קלוד שנון

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

קלוד שנון

קלוד אלווד שנון (30 באפריל 1916 - 24 בפברואר 2001), אבי תורת האינפורמציה ובעל תרומה נכבדה למדע הקריפטוגרפיה והאלקטרוניקה. הראה ששיטת ההצפנה המבוססת על מפתח חד פעמי בטוחה לחלוטין. יישום זה של תורת האינפורמציה היה הצעד הראשון במחקר המתמטי של שיטות הצפנה. ספרו המפורסם ביותר עוסק בתאוריה המתמטית של תקשורת. בספרו זה ובכתביו האחרים הוא פיתח רעיונות המשמשים בסיס לצורת התפעול של מחשבים מודרניים, לרעיון של הספרה הבינארית (הסיבית או הביט), וכן לתורת ההצפנה (הקריפטוגרפיה).

[עריכה] ביוגרפיה

שנון נולד בפטוסקי אשר במדינת מישיגן בארצות הברית. את שש-עשרה שנות חייו הראשונות עבר בגיילורד, מישיגן, שם למד בבית ספר ציבורי וסיים את תיכון גיילורד בשנת 1932. כשגדל, עבד כשליח עבור חברת וסטרן יוניון. שנון היה קרוב משפחה של תומס אדיסון.

[עריכה] פריצה אקדמאית

בשנת 1932 החל ללמוד באוניברסיטת מישיגן, שם לקח קורס בו נחשף לעבודותיו של ג'ורג' בול. בשנת 1936 סיים עם שני תארים, במתמטיקה ובהנדסת חשמל, לאחר מכן החל לעבוד במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, שם עבד על מנתח דיפרנציאלי, פרי עבודתו של ואנואר בוש, מחשב אנאלוגי, הלכה למעשה. כשלמד את מבנה המעגלים של המכונה, ראה שנון כי עקרונותיו של בול יכולים להוות כלי רב-עצמה. בשנת 1937 פרסם את עבודת המאסטר שלו, "ניתוח סימבולי של מעגלי תמסורות ומיתוג" אשר זיכתה אותו בפרס איגוד מהנדסי החשמל האמריקנים על שם אלפרד נובל לשנת 1940. הווארד גארדנר, מאוניברסיטת הארווארד, אמר כי "ייתכן וזוהי עבודת התזה החשובה ביותר והמפורסמת ביותר של המאה". בעבודה זו הראה כי אריתמטיקה בינארית ביחד עם אלגברה בוליאנית ולוגיקה בוליאנית בפרט, יכולות להוות כלי עזר חשוב בפישוט מבנה של מערכות תמסורת אלקטרומכאניות אשר יושמו באותה תקופה במערכות הטלפוניה. הוא היה הראשון בחקירת השימוש במתגים על מנת ליישם פעולות לוגיות, דבר שעומד בבסיס הרעיוני של המחשב הספרתי. עבודתו של שנון נעשתה לאבן דרך בתכנון הפרקטי של מעגלים ספרתיים, משעיקרה של זו התפרסם לאחר מלחמת העולם השניה. עבודתו הקפדנית סיפקה בסיס שהחליף כמה מן המערכות הייעודיות האחרות אשר יושמו באותה תקופה. כחלק מהצלחתו, הציע בוש כי שנון יבצע את המשך עבודתו המחקרית במעבדות במחקר של קולד ספרינג הארבור תחת מימון ממכון קארנגי שבראשו עמד, כדי שיוכל למצוא קשרים מתמטיים דומים עבור תורת הגנטיקה של גרגור מנדל, דבר אשר הניב בשנת 1940 את עבודת הפרופסורה שלו "אלגברה עבור גנטיקה תיאורטית".

[עריכה] בזמן המלחמה

שנון הצטרף למעבדות בל בזמן מלחת העולם השנייה מתוך מטרה לפתח מערכות בקרת ירי ואת ענף הקריפטוגרפיה. בשנת 1945, כשהמלחמה עמדה לקראת סופה, החלו מעסיקיו מן הוועדה הלאומית למחקר הגנתי בארצות הברית לעסוק בסיכום הפרויקטים של גוף, משום שעמד בפני סגירה. בפרק שעסק בבקרת ירי והכיל את המאמר "ריכוז וחיזוי מידע במערכות בקרת ירי", הציג שנון את הבעיה כמקרה מיוחד של "שידור, תמרון וניצול של המודיעין", כלומר, הבעיה הייתה בעיקר בתחום הנתונים ועיבוד האותות, בכך היה שאנון למבשר עידן האינפורמציה. שנון הושפע רבות מעבודה זו אשר הניעה אותו לקראת פיתוח תורת האינפורמציה. במעבדות בל אף הכיר את אשתו, בטי שנון, שם עבדה כאנליסטית.

[עריכה] לאחר המלחמה

בשנת 1948 פרסם שנון את מאמרו "תאוריה מתמטית של התקשורת" בשני חלקים בגיליונות יולי ואוקטובר של "הירחון הטכני של מעבדות בל". עבודה זו מתרכזת בקושי לקודד מידע בצורה הטובה ביותר עבור המוען. בעבודה זו השתמש שנון בכלים מתחום ההסתברות אשר פותחו על ידי נורברט וינר. היו אלה חבלי לידה עבור שימוש בכלים מסוג זה בתחום התקשורת. שנון פיתח את תורת האנטרופיה כמדד עבור אי-שכיחות של סדר פנימי בהודעה, דבר אשר התפתח בהמשך אל תורת האינפורמציה. בספר "תאוריה מתמטית של התקשורת" שכתב בצוותא עם וורנר וובר, הודפס המאמר בשנית בגרסה קריאה יותר עבור הציבור הרחב. בשנת 1949 פרסם מאמר חשוב נוסף בשם "תורת התקשורת של מערכות מוצפנות" אשר הווה אבן דרך בענף הקריפטוגרפיה, בו הובאו אף יסודות מתורת הדגימה העוסקת באותות מתמשכים. בשנת 1950 פרסם שנון מאמר אשר הניח את היסודות לבנית תוכנות מחשב למשחק שחמט. המאמר, "תכנות מחשב על מנת לשחק שחמט", תאר איך נתן לבנות מחשב או מכונה אשר ישחקו שחמט בצורה סבירה. שיטת בחירת המהלכים התבססה על עץ מינימקס ופונקציית התפתחות.
הוא חזר אל המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס בשנת 1956 בו המשיך במחקרו עד לשנת 1978.

[עריכה] תחביבים והמצאות

מעבר לחייו האקדמאיים, היה ידוע שנון בעניינו בג'אגלינג, חדאופן ושחמט. הוא אף המציא מספר מכשירים והמצאות, ביניהן פריזבי ממונע רקטית, מקל פוגו ממונע ומחשב נישא לחיזוי תוצאות של משחק ברולטה. בין המכשירים ההומוריסטיים יותר שהמציא נכללת קופסה בעלת מתג יחיד. בעת לחיצה על המתג, יוצאת מתוך התיבה זרוע מכאנית, מחזירה את המתג למצבו הקודם וחוזרת אל התיבה.
קלוד שנון ואשתו, בטי שנון, נהגו לבלות את סופי השבוע בלאס וגאס ביחד עם המתמטיקאי העמית אדוארד טרופ והגיעו להישגים נאים ברולטה ובבלאק ג'ק בהשתמשם בכלים מתחום תורת המשחקים. שנון והפיזיקאי ג'ון לארי קלי, תארו שיטה זו בספרם "נוסחת הגורל". שיטה זו זכתה לכינוי "קריטריון קלי".

[עריכה] על מורשתו

בשנת 2001 נערכו מספר אירועים מתוך מטרה להנציח את תרומתו הרבה. חמישה פסלים חשובים שלו נמצאים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, בגיילורד, באוניבסרסיטת מישיגן, באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו ואחד במעבדות בל. החלק ממעבדות בל שבשליטת AT&T נקרא "מעבדות שנון" על שמו.

רוברט גאלר קרא לשנון "המדען הגדול של המאה העשרים". לפי נייל סלוון, חבר בחברת AT&T שהיה בין עורכי קובץ כתביו, הרעיונות של תורת האינפורמציה והתשתיות שהניח בתחום המערכות הספרתיות, היוו את הבסיס לכל המהפכה הדיגיטאלית ולכן כל מכשיר המכיל מיקרומעבד או מיקרובקר מבוסס על העקרונות ממאמרו המפורסם של שנון משנת 1948. "הוא אחד מגדולי המאה", אמר סלוון, "בלעדיו, אף לא אחד מן הדברים שאנו מכירים כיום היה קיים. כל המהפכה הדיגיטאלית החלה עמו".

שנון, אשר נכלל בשורה אחת, עם גאונים כמו אלברט איינשטיין, נתקף עם חלוף השנים באלצהיימר ורבים מפלאי המהפכה הדיגיטאלית נשכחו מדעתו.