Репортаж с ничейной земли. Рассказы об информации

А когда в связи с бурным развитием техники связи возникла необходимость определения количества информации, передаваемой через тот или иной канал, мысль нашего современника - ученого Клода Шеннона вновь возвратилась к идеям Больцмана. Взяв из статистической физики формулу энтропии, Шеннон предложил использовать ее для учета количества информации, которую содержит в себе телеграфный текст. На первых порах такая оценка телеграфных текстов казалась всего лишь удачным математическим приемом. Мало кто из ученых серьезно задумывался над тем, что в основе движения молекул газа и чередования букв словесного текста может лежать какой-то общий закон.

- Это чисто формальная аналогия, - утверждали одни.

- Для употребления термина «энтропия» при изучении сообщений нет никаких оснований! - горячились другие.

Все сходились на одном: и в том и в другом явлении имеют место случайности; с помощью вероятности можно оценить и движение молекул и различные значения букв. Дальше этих поверхностных аналогий долгое время дело не шло.

Но вот в 1956 году вышла в свет книга Л. Бриллюэна, в которой он показал, что текст, который хранится в электронных ячейках искусственной памяти, уменьшает их энтропию. Энтропия ячеек уменьшается в точном соответствии с количеством информации, которое содержится в тексте. Чтобы отразить эту связь, Бриллюэн дал информации новое имя: он назвал ее «негэнтропией» - энтропией, имеющей отрицательный знак.

Дело, оказывается, обстоит не так просто, как казалось с первого взгляда. Ведь текст тоже не возникает случайно; он несет в себе зашифрованные наблюдения реального мира. Значит, между энтропией тела, которое исследует физик, энтропией текста, содержащего мысли ученого, и энтропией ячеек, которые могут хранить эти сведения и передавать их друг другу, существует какая-то глубокая связь.

Так потянулась ниточка ко всем известным науке явлениям - от обмена теплом между физическими телами до сложных процессов передачи любых сообщений по каналам связи электронных машин...

ГЛАВА 2. ЗАКОНЫ НИЧЕЙНОЙ ЗЕМЛИ

Читатель требует ясности

Во время путешествия мы столкнулись с множеством разных вопросов, и на каждый из них был найден ответ. Мы прошли по Новому Городу, как обычно ходят туристы: нигде не задерживаясь, не придавая значения частностям, чтобы охватить то главное и интересное, чем славится выбранный нами маршрут. И вот путь окончен. Как только я об этом заявил своим спутникам, сразу же посыпались вопросы:

- Как окончен?

- А Ничейная земля?

- А связь информации и энергии?

- А почему энтропия и в газе, и в тексте, и в организме измеряется с помощью одинаковых единиц?

- А что общего между информацией в клетке и информацией на страницах газет?

- А откуда взялась информация, которая существует в природе? Мы хотим иметь ясность в этих вопросах.

Ну, а если этой ясности нет? Пока речь шла только о технике передачи сообщений, все было просто и ясно. В клетке - уже сложнее. А что касается физических процессов, то тут наука лишь недавно сделала первый, неуверенный шаг.

Можно ли хранить информацию в физическом теле?

Очевидно, можно, иначе мы не могли бы сохранять информацию в искусственной памяти электронных машин. Ведь ячейки «памяти» - это физические тела, от этого никуда не уйдешь. У них есть своя энтропия. Зависит ли она от энтропии текста, который мы хотим сохранить в этой «памяти»? Одни говорят - да, другие - нет. Можно измерить энтропию газа и энтропию человеческой речи. И в том и в другом случае можно оценить ее количеством бит. Но что будут означать эти биты? Одно и то же или нечто совершенно различное? И здесь нет единого мнения. Пока еще никто не сказал последнего слова. Так что же мне прикажете делать? Вести вас на Ничейную землю? А по какому путеводителю мы там проложим маршрут?

Я старался объяснить вам новые методы, отметить все любопытные факты. Но вам все мало, подавай вам Ничейную землю. Да ваше любопытство просто не имеет границ!

- Это не любопытство, - возражает требовательный читатель. - Мы просто не поняли того, что вы написали.

- Чего же вы не поняли?

- Да ничего. Не поняли самого главного - что же такое информация?

- Вот тебе и на! Ведь об этом же говорилось почти на каждой странице. Уж чем только я не пояснял вам этого: и формулами, и словами, и опытами с шарами.

- Формулы формулами, шары шарами. А вот информация... Говорили, что это мера неопределенности, мера неведения и еще там что-то такое. Но ведь не может же мера неопределенности управлять самолетом или заводом!

- А что несет в себе половая клетка? - раздался чей-то задорный голос. - Меру неведения? Откуда же тогда у потомков возникает сходство с родителями?

Вопросы сыплются градом, один выступающий сменяет другого.