Dijital iletişimin babası: Claude Shannon

Edip Emil Öymen
Dijital iletişimin babası: Claude Shannon

1940’larda Amerikan inovasyonunun kalbi Bell Laboratuvarı’nın buluşçu elektronik mühendisi ve matematikçi (çift ana dal) Claude Shannon, “veriyi elektronikle yeniden tanımlayabiliriz” diyerek, inovasyonun en parlak örneklerinden birini dünyaya sundu. 1847’de George Boole’un tanımladığı “ikili” (binary) sistemin, elektronik olarak uygulanabileceğini gösterdi. Böylece, bilgisayarın dijital bir cihaza dönüşmesinin yolunu açtığı gibi, her türlü sesli, görüntülü veri/datayı iletmenin, paylaşma ve saklamanın yolunu da açtı: Alfabenin bütün küçük ve büyük harfleri ile rakam ve sembollerini (kısacası: karakterlerini) sadece 0 ve 1 rakamlarıyla yeniden tanımlamak. Telgrafı işleten Mors Alfabesi’ndeki gibi, elektrik akımını 0 ile kapatıp, 1 ile açarak veriyi iletmek. Shannon, bu en küçük iletişim birimine “bit” adını verdi (binary digit).

Konuyu en temel, en basit öğeleriyle anlatmak amacıyla, olabilecek en özet şekliyle: Örneğin, “bilim” sözcüğü ASCII adlı bu sistemle şöyle yazılır: Küçük harfle B için: 01000010. Yine küçük harfle İ için: 01001001. Küçük L için: 01001100. İ için: 01001001. M için: 01001101.

Bilgisayarın okuyacağı veri seti şöyle görülür: 0100001001001001010011000100100101001101


Yazılım, buradaki 8’er rakamlık kümeyi “tanımaya” programlı olduğu için, bu rakamları “bilim” diye okur. Ve bunu pek hızlı yapar. Siz, cep telinize “Neredesin?” diye yazdığınızda, bütün karakterler 0 ve 1’e dönüşüp karşı ceptele uçar. Oradan da size cevap, yine 0 ve 1’lerle gelir ama yazılım, bunu size yazı olarak gösterir.

Shannon’ın, 1938’de sistemin ana hatlarını matematik formüllerle anlattığı yüksek lisans tezi ve 1948’de 32 yaşındayken yazdığı “İletişim Kuramı” (Information Theory) adlı 55 sayfalık makalesi https://bit.ly/2n7b1jN Einstein’ın Görecelik Kuramı (İzafiyet Teorisi) kadar temel, sade, çığır açıcı derinlikteydi. Bu gelişmenin önemini yorumlayan Scientific American dergisi makaleyi “Bilgi Çağının Magna Carta’sı” olarak tanımlamıştı.

Aslında Bilgi Çağı, o zamana kadar harfleri farklı sembollerle ifade eden, bu yüzden birbiriyle “konuşamayan” bilgisayar modellerinde, tek bir ortak alfabe kullanılmasıyla mümkün olacaktı.

Bu amaçla 1961’de IBM mühendisi Bob Bemer’in girişimiyle başlayan çalışma, 1963’te “bilgisayar alfabesi” (ASCII) olarak sonuçlandı. 1968’de ABD Başkanı Lyndon Johnson 128 karakterli bu alfabenin bütün bilgisayar modellerinde kullanılmasını şart koşan kararnameyi imzaladı. Böylece Shannon’ın İletişim Kuramı 20 yıl gecikmeyle pratiğe dönüşebildi. İnternetin de gelişmesini sağlayacak yol açıldı. https://ethw.org/ASCII Bugün ise her karakter için 8’den 32’ye kadar “bit” tanımlayan, çok daha gelişkin bir alfabe kullanılıyor (UTF-8).

Gösterişsiz, çekingen Shannon’ın dev inovasyonu, 70 yıldır onun tanımladığı şekilde çalışıyor. Daha da, kuantum bilgisayarlarla 21’inci yüzyıl boyunca da kullanılacak. Bunlarda “üstüne bindirme” (superposition) denilen yöntemle 0+1, 1+0, 1+1, 0+0 şeklinde çalışacak işlem hızı pek pek pek çok artacak.

Shannon bugün bilişim dünyasında Newton ve Einstein düzeyinde saygı gösterilen, ama teknoloji dünyası dışında “hatırlanmayan” bir bilimci. Henüz 24 yaşında MIT’de matematik asistanıyken, 30 yaş altındaki “dâhî” mühendislere verilen Alfred Noble Ödülü’nü kazanmıştı. [Yazım hatası yok: Alfred Noble Ödülü, Amerikan Mühendislik Enstitüsü ASCE tarafından verilir. “Alfred Nobel Ödülü” ile sadece ses yakınlığı var].

Bell Laboratuvarı’nda 1947’de transistörün icat edilmesi ardından 1948’de Shannon’un sistemi, mekanik ve analog bilgisayarların dijitale dönüşmesinin önünü açtı.

O güne kadar telefon hatlarında ses iletimi, elektrik sinyaliyle taşınıyordu. Ama sinyal, iletim uzaklığına göre zayıflıyor, araya parazit/gürültü giriyordu. Shannon’un sistemi sayesinde “sıfır ve birler” elektronik olarak iletildiği için, uzaklığın olumsuz etkisi kalmayacaktı. Bugün, bu sistem sayesinde Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) ile NASA arasında internet bağlantısı mümkün. 2010’a kadar bir astronot, internet linkini tıkladığında bu mesaj, dünyadan 36 bin kilometre uzaktaki bir uyduya gider, oradan dünyaya iletilirdi. ISS’den ilk “doğrudan” twitter mesajı 22 Ocak 2010’da atılabildi.

Döneminde büyük saygı ve ilgi gören Shannon için, “eğer Nobel’de matematik dalına ödül verilseydi mutlaka Nobel alırdı” denilir. Nobel’deki bu eksikliği gören Japonlar, Nobel’in kapsamadığı temel bilimler ve matematik dalları için 1985’te oluşturdukları Kyoto Ödülü’nü ilk kez Shannon’a verdiler.

Shannon’ın Bell’de başlayan çalışma hayatı 15 yıl, MIT’deki hocalığı 20 yıl sürdü.

Sadece iletişim kuramına ve dijitalleşmenin çeşitli sorunlarına yaptığı katkıyla değil, yapay zekâ ve makine öğrenmesi gibi “şimdiye” ait kavramları daha 1960’larda teorik olarak tartışan, pratik denemelerini yapan, tam anlamıyla bir “Proje Merkezi” gibi çalışan zihniyle ünlü Shannon, ne yazık ki Alzheimer olmaktan kurtulamadı. 2001’de 85 yaşında öldü. Bugün MIT’de heykeli var.

Ve nihayet, bu sıra dışı özgün buluşçu hakkında kapsamlı bir drama/belgesel film yapılabildi. Bugüne kadar hakkında bölük pörçük, çeşitli üniversiteler ve kurumlar tarafından yamalı bohça gibi kısa belgeseller yayınlanmıştı. Şimdi artık daha kapsamlı “Bit Player” adlı film 22 Mayıs’ta New York’ta Dünya Bilim Şenliği (World Science Festival) sırasında gösterildi. Sonbaharda Amerikan sinemalarına çıkacak.

Edip Emil Öymen

Edip Emil Öymen