Claude Shannon

InfanciaEditar

La familia Shannon vivía en Gaylord, Michigan, y Claude nació en un hospital de la cercana Petoskey. Su padre, Claude Sr. (1862-1934) era un hombre de negocios y, durante un tiempo, un juez testamentario en Gaylord. Su madre, Mabel Wolf Shannon (1890-1945), era profesora de idiomas y directora del instituto de Gaylord. Claude padre era descendiente de colonos de Nueva Jersey, mientras que Mabel era hija de inmigrantes alemanes.

La mayor parte de los primeros 16 años de la vida de Shannon los pasó en Gaylord, donde asistió a la escuela pública, graduándose en el instituto de Gaylord en 1932. Shannon mostró una inclinación por las cosas mecánicas y eléctricas. Sus mejores asignaturas eran las ciencias y las matemáticas. En su casa construyó dispositivos como modelos de aviones, un modelo de barco controlado por radio y un sistema de telégrafo de alambre de espino a la casa de un amigo a media milla de distancia. Mientras crecía, también trabajó como mensajero para la compañía Western Union.

El héroe de la infancia de Shannon era Thomas Edison, del que más tarde supo que era un primo lejano. Tanto Shannon como Edison eran descendientes de John Ogden (1609-1682), un líder colonial y antepasado de muchas personas distinguidas.

Circuitos lógicosEditar

En 1932, Shannon ingresó en la Universidad de Michigan, donde conoció la obra de George Boole. Se graduó en 1936 con dos licenciaturas: una en ingeniería eléctrica y otra en matemáticas.

En 1936, Shannon comenzó sus estudios de posgrado en ingeniería eléctrica en el MIT, donde trabajó en el analizador diferencial de Vannevar Bush, un primer ordenador analógico. Mientras estudiaba los complicados circuitos ad hoc de este analizador, Shannon diseñó circuitos de conmutación basados en los conceptos de Boole. En 1937, escribió su tesis de maestría, A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits. Un artículo de esta tesis se publicó en 1938. En este trabajo, Shannon demostró que sus circuitos de conmutación podían utilizarse para simplificar la disposición de los relés electromecánicos que se utilizaban entonces en los conmutadores de enrutamiento de llamadas telefónicas. A continuación, amplió este concepto, demostrando que estos circuitos podían resolver todos los problemas que el álgebra de Boole podía resolver. En el último capítulo, presentó diagramas de varios circuitos, incluido un sumador completo de 4 bits.

La utilización de esta propiedad de los conmutadores eléctricos para implementar la lógica es el concepto fundamental que subyace en todos los ordenadores digitales electrónicos. El trabajo de Shannon se convirtió en la base del diseño de circuitos digitales, tal y como se dio a conocer en la comunidad de ingenieros eléctricos durante y después de la Segunda Guerra Mundial. El rigor teórico del trabajo de Shannon superó los métodos ad hoc que habían prevalecido anteriormente. Howard Gardner calificó la tesis de Shannon como «posiblemente la más importante, y también la más notoria, tesis de maestría del siglo»

Shannon se doctoró en el MIT en 1940. Vannevar Bush había sugerido que Shannon trabajara en su tesis en el Laboratorio de Cold Spring Harbor, con el fin de desarrollar una formulación matemática para la genética mendeliana. Esta investigación dio lugar a la tesis doctoral de Shannon, titulada Un álgebra para la genética teórica.

En 1940, Shannon se convirtió en becario de investigación nacional en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey. En Princeton, Shannon tuvo la oportunidad de discutir sus ideas con científicos y matemáticos influyentes como Hermann Weyl y John von Neumann, y también tuvo encuentros ocasionales con Albert Einstein y Kurt Gödel. Shannon trabajó libremente en distintas disciplinas, y esta capacidad puede haber contribuido a su posterior desarrollo de la teoría matemática de la información.

Investigación en tiempos de guerraEditar

Shannon se unió entonces a los Laboratorios Bell para trabajar en sistemas de control de incendios y criptografía durante la Segunda Guerra Mundial, en virtud de un contrato con la sección D-2 (sección de sistemas de control) del Comité de Investigación de Defensa Nacional (NDRC).

Se atribuye a Shannon la invención de los gráficos de flujo de señales, en 1942. Descubrió la fórmula de ganancia topológica mientras investigaba el funcionamiento de un ordenador analógico.

Durante dos meses a principios de 1943, Shannon entró en contacto con el destacado matemático británico Alan Turing. Turing había sido enviado a Washington para compartir con el servicio de criptoanálisis de la Marina estadounidense los métodos utilizados por la Escuela de Códigos y Cifras del Gobierno Británico en Bletchley Park para descifrar los códigos utilizados por los submarinos de la Kriegsmarine en el Océano Atlántico norte. También se interesó por el cifrado de la voz y para ello pasó un tiempo en los Laboratorios Bell. Shannon y Turing se conocieron a la hora del té en la cafetería. Turing le mostró a Shannon su artículo de 1936 en el que definía lo que hoy se conoce como la «máquina universal de Turing». Esto impresionó a Shannon, ya que muchas de sus ideas complementaban las suyas.

En 1945, cuando la guerra estaba llegando a su fin, el NDRC publicaba un resumen de informes técnicos como último paso antes de su eventual cierre. Dentro del volumen sobre control de incendios, un ensayo especial titulado Suavización de datos y predicción en sistemas de control de incendios, del que eran coautores Shannon, Ralph Beebe Blackman y Hendrik Wade Bode, trataba formalmente el problema de la suavización de los datos en el control de incendios por analogía con «el problema de separar una señal del ruido de interferencia en los sistemas de comunicaciones». En otras palabras, modeló el problema en términos de procesamiento de datos y señales y, por lo tanto, anunció la llegada de la Era de la Información.

El trabajo de Shannon sobre criptografía estuvo aún más estrechamente relacionado con sus posteriores publicaciones sobre teoría de la comunicación. Al final de la guerra, preparó un memorando clasificado para los laboratorios Bell Telephone titulado «A Mathematical Theory of Cryptography», fechado en septiembre de 1945. Una versión desclasificada de este documento se publicó en 1949 como «Communication Theory of Secrecy Systems» en el Bell System Technical Journal. Este documento incorporaba muchos de los conceptos y formulaciones matemáticas que también aparecían en su A Mathematical Theory of Communication. Shannon dijo que sus ideas sobre la teoría de la comunicación y la criptografía se desarrollaron simultáneamente y que «estaban tan unidas que no se podían separar». En una nota a pie de página cerca del comienzo del informe clasificado, Shannon anunció su intención de «desarrollar estos resultados… en un próximo memorándum sobre la transmisión de la información»

Mientras estaba en los Laboratorios Bell, Shannon demostró que la almohadilla criptográfica de un solo uso es irrompible en su investigación clasificada que se publicó posteriormente en octubre de 1949. También demostró que cualquier sistema irrompible debe tener esencialmente las mismas características que la almohadilla de un solo uso: la clave debe ser verdaderamente aleatoria, tan grande como el texto plano, nunca reutilizada en su totalidad o en parte, y mantenerse en secreto.

Teoría de la informaciónEditar

En 1948, el memorándum prometido apareció como «A Mathematical Theory of Communication», un artículo en dos partes en los números de julio y octubre del Bell System Technical Journal. Este trabajo se centra en el problema de cómo codificar mejor la información que un emisor quiere transmitir. En este trabajo fundamental, utilizó herramientas de la teoría de la probabilidad, desarrolladas por Norbert Wiener, que en aquel momento estaban en su fase inicial de aplicación a la teoría de la comunicación. Shannon desarrolló la entropía de la información como una medida del contenido de la información en un mensaje, que es una medida de la incertidumbre reducida por el mensaje, mientras que esencialmente inventó el campo de la teoría de la información.

El libro The Mathematical Theory of Communication (La teoría matemática de la comunicación) reimprime el artículo de Shannon de 1948 y la popularización de Warren Weaver del mismo, que es accesible para el no especialista. Weaver señaló que la palabra «información» en la teoría de la comunicación no está relacionada con lo que se dice, sino con lo que se podría decir. Es decir, la información es una medida de la libertad de elección de uno cuando selecciona un mensaje. Los conceptos de Shannon también se popularizaron, sujetos a su propia corrección, en Symbols, Signals, and Noise (Símbolos, señales y ruido), de John Robinson Pierce.

La contribución fundamental de la teoría de la información al procesamiento del lenguaje natural y a la lingüística computacional se estableció aún más en 1951, en su artículo «Prediction and Entropy of Printed English» (Predicción y entropía del inglés impreso), en el que mostraba los límites superior e inferior de la entropía en las estadísticas del inglés, dando una base estadística al análisis del lenguaje. Además, demostró que tratar los espacios en blanco como la vigésimo séptima letra del alfabeto realmente reduce la incertidumbre en el lenguaje escrito, proporcionando un claro vínculo cuantificable entre la práctica cultural y la cognición probabilística.

Otro artículo notable publicado en 1949 es «Communication Theory of Secrecy Systems», una versión desclasificada de su trabajo en tiempos de guerra sobre la teoría matemática de la criptografía, en el que demostró que todos los cifrados teóricamente indescifrables deben tener los mismos requisitos que el one-time pad. También se le atribuye la introducción de la teoría del muestreo, que se ocupa de representar una señal de tiempo continuo a partir de un conjunto discreto (uniforme) de muestras. Esta teoría fue esencial para que las telecomunicaciones pudieran pasar de los sistemas de transmisión analógicos a los digitales en la década de 1960 y posteriormente.

Volvió al MIT para ocupar una cátedra de dotación en 1956.

Enseñanza en el MITEdit

En 1956 Shannon se incorporó a la facultad del MIT para trabajar en el Laboratorio de Investigación de Electrónica (RLE). Siguió formando parte del profesorado del MIT hasta 1978.

Vida posteriorEditar

Shannon desarrolló la enfermedad de Alzheimer y pasó los últimos años de su vida en una residencia de ancianos; falleció en 2001, sobreviviendo a su esposa, un hijo y una hija, y dos nietas.

Aficiones e inventosEditar

El Minivac 601, un entrenador informático digital diseñado por Shannon.

Al margen de las actividades académicas de Shannon, le interesaban los malabares, el monociclo y el ajedrez. También inventó muchos dispositivos, como un ordenador de números romanos llamado THROBAC, máquinas de malabares y una trompeta lanzallamas. Construyó un dispositivo que podía resolver el rompecabezas del cubo de Rubik.

Shannon diseñó el Minivac 601, un entrenador de informática digital para enseñar a los empresarios el funcionamiento de los ordenadores. Fue vendido por la Scientific Development Corp a partir de 1961.

También se le considera el coinventor del primer ordenador portátil junto con Edward O. Thorp. El dispositivo se utilizaba para mejorar las probabilidades al jugar a la ruleta.

Vida personalEditar

Shannon se casó en enero de 1940 con Norma Levor, una intelectual judía, rica y de izquierdas. El matrimonio terminó en divorcio después de un año. Levor se casó más tarde con Ben Barzman.

Shannon conoció a su segunda esposa Betty Shannon (de soltera Mary Elizabeth Moore) cuando ésta era analista numérica en los Laboratorios Bell. Se casaron en 1949. Betty ayudó a Claude a construir algunos de sus inventos más famosos. Tuvieron tres hijos.

Shannon era apolítico y ateo.

HomenajesEditar

Hay seis estatuas de Shannon esculpidas por Eugene Daub: una en la Universidad de Michigan; otra en el MIT en el Laboratorio de Sistemas de Información y Decisión; otra en Gaylord, Michigan; otra en la Universidad de California, San Diego; otra en los Laboratorios Bell; y otra en los Laboratorios AT&T Shannon. Tras la disolución del Sistema Bell, la parte de los Laboratorios Bell que permaneció en la Corporación AT&T se denominó Laboratorios Shannon en su honor.

Según Neil Sloane, un miembro de AT&T que coeditó la gran colección de artículos de Shannon en 1993, la perspectiva introducida por la teoría de la comunicación de Shannon (ahora llamada teoría de la información) es la base de la revolución digital, y cada dispositivo que contiene un microprocesador o un microcontrolador es un descendiente conceptual de la publicación de Shannon en 1948: «Es uno de los grandes hombres del siglo. Sin él, nada de lo que conocemos hoy existiría. Toda la revolución digital empezó con él». La unidad shannon lleva el nombre de Claude Shannon.

A Mind at Play, una biografía de Shannon escrita por Jimmy Soni y Rob Goodman, se publicó en 2017.

El 30 de abril de 2016 Shannon fue honrado con un Doodle de Google para celebrar su vida en el que habría sido su centenario.

The Bit Player, un largometraje sobre Shannon dirigido por Mark Levinson se estrenó en el Festival Mundial de la Ciencia en 2019. Elaborada a partir de entrevistas realizadas a Shannon en su casa en la década de 1980, la película se estrenó en Amazon Prime en agosto de 2020.

Deja un comentario