BarndomRediger
Familien Shannon boede i Gaylord, Michigan, og Claude Shannon blev født på et hospital i det nærliggende Petoskey. Hans far, Claude Sr. (1862-1934), var forretningsmand og i en periode skifteretsdommer i Gaylord. Hans mor, Mabel Wolf Shannon (1890-1945), var sproglærer og fungerede også som rektor for Gaylord High School. Claude Sr. stammede fra nybyggere i New Jersey, mens Mabel var barn af tyske immigranter.
De fleste af de første 16 år af Shannons liv blev tilbragt i Gaylord, hvor han gik i offentlig skole, og han dimitterede fra Gaylord High School i 1932. Shannon viste en forkærlighed for mekaniske og elektriske ting. Hans bedste fag var naturvidenskab og matematik. I hjemmet konstruerede han bl.a. flymodeller, en radiostyret modelbåd og et telegrafisystem med pigtråd til en vens hus en halv mil væk. Mens han voksede op, arbejdede han også som budbringer for Western Union-selskabet.
Shannon’s barndomshelt var Thomas Edison, som han senere erfarede var en fjern fætter. Både Shannon og Edison var efterkommere af John Ogden (1609-1682), en kolonileder og forfader til mange fremtrædende personer.
Logiske kredsløbRediger
I 1932 blev Shannon optaget på University of Michigan, hvor han blev introduceret til George Booles arbejde. Han dimitterede i 1936 med to bachelorgrader: en i elektroteknik og en i matematik.
I 1936 påbegyndte Shannon sine kandidatstudier i elektroteknik på MIT, hvor han arbejdede på Vannevar Bushs differentialanalysator, en tidlig analog computer. Mens han studerede de komplicerede ad hoc-kredsløb i denne analysator, designede Shannon koblingskredsløb baseret på Booles begreber. I 1937 skrev han sin kandidatafhandling, A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits (En symbolsk analyse af relæ- og koblingskredsløb). En artikel fra denne afhandling blev offentliggjort i 1938. I dette arbejde beviste Shannon, at hans koblingskredsløb kunne bruges til at forenkle indretningen af de elektromekaniske relæer, der dengang blev brugt i koblinger til telefonopkald. Derefter udvidede han dette koncept og beviste, at disse kredsløb kunne løse alle de problemer, som Boolsk algebra kunne løse. I det sidste kapitel præsenterede han diagrammer af flere kredsløb, herunder en 4-bit fuld adderer.
Anvendelse af denne egenskab ved elektriske kontakter til at implementere logik er det grundlæggende koncept, der ligger til grund for alle elektroniske digitale computere. Shannons arbejde blev grundlaget for design af digitale kredsløb, som det blev almindeligt kendt i det elektrotekniske samfund i løbet af og efter Anden Verdenskrig. Den teoretiske stringens i Shannons arbejde afløste de ad hoc-metoder, der tidligere havde været fremherskende. Howard Gardner kaldte Shannons afhandling for “muligvis århundredets vigtigste og også den mest bemærkede kandidatafhandling.”
Shannon fik sin ph.d.-grad fra MIT i 1940. Vannevar Bush havde foreslået, at Shannon skulle arbejde på sin afhandling på Cold Spring Harbor Laboratory med henblik på at udvikle en matematisk formulering for mendelsk genetik. Denne forskning resulterede i Shannons ph.d.-afhandling med titlen An Algebra for Theoretical Genetics.
I 1940 blev Shannon National Research Fellow ved Institute for Advanced Study i Princeton, New Jersey. I Princeton havde Shannon mulighed for at diskutere sine idéer med indflydelsesrige videnskabsmænd og matematikere som Hermann Weyl og John von Neumann, og han havde også lejlighedsvise møder med Albert Einstein og Kurt Gödel. Shannon arbejdede frit på tværs af fagområder, og denne evne kan have bidraget til hans senere udvikling af matematisk informationsteori.
KrigsforskningRediger
Shannon kom derefter til Bell Labs for at arbejde på ildkontrolsystemer og kryptografi under Anden Verdenskrig under en kontrakt med sektion D-2 (Control Systems section) under National Defense Research Committee (NDRC).
Shannon er krediteret for opfindelsen af signalflowgrafer i 1942. Han opdagede den topologiske forstærkningsformel, mens han undersøgte den funktionelle drift af en analog computer.
I to måneder tidligt i 1943 kom Shannon i kontakt med den førende britiske matematiker Alan Turing. Turing var blevet udsendt til Washington for at dele med den amerikanske flådes kryptoanalytiske tjeneste de metoder, som den britiske regerings kode- og kryptoskole i Bletchley Park brugte til at bryde de krypteringskoder, som Kriegsmarinens ubåde brugte i det nordlige Atlanterhav. Han var også interesseret i kryptering af tale og tilbragte med henblik herpå en tid på Bell Labs. Shannon og Turing mødtes ved tetid i cafeteriet. Turing viste Shannon sin artikel fra 1936, hvori han definerede det, der nu er kendt som “Universal Turing-maskinen”. Dette imponerede Shannon, da mange af dets idéer supplerede hans egne.
I 1945, da krigen nærmede sig sin afslutning, udsendte NDRC et resumé af tekniske rapporter som et sidste skridt inden dets eventuelle nedlukning. Inde i bindet om ildkontrol var der et særligt essay med titlen Data Smoothing and Prediction in Fire-Control Systems, som Shannon, Ralph Beebe Blackman og Hendrik Wade Bode var medforfattere til, og som formelt behandlede problemet med at udjævne dataene i ildkontrol i analogi med “problemet med at adskille et signal fra forstyrrende støj i kommunikationssystemer”. Med andre ord modellerede den problemet i form af data- og signalbehandling og indvarslede dermed informationsalderens komme.
Shannons arbejde med kryptografi var endnu tættere forbundet med hans senere publikationer om kommunikationsteori. Ved krigens afslutning udarbejdede han et klassificeret memorandum for Bell Telephone Labs med titlen “A Mathematical Theory of Cryptography”, dateret september 1945. En afklassificeret version af dette dokument blev offentliggjort i 1949 som “Communication Theory of Secrecy Systems” i Bell System Technical Journal. Dette dokument indeholdt mange af de begreber og matematiske formuleringer, der også optrådte i hans “A Mathematical Theory of Communication”. Shannon sagde, at hans indsigt i kommunikationsteori og kryptografi i krigstiden udviklede sig samtidig, og at “de lå så tæt på hinanden, at man ikke kunne adskille dem”. I en fodnote nær begyndelsen af den klassificerede rapport meddelte Shannon, at han havde til hensigt at “udvikle disse resultater … i et kommende memorandum om overførsel af information.”
Mens han var på Bell Labs, beviste Shannon i sin klassificerede forskning, der senere blev offentliggjort i oktober 1949, at den kryptografiske one-time pad er ubrydelig. Han beviste også, at ethvert ubrydeligt system skal have stort set de samme egenskaber som engangskoden: nøglen skal være virkelig tilfældig, være lige så stor som klarteksten, aldrig genbruges helt eller delvist og holdes hemmelig.
InformationsteoriRediger
I 1948 udkom det lovede memorandum som “A Mathematical Theory of Communication”, en artikel i to dele i juli- og oktoberudgaverne af Bell System Technical Journal. Dette arbejde fokuserer på problemet om, hvordan man bedst kan kode de oplysninger, som en afsender ønsker at overføre. I dette grundlæggende arbejde anvendte han værktøjer inden for sandsynlighedsteori, der var udviklet af Norbert Wiener, og som på det tidspunkt var i sin vorden, da de blev anvendt på kommunikationsteori. Shannon udviklede informationsentropien som et mål for informationsindholdet i en meddelelse, der er et mål for den usikkerhed, som meddelelsen reducerer, og opfandt samtidig i det væsentlige området informationsteori.
Bogen The Mathematical Theory of Communication genoptrykker Shannons artikel fra 1948 og Warren Weavers popularisering af den, som er tilgængelig for ikke-specialister. Weaver påpegede, at ordet “information” i kommunikationsteorien ikke er relateret til, hvad man faktisk siger, men til hvad man kunne sige. Det vil sige, at information er et mål for ens valgfrihed, når man udvælger et budskab. Shannons begreber blev også populariseret, med forbehold af hans egen korrekturlæsning, i John Robinson Pierces Symbols, Signals, and Noise.
Informationsteoriens grundlæggende bidrag til naturlig sprogbehandling og computerlingvistik blev yderligere etableret i 1951 i hans artikel “Prediction and Entropy of Printed English”, hvor han viste øvre og nedre grænser for entropien for statistikken af engelsk – hvilket gav et statistisk grundlag for sproganalyse. Desuden beviste han, at behandling af whitespace som det 27. bogstav i alfabetet faktisk sænker usikkerheden i det skrevne sprog, hvilket giver en klar kvantificerbar forbindelse mellem kulturel praksis og probabilistisk kognition.
En anden bemærkelsesværdig artikel, der blev offentliggjort i 1949, er “Communication Theory of Secrecy Systems”, en afklassificeret version af hans arbejde i krigstiden om matematisk teori om kryptografi, hvor han beviste, at alle teoretisk ubrydelige krypteringer må have de samme krav som one-time pad’en. Han er også krediteret for indførelsen af samplingteori, som beskæftiger sig med at repræsentere et kontinuerligt tidssignal ud fra et (ensartet) diskret sæt af stikprøver. Denne teori var afgørende for at gøre det muligt for telekommunikationerne at gå fra analoge til digitale transmissionssystemer i 1960’erne og senere.
Han vendte tilbage til MIT og fik en professorat i 1956.
Undervisning på MITEdit
I 1956 blev Shannon ansat på MIT’s fakultet for at arbejde i Research Laboratory of Electronics (RLE). Han fortsatte med at være ansat på MIT-fakultetet indtil 1978.
Senere livRediger
Shannon udviklede Alzheimers sygdom og tilbragte de sidste par år af sit liv på et plejehjem; han døde i 2001, efterladt af sin kone, en søn og en datter samt to barnebarn.
Hobbyer og opfindelserRediger
Ude for Shannon’s akademiske aktiviteter var han interesseret i jonglering, unicykelsport og skak. Han opfandt også mange apparater, bl.a. en computer med romertal kaldet THROBAC, jongleringsmaskiner og en flammekastende trompet. Han byggede en anordning, der kunne løse Rubik’s Cube-puslespillet.
Shannon designede Minivac 601, en digital computertræner, der skulle lære forretningsfolk om, hvordan computere fungerede. Den blev solgt af Scientific Development Corp fra 1961.
Han anses også for at være medopfinder af den første bærbare computer sammen med Edward O. Thorp. Enheden blev brugt til at forbedre oddsene, når man spillede roulette.
PrivatlivRediger
Shannon blev gift med Norma Levor, en velhavende, jødisk, venstreorienteret intellektuel i januar 1940. Ægteskabet endte i skilsmisse efter omkring et år. Levor blev senere gift med Ben Barzman.
Shannon mødte sin anden kone Betty Shannon (født Mary Elizabeth Moore), da hun var numerisk analytiker på Bell Labs. De blev gift i 1949. Betty hjalp Claude med at bygge nogle af hans mest berømte opfindelser. De fik tre børn.
Shannon var upolitisk og ateist.
HyldestRediger
Der findes seks statuer af Shannon skulptureret af Eugene Daub: en ved University of Michigan; en ved MIT i Laboratory for Information and Decision Systems; en i Gaylord, Michigan; en ved University of California, San Diego; en ved Bell Labs; og en anden ved AT&T Shannon Labs. Efter opløsningen af Bell System blev den del af Bell Labs, der blev tilbage i AT&T Corporation, opkaldt Shannon Labs til ære for ham.
Ifølge Neil Sloane, en AT&T Fellow, der var medredaktør af Shannons store samling af artikler i 1993, er det perspektiv, der blev introduceret af Shannons kommunikationsteori (nu kaldet informationsteori), grundlaget for den digitale revolution, og enhver enhed, der indeholder en mikroprocessor eller mikrocontroller, er en konceptuel efterkommer af Shannons publikation fra 1948: “Han er en af århundredets store mænd. Uden ham ville ingen af de ting, vi kender i dag, eksistere. Hele den digitale revolution startede med ham.” Enheden shannon er opkaldt efter Claude Shannon.
A Mind at Play, en biografi om Shannon skrevet af Jimmy Soni og Rob Goodman, blev udgivet i 2017.
Den 30. april 2016 blev Shannon hædret med en Google Doodle for at fejre hans liv på det, der ville have været hans 100-års fødselsdag.
The Bit Player, en spillefilm om Shannon instrueret af Mark Levinson, havde premiere på World Science Festival i 2019. Filmen, der er baseret på interviews med Shannon i hans hus i 1980’erne, blev udgivet på Amazon Prime i august 2020.