Come Claude Shannon ha aiutato Kick

Tra i grandi ingegneri del 20° secolo, chi ha contribuito maggiormente alle tecnologie del 21° secolo? Io dico: Claude Shannon.

Shannon è meglio conosciuta per aver fondato il campo della teoria dell'informazione. In un articolo del 1948, uno dei più importanti nella storia dell'ingegneria, trovò un modo per misurare il contenuto informativo di un segnale e calcolare la velocità massima alla quale l'informazione poteva essere trasmessa in modo affidabile su qualsiasi tipo di canale di comunicazione. L'articolo, intitolato "Una teoria matematica della comunicazione", descrive le basi di tutte le comunicazioni moderne, inclusa Internet wireless sullo smartphone e persino un segnale vocale analogico su una linea telefonica fissa con doppino intrecciato. Nel 1966, l'IEEE gli conferì il suo più alto riconoscimento, la Medaglia d'Onore, per quel lavoro.

Se la teoria dell'informazione fosse stata l'unica conquista di Shannon, sarebbe stata sufficiente a garantirgli un posto nel pantheon. Ma ha fatto molto di più.

Dieci anni prima, mentre lavorava alla sua tesi di master al MIT, aveva inventato la porta logica. All’epoca, i relè elettromagnetici – piccoli dispositivi che sfruttano il magnetismo per aprire e chiudere gli interruttori elettrici – venivano utilizzati per costruire circuiti che instradavano le chiamate telefoniche o controllavano macchine complesse. Tuttavia, non esisteva una teoria coerente su come progettare o analizzare tali circuiti. Il modo in cui le persone li consideravano era in termini di eccitazione o meno delle bobine dei relè. Shannon dimostrò che l'algebra booleana poteva essere utilizzata per allontanarsi dai relè stessi e arrivare a una comprensione più astratta della funzione di un circuito. Usò questa algebra della logica per analizzare, e quindi sintetizzare, i circuiti di commutazione e per dimostrare che il circuito complessivo funzionava come desiderato. Nella sua tesi ha inventato le porte logiche AND, OR e NOT. Le porte logiche sono gli elementi costitutivi di tutti i circuiti digitali, su cui si basa l'intero edificio dell'informatica.

Nel 1950 Shannon pubblicò un articolo su Scientific American e anche un documento di ricerca che descriveva come programmare un computer per giocare a scacchi. È entrato nei dettagli su come progettare un programma per un vero computer. Discuteva su come le strutture dei dati sarebbero state rappresentate nella memoria, stimava quanti bit di memoria sarebbero stati necessari per il programma e scomponeva il programma in cose che chiamava sottoprogrammi. Oggi chiameremmo queste funzioni, o procedure. Alcuni dei suoi sottoprogrammi dovevano generare possibili mosse; alcuni dovevano fornire valutazioni euristiche di quanto fosse buona una posizione.

Mentre lavorava alla sua tesi di master al MIT, Shannon inventò la porta logica.

Shannon fece tutto questo in un’epoca in cui esistevano meno di 10 computer nel mondo. E venivano tutti usati per calcoli numerici. Iniziò il suo articolo di ricerca speculando su ogni sorta di cose che i computer potrebbero essere programmati per fare oltre i calcoli numerici, inclusa la progettazione di relè e circuiti di commutazione, la progettazione di filtri elettronici per le comunicazioni, la traduzione tra linguaggi umani e la realizzazione di deduzioni logiche. I computer oggi fanno tutte queste cose. Fornì quattro ragioni per cui aveva scelto di lavorare prima sugli scacchi, e una importante era che la gente credeva che giocare a scacchi richiedesse "pensare". Pertanto, ragionò, sarebbe stato un ottimo banco di prova per verificare se i computer potessero essere indotti a pensare.

Shannon suggerì che sarebbe stato possibile migliorare il suo programma analizzando le partite già giocate e aggiustando termini e coefficienti nelle sue valutazioni euristiche dei punti di forza delle posizioni sulla scacchiera che aveva incontrato. All'epoca non c'erano computer a disposizione di Shannon, quindi non poté testare la sua idea. Ma solo cinque anni dopo, nel 1955, Arthur Samuel, un ingegnere dell'IBM che aveva accesso ai computer mentre venivano testati prima di essere consegnati ai clienti, stava eseguendo un programma di gioco della dama che utilizzava il metodo esatto di Shannon per migliorare il suo gioco. E nel 1959 Samuel pubblicò un articolo sull'argomento con "apprendimento automatico" nel titolo: la prima volta che quella frase apparve su stampa.