BarndomEdit
Familjen Shannon bodde i Gaylord, Michigan, och Claude föddes på ett sjukhus i närliggande Petoskey. Hans far Claude Sr. (1862-1934) var affärsman och under en tid även domare i Gaylord. Hans mor, Mabel Wolf Shannon (1890-1945), var språklärare och var även rektor för Gaylord High School. Claude Sr. härstammade från nybyggare i New Jersey, medan Mabel var barn till tyska immigranter.
De flesta av de första 16 åren av Shannons liv tillbringades i Gaylord, där han gick i offentlig skola och tog examen från Gaylord High School 1932. Shannon visade en böjelse för mekaniska och elektriska saker. Hans bästa ämnen var naturvetenskap och matematik. Hemma konstruerade han bland annat flygplansmodeller, en radiostyrd modellbåt och ett telegrafsystem med taggtråd till en väns hus en halvmil bort. Under sin uppväxt arbetade han också som budbärare för företaget Western Union.
Shannons barndomshjälte var Thomas Edison, som han senare fick veta var en avlägsen kusin. Både Shannon och Edison var ättlingar till John Ogden (1609-1682), en kolonial ledare och förfader till många framstående personer.
Logiska kretsarRedigera
1932 började Shannon vid University of Michigan, där han introducerades till George Booles arbete. Han tog sin examen 1936 med två kandidatexamina: en i elektroteknik och en i matematik.
369> Shannon påbörjade sina forskarstudier i elektroteknik vid MIT, där han arbetade med Vannevar Bushs differentialanalysator, en tidig analog dator. Medan han studerade de komplicerade ad hoc-kretsarna i denna analysator utformade Shannon kopplingskretsar baserade på Booles begrepp. År 1937 skrev han sin magisteruppsats, A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits. En artikel från denna avhandling publicerades 1938. I detta arbete bevisade Shannon att hans kopplingskretsar kunde användas för att förenkla arrangemanget av de elektromekaniska reläer som då användes i telefonväxlar. Därefter utvidgade han detta koncept och bevisade att dessa kretsar kunde lösa alla problem som Boolesk algebra kunde lösa. I det sista kapitlet presenterade han diagram av flera kretsar, inklusive en 4-bitars full adderare.
Att använda denna egenskap hos elektriska växlar för att implementera logik är det grundläggande koncept som ligger till grund för alla elektroniska digitala datorer. Shannons arbete blev grunden för digital kretsdesign, eftersom det blev allmänt känt inom elektrotekniken under och efter andra världskriget. Den teoretiska stringensen i Shannons arbete ersatte de ad hoc-metoder som tidigare hade varit rådande. Howard Gardner kallade Shannons avhandling för ”möjligen århundradets viktigaste och även mest uppmärksammade magisteravhandling.”
Shannon disputerade vid MIT 1940. Vannevar Bush hade föreslagit att Shannon skulle arbeta med sin avhandling vid Cold Spring Harbor Laboratory för att utveckla en matematisk formulering för mendelsk genetik. Denna forskning resulterade i Shannons doktorsavhandling, kallad An Algebra for Theoretical Genetics.
År 1940 blev Shannon National Research Fellow vid Institute for Advanced Study i Princeton, New Jersey. I Princeton fick Shannon möjlighet att diskutera sina idéer med inflytelserika forskare och matematiker som Hermann Weyl och John von Neumann, och han hade även tillfälliga möten med Albert Einstein och Kurt Gödel. Shannon arbetade fritt över ämnesgränserna, och denna förmåga kan ha bidragit till hans senare utveckling av matematisk informationsteori.
KrigsforskningRedigera
Shannon anslöt sig sedan till Bell Labs för att arbeta med eldledningssystem och kryptografi under andra världskriget, i enlighet med ett kontrakt med sektion D-2 (Control Systems-sektionen) av National Defense Research Committee (NDRC).
Shannon tillskrivs uppfinningen av signalflödesgraferna, 1942. Han upptäckte formeln för topologisk förstärkning när han undersökte den funktionella driften av en analog dator.
Under två månader i början av 1943 kom Shannon i kontakt med den ledande brittiska matematikern Alan Turing. Turing hade skickats till Washington för att med den amerikanska flottans kryptoanalytiska tjänst dela med sig av de metoder som användes av den brittiska regeringens kod- och chifferskola i Bletchley Park för att knäcka de chiffer som användes av Kriegsmarines ubåtar i norra Atlanten. Han var också intresserad av chiffrering av tal och tillbringade därför tid på Bell Labs. Shannon och Turing träffades vid tetid i cafeterian. Turing visade Shannon sin artikel från 1936 där han definierade det som nu är känt som ”Universal Turing machine”. Detta imponerade på Shannon, eftersom många av dess idéer kompletterade hans egna.
In 1945, när kriget närmade sig sitt slut, gav NDRC ut en sammanfattning av tekniska rapporter som ett sista steg före sin eventuella nedläggning. I volymen om eldledning fanns en särskild uppsats med titeln Data Smoothing and Prediction in Fire-Control Systems, som Shannon, Ralph Beebe Blackman och Hendrik Wade Bode var medförfattare till, som formellt behandlade problemet med att jämna ut data i eldledning genom analogi med ”problemet med att separera en signal från störande brus i kommunikationssystem”. Med andra ord modellerade den problemet i termer av data- och signalbehandling och förebådade därmed informationsålderns ankomst.
Shannons arbete med kryptografi var ännu närmare relaterat till hans senare publikationer om kommunikationsteori. I slutet av kriget utarbetade han ett sekretessbelagt memorandum för Bell Telephone Labs med titeln ”A Mathematical Theory of Cryptography”, daterat september 1945. En avklassificerad version av detta dokument publicerades 1949 som ”Communication Theory of Secrecy Systems” i Bell System Technical Journal. Detta dokument innehöll många av de begrepp och matematiska formuleringar som också förekom i hans ”A Mathematical Theory of Communication”. Shannon sade att hans insikter under kriget om kommunikationsteori och kryptografi utvecklades samtidigt och att ”de låg så nära varandra att man inte kunde skilja dem åt”. I en fotnot nära början av den hemligstämplade rapporten meddelade Shannon sin avsikt att ”utveckla dessa resultat … i ett kommande memorandum om överföring av information.”
Medans han var på Bell Labs bevisade Shannon att den kryptografiska engångsblocket är obrytbart i sin hemligstämplade forskning som senare publicerades i oktober 1949. Han bevisade också att varje obrytbart system måste ha i huvudsak samma egenskaper som engångsblocket: nyckeln måste vara verkligt slumpmässig, lika stor som klartexten, aldrig återanvändas helt eller delvis och hållas hemlig.
InformationsteoriRedigera
1948 dök det utlovade memorandumet upp som ”A Mathematical Theory of Communication”, en artikel i två delar i juli- och oktobernumren av Bell System Technical Journal. Arbetet är inriktat på problemet med hur man bäst kodar den information som en avsändare vill överföra. I detta grundläggande arbete använde han verktyg inom sannolikhetsteorin, som utvecklats av Norbert Wiener, och som vid den tiden var i sin linda när de tillämpades på kommunikationsteori. Shannon utvecklade informationsentropin som ett mått på informationsinnehållet i ett meddelande, vilket är ett mått på den osäkerhet som meddelandet minskar, samtidigt som han i huvudsak uppfann området informationsteori.
Boken The Mathematical Theory of Communication återger Shannons artikel från 1948 och Warren Weavers popularisering av den, som är tillgänglig för icke-specialister. Weaver påpekade att ordet ”information” i kommunikationsteorin inte är relaterat till vad man faktiskt säger, utan till vad man skulle kunna säga. Det vill säga, information är ett mått på ens valfrihet när man väljer ett budskap. Shannons begrepp populariserades också, med förbehåll för hans egen korrekturläsning, i John Robinson Pierces Symbols, Signals, and Noise.
Informationsteorins grundläggande bidrag till behandling av naturliga språk och beräkningslingvistik fastställdes ytterligare 1951 i hans artikel ”Prediction and Entropy of Printed English”, där han visade på övre och nedre gränser för entropin i statistiken över engelskan – och därmed gav han en statistisk grund för språkanalys. Dessutom bevisade han att om man behandlar whitespace som den 27:e bokstaven i alfabetet så minskar faktiskt osäkerheten i det skrivna språket, vilket ger en tydlig kvantifierbar koppling mellan kulturell praxis och probabilistisk kognition.
En annan anmärkningsvärd artikel som publicerades 1949 är ”Communication Theory of Secrecy Systems”, en avklassificerad version av hans arbete under krigstiden med den matematiska teorin för kryptografi, där han bevisade att alla teoretiskt omöjliga kryptovalutor måste ha samma krav som engångsblocket. Han är också känd för att ha introducerat samplingsteorin, som handlar om att representera en kontinuerlig tidssignal från en (enhetlig) diskret uppsättning samplingar. Denna teori var avgörande för att telekommunikationerna skulle kunna gå från analoga till digitala överföringssystem på 1960-talet och senare.
Han återvände till MIT för att inneha en donerad stol 1956.
Undervisning vid MITEdit
År 1956 anslöt sig Shannon till MIT:s fakultet för att arbeta vid Research Laboratory of Electronics (RLE). Han fortsatte att tjänstgöra vid MIT-fakulteten fram till 1978.
Senare livEdit
Shannon utvecklade Alzheimers sjukdom och tillbringade de sista åren av sitt liv på ett vårdhem; han avled 2001, efterlämnad av sin fru, en son och en dotter samt två barnbarn.
Hobbyer och uppfinningarRedigera
Ovanför Shannons akademiska strävanden intresserade han sig för jonglering, enhjuling och schack. Han uppfann också många anordningar, bland annat en dator med romerska siffror kallad THROBAC, jongleringsmaskiner och en trumpet som kastar flammor. Han byggde en apparat som kunde lösa Rubiks kubpussel.
Shannon konstruerade Minivac 601, en digital datortränare för att lära affärsmän hur datorer fungerar. Den såldes av Scientific Development Corp från och med 1961.
Han anses också vara meduppfinnare av den första bärbara datorn tillsammans med Edward O. Thorp. Apparaten användes för att förbättra oddsen när man spelade roulette.
Personligt livEdit
Shannon gifte sig med Norma Levor, en förmögen, judisk, vänsterintellektuell i januari 1940. Äktenskapet slutade i skilsmässa efter ungefär ett år. Levor gifte sig senare med Ben Barzman.
Shannon träffade sin andra fru Betty Shannon (född Mary Elizabeth Moore) när hon var numerisk analytiker på Bell Labs. De gifte sig 1949. Betty hjälpte Claude med att bygga några av hans mest kända uppfinningar. De fick tre barn.
Shannon var opolitisk och ateist.
HyllningarRedigera
Det finns sex statyer av Shannon skulpterade av Eugene Daub: en vid University of Michigan, en vid MIT i Laboratory for Information and Decision Systems, en i Gaylord, Michigan, en vid University of California, San Diego, en vid Bell Labs och en annan vid AT&T Shannon Labs. Efter upplösningen av Bell System fick den del av Bell Labs som stannade kvar i AT&T Corporation namnet Shannon Labs till hans ära.
Enligt Neil Sloane, en AT&T Fellow som var med och redigerade Shannons stora samling artiklar 1993, är det perspektiv som introducerades genom Shannons kommunikationsteori (numera kallad informationsteori) grunden för den digitala revolutionen, och varje anordning som innehåller en mikroprocessor eller mikrokontroller är en begreppsmässig ättling till Shannons publikation från 1948: ”Han är en av århundradets stora män. Utan honom skulle inget av det vi känner till i dag existera. Hela den digitala revolutionen började med honom.” Enheten shannon är uppkallad efter Claude Shannon.
A Mind at Play, en biografi om Shannon skriven av Jimmy Soni och Rob Goodman, publicerades 2017.
Den 30 april 2016 hedrades Shannon med en Google Doodle för att fira hans liv på vad som skulle ha varit hans 100-årsdag.
The Bit Player, en spelfilm om Shannon regisserad av Mark Levinson hade premiär på World Science Festival 2019. Filmen, som bygger på intervjuer med Shannon i hans hus på 1980-talet, släpptes på Amazon Prime i augusti 2020.