كلود شانون

طبيعته وهواياته

وفي السياق ذاته، كان شانون ذا طابع لطيف للغاية، بجانب هواية الآليات كان يهتم جدا ببهلوانية تنطيط الكرات إلى حد أنه برهن معادلة رياضية أطلق عليها اسم معادلة التنطيط. ومعروف بأنه غالبا ما كان يتجول في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا على دراجة أحادية العجلة في حين يداه مشغولة ب تنطيط الكرات.

أعماله

في هذا الإطار، انضم شانون خلال الحرب العالمية الثانية إلى مختبرات بيل للعمل على أنظمة السيطرة على الحرائق والكتابة المشفرة، وكانت بحوثه قائمة على تشكيل البيانات ومعالجة الإشارات وكل هذا كان مبشراً بقدوم عصر المعلومات. وأما بعد الحرب فكانت إسهاماته تتمة لأبحاثه التي قضى جُلّ وقته في تطويرها، ففي عام 1948م نشر شانون مقالة بجزءين في مجلة نظام بيل التقنية بعنوان "نظرية رياضية للاتصال"، وركزت هذه المقالة على ما هي أفضل طريقة لتشفير معلومات المرسل التي يريد إرسالها، حيث كانت هذه الدراسة منشأً لنظرية الاتصال.

إضافةً إلى ذلك، كان لشانون اهتماماته وهواياته المفضلة خارج النطاق الأكاديمي، فكان مهتماً برياضة القفز وركوب الدراجات والشطرنج، فاخترع الكثير من الأدوات كالأقراص الطائرة ولعبة القفز بالنابض.

وعلى صعيد آخر، قام شانون بتطوير إنتروبيا المعلومات كمقياس للحيرة في الرسالة بينما في الأساس كان يخترع حقل نظرية المعلومات. لاحقًا تحولت تلك المقالة إلى كتاب بمساعدة الكاتب وارن ويفر، فحاولا صياغة الكتاب بطريقة يستطيع جميع القراء الاستفادة منه حتى من غير المختصين. إضافة إلى ذلك ساهمت نظرية المعلومات بشكل أساسي على تأسيس علم اللغة الحسابي ومعالجة اللغة الطبيعية.

الميلاد والنشأة

كذلك، وُلد في الثلاثين من إبريل من سنة 1916م، في مدينة بيتوسكي بولاية ميشيجان الأمريكية، كان والده رجل أعمال وامتهن القضاء لفترة من الزمن، أما والدته فهي ابنة مهاجر ألماني ومدرسة لغة. وهو قريب المخترع توماس إديسون.

وفي هذا الصدد، في عام 1932م التحق شانون بجامعة ميتشيغان وتخرج منها عام 1936م حاملاً معه شهادتي بكالوريوس في الرياضيات والهندسة الإلكترونية. عمل فيما بعد بإجراء الدراسات في معهد ماساشوسينس التكنولوجي، حيث استعمل محلل فانيفار بوش التفاضلي (حاسبة تمثل البيانات بالكهرباء). وفي سنة 1940م حصل شانون على جائزة من معهد ألفيرد نوبل الأمريكي للمهندسين الأمريكيين، واُعتُبرت رسالته للماجستير من أهم وأشهر أطروحات هذا القرن، أثبت شانون من خلال دراساته بأن الجبر المنطقي والحساب الثنائي يمكن أن يستعملا لتبسيط ترتيب المكائن الكهربائية التبادلية، ومن ثم استعمالها في مفاتيح توجيه الهاتف، ثم قلب المفهوم رأساً على عقب وأثبت كذلك بأنه من الممكن استعمال ترتيبات التبادليات لحل مشاكل الجبر المنطقية، وباستثمار خاصية المفاتيح الكهربائية لتعمل بعلم المنطق، وهو المفهوم الأساسي التي تعمل عليها الحاسبات الرقمية الإلكترونية.

دوائر المنطق

وعلى صعيد آخر، يعد استخدام المفاتيح الكهربائية لتنفيذ المنطق المفهوم الأساسي الذي تقوم عليه جميع الحواسيب الرقمية الإلكترونية. وقد شكلت أعمال شانون أساس تصميم الدوائر الرقمية، إذ لاقت رواجًا واسعًا في أوساط الهندسة الكهربائية خلال الحرب العالمية الثانية وبعدها. وقد تفوقت الدقة النظرية لأعمال شانون على الأساليب الارتجالية التي كانت سائدة سابقًا. في سنة 1987، أشاد هوارد غاردنر بأطروحة شانون واصفًا إياها بأنها ربما أهم أطروحة ماجستير في القرن، بل وأشهرها كذلك. ووصفها هيرمان غولدستاين في سنة 1972 بأنها بلا شك... واحدة من أهم أطروحات الماجستير التي كتبت على الإطلاق... فقد ساهمت في تحويل تصميم الدوائر الرقمية من فن إلى علم. وعلق أحد مراجعي عمله قائلًا: على حد علمي، هذا هو أول تطبيق لأساليب المنطق الرمزي على مشكلة هندسية عملية كهذه. ومن وجهة نظر الأصالة، قيم البحث بأنه متميز. وقد فازت أطروحة شانون للماجستير بجائزة ألفريد نوبل عام 1939.

ومن جهة أخرى، حصل شانون على درجة الدكتوراه في الرياضيات من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عام 1940. وكان فانيفار بوش قد اقترح على شانون العمل على أطروحته في مختبر كولد سبرينغ هاربور، بهدف تطوير صياغة رياضية لعلم الوراثة المندلية. أسفر هذا البحث عن أطروحة الدكتوراه لشانون، بعنوان جبر لعلم الوراثة النظري. إلا أن الأطروحة لم تنشر بعد أن فقد شانون اهتمامه بها، لكنها تضمنت نتائج مهمة. والجدير بالذكر أنه كان من أوائل من طبقوا إطارًا جبريًا لدراسة علم الوراثة السكانية النظري. إضافةً إلى ذلك، ابتكر شانون صيغة عامة لتوزيع عدة سمات مترابطة في مجتمع ما بعد أجيال متعددة في ظل نظام تزاوج عشوائي، وهو ما كان مبتكرًا في ذلك الوقت، ولم يسبق لعلماء الوراثة السكانية الآخرين في ذلك العصر أن توصلوا إلى هذه النظرية الجديدة.

ومن جهة أخرى، التحق شانون في سنة 1932 بجامعة ميشيغان، حيث تعرف على أعمال جورج بول. تخرج عام 1936 حاملًا شهادتي بكالوريوس: إحداهما في الهندسة الكهربائية والأخرى في الرياضيات.

إضافةً إلى ذلك، في عام 1940، أصبح شانون زميلًا باحثًا وطنيًا في معهد الدراسات المتقدمة في برينستون، نيو جيرسي. في برينستون، أتيحت لشانون فرصة مناقشة أفكاره مع علماء ورياضيين مؤثرين مثل هيرمان فايل وجون فون نيومان، والتقى أحيانًا بألبرت أينشتاين وكورت غودل. عمل شانون بحرية عبر مختلف التخصصات، وقد تكون هذه القدرة قد ساهمت في تطويره اللاحق لنظرية المعلومات الرياضية.

وعلى صعيد آخر، في سنة 1936، بدأ شانون دراساته العليا في الهندسة الكهربائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، حيث عمل على محلل فانيفار بوش التفاضلي، وهو حاسوب تناظري مبكر يتكون من أجزاء كهروميكانيكية وقادر على حل المعادلات التفاضلية. في أثناء دراسته للدوائر المخصصة المعقدة لهذا المحلل، صمم شانون دوائر تبديل بناءً على مفاهيم بول. في عام 1937، كتب أطروحته لنيل درجة الماجستير بعنوان تحليل رمزي لدوائر الترحيل والتحويل، ونشرت ورقة بحثية من هذه الأطروحة في سنة 1938. شكل هذا العمل ثورة في نظرية دوائر التحويل، حيث قام شانون برسم مخططات لدوائر تحويل قادرة على تنفيذ العمليات الأساسية للجبر البولياني. ثم أثبت إمكانية استخدام دوائر التحويل التي ابتكرها لتبسيط ترتيب المرحلات الكهروميكانيكية المستعملة آنذاك في محولات توجيه المكالمات الهاتفية. فيما بعد، وسع هذا المفهوم، مثبتًا قدرة هذه الدوائر على حل جميع المشكلات التي يمكن للجبر البولياني حلها. في الفصل الأخير، قدم مخططات لعدة دوائر، بما في ذلك جامع رقمي كامل رباعي البتات. اختلف عمله اختلافًا كبيرًا عن أعمال مهندسين سابقين مثل أكيرا ناكاشيما، الذين كانوا ما يزالون يعتمدون على نظرية الدوائر السائدة في ذلك الوقت، واتبعوا منهجًا عمليًا. كانت أفكار شانون أكثر تجريدًا واعتمدت على الرياضيات، مما فتح آفاقًا جديدة في مجال الهندسة الكهربائية الحديثة.

وفاته

كلود شانون.. مؤسس عصر المعلومات

روابط خارجية

وفي هذا الصدد، في آخر حياته لم يكن شانون واعياً بما حققه بالثورة الرقمية والانجازات العظيمة لأن ذاكرته قد تلاشت بسبب مرض الزهايمر، توفي عام 2001 وعمره 84 عاماً.

أهم إنجازاته

في هذا الإطار، وفي سنة 1950م اخترع شانون فأرة سميت باسمه وهي فأرة مغناطيسية تعمل تحت سيطرة دائرة تناوبية تمكنها من التحرك بسهولة في متاهة تتكون من 25مربعا، وهي مصممة لجعل الفأرة تبحث في هذه المتاهات حتى تصل إلى هدف يوضع لها في أحد الأماكن، وهذه الفأرة تُعد أداة التعلم الأولى من نوعها، وفي نفس السنة نشر شانون ورقة رائدة عن شطرنج الحاسوب الذي يؤهل الحاسوب للعب الشطرنج.

كذلك، حصل شانون على كم هائل من الجوائز وقامت الكثير من الجامعات والمعاهد والمؤسسات بتكريمه ومنحه درجة الدكتوراه الفخرية، ولإحياء إنجازاته فقد أقيمت احتفالات لأعماله في سنة 2001م وهناك خمسة تماثيل له في عدد من الجامعات المرموقة.

من جانب آخر، أطلق روبرت جالجر على شانون لقب «عالم القرن العشرين»، وأشار إلى دوره في تأسيس الثورة الرقمية وتأثيره في التقنيات التي نعرفها اليوم