#科語錄 你知道現在電路的運算基礎是怎麼打下的嗎？
邏輯設計的運算採用布林代數，但是第一個將布林代數應用於電路上的，卻是被稱為「資訊理論之父」的夏農 (Claude Elwood Shannon)。
而他的碩論《繼電器與交換電路的符號分析》，更被後世譽為資訊時代的大憲章。
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從小就喜歡搞電...
#科語錄 你知道現在電路的運算基礎是怎麼打下的嗎？
邏輯設計的運算採用布林代數，但是第一個將布林代數應用於電路上的，卻是被稱為「資訊理論之父」的夏農 (Claude Elwood Shannon)。
而他的碩論《繼電器與交換電路的符號分析》，更被後世譽為資訊時代的大憲章。
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從小就喜歡搞電子實驗的夏農，自密西根大學畢業時已取得數學與電機雙學位，接著便進入MIT電機研究所就讀，並在科學巨擘凡納爾・布希 (Vannevar Bush) 教授的實驗室當研究助理。
當時，夏農的主要工作是協助調整布希所設計的分析儀，需要掌握近百個控制電動馬達的繼電器。
繼電器的開關掌控著電流進出，串成迴路後，就能以特定的順序開開關關，讓微分分析儀解出各種微分方程式。
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第二年暑假，夏農到了正在開發「縱橫式自動交換機」的美國電話電報公司（AT&T）貝爾實驗室實習。
雖然和夏農過去操作的微分分析儀不同，但聰明的夏農卻能看出兩者在運作上的共通點。
兩個繼電器在一條電路上前後串聯，必須打開電流才能通過。若電路一分為二，各經一個繼電器再並聯，其中只要有一個是開的，電流就能繼續往前了。
領悟這其中奧妙的夏農，從這組實體電路聯想到了抽象的邏輯關係，更看出電子迴路與布林代數的關聯。
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在夏農眼中，繼電器的開、關兩種狀態，恰可用布林代數中的 1 與 0 兩種數字表示。
不只如此，他還將繼電器的串聯看作邏輯運算的「且」(AND)，並聯則當成「或」(OR)，就這樣一彈指，將所有的迴路都用布林代數來描述。畢竟如果可以簡單誰想要複雜對吧XD
回到學校，夏農以此做為碩論題目。沒多久，便在 1937 年完成碩士論文──《繼電器與交換電路的符號分析》(A Symbol Analysis of Relay and Switching Circuits)。
而論文更是開宗明義地宣告：「任何電路都可以用一組方程式表示，……。事實證明，其計算方式完全等同於符號邏輯所用的命題運算。」
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這篇碩論公開後立即引起巨大迴響，甚至被譽為「應該是本世紀最重要、最值得注意的碩士論文」；原本複雜的電路圖改用布林代數表示後，就能在機器實際建造前先計算出執行的結果，找出更精簡的方案，錯誤成本大幅降低。
科技產品也因為設計效率提升、製造成本下降，得以更迅速推陳出新，往後計算機、電腦的發展也受惠於他的創見。
很快地，打造現代電腦的各路好漢，也將在這條計算機路上一個個出現。
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本文改寫自泛科學文章《獨自搞定電腦與通訊的理論基礎，卻罕為人知的天才——夏農│《電腦簡史》數位時代（四）》
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布林代數符號 在 PanSci 科學新聞網 Facebook 的精選貼文
#科語錄 你知道現在電路的運算基礎是怎麼打下的嗎？
邏輯設計的運算採用布林代數，但是第一個將布林代數應用於電路上的，卻是被稱為「資訊理論之父」的夏農 (Claude Elwood Shannon)。
而他的碩論《繼電器與交換電路的符號分析》，更被後世譽為資訊時代的大憲章。
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從小就喜歡搞電子實驗的夏農，自密西根大學畢業時已取得數學與電機雙學位，接著便進入MIT電機研究所就讀，並在科學巨擘凡納爾・布希 (Vannevar Bush) 教授的實驗室當研究助理。
當時，夏農的主要工作是協助調整布希所設計的分析儀，需要掌握近百個控制電動馬達的繼電器。
繼電器的開關掌控著電流進出，串成迴路後，就能以特定的順序開開關關，讓微分分析儀解出各種微分方程式。
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第二年暑假，夏農到了正在開發「縱橫式自動交換機」的美國電話電報公司（AT&T）貝爾實驗室實習。
雖然和夏農過去操作的微分分析儀不同，但聰明的夏農卻能看出兩者在運作上的共通點。
兩個繼電器在一條電路上前後串聯，必須打開電流才能通過。若電路一分為二，各經一個繼電器再並聯，其中只要有一個是開的，電流就能繼續往前了。
領悟這其中奧妙的夏農，從這組實體電路聯想到了抽象的邏輯關係，更看出電子迴路與布林代數的關聯。
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在夏農眼中，繼電器的開、關兩種狀態，恰可用布林代數中的 1 與 0 兩種數字表示。
不只如此，他還將繼電器的串聯看作邏輯運算的「且」(AND)，並聯則當成「或」(OR)，就這樣一彈指，將所有的迴路都用布林代數來描述。畢竟如果可以簡單誰想要複雜對吧XD
回到學校，夏農以此做為碩論題目。沒多久，便在 1937 年完成碩士論文──《繼電器與交換電路的符號分析》(A Symbol Analysis of Relay and Switching Circuits)。
而論文更是開宗明義地宣告：「任何電路都可以用一組方程式表示，……。事實證明，其計算方式完全等同於符號邏輯所用的命題運算。」
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這篇碩論公開後立即引起巨大迴響，甚至被譽為「應該是本世紀最重要、最值得注意的碩士論文」；原本複雜的電路圖改用布林代數表示後，就能在機器實際建造前先計算出執行的結果，找出更精簡的方案，錯誤成本大幅降低。
科技產品也因為設計效率提升、製造成本下降，得以更迅速推陳出新，往後計算機、電腦的發展也受惠於他的創見。
很快地，打造現代電腦的各路好漢，也將在這條計算機路上一個個出現。
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本文改寫自泛科學文章《獨自搞定電腦與通訊的理論基礎，卻罕為人知的天才——夏農│《電腦簡史》數位時代（四）》
https://pansci.asia/archives/191130
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延伸閱讀：
夏農誕辰│科學史上的今天：4/30
https://pansci.asia/archives/140465
人工智慧憑什麼叫做人工智慧？AI的名稱政治學──《科學月刊》
https://pansci.asia/archives/139201
布林代數符號 在 PanSci 科學新聞網 Facebook 的精選貼文
夏農〈繼電器與交換電路的符號分析〉：「任何電路都可以用一組方程式表示，……，其計算方式完全等同於符號邏輯所用的命題運算。」
這篇論文引起巨大迴響，被譽為「應該是本世紀最重要、最值得注意的碩士論文」，《科學美國人》雜誌也稱它是「資訊時代的大憲章」。
原先錯綜複雜的電路圖改用布林代數表示後，就能在機器建造前計算執行結果，減少不必要的時間、金錢成本。就這樣，開啟了電腦發展的數位時代......
延伸閱讀：
電腦運算的基礎——布林代數，是麼搞出來的？│《電腦簡史》數位時代（三）
https://pansci.asia/archives/190884
易經、巴別塔、通用文字——萊布尼茲研究二進位之路│《電腦簡史》數位時代（二）
https://pansci.asia/archives/190357
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