클로드 섀넌

Claude Shannon
클로드 섀넌
ClaudeShannon MFO3807.jpg
태어난(1916-04-30)1916년 4월 30일
미국 미시간 주 페토스키
죽은2001년 2월 24일(2001-02-24)(84)
메드포드, 매사추세츠, 미국
시민권미국
모교
로 알려져 있다
배우자노르마 레보르(1940-41)
베티 섀넌(1949-2001)
어워드
과학 경력
필드수학 및 전자공학
기관
테제스
박사 어드바이저프랭크 로렌 히치콕
박사과정 학생

클로드 엘우드 섀넌(Claude Elwood Shannon, 1916년 4월 30일 ~ 2001년 2월 24일)은 "정보 이론의 아버지"로 알려진 미국의 수학자,[1][2] 전기 엔지니어, 암호학자입니다.

매사추세츠공과대학(MIT) 석사과정 학생인 그는 부울대수의 전기적 응용이 어떤 논리적인 수치적 [3]관계도 형성할 수 있다는 것을 증명하는 논문을 썼다.섀넌은 제2차 세계대전 중 암호 해독과 통신 보안에 관한 기초 연구 등 미국의 국방 암호 해독 분야에 공헌했다.

전기

어린시절

섀넌 가족은 미시간주 게이로드에 살았고 클로드 씨는 인근 페토스키의 [1]병원에서 태어났다.그의 아버지 클로드 시니어(1862–1934)는 사업가였고 한동안 게이로드의 유언장 판사였다.그의 어머니인 마벨 울프 섀넌(1890–1945)은 언어 교사였으며 게이로드 고등학교 [4]교장을 역임하기도 했다.클로드 시니어는 뉴저지 정착민들의 후손이었고, 마벨은 독일 [1]이민자들의 자녀였다.

섀넌의 생애 첫 16년의 대부분은 게이로드에서 보냈고, 그곳에서 그는 공립학교에 다녔고, 1932년에 게이로드 고등학교를 졸업했습니다.섀넌은 기계와 전기적인 것에 대한 성향을 보였다.그의 최고의 과목은 과학과 수학이었다.집에서 그는 반 마일 떨어진 [5]친구 집에 비행기 모형, 무선 조종 모형 보트, 철조망 전신 시스템과 같은 장치를 만들었다.성장하면서 그는 웨스턴 유니온 회사의 메신저로도 일했다.

섀넌의 어린 시절 영웅은 토마스 에디슨이었고, 그는 나중에 먼 사촌이라는 것을 알게 되었다.섀넌과 에디슨 둘 다 식민지 지도자이자 많은 저명한 [6][7]사람들의 조상인 존 오그든 (1609–1682)의 후손이었다.

논리 회로

1932년 섀넌은 미시간 대학에 입학하여 조지 불의 작품을 접하게 되었다.그는 1936년에 전기공학과 수학 두 개의 학사 학위를 받고 졸업했습니다.

1936년, 섀넌은 MIT에서 전기 공학 대학원 공부를 시작했고, 그곳에서 초기 [8]아날로그 컴퓨터인 바네바 부시의 미분 분석기를 연구했습니다.섀넌은 이 분석기의 복잡한 애드혹 회로를 연구하면서 불의 개념을 바탕으로 스위칭 회로를 설계했다.1937년, 그는 석사 학위 논문인 "계전기 및 스위칭 [9]회로의 상징적 분석"을 썼다.이 논문의 논문은 [10]1938년에 발표되었다.이 연구에서, 섀넌은 그의 스위칭 회로가 전화 통화 라우팅 스위치에서 그 시간 동안 사용되었던 전기 기계식 릴레이의 배치를 단순화하는 데 사용될 수 있다는 것을 증명했습니다.다음으로, 그는 이 개념을 확장하여 이 회로가 부울 대수가 해결할 수 있는 모든 문제를 해결할 수 있다는 것을 증명했다.마지막 장에서는 4비트 [9]풀 가산기를 포함한 여러 회로의 다이어그램을 제시했습니다.

전기 스위치의 이 속성을 사용하여 논리를 구현하는 것이 모든 전자 디지털 컴퓨터의 기본 개념입니다.섀넌의 작품은 제2차 세계대전 중과 후에 전기 공학계에 널리 알려지면서 디지털 회로 설계의 기반이 되었다.섀넌의 일의 이론적인 엄격함이 이전에 우세했던 임시 방법을 대체했다.하워드 가드너는 섀넌의 논문을 "세기의 가장 [11]중요하고 또한 가장 주목받는 석사 논문"이라고 불렀다.

섀넌은 1940년에 MIT에서 박사학위를 받았습니다.바네바 부시는 섀넌이 멘델 유전학을 위한 수학적 공식을 개발하기 위해 콜드 스프링 하버 연구소에서 그의 논문을 연구해야 한다고 제안했다.이 연구는 이론 [12]유전학을 위한 대수학이라고 불리는 섀넌의 박사학위 논문을 만들었다.

1940년, 섀넌은 뉴저지 프린스턴에 있는 고등 연구소에서 국립 연구원이 되었습니다.프린스턴에서 섀넌은 헤르만 바일, 존 폰 노이만과 같은 영향력 있는 과학자 및 수학자들과 그의 생각을 토론할 기회를 가졌고, 알버트 아인슈타인과 쿠르트 괴델과도 가끔 만났다.섀넌은 여러 분야에 걸쳐 자유롭게 일했고, 이 능력은 그가 나중에 수학 [13]정보 이론을 발전시키는데 기여했을지도 모른다.

전시 연구

그 후 Shannon은 국방연구위원회(NDRC)의 D-2(제어시스템 섹션)와의 계약에 따라 제2차 세계대전 중 Bell Labs에 입사하여 화기제어시스템과 암호학을 연구하였다.

Shannon은 1942년에 신호 흐름 그래프를 발명한 공로를 인정받았다.그는 아날로그 [14]컴퓨터의 기능적 작동을 조사하던 중 위상 이득 공식을 발견했다.

1943년 초 두 달 동안 섀넌은 영국의 저명한 수학자 앨런 튜링과 접촉했다.튜링은 미 해군의 암호 해독 서비스와 함께 북대서양의 [15]크릭스 해병대 U보트가 사용하는 암호를 해독하기 위해 영국 정부 코드와 블렛클리 공원의 사이퍼 스쿨이 사용하는 방법을 공유하기 위해 워싱턴에 파견되었다.그는 또한 연설의 암호화에 관심이 있었고 이를 위해 벨 연구소에서 시간을 보냈다.셰넌과 튜링은 티타임에 [15]구내식당에서 만났다.튜링은 섀넌에게 "범용 튜링 기계"[16][17]라고 알려진 것을 정의하는 1936년 논문을 보여주었다.이것은 섀넌에게 깊은 인상을 남겼습니다. 많은 아이디어들이 섀넌의 아이디어를 보완해 주었기 때문입니다.

1945년 전쟁이 끝나갈 무렵, NDRC는 최종적으로 폐막되기 전 마지막 단계로 기술 보고서를 요약하여 발표했다.화재 통제 볼륨 내에서, Shannon, Ralph Beebe Blackman 및 Hendrik Wade Bode가 공동 집필한 Data Smoothing and Prediction in Fire-Control Systems라는 제목의 특별 에세이는 "통신 시스템에서 신호를 간섭하는 소음으로부터 분리하는 문제"와 유사하게 화재 통제에서 데이터를 평활화하는 문제를 공식적으로 다루었다.즉, 데이터나 신호 처리의 관점에서 문제를 모델화해, 정보 시대의 도래를 알렸다.[18]

섀넌의 암호학 연구는 통신 [19]이론에 관한 그의 이후의 출판물과 더욱 밀접하게 관련되어 있다.전쟁이 끝날 무렵, 그는 1945년 9월호 "암호학의 수학적 이론"이라는 제목의 벨 전화 연구소를 위한 기밀 문서를 준비했다.이 논문의 기밀 해제 버전은 1949년 Bell System Technical Journal에 "Communication Theory of Secrecy Systems"로 발표되었습니다.이 논문은 그의 커뮤니케이션의 수학적 이론에도 나타난 많은 개념과 수학적 공식을 통합했습니다.섀넌은 전시 통신 이론과 암호학에 대한 그의 통찰력이 동시에 발전했다면서 "그것들은 너무 가까워서 분리할 수 없었다"[20]고 말했다.섀넌은 기밀 보고서의 첫머리에 있는 각주를 통해 "이러한 결과를 개발할 것"이라고 발표했다.[21]

그가 벨 연구소에 있는 동안, 섀넌은 1949년에 출판된 그의 기밀 연구에서 암호 원타임 패드가 깨지지 않는다는 것을 증명했다.또한 동일한 기사는 깨지지 않는 시스템은 기본적으로 일회성 패드와 동일한 특성을 가져야 한다는 것을 증명했습니다. 즉, 키는 정말로 랜덤하고, 평문만큼 크고, 전체 또는 일부를 재사용하지 않아야 하며,[22] 비밀을 유지해야 합니다.

정보 이론

1948년, 약속된 각서는 벨 시스템 기술 저널의 7월과 10월호에 두 부분으로 나눠 기사인 "소통의 수학적 이론"으로 실렸다.이 작업에서는 송신자가 송신하는 메시지를 부호화하는 최선의 방법에 관한 문제에 초점을 맞추고 있습니다.이 기초적인 연구에서, 그는 당시 통신 이론에 적용되기 시작한 초기 단계였던 노버트 위너에 의해 개발된 확률 이론의 도구를 사용했다.Shannon은 메시지에 의해 감소된 불확실성의 척도인 정보 엔트로피를 메시지 내 정보 내용의 척도로 개발하였다.그렇게 함으로써, 그는 본질적으로 정보 이론의 분야를 발명했다.

The Mathemical Theory of Communication은 섀넌의 1948년 논문과 워렌 위버의 대중화를 전재하고 있는데, 이 책은 비전문가도 쉽게 접근할 수 있다.위버는 커뮤니케이션 이론에서 정보라는 단어는 당신이 말하는 것과 관련이 있는 것이 아니라 당신이 말할 수 있는 것과 관련이 있다고 지적했다.즉, 정보는 메시지를 선택할 때 선택의 자유를 나타내는 척도이다.Shannon의 개념은 또한 John Robinson Pierce의 Symbols, Signals, and Noise에서 그의 교정을 조건으로 대중화되었습니다.

자연어 처리와 컴퓨터 언어학에 대한 정보 이론의 근본적인 기여는 1951년 그의 기사 "인쇄된 영어의 예측과 엔트로피"에서 더욱 확립되었고, 영어 통계의 엔트로피의 상한과 하한을 보여주면서 언어 분석에 통계적 기반을 제공하였다.게다가, 그는 공백을 알파벳의 27번째 문자로 취급하는 것이 실제로 문자의 불확실성을 낮추어 문화적 관행과 확률론적 인식 사이의 명확한 수량화 가능한 연결을 제공한다는 것을 증명했다.

1949년에 출판된 또 다른 주목할 만한 논문은 "비밀 시스템의 통신 이론"으로, 그는 암호학의 수학적 이론에 관한 전시 연구의 기밀 해제된 버전으로, 이론적으로 해독할 수 없는 모든 암호는 일회용 패드와 동일한 요건을 가져야 한다는 것을 증명했다.그는 또한 표본의 (균일한) 이산 집합에서 연속 시간 신호를 나타내는 것과 관련된 표본 추출 이론을 도입한 공로를 인정받았다.이 이론은 1960년대 이후 전기통신이 아날로그에서 디지털 전송 시스템으로 이동할 수 있도록 하는데 필수적이었다.

그는 1956년에 MIT로 돌아와 기부를 받은 의장을 맡았습니다.

MIT에서의 수업

1956년 섀넌은 MIT 교수진에 입사하여 전자공학 연구소(RLE)에서 근무했습니다.그는 1978년까지 MIT 교수직을 계속 수행했다.

만년

섀넌은 알츠하이머병에 걸려 인생의 마지막 몇 년을 요양원에서 보냈다. 그는 2001년에 그의 아내, 아들, 딸, 그리고 [23][24]두 명의 손녀와 함께 죽었다.

취미와 발명품

Shannon이 디자인한 디지털 컴퓨터 트레이너인 Minivac 601.

섀넌의 학문적 목적 외에, 그는 저글링, 외발자전거, 그리고 체스에 관심이 있었다.그는 또한 저글링 [25]기계인 THRBAC라고 불리는 로마 숫자 컴퓨터를 포함한 많은 장치들을 발명했다.그는 루빅스 큐브 [6]퍼즐을 풀 수 있는 장치를 만들었다.

Shannon은 비즈니스맨들에게 컴퓨터가 어떻게 작동하는지 가르치기 위해 디지털 컴퓨터 트레이너인 Minivac 601을 설계했다.그것은 [26]1961년부터 Scientific Development Corporation에 의해 판매되었다.

그는 또한 에드워드 오와 함께 최초의 웨어러블 컴퓨터의 공동 발명자로 여겨진다. 소프.[27] 룰렛 게임을 할 때 확률을 높이기 위해 사용되었습니다.

사생활

섀넌은 1940년 1월 부유한 유대인 좌파 지식인 노마 레보르와 결혼했다.그 결혼은 약 1년 만에 이혼으로 끝났다.레보르는 후에 벤 바스만과 [28]결혼했다.

섀넌은 벨 연구소의 수치 분석가였던 두 번째 부인 베티 섀넌(성: 메리 엘리자베스 무어)을 만났다.그들은 [23]1949년에 결혼했다.베티는 클로드가 그의 가장 유명한 [29]발명품들을 만드는 것을 도왔다.그들은 [30]세 아이를 가졌다.

섀넌은 자신을 무정치에 [31]무신론자라고 표현했다.

조공

유진 다우브가 조각한 섀넌 동상은 6개 있다. 하나는 미시간 대학, 하나는 정보 및 의사결정 시스템 연구소의 MIT, 하나는 미시간, 하나는 게이로드에, 하나는 캘리포니아 대학 샌디에이고, 하나는 벨 연구소에, 그리고 다른 하나는 AT&T [32]섀넌 연구소에 있다.벨 시스템이 해체된 후 AT&T에 남아있던 벨 연구소의 이름은 그를 기리기 위해 섀넌 연구소로 정해졌다.

닐 슬론, AT&T동료 1993-문서의 섀넌의 큰 컬렉션 co-edited에 따르면 디지털 혁명의 관점 섀넌의 커뮤니케이션 이론(현재 정보 이론)에 의해 도입되는 기초, 그리고 섀넌의 술집의 모든 장치는 마이크로 프로세서 또는 microcontroller 것 개념적인 후손이다.lica1948년:[33] "그는 세기의 위인 중 한 명이다.그가 없었다면, 오늘날 우리가 알고 있는 어떤 것도 존재하지 않았을 것이다.모든 디지털 혁명은 [34]그에게서 시작되었습니다."암호 화폐 단위인 섀넌(gwei의 동의어)은 [35]그의 이름을 딴 것이다.

지미 소니와 롭 굿맨이 쓴 샤논의 전기인 '마인드 앳 플레이'는 [36]2017년에 출판되었다.

2016년 4월 30일, 섀넌은 자신의 100번째 [37][38][39][40][41][42]생일을 축하하기 위해 Google Doodle의 영예를 안았다.

마크 레빈슨이 감독한 섀넌에 관한 장편 영화인 비트 플레이어는 [43]2019년 세계 과학 축제에서 초연되었다.1980년대 섀넌의 집에서 진행된 인터뷰를 바탕으로 한 이 영화는 2020년 8월 아마존 프라임에서 개봉되었다.

커뮤니케이션의 수학적 이론

위버의 공헌

섀넌의 커뮤니케이션의 [44]수학이론은 워렌 위버의 자신의 작품을 해석하는 것으로 시작한다.비록 섀넌의 작품 전체가 의사소통 그 자체에 관한 것이지만, 워렌 위버는 복잡한 이론과 수학에 익숙하지 않은 사람들이 그가 제시한 기본 법칙을 이해할 수 있도록 그의 생각을 전달했습니다.그들의 독특한 의사소통 능력과 아이디어의 결합은 비록 수학적, 이론적 기초가 위버의 소개 이후 섀넌의 작품에서 완전히 나왔지만, 섀넌-위버 모델을 만들었다.평신도 위버의 서론은 [44]의사소통의 수학적 이론을 더 잘 전달하지만, 섀넌의 후속 논리, 수학, 그리고 표현 정밀도가 문제 자체를 정의하는 데 영향을 미쳤다.

기타 작업

섀넌과 그의 전기기계 쥐 테세우스(그리스 신화에서 테세우스의 이름을 따온 것)는 인공지능의 첫 실험 중 하나로 미로를 해결하려고 했다.

샤논마우스

1950년에 만들어진 "테세우스"는 25개의 [2]정사각형의 미로를 이동할 수 있게 해주는 전기 기계식 릴레이 회로에 의해 제어되는 기계식 마우스였다.미로 구성은 유연했고 이동 가능한 [2]파티션을 재배치하여 임의로 변경할 수 있었습니다.마우스는 대상을 찾을 때까지 복도를 검색하도록 설계되었습니다.미로를 여행한 후, 마우스는 이전에 있던 곳 어디에나 둘 수 있었고, 이전의 경험으로 인해 바로 목표물로 갈 수 있었다.낯선 영역에 배치되면, 그것은 알려진 위치에 도달할 때까지 검색하도록 프로그램 되어 있고, 그 후 타겟으로 진행되어 새로운 지식을 메모리에 추가하고 새로운 [2]동작을 학습합니다.섀넌의 마우스는 이러한 [2]종류의 최초의 인공 학습 장치였던 것으로 보인다.

체스의 복잡성에 대한 섀넌의 추정치

주요 기사:섀넌 번호

1949년에 섀넌은 체스의 게임 트리 복잡성을 대략120 10으로 추정하는 논문을 완성했다.이 숫자는 현재 "Shannon number"로 자주 불리며 오늘날에도 여전히 게임의 복잡성에 대한 정확한 추정치로 간주되고 있다.이 숫자는 종종 철저한 분석(즉, 무차별적인 힘 분석)[45][46]을 사용하여 체스 게임을 해결하는 데 있어 장벽 중 하나로 언급된다.

섀넌의 컴퓨터 체스 프로그램

1949년 3월 9일, 섀넌은 "Programming a Computer for Chess"라는 논문을 발표했다.이 논문은 뉴욕에서 열린 국립 전파 기술자 회의에서 발표되었습니다.그는 포지션 스코어링과 이동 선택을 바탕으로 체스 게임을 하도록 컴퓨터를 프로그래밍하는 방법을 설명했다.그는 체스 게임에서 고려될 수 있는 가능성을 제한하기 위한 기본 전략을 제안했다.1950년 3월, 그것은 철학 잡지에 실렸으며, 체스 게임을 하기 위한 컴퓨터 프로그래밍과 [45][47]게임을 해결하기 위해 컴퓨터를 사용하는 것에 관한 첫 번째 기사 중 하나로 여겨진다.

어떤 체스 포지션의 평가 함수를 바탕으로 컴퓨터가 어떤 동작을 할지 결정하는 그의 과정은 미니맥스 절차였다.섀넌은 검정색 위치의 값을 흰색 위치의 값에서 뺀 평가 함수의 대략적인 예를 들었다.재료는 일반적인 체스 피스 상대 값에 따라 계산됩니다(본 1점, 기사 또는 비숍 3점, 루크 5점, [48]퀸 9점).그는 이중 폰, 후방 폰 및 격리 폰 각각에 대해 θ 포인트를 뺀 몇 가지 위치 요인을 고려했습니다.이동성은 이용 가능한 법적 이동마다 0.1 포인트를 더함으로써 통합되었습니다.

샤논의 격언

섀넌은 케르크호프스의 원칙을 "적은 시스템을 알고 있다"고 공식화했다.이런 형태로 샤논의 격언으로 알려져 있다.

기념식

섀넌 100주년

클로드 샤논 100주년

2016년 샤논 100주년은 1916년 4월 30일 클로드 엘우드 샤논의 탄생 100주년을 기념하는 날이었다.그것은 부분적으로 Alan Turing Year에서 영감을 받았다.Christina Fragouli, Rüdiger Urbanke, Michelle Effros, Lav Varshney 및 Sergio Verdu [49]등 IEEE 정보이론학회 특별위원회가 전 세계 이벤트를 조정했습니다.이 이니셔티브는 2015 IEEE 정보 이론 워크숍[50][51] 예루살렘과 IEEE 정보 이론 협회 뉴스레터의 [52]이력 패널에서 발표되었다.

확인된 사건의 자세한 목록은 IEEE 정보이론학회 [53]웹사이트에서 확인할 수 있다.

계획된 활동 중 일부는 다음과 같다.

  • Bell Labs는 2016년 4월 28일부터 29일까지 뉴저지주 머레이힐에서 Claude Shannon과 그의 유산이 사회에 미치는 지속적인 영향을 기념하기 위해 제1회 Shannon Conference를 개최하였습니다.이 행사에는 정보 이론이 사회와 디지털 미래에 미치는 영향을 탐구하는 정보 시대의 세계적 저명인사 및 비전가의 기조 연설, 비공식 회고, 바이오 정보학, 경제 시스템 및 소셜 네트워크와 같은 다른 분야의 후속 관련 작업에 대한 선도적인 기술 프레젠테이션이 포함됩니다.학생대회도 있다.
  • Bell Labs는 2016년 4월 30일 웹 전시를 개시하여 Shannon이 Bell Labs에 고용된 것(미국 정부와 NDRC 계약을 맺고 있음), 1942년부터 1957년까지 Bell Labs에서 일한 것 및 수학부에 대한 세부사항을 기록하였습니다.이 전시회에는 그의 재임 기간 동안 동료들과 매니저들의 바이오스뿐만 아니라 나중에 출판된 형태로 잘 알려진 기술 메모의 원본도 전시되어 있었다.
  • 마케도니아 공화국은 기념 우표를 계획하고 있다.USPS 기념 우표가 제안되고 있으며, 적극적인 [54]청원을 하고 있습니다.
  • 클로드 섀넌과 정보이론의 영향에 관한 다큐멘터리 '비트 플레이어'는 세르지오 베르두와 마크 레빈슨이 제작하고 있다.
  • University College College Cork와 Massachusetts Institute of Technology가 주도하는 George Boole 200주년 및 Claude Shannon 100주년 기념행사입니다.첫 번째 행사는 코크에서 열린 워크샵, When Booh Meets [55]Shannon으로 보스턴 과학 박물관과 MIT [56]박물관에서 전시를 계속한다.
  • 보스턴 과학관, 하인츠-닉스도르프 박물관, 고등연구소, 베를린 공과대학, 사우스오스트레일리아대학(UniSA), 토론토 유니캠프(Unicamp, Universidade Estadual de Campinas, University of South Australia), 토론토 대학 등 세계 각지에서 참관행사가 열리고 있다.sunity, Telecom ParisTech, 국립 아테네 공과대학, 인도 과학대학, 인도 공과대학 봄베이, 인도 공과대학 Kanpur, 싱가포르 난양 공과대학, 메릴랜드 대학교, 일리노이 대학교 시카고 에콜 폴리테크니크, Federale Dausansunity(펜주), 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스, 매사추세츠 공과대학, 충칭 우정통신대학, 일리노이 대학교 어바나-샴페인.
  • 이 페이지에 표시되는 로고는 Crowdspring에서 [57]크라우드소싱되었습니다.
  • 2016년 5월 4일 뉴욕 국립 수학 박물관에서 열린 수학 조우 발표회: 섀넌의 정보이론 연구에 초점을 맞춘 사랑과 삶을 위한 정보기법.비디오 녹화 및 기타 자료를 이용할 [58]수 있습니다.

수상 및 수상 목록

클로드 E. Shannon Award는 그를 기리기 위해 제정되었으며 1972년 [59][60]첫 수상자이기도 하다.

선정된 작품

  • 클로드 E.섀넌:릴레이 및 스위칭 회로의 상징적 해석, 석사논문, MIT, 1937.
  • 클로드 E.Shannon: "소통의 수학적 이론", Bell System Technical Journal, Vol. 27, 페이지 379~423, 623~656, 1948 (추상)
  • 클로드 E.Shannon과 Warren Weaver:의사소통의 수학적 이론.일리노이 대학교 출판부, 일리노이 주 어바나, 1949년. ISBN0-252-72548-4

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크

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