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Richard Hamming - um gênio da idéia

"Se o problema não for resolvido, tente vê-lo de um ângulo diferente, transformando sua desvantagem em uma vantagem".



Richard Wesley Hamming nasceu em Chicago, Illinois, em 11 de fevereiro de 1915. Seu pai, Richard Hamming, um holandês de nascimento, participou da Guerra dos Bôeres, mudou-se para a América, trabalhou como cowboy e, na época do nascimento de seu filho, ele já ocupava o cargo de gerente de empréstimos.

Ele passou a infância em Chicago, onde se formou no ensino médio e na Universidade. Richard Crane. Inicialmente, Hamming sonhava em estudar engenharia, mas houve um período da Grande Depressão - a crise econômica global, e simplesmente não havia dinheiro para estudar em outra instituição superior e na Universidade. Richard Crane não recebeu essa disciplina. Tendo escolhido a faculdade de ciências naturais, matemática, em 1937, ele recebeu um diploma de bacharel nessa disciplina. Essa mudança de eventos desempenhou um papel crucial na vida de Hamming, porque sendo um engenheiro ... "Eu seria apenas um cara que repara esgotos, e assim minha vida está completamente conectada a um emocionante trabalho de pesquisa da mente".



Hamming continuou seus estudos na Universidade de Nebraska. Em 1939, ele recebeu um mestrado. Depois disso, ele ingressou na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign. Aqui, ele escreveu uma dissertação de doutorado (sobre problemas de equações diferenciais com condições de contorno) sob a direção de Waldemar Tryzhinsky, que emigrou para a América da Rússia na década de 1920 e foi professor de matemática entre 1934 e 1969. Richard em 1942 recebeu um Ph.D. em matemática. Como estudante de graduação, Hamming “descobriu” Boole por si mesmo, leu seu trabalho “O Estudo das Leis do Pensamento”.

Em setembro de 1942, Hamming se casou com uma colega de classe, Wanda Little, mais tarde recebeu um mestrado em literatura inglesa. Ele viveu com ela até o fim de seus dias, o casal não teve filhos. Em 1944, o cientista tornou-se professor assistente da Universidade de Louisville, Kentucky, EUA (Escola Científica JB Speed ​​da Universidade de Louisville).



Em 1945, Richard Hamming participou do famoso projeto de pesquisa de Manhattan, cujo objetivo era criar uma bomba atômica.

Projeto Manhattan

No início de 1943, pessoas, famílias inteiras, começaram a "desaparecer" na América do Norte. Seus sobrenomes foram alterados, ninguém sabia para onde estavam indo, era impossível usar o trem diretamente, nos ônibus eles chegavam a qualquer outra estação e só lá compravam passagens de trem. Como regra, a estação terminal era uma estação desconhecida, Santa Fe ou Albuquerque, após a qual as pessoas foram levadas por um veículo militar e ... "ninguém mais as viu no mundo livre sem escolta militar".

Los Alamos não existia. Ele não estava no mapa, ele não tinha um endereço para correspondência, seus habitantes simplesmente não existiam. Nem mesmo um telefonema foi permitido.

Em 18 de junho de 1942, o coronel James Marshall recebeu ordens para criar uma organização que reunisse cientistas e engenheiros para trabalhar no desenvolvimento de armas nucleares. O projeto recebeu o codinome "The Manhattan Project". Simplificando, este projeto foi um programa de pesquisa e desenvolvimento da bomba atômica. Liderados pelos EUA, outros países (Grã-Bretanha, Canadá) também participaram do projeto. O coronel Leslie Richard Groves foi nomeado Gerente de Projeto. O Manhattan Engineering District (MED) foi criado para construir o complexo de implementação do programa.

O trabalho foi realizado em várias áreas: o estudo de isótopos de urânio, o estudo de plutônio, a criação de um corpo ideal para a bomba. Três bombas atômicas foram criadas - o plutônio "Gadget", que foi detonado durante o primeiro teste nuclear, o urânio "Kid" (uma bomba de bala de canhão cheia de urânio-235), lançada em Hiroshima e o plutônio "Homem gordo" (mais uma bomba complexa que explodiu uma esfera ou núcleo do plutônio) caiu sobre Nagasaki. Os eventos em Pearl Harbor aceleraram o teste de um novo tipo de arma.



As forças aliadas fizeram três cobranças de plutônio, 500 milhões de dólares cada. A primeira carga foi usada no experimento Trinity, em 16 de julho de 1945, considerado o início da era atômica. A segunda acusação foi explodida em Nagasaki, mas a terceira acusação, que estava prevista para ser lançada no Japão, foi levada a Los Alamos para mais pesquisas, onde ele "matou" os próprios cientistas e agora é conhecido como "acusação demoníaca".


Los Alamos 1946

Os cientistas de Los Alamos eram pessoas arriscadas. Para determinar a massa crítica dos núcleos de plutônio que seriam usados ​​no experimento Trinity e na explosão da bomba Fat Man, um cientista de Los Alamos, Louis Slotin, desenvolveu um procedimento chamado “dragão puxador de cauda”. De acordo com essa "técnica", Slotin baixou o hemisfério de berílio sobre a carga de plutônio ... "o berílio é um refletor de nêutrons; portanto, se você estiver próximo o suficiente do núcleo, os nêutrons retornam ao plutônio, causando um estado supercrítico". Slotin cobriu quase completamente a carga com o hemisfério de berílio, e a única coisa que a impediu de cobri-la completamente foi a picada de uma chave de fenda. Acontece que o cientista segurou uma chave de fenda com uma lâmina fina e experimentou com ela, e esta ferramenta! impediu que o plutônio ganhasse massa crítica e matasse todos na sala.



Às vezes, a chave de fenda escorregava e o cientista que a segurava instantaneamente "... foi assado com nêutrons assassinos". Como resultado, o que aconteceu com Slotin ... Uma chave de fenda escorregou de suas mãos e uma carga de plutônio ganhou massa supercrítica, após o que ele emitiu uma explosão maciça de radiação de nêutrons. Slotin conseguiu virar o refletor de berílio, interrompendo a reação em cadeia, mas morreu de radiação após 9 dias. E um incidente tão terrível, infelizmente, não foi o único.


dentro do laboratório

Os desenvolvedores da bomba atômica, no entanto, perceberam a enormidade de uma arma inventada que poderia destruir toda a vida. Curiosamente, muitos membros do projeto participaram de muitas organizações de manutenção da paz, enquanto defendiam o desarmamento geral e a paz.

Durante a Segunda Guerra Mundial, Hamming deixou Louisville (em abril de 1945) para trabalhar no projeto de Manhattan no laboratório de Los Alamos e foi designado para a unidade de Hans Bethe, a unidade estava envolvida na programação de computadores IBM que eram usados ​​para cálculos realizados por físicos projeto. Sua esposa Wanda logo se juntou a ele e também trabalhou em Los Alamos. Hamming lembrou:

“Pouco antes do primeiro teste, um físico me pediu para verificar alguns cálculos aritméticos que ele fez, e eu concordei. À minha pergunta sobre que tipo de cálculos, ele respondeu: “Essa é a probabilidade de a bomba“ inflamar ”toda a atmosfera.” Depois de ouvir a resposta, decidi verificar esses cálculos pessoalmente! No dia seguinte, quando ele procurou a resposta, eu Tentei explicar a ele que, "pelo lado das operações aritméticas, tudo está correto, mas não conheço muitas fórmulas físicas pelas quais cálculos precisos possam ser feitos". Ao qual ele respondeu que não era da minha conta e a única coisa que era exigida de mim era verificar a correção dos cálculos matemáticos.Um pensamento não é bom me deu, "O que você fez, cara Hamming, você estava envolvido no negócio arriscado, o que representa uma ameaça para toda a vida no universo,no entanto, você mesmo não entende quase metade do que está acontecendo! ” Andei de um lado para o outro no corredor, meu amigo apareceu e perguntou o que me deixou tão empolgado. Eu disse a ele sobre a situação. Sua resposta foi: "Nada, Hamming, ninguém jamais irá culpar você".

Apesar do curto período de trabalho em Los Alamos no projeto, foi aqui que Richard Hamming se familiarizou com os métodos computacionais da matemática computacional, o que influenciou dramaticamente toda a sua carreira e vida futura.

Em 1946, Hamming começou a colaborar com o Bell Labs, foi aceito no grupo de matemáticos aplicados. Aqui ele trabalhou por quase 30 anos, inventou e desenvolveu muitos métodos numéricos para resolver problemas matemáticos científicos e de engenharia. Para uma viagem a Nova Jersey, Hamming comprou um carro velho de Klaus Fuchs, que mais tarde foi exposto pelo FBI e anunciado como espião. Hamming também foi convocado para interrogatório.



No Bell Labs, Hamming trabalhou com Claude Shannon por um longo tempo. “Fomos criadores de problemas de primeira linha”, lembrou Hamming mais tarde, “resolvemos muitas coisas de maneira não convencional e obtivemos resultados valiosos. Além disso, a liderança estava pronta para nos suportar, assumindo uma posição de não intervenção. ”

Foi no Bell Labs que Richard Hamming, trabalhando em uma máquina de contagem Bell Modelo V, formulou, mais tarde chamado código de Hamming, sua idéia sobre códigos de correção de erros e publicou em 1950 em seu único artigo científico. O artigo descreveu a construção do código de bloco que corrige erros únicos que ocorrem durante a transferência de mensagens. A máquina eletromecânica de cálculo Bell Modelo V trabalhava em blocos de relés, a velocidade de cálculo era baixa, os dados eram inseridos usando cartões perfurados e os erros geralmente ocorriam durante o processo de leitura.

Numa sexta-feira (1947), antes de voltar para casa no fim de semana, Hamming pediu ao carro que fizesse uma longa e complexa série de cálculos, mas quando ele retornou na segunda-feira, descobriu que havia um erro no estágio inicial, o que o levou ao carro. saia automaticamente do programa. Tudo isso irritou o cientista, porque ele tinha que trabalhar nos fins de semana, muitas vezes reiniciar o programa. Era necessário criar algoritmos eficazes de correção de erros, o que Hamming fez. "Se o computador pode dizer quando ocorreu o erro, deve haver uma maneira de" forçá-lo "a dizer exatamente onde ocorreu e corrigi-lo."

Os códigos criados por Richard Hamming são auto-verificáveis, permitindo detectar automaticamente erros durante a transferência de dados. Muito foi escrito sobre os próprios códigos neste recurso, repito:

“O código de Hamming está dividido em duas partes. A primeira parte codifica a mensagem original inserindo bits de controle (calculados de maneira especial) nela em determinados lugares. A segunda parte recebe a mensagem recebida e recalcula os bits de controle (usando o mesmo algoritmo da primeira parte). Se todos os bits de controle recém-calculados corresponderem aos recebidos, a mensagem será recebida sem erro. Caso contrário, uma mensagem de erro será exibida e, se possível, o erro será corrigido. "

Código de Hamming. Exemplo de Operação de Algoritmo

Durante a década de 1950, ele estava programando um dos primeiros computadores, o IBM 650, e Ruth A. Weiss, juntamente com Ruth A. Weiss, desenvolveu a linguagem de programação L2, uma das linguagens de computador mais antigas; em 1956, essa linguagem foi amplamente usada pela Bell Labs , assim como outros usuários pelos quais era conhecido como Bell 2. Em 1957, o idioma foi substituído pelo Fortran, depois que o IBM '650 foi substituído pelo IBM 704.

Em 1976, o cientista mudou de local de residência e mudou-se para a cidade de Monterrey, Califórnia, onde liderou pesquisas científicas no campo da tecnologia da computação na Escola Naval Superior. Aqui ele estava envolvido no ensino, que ainda estava seriamente interessado em 1960, escreveu livros sobre teoria das probabilidades e combinatória. No total, ele escreveu nove livros, alguns dos quais publicados várias vezes em vários idiomas, incluindo três na URSS e cerca de 75 artigos. Hamming deu palestras como professor visitante na Universidade de Stanford, City College de Nova York, Universidade da Califórnia em Irvine, Universidade de Princeton.

O trabalho de Hamming foi homenageado com muitos prêmios; ele recebeu muitos prêmios. No campo da inteligência artificial, as redes neurais artificiais de Hamming usadas para classificar imagens recebem o nome dele. Em muitas áreas (modelagem evolutiva), o conceito de distância de Hamming (os conceitos mais importantes da teoria da codificação) é usado. Em sua homenagem, foi estabelecida uma medalha especial, que é concedida aos cientistas que deram uma contribuição significativa à teoria da informação.



Em 1968, tornou-se membro honorário do Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE) e recebeu o Prêmio Turing da Associação de Engenharia de Computação.

Em 1979, recebeu o Prêmio Emmanuel Piore por sua excepcional contribuição ao desenvolvimento de ciências e sistemas da informação.

Em 1980, Richard Hamming foi eleito membro da Academia Nacional de Engenharia.

Em 1981, ele recebeu o Prêmio Harold Pender da Universidade da Pensilvânia.

Em 1988, a Medalha de Honra do IEEE.

Em 1996, em Munique, por seu trabalho em códigos de correção de erros, Hamming recebeu o prestigioso prêmio Edward Reim de US $ 130.000.



Em 7 de janeiro de 1998, aos 82 anos de idade, o coração do cientista Richard Hamming parou de bater, um ataque cardíaco.

Richard Hamming foi o primeiro a propor um método construtivo para construir códigos com redundância e decodificação simples. Seu trabalho predeterminou a direção da maior parte do trabalho nessa área que se seguiu mais tarde. Seu artigo de 1950 se tornou uma espécie de catalisador que acelerou o desenvolvimento da teoria da codificação.

Source: https://habr.com/ru/post/pt393767/

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