요새 노벨상 수상자가 발표되고 있는데, 레이져나 초전도 같은 분야는 노벨물리학상을 받기도 하고 의료영상은 노벨의학상을 받기도 하지만 불행히도 전기전자컴퓨터 분야 자체에는 노벨상이 없다. 내가 만일 저런 분야들을 제외한 전기전자컴퓨터 분야에서 노벨상 심사위원이라면 누구부터 상을 주자고 주장할 것인가? 나의 답은 무조건 Claude Shannon이다. (단, 그가 살아있었다면 말이다.)

그는 정보이론(Information theory)의 아버지이고 정보화시대의 아버지들 중 한 사람이다. 정보통신, 신호처리, 컴퓨터 등의 전공자라면 별로 이의를 제기하지는 않을 것이라 생각한다.

1948년 발표한 기념비적 논문 "A Mathematical Theory of Communication"에서는 다음과 같은 문제들을 제기하고 답을 제시함으로써 '정보이론'이라고 하는 학문분야가 만들어지게 된다.
  • information entropy: 정보의 양을 어떻게 정의할 것인가? 어떤 신호(예를 들어, 텍스트,음향,영상 등)를 압축할 수 있는 한계는 어디까지인가?
  • rate와 distortion: 연속된 값을 갖는 신호(예를 들어, 어떤 실수값이라도 될 수 있는 신호)를  유한한 자릿수로 나타내는 경우에 그 둘 사이의 오차의 최소값은 그 자릿수와 어떤 관련이 있는가?
  • channel capacity: 신호를 보내는 송신자와 받는 수신자 사이('채널'이라고 부름)가 완전하지 않아서 가끔씩 신호가 잘못 전달된다면, 그 채널을 통해 보낼수 있는 정보의 최대양은 얼마인가?
이 세 가지 문제 모두 정보의 전달과 처리에 있어서 근본적인 물음들인데, 세가지 모두에 대한 문제제기와 해결을 단 한 사람이 명쾌하게 해 버렸다는 것이 놀라울 따름이다. 각 문제에 하나씩 통합 세 개의 노벨 전기전자컴퓨터상을 주어야 마땅하다.
게다가, 원래의 정보->부호화기->채널(잡음이 있는 채널)->복호화기->수신된 정보 로 구성된 그의 통신모델은 정보통신 뿐만 아니라 인문사회과학에서도 꽤 많이 이용되고 있다.

더 놀라운 것은 이에 버금가는 업적들이 더 있다는 것이다.
  • 그의 석사논문 "A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits" (1937년)에서는 논리연산의 '거짓 또는 참', 이진수 '0 또는 1', 스위치회로의 '꺼짐 또는 켜짐' 의 동일성을 발견하였고, 이를 바탕으로 어떻게 논리연산을 하는 기계를 스위치 회로를 통해 구현할 것인가 하는 것을 보였다.
  • 벨랩에서 일하면서 발표한 "Data Smoothing and Prediction in Fire-Control Systems" (1945년)에서는 Fire -Control을 일종의 정보의 전달,조작,활용의 특별한 경우로 간주할수 있음을 보였다. 이로써 많은 문제들이 정보와 신호의 처리라는 관점에서 바라볼 수 있다는 것을 예시함으로써 '정보의 시대' (Information age)가 열리는 큰 계기가 된다.
  • Communication Theory of Secrecy Systems (1949년)에서는 암호학의 수학적인 기반을 닦았다.
  • Shannon's sampling theorem에서는 연속시간신호(continuous-time signal)를 그 샘플링된 discrete-time 신호에서 복원해 내기 위한 조건을 찾아내었다. 예를 들어, 내 목소리가 0~20000Hz 사이의 음파들로 이루어져 있다면, 만일 내 목소리를 1초에 20000*2=40000번을 샘플링한다면 이 샘플링된 음파로부터 내 원래 목소리를 완벽하게 복원해 낼 수 있다는 것이다.
  • "Programming a Computer for Playing Chess" (1950년)에서는 체스두는 컴퓨터를 어떻게 만들 수 있는지를 보였다.
  • 미로에서 길찾는 생쥐로보트 테세우스는 가장 최초의 인공지능 실험 중 하나로 알려져 있다.
그는 근본적인 질문을 제기하고 수학적인 답을 내놓았지만, 의외로 그의 연구관심은 유용성보다는 호기심으로부터 시작했다는 평이 많으며, 그래서인지 생쥐로보트, 체스머신, 저글링(juggling)머신 등을 만드는 것에 관심이 많았다 한다. 그는 정보이론을 게임과 도박에도 응용하는 법을 연구해서, 주말이면 라스베가스에 자주 가서 도박으로 돈도 꽤 벌었다고 알려져 있다.

그는 2001년 2월에 84세의 나이로 세상을 떠났고, 내 지도교수를 비롯하여 수많은 사람들이 그의 부고 기사와 간략한 바이오그래피를 오피스 문에 붙여 놓아 그에게 존경을 표했다.
Posted by Rainyvale
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  1. 현숙 2006/10/06 17:30  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    재미나고 명쾌한 글이네요. Shannon의 그 유명한 논문을 읽기 귀찮아했는데, 덕분에 안읽어도 되겠어요. 참, AT&T Labs중 Florham Park에 있는 연구소를 Shannon Labs이라고 했던 것 같아요. 그런데, 왜 노벨상은 죽은 사람에겐 주지 않죠? 천문학은 원래 노벨물리학상에 포함이 안되었더랬어요. 그덕에 Edwin Hubble은 노벨상을 받지 못했죠. 천문학자로 처음 노벨상을 받은 경우가 중성자별 발견이 아닌가 싶어요. 참, 통계도...노벨상을 받을 수 없지요. 뭐, 경제 이론에 기여를 통해 수상이 가능하겠지만, 그런 경우를 들은 적이 없어요. 그렇다고, 필드상을 받았단 말도 못들었고. 구닥다리 불여우 할머니를 젋게 바꾼 기념으로 들러봤습니다.

    • BlogIcon Rainyvale 2006/10/07 13:26  댓글주소  수정/삭제

      거의 하드코어 전공 얘기라 재미난 얘기인지는 잘 모르겠고... ^^
      천문학도 노벨물리학상을 받을 수 있는지 없는지에 대해선 한번도 생각해 본 적이 없었는데... 중성자별 발견이 왜 노벨상을 받을정도로 대단한 업적인지 전혀 감이 안 오는 문외한이라 말이지...
      통계에서 필즈상을 받으려면 정말 어려울 것 같기는 해. 임팩트는 정말 큰데 이론자체는 별로 뽀다구 안 나 보이는 경우가 많은 것 같아서...

  2. 옆동네 2006/10/07 08:39  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    오박사님은 어떻게 이런걸 다 알고 계세요? 나는 새넌의 샘플링이론 정도만 기억하는데. 아무튼 대단.. 스텐포드에서 이번에 두명이 노벨상을 받았더라구요. 옆동네 있어서 그냥 그런가부다 했는데 유명한 사람도 많구.

    • BlogIcon Rainyvale 2006/10/07 13:36  댓글주소  수정/삭제

      음... 설마 이걸 원래 제 머리 속에 담아두고 다닐 것이라는 생각은 안하시겠죠? ^^ 당연히 구글신, 위키신의 도움을 받았죠. 예전에 영상압축/전송 쪽 일을 좀 하던 시절에 정보이론을 좀 심각하게 본 적이 있죠. 상대성이론 공부하려면 아인슈타인 들여다보듯이 정보이론 공부하려면 섀넌 들여다보게 되어 있으니 자연스레 좀 관심이 있던 거구요. 이 사람 업적을 보면 참 뜬구름 잡을 것 같아 보이는 질문을 던져놓고 정말 명쾌한 답을 내놓고 고딩1년차 레벨의 수학으로 증명하쟎아요. 너무 멋지단 생각이...
      금년엔 스탠포드가 많이 받네요. 길가다 그런 사람들 만날지도 몰라요. 싸인 받을 준비 하고 캠퍼스에 돌아다녀 볼까요? ^^

  3. BlogIcon MCEscher 2006/10/07 22:58  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    경제학상이 만들어질 때도 논란이 많았던 것처럼 응용 학문 분야에 대해서 노벨상 수여는 말이 많은 듯하네. 통계학자가 받기 힘든건 수학상이 따로 없는 것과 비슷한 생각인거 같고, 그래도 비전공자이지만 위에 설명한 업적 정도면 굳이(?) 노벨상을 수상하지 않더라도 인류 문명 발전에 충분히 기여했다고 보이는데? 그건 그렇고 앞으로 '물리학'이나 '화학', '생리의학'의 학문적 경계가 모호해질텐데 노벨상 선정 위원회가 골치아플꺼 같지 않남? ^^

    • BlogIcon Rainyvale 2006/10/08 15:26  댓글주소  수정/삭제

      금년 노벨화학상을 보면 이미 물리,화학,생리의학 사이의 구분이 무의미하다는 것을 이미 인정해버린 것 같고...
      애초에 노벨이 생리의학은 시상분야에 포함시키고 수학을 뺐을때부터 응용학문은 배제한다는 원칙은 별 의미가 없는 공치사에 불과했을 듯 싶네. 생리의학이 수학보다 덜 응용학문인가? 경제학상 신설 때의 논란은 뭔가 변화를 주려고 할때 따라다니는 탁상공론이었을 뿐이고...
      게다가 요새는 응용학문과 응용학문이 아닌 분야를 어떻게 구별할지 참 난감하쟎아. 자연과학 하는 친구들이랑 얘기하거나 자연과학 하는 사람들의 세미나들을 보면, 요샌 자연과학 하는 사람들이 수많은 공학연구자들보다 더 응용(돈되는 연구)에 신경을 많이 쓰는것 같더만. (내가 신호처리 특히 통계적 신호처리 분야를 연구하는 공학자들을 많이 봐서 그런것일지도...) 섀논이 제기한 저 세가지 문제도 이번에 화학상 받은 콘버그의 업적보다는 훨씬 '순수'학문에 가깝다는 생각이 들고... 뭐가 공학인지 뭐가 자연과학인지, 뭐가 응용학문이고 뭐가 순수학문인지는 이제 한물간 질문인 듯 싶고, 어떤 분야는 노벨상을 주고 어떤분야는 안 주는가 하는 것은 어떤 심오한 기준이 있다기보다는 상 주는 사람이 맘이다가 정답일듯 하네. ^^ 어차피 주는 사람 맘대로이니 왜 이분야는 안 주냐 하고 따질 이유도 전혀 없는 것이고, 섀논은 이미 이 동네에서는 지존급의 인정을 받는 사람이니 노벨상이 아쉬울 이유도 없겠지.

  4. 현숙 2006/10/08 20:41  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    난 그저 재미나게 봤는데. 오박사님 의견과 달리, 샌넌 페이퍼 읽는게 그리 쉽지는 않아요. 되려, 그걸 읽고 명쾌하고 간략하게 요약해놓는 사람이 더 멋져보이는데요! 그리고, 중성자 별 발견 자체가 중요했던게 아니고, 중성자 별의 상태란게 존재한다는 물리적 의미 발견이 중요했기에, 노벨물리학상을 받은거라고 알고 있어요. 실제 그걸 발견한 사람은 대학원 생이었는데, 상은 교수가 받고...아마도, 그 대학원 생이 여자여서 공로 인정이 덜 된게 아닌가 하는 추측이. 어제읽은 뉴욕 타임즈 기사를 보고, 공감하던 바가 있어 한마디 얹어 봅니다. http://tinyurl.com/jwmrr 참, 허블이 노벨상을 받았어야 했다고 생각하는 이유는 우리의 우주관을 바꿔놨기 때문...우주가 팽창한다는 직접적인 증거를 제시했잖아요. 종이에 적힌 수식대신에요. 자꾸 말이 길어지는데, CRRao도 뭔가 하나쯤 받았어야 하는게 아닌가 생각을 해요. 전 가까이 있어서 잘 모르지만, 이 할아버지 평생에 한 일이 많은가 봐요. 이 할아버지 덕분에 이 시골서 Kailath랑 Golub (둘다 스탠포드 교수죠?) berger (purdue에 있던 bayesian으로 유명한 교수, 지금은 듀크에) 그리고 efron (bootstrap외 기타 등등으로 유명한 스탠포드 교수)를 봤답니다. 상이 전부가 아니란게 이런데서 들어나는 것같아요. 끝~

    • BlogIcon Rainyvale 2006/10/09 00:43  댓글주소  수정/삭제

      다시 그 논문 원본을 보니 읽기 쉽지는 않네. 해밍 아저씨의 입문서에 있는 증명들은 고딩 수준의 수학이라서 그 책과 헷갈렸던 모양.
      중성자별, 허블 얘기 재밌네. 역시 여러분야에 두루두루 똑똑한 친구들을 사귀어야 하는구만. 이런것도 알게 되고...
      라오 아저씨도 당연히 뭔가 하나 받았어야 한다는 데 동감. 나중에 추천서 써달라 해야 할지도 모르니 친하게 지내놔. ^^ 퍼듀가 한때 베이지안으로 한가닥 했다더니 버거 아저씨도 있고 그래서였나 보구만.



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