كلود شانون

كلود شانون
(بالإنجليزية: Claude Elwood Shannon)
معلومات شخصية
الميلاد	30 أبريل 1916   بيتوسكي
الوفاة	24 فبراير 2001 (84 سنة)   ميدفورد
سبب الوفاة	مرض آلزهايمر
مكان الدفن	مقبرة ماونت أوبورن
الإقامة	غايلورد
مواطنة	الولايات المتحدة
عضوية	القائمة ... الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم، والأكاديمية الملكية الهولندية للفنون والعلوم، والأكاديمية الوطنية الألمانية للعلوم ليوبولدينا، والجمعية الأمريكية للفلسفة، والأكاديمية الوطنية للعلوم، والجمعية الملكية
الزوجة	بيتي شانون (1949–)
الحياة العملية
المدرسة الأم	جامعة ميشيغان (التخصص:هندسة الكهرباء و رياضيات) (1932–1936) معهد ماساتشوستس للتقانة (التخصص:هندسة الكهرباء) (1936–1940)
شهادة جامعية	دكتوراه الفلسفة، وبكالوريوس العلوم، وماجستير العلوم
مشرف الدكتوراه	فرانك لورين هيتشكوك، وفانيفار بوش
طلاب الدكتوراه	إيفان سذرلاند، وداني هيليس
المهنة	القائمة ... رياضياتي، ومُعَمٍّ، وعالم حاسوب، ومخترع، ومُدرِّس جامعي، ومهندس، وعالم وراثة
اللغات	الإنجليزية
مجال العمل	نظرية الاحتمال، وهندسة الكهرباء، ونظرية المعلومات، والسبرانيات، وتعمية
موظف في	معهد ماساتشوستس للتقانة، ومختبرات بل، ومعهد الدراسات المتقدمة
أعمال بارزة	القائمة ... نظرية رياضية للاتصالات، ومبرهنة نايكويست وشانون، ونظرية تكويد القناة الصاخبة، ونظرية شانون هارتلي، واعتلاج المعلومات، وعدد شانون، ونظرية التواصل في الأنظمة الآمنة ‏
الرياضة	رياضة دراجات هوائية
الجوائز
القائمة ... القاعة الوطنية للمخترعين المشاهير ‏ (2004) جائزة ماركوني (2000) عضوية أجنبي في الجمعية الملكية (1991) جائزة كيوتو في العلوم الأساسية ‏ (1985) وسام جون فريتز (1983) جائزة هارولد بندر ‏ (1978) جائزة هارفي (1972) جائزة كلود شانون (1972) ميدالية الشرف لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ‏ (1966) قلادة العلوم الوطنية (1966) جائزة المحاضر ليوشيا ويلارد جيبس ‏ (1963) قلادة ستيوارت بلنتين (1955) جائزة موريس ليبمان التذكارية لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (1949)

كلود إيلود شانون (بالإنجليزية: Claude Elwood Shannon)‏ (30 ابريل 1916-24 فبراير 2001)عالم أمريكي في الرياضيات يعتبر من مؤسسي نظرية المعلومات وله مساهمات عديدة لعلم التعمية والالكترونيكة، وقد بين أنَّ استخدام التشفير الذي يعتمد على استخدام المفتاح مرة واحدة، هو تشفير آمن كلياً، الأمان من حيث نظرية المعلومات. وقد كانت هذه المساهمة الاولية في نظرية المعلومات هي الخطوة الأولى في بحث طرق التشفير رياضياً. وكتابه المشهور جداً والذي يبحث النظرية الرياضية في الاتصال A Mathematical Theory of Communication. في كتابه هذا طور افكاراً والتي تستخدم في اساسات طرق تشغيل الحواسيب الحالية كما أنه ساهم في إنشاء العدد الثنائي (البت) وكذلك علم التعمية الحديث.

الميلاد والنشأة

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.

في عام 1932م التحق شانون بجامعة ميتشيغان وتخرج منها عام 1936م حاملاً معه شهادتي بكالوريوس في الرياضيات والهندسة الإلكترونية. عمل بعد ذلك بإجراء الدراسات في معهد ماساشوسينس التكنولوجي، حيث استخدم محلل فانيفار بوش التفاضلي (حاسبة تمثل البيانات بالكهرباء). وفي عام 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 أيضاً 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.

أعماله

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.

قام شانون بتطوير إنتروبيا المعلومات كمقياس للحيرة في الرسالة بينما في الأساس كان يخترع حقل نظرية المعلومات. بعد ذلك 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.

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

أهم إنجازاته

وفي عام 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.

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

أطلق روبيرت جالجر على شانون أعظم عالم في القرن العشرين فهو مؤسس الثورة الرقمية وبدونه لا وجود للأشياء التي نعرفها اليوم.

دوائر المنطق

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

في عام 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 عام 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 المستخدمة آنذاك في محولات توجيه المكالمات الهاتفية. بعد ذلك، 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.

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 عام 1987، أشاد هوارد غاردنر بأطروحة شانون واصفًا إياها بأنها ربما أهم أطروحة ماجستير في القرن، بل وأشهرها أيضًا. ووصفها هيرمان غولدستاين في عام 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.

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.

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.

طبيعته وهواياته

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.

وفاته

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.

روابط خارجية

• كلود شانون على موقع الموسوعة البريطانية (الإنجليزية)
• كلود شانون على موقع إن إن دي بي (الإنجليزية)
• كلود شانون.. مؤسس عصر المعلومات