Вступ
Де б ми не жили і чим би ми не займалися — ми постійно взаємодіємо з інформацією: читаємо книги, дивимося телевізор, телефонуємо друзям та надсилаємо колегам електронні листи.
Звичайно ж, людство аж ніяк не відразу дійшло до таких зручних способів фіксування інформації та передачі її на відстані. Їм передувала величезна робота різних людей – від барабанщиків з примітивних африканських племен до фізиків і математиків, випускників Оксфорда і Гарварда. Проби та помилки, геніальні осяяння та численні рутинні експерименти та розрахунки уможливили цей рух.
З кожним новим науково-технічним проривом ми отримували і продовжуємо отримувати дивовижні можливості. Здавалося б, зовсім недавно було вирішено проблему швидкої та якісної передачі інформації між сусідніми містами — а ми вже розшифрували геном, працюємо з квантовою механікою і впритул підійшли до телепортації (нехай поки що лише окремих частинок).
Інформація змінює не тільки світ навколо, а й нас самих, а ми — коли запускаємо нові меми, вносимо виправлення до «Вікіпедії» або пишемо вірші коханим — хай ненабагато, але відсуваємо загибель Всесвіту. До речі, це не перебільшення!
1. Говорячі барабани
Люди давно намагалися вирішити проблему передачі на відстані. Для цього використовувалися різні способи: прапори, роги, дзвони, системи сигнальних вогнів і димів, дзеркальні відображення і т. п. Однак більшість цих способів упиралося в одну і ту ж перешкоду: вони могли передавати тільки обмежений набір повідомлень, а то й зовсім один сигнал. Це кудись годилося, якщо було заздалегідь обумовлено щось на зразок «якщо ми виграємо цю битву, ми запалимо вогонь на вежі», але не більше.
Потенціал низки способів зв’язку і залишився нереалізованим. Так, одна з незрозумілих технологій минулого — африканські барабани. Вони були призначені для складної комунікації. Ця система трансляції інформації на відстані сильно випереджала за ефективністю не тільки європейські барабани (застосовувалися в основному лише для координації дій у військовому підрозділі), але й сучасні їй системи кур’єрської пошти або поштових станцій — при тому, що культура, що породила барабани, що розмовляли, перебувала на дуже примітивної, дописемної стадії.
Мова африканських барабанів дуже надмірна.
Так, фраза «Повертайся додому» транслюється як «Примусь свої стопи йти назад шляхом, який вони пройшли. Примусь свої ноги йти назад шляхом, який вони пройшли. Направ свої стопи і ноги в село, що належить нам ».
Це необхідно, тому що африканські барабани транслювали безпосередньо мову, з якої неминуче доводилося викидати частину звуків, і виникала проблема омофонії (однакового звучання різних слів). Додатковий надлишковий контекст вирішував цю проблему.
2. Постійність слова
Історія почалася з писемності – завдяки їй стало можливо дізнатися про існування минулого. Без писемності слів не мали візуального уявлення — лише звуки, від яких не залишалося слідів.
Писемність стала гігантським інформаційним проривом – найістотнішим для людства.
Ми зараз не цілком уявляємо собі, що було до винаходу писемності: наше мислення нею вже надто змінено.
Писемність розвивалася від піктографії через ідеографію до логографії. Це відбувалося з різною швидкістю: так, китайська ієрогліфічна писемність утворилася від 4,5 до 8 тисяч років тому, алфавітна, де один звук дорівнює одному символу — значно пізніше, приблизно в XVI столітті до нашої ери. Алфавітна система стала найбільш руйнівною для природної мови, найбільш редуктивною — і одночасно найпрагматичнішою, найлегшою для вивчення.
Щоб створити літературу, алфавіт був не обов’язковий: так, «Іліада» та «Одіссея» були написані поза писемністю. Пізніше мова усної культури пристосовувалася до письмових форм.
Письмова мова породила логіку : хоча силогізм можна і вимовити, усне мовлення надто ненадійне для суворого аналізу, у ньому використовуються події, але з категорії.
Письменності ми завдячуємо винаходом математики. Вже за часів Стародавнього Вавилону люди вміли обчислювати геометричну прогресію, квадратне і кубічне коріння, розкладати складні багаточлени другого ступеня і т. д. Більш того: вавилоняни дійшли винаходу алгоритму і опису його.
Написане слово, на відміну сказаного, не зникало. Знання стали стійкими.
3. Словники
Письмова мова розвивалася, кількість слів і понять, що позначаються ними, зростала — і, починаючи з певного моменту, потрібно професійно працювати вже безпосередньо зі словами.
Алфавітизація як спосіб систематизації (слів у словнику, книг у бібліотеці тощо) з’явилася не відразу, хоча є припущення, що вже в Олександрійській бібліотеці використовувалися її елементи. Перший строго алфавітний каталог був складений в 1613 для Бодліанської бібліотеки в Оксфорді (до того поняття організовувалися за тематичними категоріями).
Перші англійські словники (Річарда Малкастера, Роберта Кодрі, Джона Баллокара) було видано межі XVI–XVII століть — і ставили собі вельми амбітну мету: описати всю мову чи щонайменше всі значущі його слова (ступінь значимості визначалася упорядниками). Словники стали черговим якісним ступенем у роботі з інформацією.
За цими раннім словникам видно, що частина понять, відповідальних за взаємини речі й слова (наприклад, «представляти», «символізувати»), на той час у мові ще сформувалася. Також не існувало ще науки як системи вивчення Всесвіту та її законів. Відповідно, була відсутня і низка наукових термінів.
З цією проблемою повністю довелося зіткнутися Ньютону — коли з’ясувалося, наприклад, відсутність слова (і, відповідно, поняття) «матерія».
Як і автори XVI–XVII століття, нинішні укладачі словників (особливо «Оксфордського словника») намагаються охопити всю англійську мову — навіть при тому, що на відміну від своїх колег з минулого ясно розуміють: ця мета недосяжна, мова безмежна, вона постійно змінюється, і до нього додаються все нові слова.
Словник при цьому сам впливає на мову, проте він не здатний усунути наявні різночитання. Словник у певному сенсі перебирає роль історичної панорами мови.
4. Перевести силу думки у рух коліс!
За подолання ще одного «інформаційного ступеня» ми можемо бути вдячні геніальним англійським математикам Чарльзу Беббіджу та Аді Байрон-Лавлейс.
Вражаючим винаходом Чарльза Беббіджа – правда, фізично втіленим у результаті лише частково – стала обчислювальна («різниця») машина. Якісно вона набагато перевершувала всі обчислювальні пристрої, що використовувалися раніше. По суті це був своєрідний механічний комп’ютер.
До цього в обчисленнях математикам, торговцям, будівельникам, мореплавцям допомагали обчислювальні таблиці: вони були відомі арабам ще в ІХ столітті, і протягом наступних століть удосконалювалися. Щоправда, у них траплялися численні помилки, що могло призвести до вкрай неприємних наслідків.
У XVII столітті процес обчислень прискорив винахід логарифму та створення перших примітивних рахункових машин Лейбніца та Паскаля для складання та множення.
Після різницевої машини Беббідж, вже спільно з Адою Байрон-Лавлейс, замислився над наступним, ще грандіознішим проектом — «аналітичною машиною». Їхня машина мала не просто розраховувати результати, а виконувати операції — «процеси, що змінюють взаємне відношення двох речей» — і при цьому працювати не лише з числами, а й з іншими об’єктами, на кшталт тонів гармонійної музики. З «машини чисел» вона мала стати «машиною інформації». Одиницями інформації для такої машини мали стати змінні.
У цьому проекті Ада Байрон-Лавлейс виконувала найважчу роботу: вона програмувала машину, не маючи самої машини (ставши таким чином взагалі першим програмістом у світі).
Цей проект виявився не зрозумілим сучасниками — але про нього з вдячністю згадали потім.
5. Нервова система Землі
Відкриття електрики — при тому, що його можна посилати проводами будь-якої довжини — перетворювало на реальність давню мрію про ефективну і швидку комунікацію на відстані.
Спроб створити робочу дистанційну комунікаційну систему було безліч: за допомогою синхронізованих маятникових годинників, дерев’яних рам зі ковзними заслінками, важелями, які могли повертатися в декілька позицій, і т. п. Однак загальною їх проблемою була невисока достовірність сигналу, що передається: мережі були вразливі, припускалися купи помилок на проміжних етапах, неабияка частина повідомлень спотворювалася або просто губилася.
«Осяяння» Морзе, що забезпечило успіх телеграфу, полягало в тому, що Морзе створив принципово нову систему знаків. Не вносячи нові елементи, як робили його попередники (на кшталт додаткових стрілок, бульбашок повітря в колбі тощо), він використовував лише самий електричний ланцюг — його замикання та розмикання. Такий апарат був здатний передати до 30 слів за хвилину — небачена швидкість на ті часи.
Морзе не відразу прийшов до відомої нам абетки. Спочатку пропонувалося за допомогою електромагнітного ключа посилати послідовність «крапок» (коротких сигналів) та пауз, що позначають числа. Якби цей варіант реалізований — був би необхідний величезний словник відповідностей, а телеграфісти витрачали б багато часу на дешифрування. На щастя, від цього вчасно відмовилися: допомогло вдосконалення ключа, створене Альфредом Вейлем і що дозволило запровадити третій (крім крапки та паузи) знак — «тире» (тобто довгий сигнал). Дослідження частотності літер, які у англійській, дало можливість ще більше збільшити швидкість передачі.
Швидко постало питання про надійність повідомлень, що передаються — і, природно, про необхідність кодування. Для цього (а також для збільшення швидкості повідомлення і економії грошей при пересиланні) використовувалися різні прийоми: від найпростіших скорочень на кшталт Shf (stocks have fallen — акції впали) до складних систем кодування, що вимагають великих словників для розшифровки.
Цікаво, що вирішуючи проблему оптимального криптографічного коду, математик і вікарій Джон Вілкінс ще в 1641 році створив двійковий код і підійшов до створення концепції інформації в чистому вигляді.
6. Нові дроти, нова логіка
Телеграфія, телефонія та радіо по суті змінили топологію соціуму, розірвавши частину старих зв’язків та додавши безліч нових.
Кількість телеграфних ліній зростала, швидкісна дистанційна комунікація ставала все більш затребуваною — і з’явилося відчуття, що світ змінюється завдяки електриці, що телеграф (а потім телефон) перетворюють людство на єдиний організм.
Інакше почали сприйматися відстані — «глобус зменшився».
З’явилося розуміння різниці часу у різних місцях.
Погоду стало можливо аналізувати як цілісний (а не тільки локальний) феномен — і в 1854 році британський уряд заснував Метеорологічне управління.
Змінювався і фізичний ландшафт – всюди простяглися дроти, і вони були значним елементом пейзажу, несли серйозне смислове навантаження. Телеграф став впливати на журналістику і навіть на літературу — з’явилося поняття «телеграфного стилю».
Незважаючи на явну потребу в телефонії, її роль деякий час недооцінювалася – тому що, на відміну від телеграфу, що спирався на письмову, «зафіксовану» мову, телефон використовував мовлення усне, не залишаючи записів. Втім, емоційний потенціал цього виду зв’язку було розпізнано швидко.
На думку Джона Дж. Карті (який очолював Лабораторії Белла), телефон нарівні з ліфтом змінив навіть горизонт Нью-Йорка, зробивши можливим і осмисленим будівництво хмарочосів.
Інформаційний розвиток підштовхував людей до ідеї комп’ютера. Венівар Буш з Массачусетського технологічного інституту розробив, практично не спираючись на винаходи Беббіджа, «диференціальний аналізатор» — 100-тонну платформу з шестернями і стрижнями, що обертаються, призначену для вирішення диференціальних рівнянь другого порядку. Електрику вона використовувала лише для приводу та для електромеханічних перемикачів, оперувала не цифрами, а множинами (була аналоговою, а не цифровою), і її точність була невелика.
Співробітник Буша Клод Шеннон зацікавився електричними системами контролю платформи – релейними ланцюгами – і побачив, що реле передає, по суті, повідомлення: замкнутий ланцюг чи розімкнений. Тобто для опису всіх комбінацій станів та дій релейних кіл можна використовувати лише символи «0» та «1». Пропрацювавши цю концепцію, Шеннон побачив, що будь-яка операція з кінцевим числом кроків (на кшталт «якщо», «або» тощо) може бути автоматично виконана релейними ланцюгами.
Виявилося, що числами можна кодувати саме мислення, висловлювати будь-яку форму знання. Математика здобула можливості універсальної мови.
Однак «універсальний» не означає «всемогутній». Так, Алан Тьюрінг провів уявний експеримент із «машиною ідеальних можливостей». За підсумками цього експерименту стало зрозуміло, що машина не може впоратися з тими завданнями, які виходять за межі механічних, тобто із завданнями, алгоритм яких (хоч би який складний він був) в принципі не можна задати.
У гіпотетичній машині Тьюринга були три необхідні складові:
– Стрічка, розділена на комірки і яка може рухатися вліво або вправо;
– Символи, які записані по одному на комірку стрічки;
— стану, у яких може бути машина (і здійснювати певні дії).
Т’юрінг програмував свою неіснуючу машину. За допомогою простих дій конструювалися складні, машина могла використовувати частину стрічки як тимчасове сховище інформації і т. д. При необмеженості стрічки машина могла обчислити все, що взагалі можна обчислити. Однак з’ясувалося, що вирахувати можна не всі.
Будь-яка формальна система виявлялася, що містить нерозв’язні твердження.
7. Теорія інформації
Паралельно з ускладненням та зростанням продуктивності самих обчислювальних пристроїв удосконалювалися та способи обробки даних. Цьому сприяла Друга світова війна, коли затребуваність шифрування та дешифрування різко зросла.
Найбільше для перетворення криптоаналізу з мистецтва на науку зробили Клод Шеннон і Алан Т’юрінг.
Першим завданням дешифрувальників було розпізнати в тому, що на перший погляд скидалося на «шум» (потік випадкових даних), систему. Такому розпізнаванню сприяла сама мова — вкрай стійка структура навіть після шифрування (зокрема завдяки надмірності).
Природна мова є стохастичним процесом – тобто вона і не детермінована повністю (не можна сказати, що кожна наступна подія буде прорахована), і не випадкова (оскільки не можна сказати, що кожна наступна подія незалежно від попередньої) . Структури мови (і лише на рівні букв, і рівні слів) можна вирахувати вероятностно.
Шеннон став першою людиною, яка почала працювати з теорією інформації — і з інформацією, «очищеною від сенсу» (точніше — від психологічних факторів, пов’язаних із нею).
Він також розробив загальну схему системи зв’язку:
– Джерело інформації видає повідомлення передавачу;
– Передавач виводить сигнал у канал передачі;
– У каналі при передачі сигнал неминуче отримує додатковий шум;
– Отриманий сигнал доходить до приймача, який робить операцію, зворотну операції передавача;
— декодоване чи реконструйоване повідомлення надходить до одержувача.
За такої роботи з інформацією Шеннону знадобилася нова одиниця виміру, і нею став біт — «кількість невизначеності, що виникає під час підкидання монети». Шеннон уперше припустив, що геном — сховище інформації, яку можна виміряти в бітах.
8. Інформаційний поворот
Норберт Вінер став першовідкривачем кібернетики, у його вихідному уявленні — науки, що досліджує способи комунікації та управління, які працюють і для людини, і для машини.
Вінер (як і Шеннон) розглядав інформацію як міру безладдя чи невизначеності. Інформація є несподіванкою (якщо наступне повідомлення впевнено вгадується — воно надмірно).
Вінер вважав, що машини не просто можуть думати, а інтенсивно розвиваються у цьому напрямі, і боявся, що вони знецінять людський мозок, як раніше знецінили людські м’язові зусилля. Він бачив принципової різниці між реле і нейронами.
Її також не бачив і нейрофізіолог Уоррен Маккаллох. Він організував серію конференцій із тодішніми світилами науки з різних її областей — в основну групу входили антрополог Маргарет Мід, етолог, психолог та етнолог Грегорі Бейтсон, психологи Лоуренс Франк та Генріх Клювер, математики Норберт Вінер та Джон фон Нейман.
На цих конференціях Шеннон продемонстрував «мишу Шеннона» — робота, який знаходить вихід із лабіринтів за допомогою методу спроб і помилок. Робот мав «пам’ять» — її формували 75 з’єднаних один з одним реле, що дозволяло йому безпомилково проходити вже відомі ділянки. Цікаво, що деякі поєднання старої пам’яті та нового лабіринту формували «замкнене коло рішення» (схоже на людський невроз) — тоді «миша» починала безупинно проходити одне й те саме помилкове коло дій. Шеннон був змушений додати «протиневрозний ланцюг» — команду виходу з циклу, якщо він повторювався понад шість разів.
Загальний обсяг пам’яті «миші» становив 75 біт, і вона «забувала» старі рішення за зміни обставин. Незважаючи на мізерний обсяг пам’яті, це був робот, який переконливо показує схожість процесів в електронному пристрої та людському мозку.
Психологія до середини ХХ століття прийшла до застою – було не зовсім зрозуміло, що вона взагалі вивчає (якщо винести за дужки фізіологію – стимули та нервові реакції – і безпосередньо поведінку). Миша Шеннона стала моделлю (нехай грубою) як мозку, а й поведінки — і його можна було вивчати, відійшовши від біхевіористських принципів «чорного ящика». Стало можливо прогнозувати як реакцію живих істот, а й уявлення про світі. Проблеми відтворення повідомлень, шуму та надмірності стали нагальними не тільки у суто технічних сферах. Спостерігача можна було розцінювати, наприклад, як канал зв’язку — і завдяки цьому припущенню підійти до механізмів розпізнавання та запам’ятовування.
Розвиток комп’ютерів уможливив створення «штучного шахіста» — і цим певною мірою ще значно зменшило різницю між людським мисленням і комп’ютерною обробкою даних.
9. Ентропія та її демони
Спочатку слово «ентропія» означало недоступність енергії у системі через відсутність різниці температур. Із введенням цього терміну початку термодинаміки набули наступного вигляду:
– Перший початок: кількість енергії у Всесвіті постійно;
– Другий початок: ентропія Всесвіту завжди зростає.
Стало зрозуміло, що Всесвіт «зношується», і в майбутньому неминуча його смерть через вичерпання потенційної енергії.
Джеймс Клерк Максвелл першим став вивчати безладдя як суттєву властивість ентропії.
Рух окремих молекул однаково незалежно від того, вперед чи назад рухається час, але якщо розглядати простір, що містить ці молекули як єдине ціле, стане очевидним: молекулярні процеси рухаються в одному напрямку. Відбувається це внаслідок роботи законів ймовірності: статистично все прагне максимальної ентропії.
Упорядковані стани мають низьку ймовірність і низьку ентропію.
Для ілюстрації другого початку термодинаміки Максвелл запропонував уявний експеримент із «демоном Максвелла» — мікроістотою, що у єдиній маленькій дірочці у перегородці, що розділяє посудина дві частини. Демон здатний сортувати молекули: повільні в одну частину судини, швидкі в іншу; таким чином, одна частина судини стає гарячішою, а інша холоднішою. Демон нехтує ймовірностями – але щоб здійснити цю роботу, йому потрібна інформація та енергія (а також пам’ять).
Пізніше Лео Сілард довів, що жодного варіанта такого демона працювати не буде. І справа тут, у тому числі, у «небезплатності» інформації. Щоразу вибір між двома частинками коштує 1 біт інформації — а пам’ять не нескінченна.
Ми, як і всі живі організми, протистоїмо ентропії — створюємо структури та схеми, порушуємо теплову рівновагу, примудряємось залишатися не зовсім стабільними.
«Коли ми називаємо шматок матерії живим? Коли він продовжує робити щось — рухатися, обмінюватися речовинами з навколишнім середовищем тощо — протягом набагато більш тривалого періоду часу, ніж ми очікували б від неживого шматка матерії в схожих обставинах… Організму вдається звільнити себе від усієї ентропії , яку не може не виробляти, поки живий».
Ервін Шредінгер
І до живих істот, і інформації неможливо застосувати звичайні способи підрахунку ентропії. Люди самі перетворять негативну ентропію на інформацію.
10. Власний код життя
Слово «ген» було придумано датським ботаніком Вільгельмом Йохансоном у 1910 році (раніше такі гіпотетичні частки називалися «пластикулами»).
Ервін Шредінгер висунув теорію, згідно з якою гени для компактного запису великої кількості інформації повинні використовувати код на кшталт морзянки. Незабаром радіолог Генрі Кастлер припустив, що одиницями інформації там працюють амінокислоти, а його колега Сідней Данкофф — що хромосомна нитка є лінійною стрічкою із закодованою інформацією. Далі Кастлер дійшов ідеї про «каталогу генів» — геном. А 1953 року Джеймс Вотсон і Френсіс Крик і справді виявили ген — у нуклеїновій кислоті. Бачити ці молекули вони ще могли, та їх сліди виявлялися завдяки дифракції рентгенівських променів. Кожен нуклеотид містив одну з чотирьох базових підстав – вони й були одиницями коду, що дозволяють створити багато комбінацій.
До вирішення проблеми «коду життя» підключилися різні вчені: фізики Георгій Гамов і Річард Фейнман, творець водневої бомби Едвард Теллер, математик Ніколас Метрополіс та інші. Проблема полягала не лише у зберіганні, а й у передачі спадкової інформації, адже:
— ДНК зберігає інформацію (притому кількість нуклеотидів перевищує 1 мільярд, і вся інформація має бути збережена максимально точно);
– ДНК надсилає інформацію зовні, щоб її можна було використовувати при створенні нового організму; при цьому дані одновимірної нитки повинні розташуватися у трьох вимірах.
Тобто ДНК не просто відтворює себе, а й запускає принципово нове виробництво.
Код довго не могли розшифрувати (і навіть підступитися до розшифрування) через, як з’ясувалося пізніше, неабияку надмірність: вона дає стійкість до помилок. Проте помилки регулярно трапляються — такі «друкарські помилки» в ДНК призводять до мутацій.
«Записи» в молекулах-реплікаторах не повинні бути абсолютно безпомилковими: «друкарські помилки» потрібні для еволюції.
Реплікатори, зважаючи на все, з’явилися не тільки до виникнення ДНК, але навіть до виникнення білків (чи у відкладеннях глини, чи в «первинному бульйоні»). Доля цих макромолекул виявилася різною, і частина з них навчилася, використовуючи енергію фотонів, каталізувати формування більших та інформаційно багатих молекул. Надалі навколо почала будуватися і білкова оболонка.
Зоолог Річард Докінз припустив, що одиниця природного відбору – ген, а не організм. Не ми користуємося генами – ми лише машини для виживання, транспорту та збереження генів. Наше тіло є «колонією» генів; причому не тільки людських — ми ще й носії екосистеми мікроскопічних організмів, насамперед бактерій.
Гени не вміють передбачати, вони не мають намірів чи знань — але вони можуть забезпечити своє виживання, удосконалюючи організми відповідно до умов навколишнього середовища.
Вплив окремого гена залежить від його взаємодії з «колонією», від впливу навколишнього середовища та від випадковості. Багато якостей залежать не від одного гена, а від їхнього набору.
11. У мемофонді
Ідеї мають деякі властивості організмів – вони можуть розвиватися (і розвиток це йде згідно з законами природного відбору), вони схильні зберігати структуру і розмножуватися, вони можуть зливатися, рекомбінувати або сегрегувати окремі свої компоненти. Вони мають заразність — причому для деяких з них (на кшталт релігійних ідей) цей параметр суттєво вищий, ніж для інших. Вони породжують подібних до себе, допомагають один одному розвиватися, взаємодіють один з одним і із зовнішнім оточенням.
Докінз вважає, що у випадку з ідеями ми також маємо справу з появою реплікаторів; роль «первинного бульйону» у разі взяла він культура. Вектор передачі служить мовою, їжею — мозок. Докінз запропонував і ім’я для цього нового первинного реплікатора — мем.
До мем відносяться ідеї, мелодії, крилаті фрази, легенди, мода і т.п.
«Меми поширюються… переходячи з мозку в мозок за допомогою процесу, який у широкому значенні слова можна назвати імітацією. Вони конкурують один з одним за обмежені ресурси – час мозку чи ширину каналу. Але найголовніше – вони конкурують за увагу».
Річард Докінз
У давнину існування мемов було недовгим, з винаходом та розвитком писемності вони почали ставати все довговічнішими і заразнішими. Меми копіюються людьми і меми копіюють самі себе.
Меми можуть впливати на навколишній світ, часом досить потужно (як, наприклад, релігійні мем), змінюючи також умови, необхідні для свого виживання.
Технічно меми можна як паразитів на людському мозку — механізми поширення їх саме такі. Інший правомірний варіант — розглядати їх як віруси (недаремно з’явилися терміни на кшталт «вірусного тексту»).
Певні меми існують навіть серед тварин – так, шимпанзе та горили здатні переймати навички один одного, імітуючи процеси, птахи вчаться один у одного пісням.
12. Сенс випадковості
Не може бути випадковістю те, що відомо наперед, що визначено причиною чи організовано відповідно до плану. У будь-якому процесі випадковість є або «шум», або ж вона породжена глибинною динамікою процесу.
Інтуїція людини не працює ні для розпізнавання випадковості, ні для її передбачення. Ми неминуче схиляємось до впорядкованості.
Закономірність та порядок виражають обчислюваність, і виміряти її можна, виходячи з розміру алгоритму; виходячи з нього, ми можемо виміряти і кількість інформації.
Математик Андрій Колмогоров запровадив поняття «складність об’єкта» — що простіше об’єкт, то менше він несе у собі інформації. Максимальної складності досягає об’єкт, чий алгоритм вимагає такої ж довжини в бітах, яку містить сам об’єкт.
Динамічна система виробляє інформацію, і що більше вона непередбачувана — то більше інформації вона виробляє. Проте хаотичний потік може приховувати у собі простий алгоритм.
Клод Шеннон першим продемонстрував можливості стиснення за наявності невипадкового повідомлення. Через природну візуальну надмірність стискаються фотографії і ще більше стискається відео, через мовну — стисливі текстові повідомлення. Не можна стиснути лише цілком випадкову послідовність.
Для зворотного розшифрування важлива наявність загального знання у відправника та адресата. Позбутися невизначеності допомагає заданий алгоритм.
Самі закони науки є, власне, стиск даних.
13. Після потопу
Чарльз Беббідж припускав, що атмосфера, окрім іншого, — гігантська бібліотека всіх звуків, що колись пролунали. Його в цьому підтримував Едгар Аллан По, який вважав, що слово як імпульс, що повідомляється повітрям, поширюється нескінченно і в результаті впливає на кожну частинку матерії. З винаходом Луї Дагер дагерротипії виникла ідея і про вічне зберігання всіх зображень.
Алан Т’юрінг уточнив: Всесвіт (як і обчислювальну машину) краще розглядати як набір станів, кожен з яких в якийсь момент визначає її стан у наступний момент. Таким чином, майбутнє передбачуване, а Всесвіт сам розраховує свою долю. Однак ця система далека від досконалості через те, що дрібні фактори з часом ведуть до значних наслідків.
Найбільш гігантською бібліотекою з практично доступних нам стала «Вікіпедія». “Вікі” як ідея – всупереч початковим намірам її творця, Джиммі Уелса – створила себе сама. Її неофіційним гаслом стало: «Вікі» зроблено не з паперу» — а біти безкоштовні, тому немає обмежень ні на довжину, ні на кількість статей.
«Вікіпедія» видає версію істини, що зайшла на неї, існуючу на даний момент. Як і сприйнята нами істина, “Вікі” змінюється весь час.
Все, що пов’язане з інформацією, зростає експоненційно. Це і для міри інформації (біт – байт – кілобайт – мегабайт – гігабайт – терабайт – петабайт – екзабайт – зетабайт – йотабайт…).
Інформаційне життя людства все більше – від фотоархівів до грошей – переноситься в «хмару».
14. Новини щодня
На початку 1960-х років люди почали турбуватися, що нові технології принесуть не лише добро; вони призведуть до того, що люди стануть менше знати, будуть забувати більше (передаючи цю функцію пристроям) і погіршиться людська комунікація.
Елізабет Ейзенстайн дотримувалася іншої думки: найбільша проблема сучасності — це інформаційне навантаження.
Не можна сказати, що цей стан до того був незнайомий людству: на це скаржився ще в 1621 Роберт Бертон (який зібрав на той момент одну з найбільших бібліотек у світі).
Однак у наш час такий стан став проблемою практично всім. З’явилися терміни «інформаційна тривожність» та «інформаційна втома». Дані виявляються відірвані від знання, а знання від мудрості.
Якщо раніше забування було втратою, невдачею, то тепер воно стало необхідним і потребує окремих зусиль.
З валом інформації треба справлятися. Стратегії зводяться до наступного:
– Використання фільтрів;
– Використання цільового пошуку.
Коли інформація дешевшає – дорожчає увага.
Висновок
З давніх-давен люди працювали з інформацією: коли створювали легенди та історичні хроніки, коли співали колискові та любовні пісні, коли передавали звістки про наближення ворогів або про виграну битву, коли вчили дітей і розпоряджалися, як обійтися з майном після смерті.
Однак у міру того, як ускладнювався світ, вимоги зростали. Стало необхідно, щоб набуті знання про світ зафіксували — з’явилася писемність. Якщо інформації стає дедалі більше, її треба структурувати — і було створено словники та алфавітну каталогізацію. Комунікація на відстані повинна бути швидкою, не спотвореною та надійно захищеною від сторонніх очей та вух — і ось до наших послуг телефон, інтернет та найскладніші техніки шифрування.
Ми пізнаємо себе — від генних структур до глибин психіки. Ми пізнаємо Всесвіт. Інформація навколо все більше, прогрес рухається все швидше. Це нерідко спантеличує, втомлює, а часом може й лякати. Але ж ми й самі — багато в чому породження інформації. Ми пристосуємось!