열기구로 전세계에 인터넷을 제공하는 프로젝트와 고속통신 5G의 정비가 진행되는 등 정보통신 기술은 나날이 발전하고 있습니다. 그런 정보통신 기술의 기초가 되는 연구를 수행하여 정보이론의 아버지로 불렸던 클로드 섀넌(Claude Shannon)의 업적에 대해 스탠포드대학에서 정보학 교수를 맡고 있는 David Tse 씨가 설명합니다.
How Claude Shannon's Information Theory Invented the Future | Quanta Magazine
https://www.quantamagazine.org/how-claude-shannons-information-theory-invented-the-future-20201222/
How Claude Shannon Invented the Future
Shannon figured out the foundation for all this more than 70 years ago. How did he do it? By focusing relentlessly on the essential feature of a problem while ignoring all other aspects. The simplicity of his model of communication is a good illustration o
www.quantamagazine.org
1916년 미시간에서 태어난 섀넌은 미시간대학에서 수학과 전기공학 학위를 취득한 후, 매사추세츠 공과대학에서 부울대수를 회로설계에 적용한 석사 논문 '계전기 및 개폐회로의 기호학적 분석'을 발표했습니다. 복잡한 회로를 수학적 이론을 바탕으로 설계하는 것을 가능하게 한 이 연구는 현재도 계속해서 회로설계 기술에 관한 연구의 출발점이 되고 있습니다.
그 다음 섀넌은 정보통신에 관한 연구에 주력했습니다. 정보통신은 인류에게 중요한 기술로 봉화나 전서구, 전화, TV 등 다양한 정보통신 기술이 개발되어 왔지만, 이러한 통신시스템은 특정 정보원과 물리적 물건에 의존하고 있었습니다. 섀넌은 다양한 정보를 통신하는 데 사용할 수 있는 통합적인 이론을 찾아내기 위해 연구를 수행하였고, 1948년에 현재의 통신기술의 기초 이론인 '통신의 수학적 이론'을 발표했습니다. 이 논문에서 섀넌은 처음으로 '비트'라는 단어를 사용했습니다.
이 이론에서 섀넌은 정보를 '0', '1'의 2값만으로 표현하는 방법을 개발하였고, 시간당 정보량을 비트를 사용하여 표현하는 '엔트로피(정보량)'라는 아이디어를 생각해냈습니다. 예를 들어, 분당 100자 영문을 보낼 때 알파벳은 26자이기 때문에 분당 26의 100승의 조합이 될 수 있습니다. 이 정보량을 비트를 사용하여 표현하면 26의 100제곱≈2의 470승보다, 분당 100자 영문을 보낼 때의 정보량은 470비트로 나타낼 수 있습니다. 이처럼 다양한 형식의 정보를 비트로 변환하여 처리할 수 있게 되었습니다.
당시의 기술자는 문서, 음성, 영상 등의 정보마다 효율이 좋은 정보통신 방식은 다르다고 생각했습니다. 그러나 섀넌이 제창한 정보이론에 의해 어떤 형태의 정보도 비트로 변환하여 송수신함으로써 효율적으로 통신을 할 수 있는 것으로 밝혀졌습니다.
David Tse 씨는 "섀넌이 연구를 시작하기 전부터 수많은 정보기술에 대한 연구가 진행되어 왔지만, 섀넌은 그것을 하나의 이론으로 정리했습니다. 연구자의 역할은 하나하나의 가지를 추가해 나가는 것뿐만 아니라 가지를 잘라 아름다운 나무를 만드는 것이기도 합니다."라고 말합니다.
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