Se vuoi comprendere le radici dell’apprendimento digitale e del movimento delle informazioni online, devi iniziare con un nome: Claude Shannon. Nato a Petoskey, Michigan nel 1916, questo matematico e ingegnere elettrico non si limitava a studiare le informazioni. Ha creato una base teorica per questo. Morì a Medford, Massachusetts nel 2001, ma il suo lavoro continua a vivere nel tuo browser.
Lo studente che ha mappato la logica digitale
Finora il percorso di Shannon non è stato facile. Si laureò all’Università del Michigan nel 1936 con una doppia specializzazione in matematica e ingegneria elettrica. Questo è un peso enorme per qualsiasi studente. Si trasferì a est e prese posizione come assistente di ricerca al MIT. Lì collaborò con Vannevar Bush, aiutandolo a sviluppare equazioni differenziali complesse utilizzando l’analizzatore differenziale di Bush. Si tratta di un compito di progettazione accurato e pratico.
Uno stage estivo presso i Bell Laboratories di New York nel 1937 cambiò tutto. Ciò ha suscitato il suo interesse per la ricerca e ha definito la sua carriera. Nel 1940 aveva completato il master e il dottorato. nell’ingegneria elettrica. in matematica al MIT. Entrò nei Bell Laboratories nel 1941. Le sue prime ricerche includevano sistemi di guida per missili antiaerei. Per i giovani ricercatori, questo è un lavoro ad alta posta in gioco.
Il giornale che ha cambiato tutto
Nel 1940, Shannon presentò la sua tesi “Un’analisi simbolica di relè e circuiti di commutazione”. Viene spesso definita la tesi di master più importante del XX secolo. Perché? Perché ha usato l’algebra booleana per dimostrare che i circuiti possono essere usati per operazioni logiche.
Pensaci. Fino ad allora, gli ingegneri consideravano i circuiti come oggetti fisici. Shannon ha dimostrato che possono essere pensate come equazioni matematiche. Questo concetto è diventato la base della Progettazione di circuiti digitali. Ogni volta che fai clic su un collegamento, interagisci con una porta logica che funziona esattamente come descrive Shannon. La sua tesi di dottorato sulla genetica teorica? Non ha avuto lo stesso effetto. Il lavoro digitale è importante.
Risolvere i problemi di rumore
Nel 1948 Shannon pubblicò La teoria matematica della comunicazione. Questo articolo è più di una semplice aggiunta alla ricerca esistente. Ciò ha portato alla nascita di un nuovo campo Teoria dell’informazione.
I primi ricercatori come Harry Nyquist e R.V.L. Hartley gettò le basi. Shannon è andata oltre. Fa una distinzione critica. Separa la “consegna tecnica” del messaggio dal “significato” del messaggio. Gli ingegneri non hanno bisogno di capire la poesia o i prezzi delle azioni. Tutto quello che devi fare è portare le informazioni dal punto A al punto B senza confonderle.
“Shannon si è concentrato su due problemi importanti: determinare la codifica del messaggio più efficiente utilizzando un dato alfabeto in un ambiente privo di rumore e capire quali passaggi aggiuntivi sono necessari quando è presente rumore.”
Questa astrazione consente un modello generale. Ciò vale sia per i sistemi digitali discreti che per quelli analogici continui. Ha introdotto una misura chiamata “entropia”. Misura l’efficienza del sistema di comunicazione in base alle caratteristiche statistiche delle fonti. Questo è simile all’entropia termodinamica, che è una misura del disordine in fisica. Shannon ha definito il “caos” dell’informazione.
Origine di “bit”.
Sapevi che Shannon potrebbe aver inventato la parola “bit”? Si ritiene che il suo articolo del 1948 sia la prima volta che il termine viene utilizzato per riferirsi a una singola cifra binaria. Questa è un’unità molto piccola. Ma se ne accumuli abbastanza, ottieni film, e-mail e questo articolo.
Il quadro da lui delineato in quel documento è ancora lo standard. Oggi, quando gli ingegneri progettano reti, utilizzano i termini e i concetti scritti da Shannon nel 1948. L’efficienza di un sistema di comunicazione è ancora misurata con il suo metodo.
Fuori dal laboratorio
Shannon non era una ricercatrice noiosa. Era noto per i suoi vari interessi. Si destreggiava nelle sale dei Bell Labs su un monociclo. Ha progettato dispositivi meccanici. Ha scritto di crittografia. Ha scritto anche di computer che giocano a scacchi.
Il suo lavoro sulla teoria dell’informazione si è esteso anche ad altre discipline. Ha ispirato applicazioni in biologia, psicologia, economia e linguistica. L’entusiasmo divenne così diffuso che Shannon scrisse effettivamente un articolo intitolato “The Bandwagon” nel 1956 esortando le persone a rallentare. Temeva che i sostenitori fossero troppo zelanti e applicassero la teoria dove non si adattava.
Divenne Visiting Professor al MIT nel 1956, membro permanente della facoltà nel 1958 e professore emerito nel 1978. Lavorò ai Bell Laboratories fino al 1972.
Perché questo è importante per gli studenti
Per gli studenti e gli studenti che imparano per tutta la vita, la storia di Shannon offre una lezione pratica sull’astrazione. Prese il complicato problema fisico della trasmissione di segnali attraverso cavi rumorosi e lo tradusse in un puro modello matematico. Non si è impantanato nella semantica. Si concentrò sulla struttura della trasmissione.
Ecco come comprendiamo i sistemi complessi. Puoi ottimizzare la tua pipeline suddividendo il meccanismo di distribuzione dei contenuti. Puoi farlo più velocemente. Può essere reso più affidabile.
I risultati di Shannon vanno oltre la matematica. È nella mentalità. È la capacità di riconoscere i segnali nel rumore. Identificare la logica sottostante in un mondo caotico. Questa competenza si estende ben oltre le telecomunicazioni.
Il suo articolo pubblicato nel 1948 è già molto vecchio. Questi concetti sono senza tempo. Usiamo ancora il suo framework. Facciamo ancora affidamento sulla sua definizione di efficienza. La domanda è: stiamo ancora ascoltando il segnale o ci stiamo semplicemente godendo il rumore?
