Wenn Sie die Wurzeln des digitalen Lernens und der Online-Informationsbewegung verstehen wollen, müssen Sie mit einem Namen beginnen: Claude Shannon. Der 1916 in Petoskey, Michigan, geborene Mathematiker und Elektrotechniker beschäftigte sich nicht nur mit Informationen. Er schuf hierfür eine theoretische Grundlage. Er starb 2001 in Medford, Massachusetts, aber sein Werk lebt in Ihrem Browser weiter.
Der Student, der die digitale Logik kartierte
Shannons Weg verlief bisher nicht reibungslos. 1936 schloss er sein Studium an der University of Michigan mit den Hauptfächern Mathematik und Elektrotechnik ab. Für jeden Studierenden ist das eine enorme Belastung. Er zog nach Osten und nahm eine Stelle als wissenschaftlicher Mitarbeiter am MIT an. Dort arbeitete er mit Vannevar Bush zusammen und half ihm bei der Entwicklung komplexer Differentialgleichungen mithilfe des Differentialanalysators von Bush. Dies ist eine sorgfältige, praktische Designaufgabe.
Ein Sommerpraktikum in den New Yorker Bell Laboratories im Jahr 1937 veränderte alles. Dies weckte sein Forschungsinteresse und definierte seine Karriere. Bis 1940 schloss er sein Master- und Doktorstudium ab. in der Elektrotechnik. in Mathematik vom MIT. Er kam 1941 zu den Bell Laboratories. Zu seinen frühen Forschungsarbeiten gehörten Lenksysteme für Flugabwehrraketen. Für junge Forscher ist dies eine anspruchsvolle Aufgabe.
Das Papier, das alles veränderte
Im Jahr 1940 stellte Shannon seine Dissertation „A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits“ vor. Sie wird oft als die bedeutendste Masterarbeit des 20. Jahrhunderts bezeichnet. Warum? Denn er nutzte die Boolesche Algebra, um zu beweisen, dass Schaltkreise für logische Operationen genutzt werden können.
Denken Sie darüber nach. Bis dahin betrachteten Ingenieure Schaltkreise als physische Objekte. Shannon zeigte, dass man sie sich als mathematische Gleichungen vorstellen kann. Dieses Konzept wurde zur Grundlage des Digital Circuit Design. Jedes Mal, wenn Sie auf einen Link klicken, interagieren Sie mit einem Logikgatter, das genau so funktioniert, wie Shannon es beschreibt. Seine Doktorarbeit über theoretische Genetik? Es hatte nicht den gleichen Effekt. Digitales Arbeiten ist wichtig.
Lärmprobleme lösen
Im Jahr 1948 veröffentlichte Shannon „The Mathematical Theory of Communication“. Dieser Artikel ist mehr als nur eine Ergänzung zur bestehenden Forschung. Dies führte zur Geburt eines neuen Fachgebiets Informationstheorie.
Frühe Forscher wie Harry Nyquist und R.V.L. Hartley legte den Grundstein. Shannon ging noch weiter. Er trifft eine kritische Unterscheidung. Er trennt die „technische Zustellung“ der Nachricht von der „Bedeutung“ der Nachricht. Ingenieure müssen weder Poesie noch Aktienkurse verstehen. Alles, was Sie tun müssen, ist, die Informationen von Punkt A nach Punkt B zu bringen, ohne verstümmelt zu werden.
„Shannon konzentrierte sich auf zwei wichtige Probleme: die Bestimmung der effizientesten Nachrichtenkodierung unter Verwendung eines bestimmten Alphabets in einer rauschfreien Umgebung und das Verständnis, welche zusätzlichen Schritte erforderlich sind, wenn Rauschen vorhanden ist.“
Diese Abstraktion ermöglicht ein allgemeines Modell. Dies gilt sowohl für diskrete digitale als auch für kontinuierliche analoge Systeme. Er führte ein Maß namens „Entropie“ ein. Es misst die Effizienz des Kommunikationssystems anhand der statistischen Merkmale der Quellen. Dies ähnelt der thermodynamischen Entropie, die in der Physik ein Maß für Unordnung ist. Shannon definierte das „Chaos“ der Informationen.
Ursprung von „Bit“.
Wussten Sie, dass Shannon möglicherweise das Wort „Bit“ erfunden hat? Es wird angenommen, dass seine Arbeit aus dem Jahr 1948 das erste Mal war, dass der Begriff für eine einzelne Binärziffer verwendet wurde. Dies ist eine sehr kleine Einheit. Aber wenn Sie genug davon stapeln, erhalten Sie Filme, E-Mails und diesen Artikel.
Der von ihm in diesem Dokument dargelegte Rahmen ist immer noch der Standard. Wenn Ingenieure heute Netzwerke entwerfen, verwenden sie die Begriffe und Konzepte, die Shannon 1948 schrieb. Die Effizienz eines Kommunikationssystems wird immer noch mit seiner Methode gemessen.
Außerhalb des Labors
Shannon war kein langweiliger Forscher. Er war für seine vielfältigen Interessen bekannt. Er jonglierte auf einem Einrad durch die Hallen der Bell Labs. Er entwarf mechanische Geräte. Er schrieb über Kryptographie. Er schrieb sogar über Computer, die Schach spielen.
Seine Arbeit in der Informationstheorie hat sich auch auf andere Disziplinen ausgeweitet. Es hat Anwendungen in der Biologie, Psychologie, Wirtschaft und Linguistik inspiriert. Die Begeisterung verbreitete sich so sehr, dass Shannon 1956 tatsächlich einen Artikel mit dem Titel „The Bandwagon“ schrieb, in dem er die Menschen dazu aufforderte, langsamer zu werden. Er befürchtete, dass die Befürworter übereifrig seien und die Theorie dort anwenden würden, wo sie nicht passte.
1956 wurde er Gastprofessor am MIT, 1958 ständiges Fakultätsmitglied und 1978 emeritierter Professor. Bis 1972 arbeitete er bei Bell Laboratories.
Warum dies für Lernende wichtig ist
Für Studenten und lebenslange Lernende bietet Shannons Geschichte eine praktische Lektion in Abstraktion. Er nahm das komplizierte physikalische Problem der Signalübertragung über verrauschte Leitungen und übersetzte es in ein rein mathematisches Modell. Er hat sich nicht in der Semantik verzettelt. Er konzentrierte sich auf die Struktur der Übertragung.
So verstehen wir komplexe Systeme. Sie können Ihre Pipeline optimieren, indem Sie Ihren Inhaltsbereitstellungsmechanismus aufschlüsseln. Sie können es schneller erledigen. Es kann zuverlässiger gemacht werden.
Shannons Leistungen gehen über die Mathematik hinaus. Es liegt in der Denkweise. Es ist die Fähigkeit, Signale im Rauschen zu erkennen. Die zugrunde liegende Logik in einer chaotischen Welt identifizieren. Diese Fähigkeit geht weit über die Telekommunikation hinaus.
Sein 1948 veröffentlichter Aufsatz ist bereits sehr alt. Diese Konzepte sind zeitlos. Wir verwenden immer noch sein Framework. Wir verlassen uns immer noch auf seine Definition von Effizienz. Die Frage ist: Hören wir das Signal noch oder genießen wir nur den Lärm?
