Claude Shannon


Claude Shannon

Claude Elwood Shannon (* 30. April 1916 in Petoskey, Michigan; † 24. Februar 2001 in Medford, Massachusetts) war ein amerikanischer Mathematiker. Er gilt als Begründer der Informationstheorie.

Inhaltsverzeichnis

Biographie

Shannon wuchs in Petoskey, Michigan, auf, welches oft auch als Geburtsort angegeben wird. Sein Vater war Geschäftsmann, seine Mutter Sprachlehrerin. Während seiner High-School-Zeit arbeitete er als Bote für die Western Union.

Er folgte 1932 seiner Schwester Catherine an die University of Michigan. Sie schloss in jenem Jahr das Mathematikstudium ab, und er begann ein Elektrotechnik- und Mathematikstudium. 1936 wechselte er mit einem Abschluss in Mathematik und Elektrotechnik an das MIT. In seiner Abschlussarbeit zum Master in Elektrotechnik, A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits, benutzte er Boolesche Algebra zur Konstruktion von digitalen Schaltkreisen. Außerdem erwarb er seinen Doktortitel in Mathematik mit einer Arbeit über theoretische Genetik (An Algebra for Theoretical Genetics, 1940).

Nach kurzem Aufenthalt als Forscher am Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, kam er 1941 als Mathematiker zu den ebenfalls in New Jersey gelegenen AT&T Bell Labs.

Nachdem er schon 1956 eine Gastprofessur am MIT angetreten hatte, wechselte er 1958 ganz dorthin. 1978 wurde er vom MIT emeritiert. Seine professionellen Beziehungen zu den Bell Labs als Berater hielt er währenddessen bis 1972.

1948 veröffentlichte er seine bahnbrechende Arbeit A Mathematical Theory of Communication (dt. Mathematische Grundlagen in der Informationstheorie).[1] In diesem Aufsatz konzentrierte er sich auf das Problem, unter welchen Bedingungen eine von einem Sender kodierte und durch einen gestörten Kommunikationskanal übermittelte Information am Zielort wiederhergestellt, also ohne Informationsverlust dekodiert werden kann. Dabei konnte er sich auf das aus der Physik bekannte Konzept der Entropie beziehen.

Gleichzeitig veröffentlichte er den Artikel Communication in the presence of noise („Nachrichtenübermittlung unter Berücksichtigung von Rauschsignalen“)[2], in welchem er die Darstellung frequenzbeschränkter Funktionen durch die Kardinalreihe nach John Macnaughten Whittaker (1929 und 1935) mit Überlegungen zur maximalen Datenrate, insbesondere von Harry Nyquist zu einer Theorie der Kanalkapazität in der digitalen Signalübertragung verknüpfte. Vor ihm, jedoch ohne seine Kenntnis, publizierte Wladimir Alexandrowitsch Kotelnikow 1933 ein gleichlautendes Resultat. Demnach muss die Abtastfrequenz (Sampling rate) für ein Signal mindestens doppelt so groß sein wie die höchste Frequenz, die in ihm enthalten ist, bzw. die Datenrate (Symbolrate) kann maximal halb so hoch sein wie die zur Verfügung stehende Bandbreite (Nyquist-Shannon-Abtasttheorem).

Ein weiterer bemerkenswerter Artikel erschien 1949: Communication Theory of Secrecy Systems, in dem Shannon die formalen Grundlagen der Kryptographie klärte und sie damit in den Rang einer eigenständigen Wissenschaft erhob.

Shannon war vielseitig interessiert und kreativ; laut einer Anekdote sah man ihn bei Bell in der Nacht jonglierend auf einem Einrad in den Gängen herumfahren. Randprodukte seiner beruflichen Tätigkeit sind unter anderem eine Jongliermaschine, raketengetriebene Frisbees, motorisierte Pogostöcke, eine Maschine zum Gedankenlesen, eine mechanische Maus (Theseus, 1950), die sich in Labyrinthen orientieren konnte, und schon in den 1960ern ein früher Schachcomputer. Nach ihm wurde die Einheit des Informationsgehaltes einer Nachricht, das Shannon benannt.

Nach der Teilung von AT&T im Jahre 1996 wurde der Großteil der Bell Labs der neuen Firma Lucent Technologies zugeschlagen. Das Forschungslabor der AT&T in Florham Park, New Jersey, wurde ihm zu Ehren AT&T Shannon Laboratory[3] getauft.

Zu seinen Forschungsergebnissen im Bereich der Booleschen Algebra gehören der Inversionssatz sowie der Entwicklungssatz von Shannon.

Siehe auch

Literatur

  • Michael Kary, Martin Mahner: Warum Shannons „Informationstheorie“ keine Informationstheorie ist. Naturwissenschaftliche Rundschau 57(11), S. 609 - 616 (2004), ISSN 0028-1050
  • Warren Weaver, Claude Elwood Shannon: The Mathematical Theory of Communication. Urbana, Illinois: University of Illinois Press, 1949. ISBN 0-252-72548-4 (dt. Mathematische Grundlagen in der Informationstheorie, übersetzt von Helmut Dressler, 1976; Oldenbourg)

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Claude Elwood Shannon: A Mathematical Theory of Communication. Bell System Technical Journal, Band 27, Seiten 379–423 und 623–656, Juli und Oktober 1948.
  2. Communication in the Presence of Noise, Claude Shannon, Stanford University (PDF, englisch)
  3. AT&T Research Locations

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