi la sua "entropia". In termodinamica, con questo concetto si intende il grado di casualità (o, se si preferisce, “misticità”) di un sistema. (Shannon una volta disse che gli era stato consigliato di usare il concetto di entropia dal matematico John von Neumann, il quale fece notare che poiché nessuno sa cosa sia, Shannon avrà sempre il vantaggio nelle controversie riguardanti la sua teoria.)

Shannon definì l'unità base dell'informazione, in seguito chiamata bit, come un messaggio che rappresenta una delle due opzioni: ad esempio "testa" - "croce" o "sì" - "no". Un bit può essere rappresentato come 1 o 0 oppure come la presenza o l'assenza di corrente in un circuito.

Su queste basi matematiche, Shannon ha poi dimostrato che qualsiasi canale di comunicazione ha la sua massima capacità di trasmissione affidabile delle informazioni. Infatti, ha dimostrato che, sebbene sia possibile avvicinarsi a questo massimo attraverso un'abile codifica, è impossibile raggiungerlo. Questo massimo divenne noto come limite di Shannon.

Come ci si può avvicinare al limite di Shannon? Il primo passo è sfruttare la ridondanza del codice. Proprio come un amante potrebbe scrivere brevemente "Ti amo" nella sua nota d'amore, attraverso una codifica efficace è possibile comprimere le informazioni nella forma più compatta possibile. Utilizzando speciali tecniche di codifica che consentono la correzione degli errori, è possibile garantire che il messaggio non venga distorto dal rumore.

Le idee di Shannon erano troppo visionarie per avere un effetto pratico immediato. I circuiti dei tubi a vuoto semplicemente non potevano ancora calcolare i codici complessi necessari per avvicinarsi al limite di Shannon. Infatti, fu solo all’inizio degli anni ’70, con l’avvento dei circuiti integrati ad alta velocità, che gli ingegneri iniziarono a sfruttare appieno la teoria dell’informazione.

Claude Shannon delineò tutti i suoi pensieri e le sue idee relative alla nuova scienza della teoria dell'informazione nella monografia “Teoria matematica delle comunicazioni”, pubblicata nel 1948.

La teoria dell’informazione, oltre alle comunicazioni, è penetrata anche in altri campi, tra cui la linguistica, la psicologia, l’economia, la biologia e persino l’arte. A conferma di ciò citiamo, ad esempio, un fatto: all’inizio degli anni ’70, sulla rivista “IEEE Transactions on Information Theory” venne pubblicato un editoriale intitolato “Information Theory, Photosensitive and Religion”. Dal punto di vista di Shannon, l'applicazione della teoria dell'informazione ai sistemi biologici non è affatto inappropriata, poiché, a suo avviso, i sistemi meccanici e quelli viventi si basano su principi comuni. Alla domanda se una macchina può pensare, risponde: "Certamente sì. Io sono una macchina e tu sei una macchina, e pensiamo entrambi, no?"

In effetti, Shannon fu uno dei primi ingegneri a suggerire che le macchine potessero essere programmate per giocare a carte e risolvere altri problemi complessi.

Nel 1948 pubblicò l'opera "Programmare un computer per giocare a scacchi". In precedenza, non esistevano pubblicazioni simili su questo argomento e il programma di scacchi creato da Shannon divenne la base per gli sviluppi successivi e il primo risultato nel campo dell'intelligenza artificiale. Nel 1950 inventò il topo meccanico, Teseo, che, controllato da un magnete e da un complesso circuito elettrico nascosto sotto il pavimento, poteva trovare la via d'uscita da un labirinto.

Ha costruito una macchina che “legge nel pensiero” e gioca a “moneta”, un gioco in cui uno dei giocatori cerca di indovinare se l’altro giocatore ha scelto “testa” o “croce”. Il collega di Shannon, anche lui ai Bell Laboratories, David W. Hagelbarger, costruì un prototipo; la macchina ricordava e analizzava la sequenza delle scelte passate dell’avversario, cercando di trovarvi uno schema e, sulla base di esso, prevedere la scelta successiva.

Claude Shannon fu uno degli organizzatori della prima conferenza sull'intelligenza artificiale, tenutasi nel 1956 a Dartmouth. Nel 1965 visitò su invito l'Unione Sovietica, dove tenne una serie di conferenze sull'intelligenza artificiale.

Nel 1958, Shannon lasciò i Bell Laboratories per diventare professore al Massachusetts Institute of Technology. Dopo il suo ritiro ufficiale nel 1978, il suo più grande hobby divenne la giocoleria. Costruì diverse macchine da giocoleria e sviluppò quella che potrebbe essere definita una teoria del campo unificato per la giocoleria.

Dalla fine degli anni Cinquanta Shannon ha pubblicato pochissimi lavori sulla teoria dell’informazione. Alcuni dei suoi ex colleghi hanno detto che Shannon era "esaurito" e stanco della sua stessa teoria, ma Shannon lo ha negato. "La maggior parte dei grandi matematici hanno scritto i loro lavori migliori quando erano ancora giovani", ha detto.

Nel 1985, Shannon e sua moglie decisero improvvisamente di partecipare al Simposio internazionale sulla teoria dell'informazione, tenutosi nella città inglese di Brighton. Per molti anni non ha preso parte a convegni e all'inizio nessuno si è accorto di lui. Poi i partecipanti al simposio iniziarono a sussurrare tra loro: il modesto signore dai capelli grigi che andava e veniva dalle sale dove si ascoltavano le relazioni era Claude Shannon. Al banchetto, Shannon ha detto qualche parola, ha fatto un po' di giocoleria con tre palline e ha firmato numerosi autografi per gli ingegneri che erano allineati in una lunga fila. Come ha ricordato un partecipante, "era percepito come se Newton fosse apparso a una conferenza dedicata ai problemi di fisica".

All'inizio di marzo del 2001, all'età di 84 anni, dopo una lunga malattia, Claude Shannon morì. Come hanno scritto i giornalisti onnipresenti, l'uomo che ha inventato il ritmo è morto.