InfanziaModifica
La famiglia Shannon viveva a Gaylord, Michigan, e Claude nacque in un ospedale della vicina Petoskey. Suo padre, Claude Sr. (1862-1934) era un uomo d’affari e, per un certo periodo, un giudice di pace a Gaylord. Sua madre, Mabel Wolf Shannon (1890-1945), era un’insegnante di lingue, che servì anche come preside della Gaylord High School. Claude Sr. era un discendente di coloni del New Jersey, mentre Mabel era figlia di immigrati tedeschi.
La maggior parte dei primi 16 anni della vita di Shannon furono trascorsi a Gaylord, dove frequentò la scuola pubblica, diplomandosi alla Gaylord High School nel 1932. Shannon mostrò un’inclinazione per le cose meccaniche ed elettriche. Le sue migliori materie erano la scienza e la matematica. A casa costruì dispositivi come modelli di aerei, un modellino di barca radiocomandata e un sistema telegrafico con filo spinato per la casa di un amico a mezzo miglio di distanza. Mentre cresceva, lavorò anche come messaggero per la compagnia Western Union.
L’eroe d’infanzia di Shannon era Thomas Edison, che più tardi scoprì essere un lontano cugino. Sia Shannon che Edison erano discendenti di John Ogden (1609-1682), un leader coloniale e un antenato di molte persone illustri.
Circuiti logiciModifica
Nel 1932, Shannon entrò all’Università del Michigan, dove fu introdotto al lavoro di George Boole. Si laureò nel 1936 con due lauree: una in ingegneria elettrica e l’altra in matematica.
Nel 1936, Shannon iniziò i suoi studi di laurea in ingegneria elettrica al MIT, dove lavorò sull’analizzatore differenziale di Vannevar Bush, un primo computer analogico. Mentre studiava i complicati circuiti ad hoc di questo analizzatore, Shannon progettò circuiti di commutazione basati sui concetti di Boole. Nel 1937, scrisse la sua tesi di laurea, A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits. Un articolo di questa tesi fu pubblicato nel 1938. In questo lavoro, Shannon dimostrò che i suoi circuiti di commutazione potevano essere usati per semplificare la disposizione dei relè elettromeccanici che erano usati allora negli interruttori di instradamento delle chiamate telefoniche. Successivamente, ampliò questo concetto, dimostrando che questi circuiti potevano risolvere tutti i problemi che l’algebra booleana poteva risolvere. Nell’ultimo capitolo, presentò i diagrammi di diversi circuiti, compreso un sommatore completo a 4 bit.
Utilizzare questa proprietà degli interruttori elettrici per implementare la logica è il concetto fondamentale che sta alla base di tutti i computer elettronici digitali. Il lavoro di Shannon è diventato il fondamento della progettazione di circuiti digitali, come è diventato ampiamente noto nella comunità di ingegneria elettrica durante e dopo la seconda guerra mondiale. Il rigore teorico del lavoro di Shannon sostituì i metodi ad hoc che avevano prevalso in precedenza. Howard Gardner ha definito la tesi di Shannon “forse la più importante, e anche la più nota, tesi di master del secolo”
Shannon ha ricevuto il suo dottorato al MIT nel 1940. Vannevar Bush aveva suggerito a Shannon di lavorare alla sua tesi al Cold Spring Harbor Laboratory, per sviluppare una formulazione matematica della genetica mendeliana. Questa ricerca portò alla tesi di dottorato di Shannon, chiamata An Algebra for Theoretical Genetics.
Nel 1940, Shannon divenne National Research Fellow presso l’Institute for Advanced Study di Princeton, New Jersey. A Princeton, Shannon ebbe l’opportunità di discutere le sue idee con scienziati e matematici influenti come Hermann Weyl e John von Neumann, ed ebbe anche incontri occasionali con Albert Einstein e Kurt Gödel. Shannon lavorò liberamente attraverso le discipline, e questa capacità può aver contribuito al suo successivo sviluppo della teoria matematica dell’informazione.
Ricerca in tempo di guerraModifica
Shannon si unì poi ai Bell Labs per lavorare sui sistemi di controllo del fuoco e sulla crittografia durante la seconda guerra mondiale, sotto un contratto con la sezione D-2 (sezione dei sistemi di controllo) del National Defense Research Committee (NDRC).
Shannon è accreditato con l’invenzione dei grafici a flusso di segnale, nel 1942. Scoprì la formula del guadagno topologico mentre studiava il funzionamento di un computer analogico.
Per due mesi all’inizio del 1943, Shannon entrò in contatto con l’importante matematico britannico Alan Turing. Turing era stato inviato a Washington per condividere con il servizio crittografico della Marina degli Stati Uniti i metodi utilizzati dalla Scuola di codice e cifratura del governo britannico a Bletchley Park per rompere i cifrari usati dagli U-Boot della Kriegsmarine nell’Oceano Atlantico del nord. Era anche interessato all’encipherment del discorso e a questo scopo passò del tempo ai Bell Labs. Shannon e Turing si incontrarono all’ora del tè nella mensa. Turing mostrò a Shannon il suo documento del 1936 che definiva quella che ora è conosciuta come la “macchina universale di Turing”. Questo impressionò Shannon, poiché molte delle sue idee completavano le sue.
Nel 1945, mentre la guerra volgeva al termine, la NDRC stava pubblicando un sommario di rapporti tecnici come ultimo passo prima della sua eventuale chiusura. All’interno del volume sul controllo del fuoco, un saggio speciale intitolato Data Smoothing and Prediction in Fire-Control Systems, di cui erano coautori Shannon, Ralph Beebe Blackman e Hendrik Wade Bode, trattava formalmente il problema dello smoothing dei dati nel controllo del fuoco per analogia con “il problema di separare un segnale dal rumore interferente nei sistemi di comunicazione”. In altre parole, modellava il problema in termini di dati e di elaborazione del segnale e quindi annunciava l’avvento dell’età dell’informazione.
Il lavoro di Shannon sulla crittografia era ancora più strettamente legato alle sue successive pubblicazioni sulla teoria della comunicazione. Alla fine della guerra, preparò un memorandum classificato per i Bell Telephone Labs intitolato “A Mathematical Theory of Cryptography”, datato settembre 1945. Una versione declassificata di questo documento fu pubblicata nel 1949 come “Communication Theory of Secrecy Systems” nel Bell System Technical Journal. Questo documento incorporava molti dei concetti e formulazioni matematiche che apparivano anche nel suo A Mathematical Theory of Communication. Shannon disse che le sue intuizioni del tempo di guerra sulla teoria della comunicazione e la crittografia si svilupparono simultaneamente e che “erano così vicine che non si poteva separarle”. In una nota a piè di pagina vicino all’inizio del rapporto classificato, Shannon annunciò la sua intenzione di “sviluppare questi risultati … in un prossimo memorandum sulla trasmissione delle informazioni.”
Mentre era ai Bell Labs, Shannon dimostrò che il blocco unico crittografico è infrangibile nella sua ricerca classificata che fu poi pubblicata nell’ottobre 1949. Ha anche dimostrato che qualsiasi sistema infrangibile deve avere essenzialmente le stesse caratteristiche del one-time pad: la chiave deve essere veramente casuale, grande quanto il testo in chiaro, mai riutilizzata in tutto o in parte, ed essere tenuta segreta.
Teoria dell’informazioneModifica
Nel 1948, il memorandum promesso apparve come “A Mathematical Theory of Communication”, un articolo in due parti nei numeri di luglio e ottobre del Bell System Technical Journal. Questo lavoro si concentra sul problema di come codificare al meglio le informazioni che un mittente vuole trasmettere. In questo lavoro fondamentale, ha usato strumenti della teoria della probabilità, sviluppati da Norbert Wiener, che a quel tempo erano nella loro fase nascente di applicazione alla teoria della comunicazione. Shannon sviluppò l’entropia dell’informazione come misura del contenuto informativo di un messaggio, che è una misura dell’incertezza ridotta dal messaggio, inventando essenzialmente il campo della teoria dell’informazione.
Il libro The Mathematical Theory of Communication ristampa l’articolo di Shannon del 1948 e la divulgazione di Warren Weaver, accessibile ai non specialisti. Weaver ha sottolineato che la parola “informazione” nella teoria della comunicazione non è legata a ciò che si dice, ma a ciò che si potrebbe dire. Cioè, l’informazione è una misura della libertà di scelta quando si seleziona un messaggio. I concetti di Shannon furono anche divulgati, con la sua stessa revisione, in Symbols, Signals, and Noise di John Robinson Pierce.
Il contributo fondamentale della teoria dell’informazione all’elaborazione del linguaggio naturale e alla linguistica computazionale fu ulteriormente stabilito nel 1951, nel suo articolo “Prediction and Entropy of Printed English”, mostrando limiti superiori e inferiori di entropia sulle statistiche dell’inglese – dando una base statistica all’analisi del linguaggio. Inoltre, dimostrò che trattare gli spazi bianchi come la 27esima lettera dell’alfabeto abbassa effettivamente l’incertezza nel linguaggio scritto, fornendo un chiaro legame quantificabile tra la pratica culturale e la cognizione probabilistica.
Un altro notevole articolo pubblicato nel 1949 è “Communication Theory of Secrecy Systems”, una versione declassificata del suo lavoro di guerra sulla teoria matematica della crittografia, in cui dimostrò che tutti i cifrari teoricamente infrangibili devono avere gli stessi requisiti del one-time pad. Gli si attribuisce anche l’introduzione della teoria del campionamento, che si occupa di rappresentare un segnale a tempo continuo da un insieme discreto (uniforme) di campioni. Questa teoria è stata essenziale per permettere alle telecomunicazioni di passare dai sistemi di trasmissione analogici a quelli digitali negli anni ’60 e successivi.
Tornò al MIT per ricoprire una cattedra nel 1956.
Insegnamento al MITEdit
Nel 1956 Shannon entrò nella facoltà del MIT per lavorare nel Research Laboratory of Electronics (RLE). Ha continuato a servire nella facoltà del MIT fino al 1978.
Più tardi nella vitaModifica
Shannon ha sviluppato il morbo di Alzheimer e ha trascorso gli ultimi anni della sua vita in una casa di cura; è morto nel 2001, sopravvissuto a sua moglie, un figlio e una figlia, e due nipoti.
Hobby e invenzioniModifica
Al di fuori delle attività accademiche di Shannon, si interessava di giocoleria, monociclo e scacchi. Inventò anche molti dispositivi, tra cui un computer a numeri romani chiamato THROBAC, macchine da giocoleria e una tromba lanciafiamme. Costruì un dispositivo che poteva risolvere il puzzle del cubo di Rubik.
Shannon progettò il Minivac 601, un trainer di computer digitali per insegnare agli uomini d’affari il funzionamento dei computer. Fu venduto dalla Scientific Development Corp a partire dal 1961.
È anche considerato il co-inventore del primo computer indossabile insieme a Edward O. Thorp. Il dispositivo è stato utilizzato per migliorare le probabilità quando si gioca alla roulette.
Vita personaleModifica
Shannon sposò Norma Levor, una ricca, ebrea, intellettuale di sinistra nel gennaio 1940. Il matrimonio finì con un divorzio dopo circa un anno. Levor in seguito sposò Ben Barzman.
Shannon incontrò la sua seconda moglie Betty Shannon (nata Mary Elizabeth Moore) quando era un’analista numerica ai Bell Labs. Si sposarono nel 1949. Betty ha assistito Claude nella costruzione di alcune delle sue invenzioni più famose. Ebbero tre figli.
Shannon era apolitico e ateo.
TributiModifica
Ci sono sei statue di Shannon scolpite da Eugene Daub: una all’Università del Michigan; una al MIT nel Laboratory for Information and Decision Systems; una a Gaylord, Michigan; una alla University of California, San Diego; una ai Bell Labs; e un’altra agli AT&T Shannon Labs. Dopo lo scioglimento del Bell System, la parte dei Bell Labs che rimase alla AT&T Corporation fu chiamata Shannon Labs in suo onore.
Secondo Neil Sloane, un AT&T Fellow che ha co-editato la grande collezione di articoli di Shannon nel 1993, la prospettiva introdotta dalla teoria della comunicazione di Shannon (ora chiamata teoria dell’informazione) è il fondamento della rivoluzione digitale, e ogni dispositivo contenente un microprocessore o un microcontrollore è un discendente concettuale della pubblicazione di Shannon nel 1948: “È uno dei grandi uomini del secolo. Senza di lui, nessuna delle cose che conosciamo oggi esisterebbe. L’intera rivoluzione digitale è iniziata con lui”. L’unità shannon prende il nome da Claude Shannon.
A Mind at Play, una biografia di Shannon scritta da Jimmy Soni e Rob Goodman, è stata pubblicata nel 2017.
Il 30 aprile 2016 Shannon è stato onorato con un Google Doodle per celebrare la sua vita in quello che sarebbe stato il suo centesimo compleanno.
The Bit Player, un film su Shannon diretto da Mark Levinson ha debuttato al World Science Festival nel 2019. Tratto da interviste condotte con Shannon nella sua casa negli anni ’80, il film è stato rilasciato su Amazon Prime nell’agosto 2020.