Kdo je Claude Shannon a za co mu programování vděčí?

Claude Shannon je americký vědec, který vynalezl a položil základy teorie informace. Před několika desítkami let napsal práci, která dala vzniknout internetu. Shannonovy myšlenky nám umožňují přenášet a ukládat data. Povíme vám, jak žongloval s myšlenkami, proč jsou stále důležité a proč je označován za nejzábavnějšího vědce své generace.

Jak to všechno začalo

Claude Shannon se narodil v roce 1916 v Petoskey, Michigan, USA. Jako dítě miloval Thomase Edisona, stavěl modely letadel a dokonce si sestavil loď na dálkové ovládání. Na Michiganské univerzitě získal bakalářský titul v oboru elektrotechniky a matematiky. Poté nastoupil na Massachusettský technologický institut – slavný MIT. Během svých studií pracoval Shannon na „diferenciálním analyzátoru” – prototypu počítačů.

V roce 1937 Shannon publikoval svou magisterskou práci, která byla později označena za nejdůležitější magisterskou práci v historii. V práci aplikoval Booleovu algebru na spínací obvody.

„Matematická teorie komunikací”

V roce 1941 získal Shannon práci v americké laboratoři Bell Labs, která je známá tím, že se zde objevily první poznatky v oblasti umělé inteligence.

V roce 1948 Shannon publikoval článek „Mathematical Theory of Communications”, který byl okamžitě vysoce oceněn vědeckou komunitou. V této práci Claude Shannon poprvé řekl, že informace je něco měřitelného, a také odvodil jednotku pro její měření – bit. „Jednotka měření informací” – tato věta se v té době zdála neskutečná.

Tento článek se stal základem teorie informace.

První schéma procesu výměny informací, které Shannon zobrazil ve své práci v roce 1948. Vědec vysvětlil, že komunikačním kanálem může být například světelný paprsek, koaxiální kabel nebo rádiová frekvence.

Tato myšlenka stála v centru Shannonovy teorie:

Vysílač kóduje informace do signálu (který může být poškozen šumem). Příjemce zprávy pak signál dekóduje. Shannonova teorie kombinuje dvě klíčové myšlenky: izolaci zdrojů informací a šumu z komunikačního systému a pravděpodobnostní modelování obou těchto zdrojů. 

Zavedl informační zdroj, který generuje jednu z mnoha možných zpráv, jež mají být přeneseny, a každá z nich má určitou pravděpodobnost.

Pravděpodobnostní šum zvyšuje nejistotu, kterou je třeba příjemci objasnit.

Shannon opustil myšlenku, že zprávu lze rozpoznat ze signálu. Dříve vědci přemýšleli o tom, jak transformovat přijatý signál, aby se co nejpřesněji obnovila původní zpráva. A Claude řekl, že klíčem ke komunikaci je nejistota. Díky němu se komunikace stala abstrakcí.

V roce 1955 získal Shannon medaili Stuarta Ballantynea – cenu za vědecké a technické úspěchy, kterou uděluje Franklinův institut v Pensylvánii. V roce 1958 se vědec stal profesorem na MIT, ale odmítl učit.

Co udělal Claude Shannon

• Vytvořil větu o žonglování. Claude Shannon sám rád žongloval a z dílů stavebnice Erector sestrojil mechanismus, který žongloval se třemi kovovými míčky.
  
  Na počátku 80. let 20. století Shannon publikoval první formální matematickou větu o žonglování, v níž porovnával dobu, po kterou míčky zůstávají ve vzduchu, s dobou, po kterou každý míček zůstává v žonglérově ruce. Jeho teorém ukázal, jak je pro úspěšné žonglování důležitá rychlost rukou.
   

  

  Zdroj: juggle.org

  
  Mimochodem, Shannon nebyl jen žonglér. Jeho kolegové z Bellových laboratoří ujišťovali, že se po chodbách laboratoře pohyboval na jednokolce.
   
• Provedl první pokusy o strojové učení. Shannon vytvořil první ilustraci myšlenky umělé inteligence. Byla to robotická myš jménem Theseus, která se dokázala pohybovat bludištěm a pak si zapamatovat svou cestu. Při vytváření robotických systémů Shannon také psal vědecké práce a hovořil o tom, jak tento vývoj změní svět. 
  
  Zcela přesně předpověděl, že počítače porazí šachové velmistry, a ukázal, jak se to stane. Veškerý moderní vývoj vychází ze Shannonova výzkumu v této oblasti.
   
• Učinil průlom v oblasti kryptografie. Shannon se během druhé světové války zabýval luštěním šifer a podílel se také na vývoji zařízení, které zajišťovalo bezpečnost dat při komunikaci Roosevelta a Churchilla. V roce 1949 byly výsledky jeho práce odtajněny a způsobily senzaci v kryptografii. Shannon tak podal definici „zcela silné šifry” (šifry, kterou nelze prolomit, protože má k dispozici pouze zašifrovanou zprávu), dokázal, že takové šifry existují a Vernamova šifra k nim patří.
• Vynalezl první přenosné zařízení. Jednalo se o zařízení pro hraní rulety, které Shannon navrhl společně s dalším profesorem Edem Thorpem. Tvůrci testovali své zařízení v kasinu v Las Vegas, ale pak se rozhodli neriskovat, aby nezajímalo mafii.

Všechny tyto úspěchy nepřinesly Shannonovi štěstí – po práci o žonglování už nic dalšího nepublikoval a vedl samotářský způsob života. Ve sklepě svého domu v Bostonu měl „pokoj s hračkami”, kde pro zábavu navrhoval vynálezy. Vytvořil například frisbee na raketový pohon.

V roce 1993 Claude Shannon nastoupil do domova důchodců a v roce 2001 zemřel po dlouhém boji s Alzheimerovou chorobou.

Na základě materiálů časopisů Forbes, Time, Quanta a publikací Institutu elektrotechnických a elektronických inženýrů (IEEE).

Autor: Mgr. Elizaveta Gogilašvili