Biografia
Claude E Shannonin isä oli myös nimeltään Claude Elwood Shannon ja hänen äitinsä oli Mabel Catherine Wolf. Shannon valmistui Michiganin yliopistosta, jossa hän suoritti matematiikan ja sähkötekniikan tutkinnon vuonna 1936. Vaikka hän ei ollut ollut erinomainen matematiikassa, hän meni sen jälkeen Massachusetts Institute of Technologyyn, jossa hän suoritti sähkötekniikan maisterin tutkinnon ja matematiikan tohtorin tutkinnon vuonna 1940. Shannon kirjoitti maisterin tutkielman A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits, joka käsitteli Boole-algebran käyttöä relekytkentäpiirien analysoinnissa ja optimoinnissa. Hänen väitöskirjansa käsitteli populaatiogenetiikkaa.
Massachusetts Institute of Technologyssä hän työskenteli myös differentiaalianalysaattorin parissa, joka oli Vannevar Bushin kehittämä varhainen mekaaninen tietokonetyyppi tavallisten differentiaaliyhtälöiden numeeristen ratkaisujen saamiseksi. Shannon julkaisi Mathematical theory of the differential analyzer -kirjan vuonna 1941. Artikkelin johdannossa hän kirjoittaa:-
Tärkeimmät tulokset käsittelevät ehtoja, joilla yhden tai useamman muuttujan funktioita voidaan tuottaa, ja ehtoja, joilla tavallisia differentiaaliyhtälöitä voidaan ratkaista. Jonkin verran huomiota kiinnitetään funktioiden approksimointiin (joita ei voida tuottaa täsmällisesti), vaihteiden välityssuhteiden approksimointiin ja automaattiseen nopeudensäätöön.
Shannon aloitti AT&T Bell Telephonesin palveluksessa New Jerseyssä vuonna 1941 tutkimusmatemaatikkona, ja hän työskenteli Bell Laboratoriesissa vuoteen 1972 asti. Johnson kirjoittaa, että Shannon:-
… tuli tunnetuksi siitä, että hän pysytteli päivisin omissa oloissaan ja ajeli yöllä yksipyöräisellä polkupyörällään pitkin käytäviä.
D Slepian, kollega Bellin laboratorioissa, kirjoitti:-
Monet meistä toivat lounaansa töihin ja pelasimme matemaattisia taululeikkejä, mutta Claude tuli harvoin. Hän työskenteli useimmiten ovi kiinni. Mutta jos menit sisään, hän oli hyvin kärsivällinen ja auttoi sinua eteenpäin. Hän pystyi ymmärtämään ongelman nollassa ajassa. Hän oli todella nero. Hän on ainoa tuntemani henkilö, josta käyttäisin tuota sanaa.
Yhteistyössä John Riordanin kanssa Shannon julkaisi vuonna 1942 artikkelin kahden päätepisteen sarja-rinnakkaisverkkojen lukumäärästä. Tämä artikkeli laajensi MacMahonin saamia tuloksia, joka oli julkaissut varhaisen artikkelinsa Electrician-lehdessä vuonna 1892.
Shannon julkaisi A Mathematical Theory of Communication -kirjan Bell System Technical Journalissa (1948). Tämä artikkeli perusti informaatioteorian aiheen, ja hän ehdotti lineaarista kaavamaista mallia viestintäjärjestelmästä. Tämä oli uusi ajatus. Silloin ajateltiin, että viestintä edellyttää sähkömagneettisten aaltojen lähettämistä johtoa pitkin. Ajatus siitä, että kuvia, sanoja, ääniä jne. voitaisiin välittää lähettämällä 1:ien ja 0:ien virta johtoa pitkin, mikä nykyään tuntuu niin itsestäänselvyydeltä, kun otamme tämän tiedon palvelimelta St Andrewsissa Skotlannissa ja katselemme sitä missä päin maailmaa tahansa, oli perustavanlaatuisen uusi.
Shannon tarkasteli tietolähdettä, joka tuottaa sanoja, jotka koostuvat äärellisestä määrästä symboleja. Nämä lähetetään kanavan kautta, ja jokainen symboli viettää kanavassa rajallisen ajan. Ongelma liittyi tilastotieteeseen olettaen, että jos xnx_{n}xn on lähteen tuottama nnn:s symboli, xnx_{n}xn-prosessi on stationaarinen stokastinen prosessi. Hän antoi menetelmän signaalin virhetermien sarjan analysoimiseksi niiden luontaisen lajiston löytämiseksi ja niiden sovittamiseksi yhteen ohjausjärjestelmän suunnitellun lajiston kanssa. Teoksessa A Mathematical Theory of Communication , jossa esiteltiin ensimmäistä kertaa sana ”bitti”, Shannon osoitti, että lisäämällä ylimääräisiä bittejä signaaliin voitiin siirtovirheet korjata. Slepian kirjoittaa teoksen johdannossa: –
Tämän vuosisadan aikana mikään yksittäinen teos ei todennäköisesti ole muuttanut syvällisemmin ihmisen käsitystä viestinnästä kuin C. E. Shannonin artikkeli ”A mathematical theory of communication”, joka julkaistiin ensimmäisen kerran vuonna 1948. Shannonin artikkelin ajatukset otettiin pian käyttöön viestintäinsinöörien ja matemaatikkojen keskuudessa kaikkialla maailmassa. Niitä kehitettiin, laajennettiin ja täydennettiin uusilla asiaan liittyvillä ideoilla. Aihe kukoisti ja kasvoi monipuoliseksi ja jännittäväksi luvuksi tieteen aikakirjoissa.
27. maaliskuuta 1949 Shannon avioitui Mary Elizabeth Mooren kanssa. Heillä oli kolme poikaa ja yksi tytär; Robert, James, Andrew Moore ja Margarita. Hän jatkoi työtään, jossa hän osoitti, miten Boolen algebraa voitiin käyttää relekytkentäpiirien synteesiin ja yksinkertaistamiseen. Hän osoitti myös tuloksia graafin reunojen värittämisestä siten, että kaksi samanväristä reunaa ei kohtaa kärkeä. Toinen tärkeä, vuonna 1949 julkaistu artikkeli oli Communication theory of salaisuusjärjestelmien teoria.
Vuonna 1952 Shannon suunnitteli kokeen, jolla havainnollistettiin puhelinreleiden kykyjä. Hän oli ollut vierailevana professorina tietoliikennetieteiden ja matematiikan oppiaineessa Massachusettsin teknillisessä instituutissa vuonna 1956, minkä jälkeen hänet nimitettiin vuodesta 1957 alkaen sikäläiseen tiedekuntaan, mutta hän pysyi Bell Telephonesin konsulttina. Vuonna 1958 hänestä tuli Donnerin luonnontieteiden professori :-
Kun hän palasi MIT:hen vuonna 1958, hän jatkoi käytäväkävijöiden uhkailua yksipyöräisellä polkupyörällään ja lisäsi joskus vaaraa jongleeraamalla. Kukaan ei koskaan ollut varma, oliko tämä toiminta osa jotain uutta läpimurtoa vai oliko se hänen mielestään vain huvittavaa. Hän työskenteli esimerkiksi moottoroidun pogo-kepin parissa, jonka hän väitti merkitsevän sitä, että hän voisi luopua kollegoidensa pelkäämästä yksipyöräisestä polkupyörästä…
Massachusettsin teknillisessä instituutissa työskennellyt kollega R. G. Gallager kirjoitti:-
Shannon oli henkilö, joka näki, että binääriluku oli kaiken viestinnän peruselementti. Se oli oikeastaan hänen löytönsä, ja siitä on lähtenyt koko viestinnän vallankumous.
Hänen myöhemmässä työssään hän tutki tekoälyn ideoita. Hän kehitti shakkia pelaavia ohjelmia ja elektronisen hiiren, joka pystyi ratkaisemaan sokkelo-ongelmia. Shakinpeliohjelma ilmestyi vuonna 1950 julkaistussa artikkelissa Programming a computer for playing chess. Tämä ehdotus johti ensimmäiseen Los Alamosin MANIAC-tietokoneella pelattuun peliin vuonna 1956. Samana vuonna Shannon julkaisi artikkelin, jossa osoitettiin, että universaali Turingin kone voidaan rakentaa vain kahdella tilalla.
Myöhemmin hänestä tuntui, että tietoliikennevallankumous, jonka käynnistämisessä hänellä oli ollut merkittävä rooli, oli menossa liian pitkälle. Hän kirjoitti:-
Informaatioteoria on ehkä paisunut tärkeämmäksi kuin sen todelliset saavutukset.
Marvin Minsky kuvasi Shannonia seuraavasti:-
Mitä ikinä eteen tulikaan, hän tarttui siihen ilolla ja hyökkäsi sen kimppuun jollakin yllättävällä resurssilla, joka saattoi olla jokin uudenlainen tekninen käsite tai vasara ja saha joidenkin puunlastujen kanssa. Hänestä mitä vaikeammalta ongelma saattoi tuntua, sitä parempi mahdollisuus oli löytää jotain uutta.
Hän sovelsi keksijäneroaan myös muilla aloilla :-
… hän keksi kerran kaksipaikkaisen version yksipyöräisestä polkupyörästään, ja lienee totta, että kukaan ei ollut innokas jakamaan sitä hänen kanssaan. Myöhempi keksintö, yksipyöräinen polkupyörä, jossa oli epäkeskonapa, toi ihmiset käytäville katsomaan, kun hän ajoi sillä ja keikkui ylös ja alas kuin ankka.
Shannon sai työstään monia kunnianosoituksia. Pitkän palkintoluettelon joukossa olivat muun muassa Alfred Nobelin palkinto Amerikan insinöörien instituutille vuonna 1940, National Medal of Science vuonna 1966, Audio Engineering Societyn kultamitali vuonna 1985 ja Kioton palkinto vuonna 1985. Guglielmo Marconi International Fellowship Foundation myönsi hänelle Marconi-elämäntyöpalkinnon vuonna 2000. Se oli ensimmäinen kerta, kun tämä vuosittaisesta Fellowship-palkinnostaan tunnettu järjestö myönsi tämän palkinnon.
Hän sairasti Alzheimerin tautia ja vietti viimeiset vuotensa Massachusettsin vanhainkodissa.