Biografia
Anche il padre di Claude E Shannon si chiamava Claude Elwood Shannon e sua madre era Mabel Catherine Wolf. Shannon si era laureato all’Università del Michigan, ottenendo la laurea in matematica e ingegneria elettrica nel 1936. Anche se non era stato eccezionale in matematica, andò poi al Massachusetts Institute of Technology dove ottenne un Master in ingegneria elettrica e il suo dottorato in matematica nel 1940. Shannon scrisse una tesi di Master A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits sull’uso dell’algebra di Boole per analizzare e ottimizzare i circuiti di commutazione a relè. La sua tesi di dottorato era sulla genetica delle popolazioni.
Al Massachusetts Institute of Technology lavorò anche sull’analizzatore differenziale, un primo tipo di computer meccanico sviluppato da Vannevar Bush per ottenere soluzioni numeriche di equazioni differenziali ordinarie. Shannon pubblicò la teoria matematica dell’analizzatore differenziale nel 1941. Nell’introduzione all’articolo scrive:-
I risultati più importanti riguardano le condizioni sotto le quali le funzioni di una o più variabili possono essere generate e le condizioni sotto le quali le equazioni differenziali ordinarie possono essere risolte. Un po’ di attenzione è data all’approssimazione delle funzioni (che non possono essere generate esattamente), all’approssimazione dei rapporti di trasmissione e al controllo automatico della velocità.
Shannon entrò alla AT&T Bell Telephones nel New Jersey nel 1941 come matematico di ricerca e rimase ai Bell Laboratories fino al 1972. Johnson scrive che Shannon:-
… divenne noto per starsene per conto suo di giorno e cavalcare il suo monociclo nei corridoi di notte.
D Slepian, un collega dei Bell Laboratories scrisse:-
Molti di noi portavano il pranzo al lavoro e giocavano a giochi matematici alla lavagna, ma Claude veniva raramente. Lavorava con la porta chiusa, per lo più. Ma se entravi, era molto paziente e ti aiutava. Riusciva a capire un problema in tempo zero. Era davvero un genio. È l’unica persona che conosco a cui applicherei questa parola.
Lavorando con John Riordan, Shannon pubblicò un articolo nel 1942 sul numero di reti serie-parallele a due terminali. Questo articolo estendeva i risultati ottenuti da MacMahon che aveva pubblicato il suo primo contributo nell’Electrician nel 1892.
Shannon pubblicò A Mathematical Theory of Communication nel Bell System Technical Journal (1948). Questo articolo fondò il soggetto della teoria dell’informazione e propose un modello schematico lineare di un sistema di comunicazione. Questa era una nuova idea. Si pensava allora che la comunicazione richiedesse onde elettromagnetiche da inviare lungo un filo. L’idea che si potessero trasmettere immagini, parole, suoni, ecc. inviando un flusso di 1 e 0 su un filo, qualcosa che oggi sembra così ovvio quando prendiamo queste informazioni da un server a St Andrews, in Scozia, e le vediamo in qualsiasi parte del mondo, era fondamentalmente nuova.
Shannon considerò una fonte di informazione che genera parole composte da un numero finito di simboli. Questi sono trasmessi attraverso un canale, con ogni simbolo che trascorre un tempo finito nel canale. Il problema riguardava la statistica con l’assunzione che se xnx_{n}xn è l’nnnesimo simbolo prodotto dalla fonte il processo xnx_{n}xn è un processo stocastico stazionario. Ha dato un metodo per analizzare una sequenza di termini di errore in un segnale per trovare la loro varietà intrinseca, abbinandola alla varietà progettata del sistema di controllo. In A Mathematical Theory of Communication , che introdusse per la prima volta la parola “bit”, Shannon mostrò che l’aggiunta di bit extra a un segnale permetteva di correggere gli errori di trasmissione. Slepian, nell’introduzione a , scrive:-
Probabilmente nessun lavoro singolo in questo secolo ha alterato più profondamente la comprensione dell’uomo della comunicazione dell’articolo di C E Shannon, “Una teoria matematica della comunicazione”, pubblicato per la prima volta nel 1948. Le idee dell’articolo di Shannon furono presto riprese da ingegneri della comunicazione e matematici di tutto il mondo. Furono elaborate, estese e completate con nuove idee correlate. L’argomento prosperò e crebbe fino a diventare un capitolo completo ed eccitante negli annali della scienza.
Il 27 marzo 1949 Shannon sposò Mary Elizabeth Moore. Ebbero tre figli e una figlia: Robert, James, Andrew Moore e Margarita. Continuò il suo lavoro mostrando come l’algebra booleana potesse essere usata per sintetizzare e semplificare i circuiti di commutazione a relè. Ha anche dimostrato risultati sulla colorazione dei bordi di un grafico in modo che due bordi dello stesso colore non si incontrino in un vertice. Un altro articolo importante, pubblicato nel 1949, era Communication theory of secrecy systems.
Nel 1952 Shannon ideò un esperimento che illustrava le capacità dei relè telefonici. Nel 1956 aveva tenuto un posto come professore ospite di scienze della comunicazione e matematica al Massachusetts Institute of Technology, poi dal 1957 fu nominato alla facoltà lì, ma rimase un consulente della Bell Telephones. Nel 1958 divenne Donner Professor of Science :-
Quando tornò al MIT nel 1958, continuò a minacciare i passanti sul suo monociclo, a volte aumentando il pericolo con la giocoleria. Nessuno fu mai sicuro se queste attività fossero parte di qualche nuova scoperta o se le trovasse semplicemente divertenti. Lavorava, per esempio, su un pogo-stick motorizzato, che sosteneva gli avrebbe permesso di abbandonare il monociclo tanto temuto dai suoi colleghi…
R G Gallager, un collega che lavorava al Massachusetts Institute of Technology, scrisse:-
Shannon fu la persona che vide che la cifra binaria era l’elemento fondamentale in tutta la comunicazione. Questa è stata davvero la sua scoperta, e da essa è scaturita l’intera rivoluzione delle comunicazioni.
Il suo lavoro successivo ha riguardato le idee dell’intelligenza artificiale. Ha ideato programmi per giocare a scacchi e un mouse elettronico che poteva risolvere problemi di labirinto. Il programma per giocare a scacchi apparve nell’articolo Programmare un computer per giocare a scacchi pubblicato nel 1950. Questa proposta portò alla prima partita giocata dal computer MANIAC di Los Alamos nel 1956. Questo fu l’anno in cui Shannon pubblicò un documento che mostrava che una macchina di Turing universale può essere costruita con solo due stati.
In seguito sentì che la rivoluzione delle comunicazioni, nella quale aveva avuto un ruolo importante, stava andando troppo lontano. Scrisse:-
La teoria dell’informazione ha forse assunto un’importanza superiore alle sue realizzazioni.
Marvin Minsky descrisse Shannon come segue:-
Qualunque cosa si presentasse, lui la affrontava con gioia, e la attaccava con qualche risorsa sorprendente che poteva essere un nuovo tipo di concetto tecnico o un martello e una sega con qualche pezzo di legno. Per lui, più un problema sembrava difficile, maggiore era la possibilità di trovare qualcosa di nuovo.
Applicò il suo genio inventore anche ad altri settori :-
… una volta inventò una versione a due posti del suo monociclo, ed è probabilmente vero che nessuno era ansioso di condividerla con lui. Un’invenzione successiva, il monociclo con un mozzo decentrato, avrebbe portato la gente nei corridoi per guardarlo mentre lo cavalcava, oscillando su e giù come un’anatra.
Shannon ricevette molti riconoscimenti per il suo lavoro. Tra una lunga lista di premi c’erano l’Alfred Nobel American Institute of American Engineers Award nel 1940, la National Medal of Science nel 1966, la Audio Engineering Society Gold Medal nel 1985 e il Kyoto Prize nel 1985. È stato premiato con il Marconi Lifetime Achievement Award dalla Guglielmo Marconi International Fellowship Foundation nel 2000. Era la prima volta che quell’organizzazione, nota per il suo premio annuale Fellowship, dava questo particolare riconoscimento.
Era afflitto dal morbo di Alzheimer, e trascorse i suoi ultimi anni in una casa di cura del Massachusetts.