Claude Shannon: Bilgi Çağının Babası

Tüm zamanların en büyük elektrik mühendisi gözüyle bakılan ABD’li matematikçi ve mühendis Claude Shannon’un (1916-2001) buluşları, günümüzde bilgiyi saklayan, işleyen ve ileten tüm sayısal sistemleri biçimlendirmiş, insanlığın bilgi toplumuna geçişinde en önemli rollerden birini oynamıştır.

Daha çocukluğunda matematik bilmeceleri ve şifreleme sistemleri ile ilgilenen Shannon, üniversite öğrenimini Michigan üniversitesi ile meşhur Massachusetts Institute of Technology (MIT)’de yaptı ve hem matematik hem elektrik mühendisliği öğrenimi gördü.

Shannon, 1938 yılında, 22 yaşında iken verdiği master tezinde, İngiliz matematikçi George Boole’un 1800’lerin ortalarında bulduğu ve kendi adıyla anılan Boole Cebrini (Boolean Algebra) elektrik devrelerinin (örneğin telefon santrallarının) tasarımına uyguladı.

Mantığın matematiksel ifadesi olarak da anılan Boole Cebrinin bu uygulaması ise sayısal (digital) elektronik devrelerin tasarımını matematiksel bir temele oturtarak günümüzdeki bilişim teknolojilerinin yolunu açtı.

Bu nedenle Shannon’un tezi, 20’inci yüzyılın en önemli master tezi olarak bilinir. Birçok önemli buluşta olduğu gibi, insanlık bu büyük gelişmeyi de Claude Shannon’un hem mühendislik hem matematik okumasına, yani disiplinler arası (inter-disciplinary) bağlantıları kurabilmesine borçludur.

1940’da, Shannon yine MIT’de, ‘Genlerin aktarımının matematiği’ adlı tezi ile doktora derecesini aldı ve ünlü Bell Laboratuarlarında çalışmaya başladı. İkinci dünya savaşı sırasında Shannon, Bell’de sayısal şifreleme (encryption) sistemleri geliştiren grubun içerisinde idi. Bu grubun geliştirdiği uygulamalar arasında Churchill ve Roosevelt’in okyanus aşırı konuşmalarında kullandıkları yüksek güvenlikli sistem de vardı.

Başyapıtı: Enformasyon Teorisi

Shannon bu çalışmaları sırasında başyapıtı Enformasyon Teorisini geliştirmeye başladı.

Düşüncesinin çıkış noktası, şifrelemede kullanılan sayısal kodlar enformasyonu istenmeyen gözlerden saklayabiliyor ise, neden iletişim hatlarındaki parazitler, girişimler (interferences) ve diğer bozucu etkilerden de korumasınlar, idi. Bu da, işlenecek ya da iletilecek enformasyona, tekrarlayıcı bilgi (redundancy) ekleyerek mümkün olabilirdi.

Söz konusu kodlar (şifreleme sistemleri, algoritmaları), ayrıca, enformasyonu, örneğin gereksiz tekrarları önleyerek, sıkıştırarak, daha yoğun, daha kompakt bir biçimde iletebilir ve belirli bir iletişim kanalının (bir kablonun, bir radyo dalgasının) daha çok enformasyon taşımasını sağlayabilirlerdi.

“Temel birim bit’tir”

Shannon, 1948 yılında, devrim yaratan, ‘İletişimin Matematiksel bir Kuramı’ adlı makalesi ile Enformasyon Teorisini yayınladı.

Kuram öncelikle enformasyonun ölçülebilir bir büyüklük olduğunu kanıtlıyor ve temel birimini ‘bit’ olarak tanımlıyordu.

Bir ‘bit’ belirli bir anda ancak iki değerden birini (örneğin 0 ya da 1 değerini) alabiliyordu. Yeterli sayıda ‘bit’ kullanılarak her türlü enformasyon (sayı, harf, ses, görüntü..) temsil edebiliyordu.

Kuramda, iletişim sırasında bozulmaya uğrayabilen enformasyonun, alındığı noktada düzeltilmesi için, hata düzeltici (error correction) kodların kullanımı da tanımlanıyordu.

Günümüzdeki tüm sayısal iletişim teknolojileri; uydu iletişimleri, cep telefonu şebekeleri, internet, hepsi, Shannon’un enformasyon teorisine dayanarak geliştirilmişlerdir!

Bir bilgi sisteminin toplam enformasyon potansiyeline, Shannon, o sistemin ‘entropisi’ adını vermişti. Termodinamikten alınan bu terimi ise kendisine büyük matematikçi ve bilişim kuramcısı John Von Neumann ısrarla önermiş ve ‘Entropinin ne olduğunu kimseler anlamaz, böylece sen de enformasyon kuramını anlatırken, hem ne kadar derinmiş (!) diye düşünürler, hem de söyleyecek pek birşey bulamazlar’ demiştir.

Zamanın çok ilerisinde

Shannon’un fikirleri zamanının o kadar ilerisinde idi ki, 1970’li yıllarda hızlı entegre devrelerin bulunmasına kadar mühendisler enformasyon kuramından yeterince yararlanamadılar.

Günümüzde ise kompakt disklerden süper bilgisayarlara, internetten uzay araçlarına kadar, sayısal bilgiyi saklayan, işleyen ve ileten tüm sistemlerin temelleri Shannon’un enformasyon kuramına dayanmaktadır.

Bazı uzmanlar, Claude Shannon’un enformasyon’a etkisini, alfabenin mucidinin edebiyata etkisine benzetecek kadar önemli bulmaktadırlar.

1985 yılında, çok çekingen bir insan olan, 69 yaşındaki, bembeyaz saçlı Shannon’un, İngiltere Brighton’daki Enformasyon Teorisi Sempozyumuna beklenmedik bir biçimde katıldığı öğrenildiğinde herkes ne yapacağını şaşırır, imzasını alabilmek için kuyruklar oluştururlar. Kongre başkanı, durumu anlatmak için, ‘Sanki bir fizik kongresine Isaac Newton gelmiş gibi idi!’ der.

Özetle, yaşamımızın hemen her alanını kaplayan sayısal devrimi ve dijital dünyayı Claude Shannon, Alan Turing, John Von Neuman gibi kuramcıların çığır açıcı çalışmalarına borçluyuz.

Bu temellerden hareketle bilgi ve iletişim sistemlerini tasarlayan, üreten ve uygulayan mühendisleri ve bilim insanlarını da selamlıyoruz.

Erdal Musoğlu

Kaynaklar:

http://spectrum.ieee.org/computing/software/claude-shannon-tinkerer-prankster-and-father-of-information-theory

http://spectrum.ieee.org/tech-talk/telecom/internet/bell-labs-looks-at-claude-shannon-legacy-future-of-information-age

https://en.wikipedia.org/wiki/Information_theory

Yazının ilk yayınlandığı yer:

Claude Shannon: Sayısal devrimi başlatan mühendis

www.herkesebilimteknoloji.com/haberler/toplum/claude-shannon-sayisal-devrimi-baslatan-muhendis 

Matematiksel

Editör

Bu yazı gönüllü yazarlarımız tarafından hazırlanmış veya sitemiz editörleri tarafından belirtilen kaynaktan aslına uygun kalınarak eklenmiştir.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Başa dön tuşu
Kapalı