إنه العالم «كلود شانون_Claude Shannon». ففي ورقة بحثية واحدة، وضع أساسيات الاتصالات التي كانت العمود الفقري لعصر المعلومات الحديث. هل تشعر الآن بفضول للتعرف عليه أكثر وعلى ما قدمه؟ في السطور القادمة سنسرد لك قصته، فهيا بنا…
من وضع أسس المعلومات الحديثة؟
اتصالات وحوسبة وتشفير وذكاء اصطناعيّ وتعلم آلي… في عصرنا عصر المعلومات الفضل يعود لعالم عبقري وحيد. إذ قدم إسهامات هامة وفريدة، اسمه قد يكون غريب على مسمعك فهو ليس «ألبرت أينشتاين_Albert Einstein» أو «ريتشارد فاينمان_Richard Feynman» ولم يفز بجائزة نوبل! إنه العالم «كلود شانون_Claude Shannon». ففي ورقة بحثية واحدة، وضع أساسيات الاتصالات التي كانت العمود الفقري لعصر المعلومات الحديث. هل تشعر الآن بفضول للتعرف عليه أكثر وعلى ما قدمه؟ في السطور القادمة سنسرد لك قصته، فهيا بنا…
محتويات المقال :
ولد كلود شانون في جيلورد بولاية ميشيغان بالولايات المتحدة في عام 1916م. توفي في 24 فبراير 2001، كان والده رجل أعمال محلي ومعلم. تخرج شانون من جامعة ميشيغان بدرجة البكالوريوس في الرياضيات والهندسة الكهربائية في عام 1936م. حصل على منصب باحث مساعد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT). عمل مع الباحث الشهير «فانيفار بوش_Vannevar Bush». قد ألهمت فترة التدريب الصيفي التي قضاها شانون في «مختبرات بيل_Bell Labs» الأمريكية للهاتف والتلغراف في مدينة نيويورك عام 1937م مهاراته البحثية. حصل شانون على درجتي الماجستير في الهندسة الكهربائية والدكتوراه في الرياضيات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في عام 1940م. إذ ساهم لأول مرة في العمل على أنظمة التحكم في الصواريخ المضادة للطائرات في عام 1941م، وأصبح شانون أستاذًا زائرًا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في عام 1956م، وعضوًا دائمًا في هيئة التدريس في عام 1958م.
الجدير بالذكر أن رسالة الماجستر الخاصة به في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كانت في الجبر البوليني -هو منسوب للعالم «جورج بول_George Boole»، إذ يتعامل مع القيم المنطقية ويتضمن متغيرات ثنائية، ونستخدمه كمثال في تحليل البوابات والدوائر الرقمية- لتحليل وتركيب دوائر التبديل، حيث حول تصميم الدوائر من فن إلى علم.
من التواصل بالدخان والنيران، حيث استخدمت القبائل الأصلية في أمريكا الشمالية النيران منذ مئات السنين أو حتى قبل ذلك؛ لنقل الرسائل فمثلًا كانوا يقيمون سُحب صغيرة بالدخان بأشكال مختلفة يمكن أن يكون لكل من رقم السحابة وشكلها والفاصل الزمني بينها معنى محدد. لم يكونوا هم الوحيدين، إذ استخدم الصينيون إشارات الدخان في العصور القديمة لإعطاء تحذيرات بشأن اقتراب العدو وكذلك اليونانيون.
ثم يأتي الحمام ونرى صورته على نقوش في سومر القديمة منذ ما يقرب من 5000 عام. كذلك الخلفاء المسلمون، إذ قاموا بإنشاء خدمة بريد الحمام الزاجل في جميع أنحاء الشرق الأوسط. ولم يتقاعد الحمام الزاجل حتى القرن الماضي. لعب أدوار مهمة في الحربين العالميتين. ومن الدخان إلى الحمام الزاجل ننتقل إلى الهاتف والتلفزيون! سعى البشر لإيجاد طرق تتيح لنا التواصل بشكل أسهل وأسرع، وهنا أتى دور عالمنا شانون الذي كان له دور هام.
قام شانون بإرسال رسالة لمعلمه فانيفار بوش في عام 1939م. وضح فيها بعض أفكاره الأولية حول “الخصائص الرئيسة للأنظمة العامة لنقل الذكاء”. بعد عقد من الزمن، نشر شانون نظريته المصيرية. نشر “نظرية رياضة للتواصل” في عام 1948م، فدعونا نتعرف على تلك النظرية…
وضع شانون نموذج اتصال بسيط وهو أن يقوم المرسل بتشفير المعلومات في إشارة وتلك الإشارة تفسدها الضوضاء ثم يأتي مُستقبل ويفك تلك الإشارة ومن ثم نسمع الصوت واضح. على الرغم من بساطة النموذج إلا أنه شمل رؤيتين وهما عزل مصادر المعلومات والضوضاء عن نظام الاتصال المراد تصميمه، وتصميم هذين المصدرين بشكل احتمالي. تخيل أن مصدر معلومات ينتج العديد من الرسائل الممكنة للتواصل، ولكل منها احتمال معين. أضافت الضوضاء الاحتمالية المزيد من العشوائية لفك لغز المستقبل. قد ركز شانون -عزيزي القارئ- على سؤالين في ورقته البحثية وهما:
هناك عدة مكونات في نموذجه ألا وهي:
لاحظ شانون أن مفتاح الاتصال هو «مبدأ عدم اليقين». مثال على مبدأ عدم اليقين، معك عملة عليها رمزان متساويان في الاحتمال إما صورة أو كتابة (على جهاز كمبيوتر مثلًا)، فقبل قذف العملة لا يعرف المُتلقي البيانات وأي رمز سيصدر في الجهاز وحيث يكون المُتلقي لديه حالة نسميها عجز بياناتي. فاستخدم هنا شانون المصطلح المعبر عن العجز البياناتي ألا وهو «عدم اليقين».
بدأ شانون في إطار عدم اليقين والاحتمال، بوضع مفهوم «بت_Bit» المعلومات الذي استخدمها كوحدة أساسية لعدم اليقين وقد كان أول من استخدم الكلمة (على الرغم من قوله أن عالم الرياضيات «جون توكي_John Tukey» استخدمها في مذكرة أولًا).
إذا كنت تتحدث في مكان يعج بالصخب، فمن المنطقي أن أفضل طريقة تتأكد بها من وصول رسالتك هي أن تكررها عدة مرات. لكن وضح شانون أن ذلك ليس فعالًا للغاية. بالفعل كلما كررت كان الاتصال أكثر فعالية لكنك تضحي بالسرعة من أجل الفاعلية، فوضح أنه يمكن للمرء عدم التكرار وأن التواصل سيتم بشكل أسرع.
نتيجة أخرى، أنه مهما كانت طبيعة المعلومات فمن الأفضل ترميزها إلى أجزاء قبل إرسالها. في الراديو مثلًا يشير شانون إلى تحويل الموجة الصوتية أولاً إلى وحدات بت، ثم تعيين تلك البتات في الموجة الكهرومغناطيسية بما أن كلا من الصوت والإشارة الكهرومغناطيسية موجات. تُعد تلك النتيجة هي أساس عصر المعلومات الرقمية الحديث.
في نهاية مقالنا عزيزي القارئ، يمكننا القول بأن شانون اخترع رياضيات جديدة لوصف قوانين الاتصال. إذ وضحت النظرية كيفية إنتاج المعلومات ونقلها -كما وضحنا-. يُعتبر شانون” أب نظرية المعلومات”. فقد أصبحت الآن نظريته هي أساس ما تقوم عليه جميع أنظمة الاتصالات الحديثة: البصرية أو تحت الماء أو حتى بين الكواكب.
لا تزال أفكار نيتشه الفلسفية يتردد صداها في المجتمع المعاصر، وتتحدى فهمنا للأخلاق ومكانتها في…
تخيل فريقًا من العلماء الرواد يعملون بلا كلل لكشف أسرار الدماغ البشري. إنهم في سعيهم…
في عالم وسائل التواصل الاجتماعي، تظهر الصيحات وتختفي، لكن بعضها يجعلك تتساءل: ما السبب وراء…
الصداع تجربة إنسانية عالمية، وعلى الرغم من انتشاره إلا أن الأسباب الكامنة وراءه لا تزال…
إن فهم كيف بدأت الحياة وتطورت على الأرض هو السؤال الذي أذهل البشر على مر…
يصادف في شهر أغسطس الذكرى السنوية الثالثة لانسحاب الولايات المتحدة من أفغانستان وعودة طالبان إلى…