Клод Шеннон оставил много запоминающихся воспоминаний.
Те, кто работал с ним в лаборатории Bell Labs компании AT&T в Нью-Йорке, помнят, как он катался по коридорам на одноколесном велосипеде, жонглируя четырьмя мячами.
Его коллеги из Массачусетского технологического института (MIT) рассказали, что у него на столе стоял созданный им самим гаджет под названием «Абсолютная машина» — коробка с кнопкой, при нажатии которой механическая рука отпускала его и выключала.
Не говоря уже, конечно, о том, что в 21 год он написал «самую важную магистерскую диссертацию всех времен», заложив основу для всех будущих цифровых компьютеров.
Хотя в 32 года он опубликовал то, что Scientific American назвал «Великой хартией вольностей информационного века», поскольку он изобрел бит и объяснил, как сжимать и отправлять любое сообщение с идеальной точностью.
Именно поэтому многие, говоря о нем, говорят, что Шеннон изобрел будущее.
Вернее, настоящее, в котором мы живем.
И они не преувеличивают: их вклад обеспечил интеллектуальную архитектуру Интернета и эпоху цифровых технологий.
Конец самого читаемого
"Многие люди в Bell Labs и Массачусетском технологическом институте сравнивали интуицию Шеннона с интуицией Эйнштейна. Другие считали, что это сравнение несправедливо... несправедливо по отношению к Шеннону", - говорит Уильям Паундстоун, автор *Формулы удачи*.
Однако его имя не стало таким известным, как имена других известных ученых того времени.
Причина?
Фотография предоставлена Музеем Массачусетского технологического института.
«Потому что он этого хотел», — сказал Роб Гудман, соавтор биографии Шеннон «Разум в игре». «Он сознательно дистанцировался от славы».
Но еще и потому, что его наследие относительно нематериально.
«Легко представить себе компьютер, но труднее представить творческий скачок, который продемонстрировал, что переключатели или схемы могут оценивать логические утверждения», — сказал Гудман.
«Легко представить себе смартфон, но труднее представить идеи о природе информации и коммуникации, которые сделали возможным создание этого смартфона».
«Шеннон работал на этом фундаментальном, нематериальном уровне, поэтому он почитаем экспертами, но несколько невидим для широкой публики».
Революционное открытие
После окончания Мичиганского университета в 1936 году Шеннон работал лаборантом у пионера компьютеров Ванневара Буша, вице-президента и декана инженерного факультета Массачусетского технологического института.
Он помог приглашенным ученым использовать «Дифференциальный анализатор», самый мощный компьютер в мире того времени, созданный Бушем.
Эта огромная аналоговая машина использовала точную систему валов, шестерен, колес и дисков для решения вычислительных уравнений.
Для решения каждой задачи приходилось переставлять весь механизм так, чтобы его движения соответствовали соответствующему уравнению.
Кошмар?
Не для Шеннон.
Фото предоставлено Getty Images
Проверенная информация у вас под рукой
Нажмите здесь и подпишитесь!
Завершение акции WhatsApp
С детства, помимо удовольствия, которое он получал от решения математических задач, доставленного ему сестрой, он любил ремонтировать радиоприемники, собирать игрушки и даже превращать забор из колючей проволоки в телеграфную линию для связи с другом.
Поэтому для Шеннон часами манипулировать этим сложным механизмом было настоящим удовольствием.
И при этом шестеренки его разума работали гораздо быстрее, чем винтики машины, о чем свидетельствует его магистерская диссертация «Символический анализ релейных и коммутационных цепей».
В Мичигане он получил степень в области электротехники и математики, а также прошел курс философии, где открыл для себя работы философа XIX века Джорджа Буля.
Все это осуществилось, когда он заметил, что взаимосвязь между электрическими переключателями и током может имитировать интеллектуальный процесс символической логики и математики.
Переключатели схемы управления, которые могли автоматически открываться и закрываться, соответствовали логике двоичного выбора, в которой утверждение либо истинно, либо ложно.
В булевой алгебре предложениям присваиваются следующие значения: 1 для истинных предложений и 0 для ложных предложений.
Основываясь на этой теории, Шеннон присвоил значение «1» разомкнутым цепям и значение «0» — закрытым.
Кроме того, в булевой алгебре утверждения можно рассматривать в сочетании с такими союзами, как «и», «не» и «или».
Так, например, предложение типа «если у вас будильник прозвенит утром и сейчас не выходные, то вам пора идти на работу» будет лингвистическим эквивалентом «если число X не равно числу Y, то выполнить операцию Z» в схеме переключения.
Примером фундаментальной актуальности его диссертации является то, что сегодня мы легко можем понять, что речь идет о программировании компьютера.
Таким образом, это была новая идея, которая, будучи реализована на практике, оказалась удивительной: она показала, что машины могут сами решать, что делать… точно так же, как люди.
Таким образом, Шеннон писал, что «сложные математические операции можно выполнять с помощью коммутационных схем», поскольку они могут принимать альтернативные варианты действий в зависимости от обстоятельств.
С помощью этого простого и гениального метода он представил «свидетельство о рождении цифровой революции», заявил Ален Винье в своей книге «Кремний: от песка к чипам».
Женщина-компьютерщик
Шеннону пришла в голову важнейшая идея организации внутренней работы современного компьютера почти за десять лет до его появления.
Но когда он разговаривал с бывшим редактором журнала Spectrum Джоном Хорганом в 1982 году, он преуменьшил факты.
«Оказывается, никто больше не знал об обеих областях одновременно», — сказал он, добавив: «Мне всегда нравилось это слово «логическое значение».
«Мне было больше удовольствия от этого, чем от чего-либо еще в моей жизни», — сказал он другому репортеру.
Под защитой Ванневара Буша Шеннон решила получить степень магистра и доктора.
Буш считал, что специализация на одном предмете подавляет блестящий ум, поэтому посоветовал ему написать докторскую диссертацию по генетике, согласно MIT Technology Review.
Сможете ли вы проявить себя, даже не имея предварительных знаний в этой области?
После завершения работы Генри Филлипс, заведующий кафедрой математики Массачусетского технологического института, написал, что Шеннон «может проводить исследования первого порядка в любой области, которая его интересует».
Вскоре после получения докторской степени Шеннон начала работать в AT&T Bell Laboratories.
На дворе 1940 год, и Европа погрузилась в тень Второй мировой войны, конфликта, в котором Соединенные Штаты не желают принимать непосредственное участие, но которого они, возможно, не смогут, как это произойдет позже, избежать.
Поэтому Шеннон немедленно начал работать над военными проектами, такими как управление зенитным огнем, а также создание и расшифровка кодов, в том числе того, который Черчилль и Рузвельт использовали на трансокеанских конференциях.
И там он встретил женщину, которая станет его второй женой, Мэри Элизабет «Бетти» Мур, одну из «компьютерщиков» в Bell Laboratories.
Так называли людей, часто женщин, которые использовали и управляли машинами в ИТ-отделе для поиска математических решений с помощью того, что мы сегодня называем программированием.
Бетти занималась численным аналитиком и стала консультантом Шеннона по математике.
Великая хартия вольностей
Работая над военными усилиями, Шеннон написал «Математическую теорию криптографии», завершенную в 1945 году, но опубликованную только в 1949 году.
Эксперты полагают, что он превратил криптографию из искусства в науку.
В этой работе Шеннон исследовал, среди прочего, природу и избыточность языка, темы, которые он поднимет в своем шедевре «Математическая теория коммуникации», работе, которую он параллельно разрабатывал в свободное время.
Фото предоставлено BobTheBryan
Шеннон понял, что так же, как коды могут защитить информацию от посторонних глаз, они также могут защитить ее от шума или искажений во время передачи, будь то из-за статических или других форм помех.
Кроме того, эти коды можно использовать для более эффективной упаковки информации, чтобы ее можно было передавать по телеграфу, радио, телевидению или телефону.
Он понимал, что смысловое значение сообщения не имеет значения для его передачи: не имело значения, что он говорит, вопрос заключался в том, как количественно оценить информацию.
Для этого он определил единицы информации, наименьшие возможные фрагменты, и назвал их «битами» (или «байтами») — термин, предложенный его коллегой Джоном Тьюки как сокращение от «двоичная цифра».
Чтобы выразить информацию в одном бите, мы используем 1 или 0.
Последовательности этих битов можно использовать для кодирования любого сообщения, описывающего все: от слов и изображений до музыки, видео и самого сложного игрового программного обеспечения.
Хотя эти пакеты битов страдали от тех же проблем, что и аналоговый сигнал, а именно затухания и шума, цифровой имел преимущество: 0 и 1 были настолько явно разными состояниями, что даже после затухания их исходное состояние можно было восстановить гораздо позже.
Эти и другие идеи, содержащиеся в его «Математической теории связи», например, то, что он назвал «фундаментальной теоремой» теории информации, были пророческими.
Радикальная концепция, которая навсегда изменит электронные коммуникации.
Как молния
Шеннон, однако, не торопился с публикацией.
«В основном мной двигало любопытство», — объяснил он в интервью журналу Omni в 1987 году, добавив, что процесс написания статей для публикации был «болезненным».
В конце концов он преодолел свое сопротивление, и его новаторская статья появилась в техническом журнале Bell System в 1948 году.
Фото предоставлено, Интернет-архив
Эффект был немедленным и электризующим.
«Это было похоже на любовь с первого взгляда», — вспоминает Джон Пирс, один из лучших друзей Шеннон в Bell Labs.
Журнал Fortune, например, назвал это «важной научной теорией, которая может глубоко и быстро изменить мировоззрение человечества».
По словам Уоррена Уивера, директора Отдела естественных наук Фонда Рокфеллера, эта теория охватывает «все процессы, посредством которых один разум может влиять на другой», включая «не только письменную и устную речь, но также музыку, изобразительное искусство, театр, балет и, по сути, все человеческое поведение».
На самом деле теория Шеннона привлекла гораздо более широкую аудиторию, чем она была предназначена.
Лингвисты, психологи, экономисты, биологи и художники пытались объединить теорию Шеннона со своими дисциплинами.
По мере того как его популярность росла, Шеннон начал беспокоиться, что его идеи используются без разбора и, таким образом, теряют свою ясность и смысл.
Оглядываясь назад, можно сказать, что не было причин для беспокойства: большинство применений его теории в других дисциплинах, таких как биология, нейробиология или анализ социальных сетей, оказались надежными и очень ценными.
Его работа была настолько новаторской и настолько широко распространенной, что ее стали использовать во множестве областей, от Интернета до генетической информации, содержащейся в ДНК, хотя он сформулировал ее за десятилетия до существования паука или открытия двойной спирали.
Тем не менее, это беспокойство длилось недолго.
По мере того как академическое сообщество продолжало воспринимать влияние теории информации, интересы Шеннона развивались.
Он обладал не только блестящим теоретическим умом, но и необычайно веселым, практичным и изобретательным умом, — отмечает Джимми Сони, соавтор книги «Разум в игре».
Поэтому он более полно посвятил себя тому, что всегда его увлекало.
Большую часть 1950-х годов Шеннон проводил дни в лаборатории, придумывая, а затем создавая изобретательные устройства.
Некоторые из них в конечном итоге стали прототипами того, что мы сейчас называем искусственным интеллектом.
Среди них был знаменитый Тесей, крыса, способная пройти лабиринт методом проб и ошибок. Кроме того, он мог запомнить решение, но и забыть его, если ситуация изменилась и решение устарело.
Или машина, которая «читает мысли»: с двумя лампочками и кнопкой. Игрок угадывает вслух, включит ли устройство левый или правый индикатор, нажимает кнопку, и загорается один из двух индикаторов.
Успех машины зависел от записи шаблона.
Но его мотивация не была практической.
"Я делаю то, что мне естественно, и прибыль не является моей главной целью. Мне нравится постоянно решать новые задачи", - объяснил он однажды.
"Я продолжаю спрашивать себя: возможно ли создать машину, способную сделать это? Можем ли мы доказать эту теорему? Именно такие задачи я решаю. Не потому, что это будет иметь какое-то конкретное применение".
И это не было проблемой для его начальника Генри Поллака, директора математического отдела Bell Labs, потому что Шеннон «заслужил право быть непродуктивным».
Бесполезные вещи
Вскоре после публикации своей теории Шеннон отклонил почти все многочисленные приглашения прочитать лекции или дать интервью.
Он не хотел становиться знаменитостью.
Позже он начал дистанцироваться не только от публики, но и от научного сообщества, беспокоя своих коллег из Массачусетского технологического института, нанявших его в 1958 году.
"Он писал великолепные статьи, когда писал, и читал великолепные лекции, когда читал их. Но он ненавидел это делать", - вспоминает теоретик информации Роберт Фано в разговоре с MIT Technology Review.
Однако он продолжал изобретать устройства, такие как ТРОБАК — калькулятор, в котором для всех расчетов использовались римские цифры, и портативный компьютер для игры в рулетку в казино.
Он отважился на поэзию, посвященную кубику Рубика, под названием «Колонка о кубиках Рубика».
«Я трачу много времени на совершенно ненужные вещи», — сказал он Хоргану.
И еще более полезные наблюдения: он разработал несколько математических моделей для прогнозирования динамики акций и успешно протестировал их на фондовом рынке.
Однако, хотя он отдавал все силы, когда к нему обращались коллеги или студенты, он часто проводил время взаперти в своем офисе, а в середине 1960-х годов перестал преподавать.
Его официальная отставка пришлась на 1978 год, и Шеннон с радостью отправился в свой «Дом энтропии», как он называл свой дом на окраине Бостона, где располагалась его игровая комната.
Его изобретательность не уменьшилась: «Он все еще что-то строил!», - вспоминала его жена Бетти в интервью MIT Technology Review.
«На одном из них был изображен У. К. Филдс, подпрыгивающий в барабане тремя шарами. Это производило оглушительный шум!»
Список его творений длинный.
Помимо различных машин, предназначенных для игры в абстрактные игры, таких как шестнадцатеричные и робот, собирающий кубик Рубика, он сделал огнеметную трубу, ракету-фрисби и гигантские туфли из полистирола для прогулок по воде близлежащего озера. И множество моноциклов, во всех их вариациях: один без седла, другой без педалей, двухместный, третий с квадратным колесом.
Его редко видели на публике, к большому разочарованию его поклонников.
Но в 1985 году, воодушевленный Бетти, он неожиданно появился на Международном симпозиуме по теории информации в Брайтоне, Англия.
«Это было похоже на то, как будто Ньютон появился на конференции по физике», — сказал президент симпозиума Роберт Дж. МакЭлис.
К сожалению, в том же году он и Бетти начали замечать некоторые провалы в памяти, а в 1993 году было подтверждено, что он страдает болезнью Альцгеймера.
Семья поместила его в дом престарелых, где он умер в 2001 году.
«Клод сделал так много, чтобы сделать современные технологии возможными, что трудно понять, с чего начать и где закончить», — сказал выдающийся инженер Роберт Г. Галлагер, работавший с Шенноном в 1960-х годах.
« Il avait une clarté de vision incroyable. Einstein aussi : cette capacité à prendre un problème complexe et à trouver la bonne méthode d'analyse, de sorte que les choses deviennent très simples. »
Découvrir davantage
Regardez !
Fin de Regardez !
