Claude Shannon, grondlegger van de informatietheorie

Door ZiaRia gepubliceerd in Wetenschap en onderwijs

15ceaa0721aad1e179f7ba1053cdfaef_medium.Claude Shannon heeft met zijn werk en inzichten onvoorstelbaar veel gedaan voor de computertechnologie. Hij wordt in de computerwereld dan ook gezien als de uitvinder van de informatietheorie, de bedenker van de 'bit' en zelfs van het principe van de ‘zip.file’. Zonder het fundamentele werk van Shannon zou er volgens deskundigen zelfs geen internet hebben bestaan. Toch is zijn naam voor de meeste mensen totaal onbekend. En dat is beslist onterecht.

Claude Shannon en zijn achtergrond

Claude Elwood Shannon werd geboren op 30 april 1916 in Petoskey, Michigan, in de Verenigde Staten. Hij groeide op in de plaats Gaylord, Michigan. Tijdens zijn schooljaren bleek hij al een sterke aanleg te hebben voor zowel wiskunde als mechanica. Hij sleutelde bijvoorbeeld zelf een radiografisch bestuurbare boot in elkaar en genoot van de wiskundige puzzels, die zijn slimme oudere zus Catherine hem opgaf (zij zou later een professor in wiskunde worden).

67ad0b18729bfd699a5f4266d9d15834_medium.Claude Shannon en de wiskunde van Boole

Begin 1940 studeerde Shannon af aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) met wiskunde en elektrotechniek als hoofdvakken. Tijdens zijn studie had Shannon een overeenkomst geconstateerd tussen de geformuleerde algebra van de Britse wiskundige George Boole (1815-1864) en de circuits van een telefooncentrale. Boole had een reeks nieuwe vergelijkingen in de wiskunde geïntroduceerd (in de vorm van onder meer: als X of Y niet gelijk zijn aan Z, dan zal Q resulteren in ...), die voor zijn tijd heel bijzonder waren.

Rechts: Shannon omstreeks 1930.

bb0cd6982af291b97608ef3ac925b484_medium.Na een verhitte discussie met Amos Joel, een befaamde expert op dit gebied van de Bell Telephone Laboratories, zette Shannon zijn visie op de wiskunde van Boole in combinatie met elektronische systemen uiteen in zijn afstudeerscriptie. Het werkte naadloos en bleek een doorbraak op het gebied van verdere ontwikkelingen in de telecommunicatie. Deze scriptie van Shannon wordt ook vandaag de dag nog als waarschijnlijk de meest belangrijke scriptie van de 20e eeuw gezien. De gevolgen ervan waren enorm. Ontwerpen van elektrische circuits konden van nu af aan wiskundig worden getest nog vòòr ze werden gebouwd, in plaats van door het tot dan gebruikelijke eindeloze uittesten in de praktijk en dus achteraf verbeteren van bestaande circuits.

Claude Shannon en de informatietheorie

Eind 1941 werd Shannon aangenomen bij de Bell Telephone Laboratories en zou daar 15 jaar in dienst blijven.

Tijdens de Tweede Wereldoorlog maakte Shannon deel uit van een speciale groep, die digitale coderingssystemen ontwierp om boodschappen te versleutelen. Eén zo'n systeem werd gebruikt door de Amerikaanse president Roosevelt en de Britse premier Churchill tijdens hun transoceanische conferenties.

3f30b8e6a68172a9b1f488f622d049f6_medium.Volgens Shannon was het dit werk, dat hem verder op weg bracht in de ontwikkeling van zijn latere informatietheorie. Hij realiseerde zich namelijk, dat digitale codering de informatie niet alleen voor onbevoegden kon verbergen, maar dat het de informatie ook compleet hield en beschermde tegen allerlei vormen van (statische, atmosferische e.d.) storingen, zoals die wel voorkwamen in het telefoon- en telegraafverkeer. Shannon ontdekte ook, dat de codes de informatie als een pakketje konden verkleinen, waardoor er meer informatie tegelijk kon worden verstuurd (een voorloper van de zip.file). Hierop formuleerde hij in 1948 zijn theorie, die niet alleen omschreef hoe informatie veilig en compleet kon worden gecommuniceerd, maar ook hoe dit zo efficiënt mogelijk kon worden gedaan. Shannon had hiermee aangetoond, dat informatie een meetbare eenheid kon zijn.

68d634bf3f0a2c280c69caec99ef74f8_medium.

De wiskundige theorie van communicatie – de informatietheorie – was het hoogtepunt in Shannons wiskundige carrière en in feite de grootste bijdrage aan de nieuwste wetenschap van de 20e eeuw: de informatietechnologie.

Claude Shannon en de basiseenheid van informatie

651e839f9f1d57fbba54b7c23c34c147_medium.Shannon definieerde de basiseenheid van informatie als een binaire eenheid en noemde het vervolgens een 'bit'. Op deze wijze kan een grote hoeveelheid informatie in relatief weinig bits worden gecodeerd of geprogrammeerd.

Verder doorwerkend op deze wiskundige basis, ontdekte Shannon vervolgens, dat elk communicatiekanaal een maximumcapaciteit bleek te bezitten voor het betrouwbaar verzenden van informatie. Daarbij toonde hij dat - hoewel je door slim programmeren in de buurt van dit maximum kunt komen - je dit toch eigenlijk nooit kan bereiken. Deze maximumcapaciteit staat tegenwoordig bekend als ‘de Shannon-limiet’.

Claude Shannon zijn tijd ver vooruit

Toch kon men in 1948 nog weinig tot niets met Shannons theorie en beschouwde men het als niet meer dan dat: een interessante theorie. Pas in de jaren 1970 – toen er snelle, geïntegreerde circuits beschikbaar kwamen – begonnen elektronicaspecialisten de theorie op zijn waarde te schatten en toe te passen.

96976882c4b1d6a72d657b3a5e37ddbe_medium.

Vandaag de dag helpen Shannons theoriën om praktisch alle systemen, die informatie in digitale vorm verzenden, bewerken of opslaan – van CD tot supercomputers, van faxmachines tot satellieten-, vorm te geven. Shannon ontving tijdens zijn leven diverse prestigieuze prijzen voor zijn werk, waaronder de Medal of Honor (1966), de National Medal of Science (1966), de Harvey Prize (1972 en de Kyoto Prize (1985).

Claude Shannon en kunstmatige intelligentie

17e18cea0eac4d0bd5540f141d621e1d_medium.Zijn liefde voor elektronische gadgets zorgde er tevens voor, dat Shannon gefascineerd raakte door het idee van slimme machines. Hij was één van de eerste wetenschappers, die voorstelde om een computer te bouwen, die het in schaken kon opnemen tegen een menselijke opponent.

Links: Minivac 601 computer-trainer van Shannon,

In 1950 schreef hij een artikel voor Scientific American waarin hij uiteenzette, hoe men de benodigde informatie kon inbouwen.

a07df34194d615b9a8e8fd23746730dc_medium.Naast een aantal andere 'intelligente gadgets' bouwde Shannon in 1950 al een slimme mechanische muis, die kon leren hoe het zijn doel in een doolhof kon vinden. Waar je de muis ook in het doolhof zette, het 'onthield' eerdere verkenningen van het doolhof en wist steeds sneller het gezette doel te bereiken. Shannon noemde de muis Theseus naar de mythologische Griekse held, die in de sage de Minotaurus van Kreta versloeg en uit diens labyrint wist te ontsnappen. Echter, de intelligentie van de muis zat niet in de muis, maar in een groot aantal circuits onder de vloer van het doolhof. Deze circuits controleerden de bewegingen van een magneet die op zijn beurt de muis controleerde.

Claude Shannon privé

Shannon trouwde in 1949 met Mary Elizabeth Moore, een computerspecialiste bij Bell Telephone Laboratories. Samen kregen zij drie kinderen: Robert (computerspecialist, gestorven in 1998), Andrew (muzikant) en Margarita (geologe). In religie of politiek was Shannon niet geïnteresseerd. Zijn idool was en bleef Thomas Edison. Zijn favoriete muziek bleef zijn leven lang … Dixieland muziek! Daarnaast was hij dol op jongleren en knutselen. Het knutselwerk waarop Shannon zelf het meest trots was, was zijn zelfgemaakte jonglerende robot, die qua uiterlijk veel weg had van de vroegere vaudeville-acteur W.C. Fields.

Claude Shannon trekt zich terug

4b82dc2e988a34e94778cfea0587be1b_medium.In de jaren 1960 begon Shannon zich uit het publieke en wetenschappelijk voetlicht terug te trekken. Eén van de redenen was Shannons enorme plankenkoorts, waardoor bijvoorbeeld een korte lezing geven voor hem al een ramp was. Pas in latere jaren – gesteund door zijn vrouw – verscheen Shannon af en toe bij speciale gelegenheden weer in de publiciteit.

Links: Shannon op een Electronica Festival in 1980.

Helaas bleek Shannon op oudere leeftijd Alzheimer's te hebben gekregen. Zijn laatste jaren sleet hij daardoor in een verpleeghuis in Massachusetts; al zijn geniale ideeën, theorieën en uitvindingen waren door hemzelf vergeten. Shannon stierf op 24 februari 2001.

Eerbetoon aan Claude Shannon

ab17a86170f68d03d35094b8d2ae6e4c_medium.Shannon wordt algemeen beschouwd als één van de grondleggers van het elektronische communicatietijdperk. Zijn theorieën over informatietechnologie legden de basis voor onder meer de enorme ontwikkelingen in zowel de computerindustrie als de telecommunicatie. In navolging van het in 2012 gehouden Alan Turing-jaar ter ere van deze, eveneens voor de computerwereld zo belangrijke, wetenschapper besloot men 2016 uit te roepen tot Claude Shannon-jaar, om vooral zijn grote bijdrage aan de informatietechnologie nimmer te vergeten.

 

Verteld door:

© ZiaRia.

(2017) Foto's: Office.microsoft.com, Pixabay.com, Wikimedia Commons.

 

d6b75037cfae2ed498401ba7969aa67d_medium.Kijk voor andere artikelen en verhalen eventueel ook eens naar:

Celsius-Fahrenheit-kelvin-temperatuur-meten-op-aarde

Fibonacci-en-de-Gulden-Snede-de-blauwdruk-van-het-bestaan

of van collega-schrijfster Asmay:

Alan-Turing-onbekend-computergenie

Of lees verder op:

https://tallsay.com/ziaria of

https://ziariasblog.wordpress.com/

 

24/10/2017 08:11

Reacties (12) 

1
26/01/2019 11:47
U bent niet ingelogd. Wilt u nu inloggen of een account aanmaken?
Oh lees deze nu pas (sorry) maar het mooie is dat deze man eigenlijk ook een soort van inspirator was voor twee mannen in het CERN .... waar het WWW werd uitgevonden en waarover ik nu bezig ben.
1
27/01/2019 13:49
Artikel is inderdaad al van een tijdje terug. Mooi hoe dat allemaal in elkaar grijpt.
1
24/10/2017 20:00
Had nog nooit van hem gehoord, maar mede dankzij hem kan ik jouw verhaal over hem hier nu lezen. Charmante man om te zien, ook.
25/10/2017 07:49
Dat is zeker waar!
1
24/10/2017 15:40
Mooi artikel! leerzaam zelfs.
2
24/10/2017 09:42
Waarom heeft deze man eigenlijk nooit de Nobelprijs gekregen?
1
24/10/2017 10:42
Dat is een goede vraag. Zijn tijd te ver vooruit misschien?
1
tegen Zevenblad
24/10/2017 15:39
Dat vroeg ik mij ook al af.
1
24/10/2017 16:30
Misschien wel omdat ze daar in Oslo geen verstand van Informatica hadden?
1
24/10/2017 08:56
Mooi artikel en ook iets om dankbaar voor te zijn; zonder onder meer het geniale grondwerk van Shannon hadden we niet van het internet kunnen genieten, zoals wij dat nu dagelijks gewend zijn.
1
24/10/2017 08:54
Interessant verhaal over deze 20e eeuwse wetenschapper.
1
24/10/2017 08:52
Goed artikel!
Copyright © Tallsay.com. Alle rechten voorbehouden.
Door gebruik te maken van deze website geef je aan dat je onze Algemene voorwaarden en ons Privacy statement accepteert