EnfanceEdit
La famille Shannon vivait à Gaylord, Michigan, et Claude est né dans un hôpital de Petoskey, non loin de là. Son père, Claude Sr (1862-1934) était un homme d’affaires et, pendant un certain temps, un juge d’homologation à Gaylord. Sa mère, Mabel Wolf Shannon (1890-1945), était professeur de langues et a également été directrice de la Gaylord High School. Claude Sr. était un descendant de colons du New Jersey, tandis que Mabel était un enfant d’immigrants allemands.
La plupart des 16 premières années de la vie de Shannon ont été passées à Gaylord, où il a fréquenté l’école publique, obtenant son diplôme de la Gaylord High School en 1932. Shannon a montré un penchant pour les choses mécaniques et électriques. Ses meilleures matières sont les sciences et les mathématiques. À la maison, il construit des appareils tels que des maquettes d’avions, un modèle réduit de bateau radiocommandé et un système de télégraphe en fil barbelé vers la maison d’un ami située à 800 mètres. En grandissant, il a également travaillé comme messager pour la société Western Union.
Le héros d’enfance de Shannon était Thomas Edison, dont il a appris plus tard qu’il était un cousin éloigné. Shannon et Edison étaient tous deux des descendants de John Ogden (1609-1682), un chef colonial et un ancêtre de nombreuses personnes distinguées.
Circuits logiquesEdit
En 1932, Shannon entre à l’université du Michigan, où il est initié aux travaux de George Boole. Il en sort en 1936 avec deux licences : l’une en génie électrique et l’autre en mathématiques.
En 1936, Shannon commence ses études supérieures en génie électrique au MIT, où il travaille sur l’analyseur différentiel de Vannevar Bush, un premier ordinateur analogique. Tout en étudiant les circuits ad hoc compliqués de cet analyseur, Shannon conçoit des circuits de commutation basés sur les concepts de Boole. En 1937, il rédige sa thèse de maîtrise, A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits. Un article tiré de cette thèse a été publié en 1938. Dans ce travail, Shannon a prouvé que ses circuits de commutation pouvaient être utilisés pour simplifier la disposition des relais électromécaniques qui étaient alors utilisés dans les commutateurs d’acheminement des appels téléphoniques. Il a ensuite étendu ce concept en prouvant que ces circuits pouvaient résoudre tous les problèmes que l’algèbre de Boole pouvait résoudre. Dans le dernier chapitre, il a présenté les diagrammes de plusieurs circuits, dont un additionneur complet de 4 bits.
L’utilisation de cette propriété des commutateurs électriques pour mettre en œuvre la logique est le concept fondamental qui sous-tend tous les ordinateurs numériques électroniques. Les travaux de Shannon sont devenus le fondement de la conception des circuits numériques, tels qu’ils ont été largement connus dans la communauté des ingénieurs électriciens pendant et après la Seconde Guerre mondiale. La rigueur théorique des travaux de Shannon a supplanté les méthodes ad hoc qui avaient prévalu auparavant. Howard Gardner a qualifié la thèse de Shannon de « probablement la thèse de maîtrise la plus importante, et aussi la plus remarquée, du siècle »
Shannon a obtenu son doctorat du MIT en 1940. Vannevar Bush avait suggéré à Shannon de travailler sur sa thèse au Cold Spring Harbor Laboratory, afin de développer une formulation mathématique de la génétique mendélienne. Cette recherche a donné lieu à la thèse de Shannon, intitulée An Algebra for Theoretical Genetics.
En 1940, Shannon est devenu chercheur national à l’Institut d’études avancées de Princeton, dans le New Jersey. À Princeton, Shannon a eu l’occasion de discuter de ses idées avec des scientifiques et des mathématiciens influents tels que Hermann Weyl et John von Neumann, et il a également eu des rencontres occasionnelles avec Albert Einstein et Kurt Gödel. Shannon travaillait librement entre les disciplines, et cette capacité peut avoir contribué à son développement ultérieur de la théorie mathématique de l’information.
Recherche en temps de guerreEdit
Shannon a ensuite rejoint les Bell Labs pour travailler sur les systèmes de contrôle de tir et la cryptographie pendant la Seconde Guerre mondiale, dans le cadre d’un contrat avec la section D-2 (section des systèmes de contrôle) du National Defense Research Committee (NDRC).
Shannon est crédité de l’invention des graphes de flux de signaux, en 1942. Il a découvert la formule de gain topologique alors qu’il étudiait le fonctionnement d’un ordinateur analogique.
Pendant deux mois au début de 1943, Shannon est entré en contact avec l’éminent mathématicien britannique Alan Turing. Turing avait été affecté à Washington pour partager avec le service de cryptanalyse de la marine américaine les méthodes utilisées par l’école de code et de chiffrement du gouvernement britannique à Bletchley Park pour casser les chiffres utilisés par les U-boote du Kriegsmarine dans l’Atlantique nord. Il s’intéresse également au chiffrement de la parole et, à cette fin, passe du temps aux Bell Labs. Shannon et Turing se sont rencontrés à l’heure du thé à la cafétéria. Turing montre à Shannon son article de 1936 qui définit ce que l’on appelle aujourd’hui la « machine universelle de Turing ». Cela a impressionné Shannon, car beaucoup de ses idées complétaient les siennes.
En 1945, alors que la guerre touchait à sa fin, la NDRC publiait un résumé des rapports techniques comme dernière étape avant sa fermeture éventuelle. À l’intérieur du volume sur la conduite du feu, un essai spécial intitulé Data Smoothing and Prediction in Fire-Control Systems, coécrit par Shannon, Ralph Beebe Blackman et Hendrik Wade Bode, traitait formellement le problème du lissage des données dans la conduite du feu par analogie avec « le problème de la séparation d’un signal du bruit parasite dans les systèmes de communication ». En d’autres termes, il modélisait le problème en termes de données et de traitement du signal et annonçait ainsi l’avènement de l’ère de l’information.
Les travaux de Shannon sur la cryptographie étaient encore plus étroitement liés à ses publications ultérieures sur la théorie des communications. À la fin de la guerre, il a préparé un mémorandum classifié pour Bell Telephone Labs intitulé « A Mathematical Theory of Cryptography », daté de septembre 1945. Une version déclassifiée de ce document a été publiée en 1949 sous le titre « Communication Theory of Secrecy Systems » dans le Bell System Technical Journal. Ce document reprend un grand nombre de concepts et de formulations mathématiques qui figurent également dans sa Théorie mathématique de la communication. Shannon a déclaré que ses idées de guerre sur la théorie de la communication et la cryptographie se sont développées simultanément et qu' »elles étaient si proches qu’il était impossible de les séparer ». Dans une note de bas de page près du début du rapport classifié, Shannon a annoncé son intention de « développer ces résultats … dans un prochain mémorandum sur la transmission de l’information. »
Alors qu’il était aux Bell Labs, Shannon a prouvé que le tampon cryptographique à usage unique est incassable dans sa recherche classifiée qui a été publiée plus tard en octobre 1949. Il a également prouvé que tout système incassable doit avoir essentiellement les mêmes caractéristiques que le pavé à temps unique : la clé doit être vraiment aléatoire, aussi grande que le texte en clair, jamais réutilisée en tout ou en partie, et être gardée secrète.
Théorie de l’informationModification
En 1948, le mémorandum promis apparaît sous le titre « A Mathematical Theory of Communication », un article en deux parties dans les numéros de juillet et d’octobre du Bell System Technical Journal. Ce travail porte sur le problème de la meilleure façon de coder l’information qu’un expéditeur veut transmettre. Dans ce travail fondamental, il a utilisé des outils de la théorie des probabilités, développés par Norbert Wiener, dont l’application à la théorie de la communication en était à ses débuts à l’époque. Shannon a développé l’entropie de l’information comme mesure du contenu informationnel d’un message, qui est une mesure de l’incertitude réduite par le message, tout en inventant essentiellement le domaine de la théorie de l’information.
Le livre The Mathematical Theory of Communication reprend l’article de Shannon de 1948 et sa vulgarisation par Warren Weaver, accessible au non-spécialiste. Weaver a souligné que le mot « information » dans la théorie de la communication n’est pas lié à ce que vous dites effectivement, mais à ce que vous pourriez dire. Autrement dit, l’information est une mesure de la liberté de choix d’une personne lorsqu’elle sélectionne un message. Les concepts de Shannon ont également été popularisés, sous réserve de sa propre relecture, dans Symbols, Signals, and Noise de John Robinson Pierce.
La contribution fondamentale de la théorie de l’information au traitement du langage naturel et à la linguistique informatique a été établie plus avant en 1951, dans son article « Prediction and Entropy of Printed English », montrant les limites supérieures et inférieures de l’entropie sur les statistiques de l’anglais – donnant une base statistique à l’analyse du langage. En outre, il a prouvé que le fait de traiter les espaces blancs comme la 27e lettre de l’alphabet réduit effectivement l’incertitude dans le langage écrit, fournissant un lien quantifiable clair entre la pratique culturelle et la cognition probabiliste.
Un autre article notable publié en 1949 est « Communication Theory of Secrecy Systems », une version déclassifiée de son travail de guerre sur la théorie mathématique de la cryptographie, dans lequel il a prouvé que tous les chiffres théoriquement incassables doivent avoir les mêmes exigences que le one-time pad. On lui doit également l’introduction de la théorie de l’échantillonnage, qui vise à représenter un signal à temps continu à partir d’un ensemble discret (uniforme) d’échantillons. Cette théorie a été essentielle pour permettre aux télécommunications de passer des systèmes de transmission analogiques aux systèmes numériques dans les années 1960 et plus tard.
Il est retourné au MIT pour occuper une chaire dotée en 1956.
Enseignement au MITEdit
En 1956, Shannon a rejoint la faculté du MIT pour travailler au laboratoire de recherche en électronique (RLE). Il a continué à servir dans la faculté du MIT jusqu’en 1978.
Vie ultérieureEdit
Shannon a développé la maladie d’Alzheimer et a passé les dernières années de sa vie dans une maison de retraite ; il est décédé en 2001, survécu par sa femme, un fils et une fille, et deux petites-filles.
Hobbies et inventionsEdit
En dehors des activités académiques de Shannon, il s’intéressait au jonglage, au monocyclisme et aux échecs. Il a également inventé de nombreux dispositifs, notamment un ordinateur à chiffres romains appelé THROBAC, des machines à jongler et une trompette lance-flammes. Il a construit un appareil capable de résoudre le casse-tête Rubik’s Cube.
Shannon a conçu le Minivac 601, un entraîneur d’ordinateur numérique pour enseigner aux gens d’affaires le fonctionnement des ordinateurs. Il a été vendu par la Scientific Development Corp à partir de 1961.
Il est également considéré comme le co-inventeur du premier ordinateur portable avec Edward O. Thorp. L’appareil était utilisé pour améliorer les chances lors d’un jeu de roulette.
Vie personnelleEdit
Shannon a épousé Norma Levor, une riche intellectuelle juive de gauche, en janvier 1940. Le mariage s’est terminé par un divorce après environ un an. Levor épousa plus tard Ben Barzman.
Shannon rencontra sa seconde épouse Betty Shannon (née Mary Elizabeth Moore) alors qu’elle était analyste numérique aux Bell Labs. Ils se sont mariés en 1949. Betty a aidé Claude à construire certaines de ses inventions les plus célèbres. Ils eurent trois enfants.
Shannon était apolitique et athée.
HommagesEdit
Il existe six statues de Shannon sculptées par Eugene Daub : une à l’université du Michigan ; une au MIT dans le laboratoire des systèmes d’information et de décision ; une à Gaylord, Michigan ; une à l’université de Californie, San Diego ; une aux Bell Labs ; et une autre aux AT&T Shannon Labs. Après l’éclatement du Bell System, la partie des Bell Labs restée chez AT&T Corporation a été nommée Shannon Labs en son honneur.
Selon Neil Sloane, un boursier d’AT&T qui a coédité la grande collection de documents de Shannon en 1993, la perspective introduite par la théorie de la communication de Shannon (maintenant appelée théorie de l’information) est le fondement de la révolution numérique, et chaque appareil contenant un microprocesseur ou un microcontrôleur est un descendant conceptuel de la publication de Shannon en 1948 : « C’est l’un des grands hommes du siècle. Sans lui, aucune des choses que nous connaissons aujourd’hui n’existerait. Toute la révolution numérique a commencé avec lui. » L’unité shannon porte le nom de Claude Shannon.
A Mind at Play, une biographie de Shannon écrite par Jimmy Soni et Rob Goodman, a été publiée en 2017.
Le 30 avril 2016, Shannon a été honoré d’un Google Doodle pour célébrer sa vie lors de ce qui aurait été son 100e anniversaire.
The Bit Player, un long métrage sur Shannon réalisé par Mark Levinson a été présenté en première au World Science Festival en 2019. Tiré d’entretiens menés avec Shannon dans sa maison dans les années 1980, le film est sorti sur Amazon Prime en août 2020.
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