Джеймс Глик. Информация. История. Теория. Поток Писатель и популяризатор науки Джеймс Глик рассказывает о том, как наше отношение к информации изменило саму
|
Скачать 383.69 Kb.
|
| Джеймс Глик. Информация. История. Теория. Поток Писатель и популяризатор науки Джеймс Глик рассказывает о том, как наше отношение к информации изменило саму природу человеческого сознания. Его книга — увлекательное и напряженное путешествие по истории информации и связи от языка, на котором «говорили» африканские барабаны, к изобретению алфавитов, от первых попыток кодирования к электронным письмам и блогам, от древних времен к современности. На этом пути его сопровождают Чарльз Бэббидж, Ада Лавлейс, Клод Шеннон и другие великие ученые. «Информация» была признана лучшей научной книгой года по версии Los Angeles Times, получила множество призов и стала международным бестселлером. Мне книга очень понравилась. Джеймс Глик. Информация. История. Теория. Поток. – М.: АСТ, Corpus, 2013. – 576 с.  ПРОЛОГ Так случилось, что 1948-й стал годом, когда Bell Telephone Laboratories объявили об изобретении полупроводника — «удивительно простого устройства», которое могло делать все то, что делала вакуумная лампа, но более эффективно. Благодаря появлению транзистора в электронике произошла революция, позволившая технологии пойти по пути широкого распространения уменьшившихся в размерах устройств, а трое главных изобретателей вскоре получили Нобелевскую премию. В Лаборатории по праву гордились транзистором, но на самом деле он оказался лишь вторым по важности изобретением того времени. Транзистор в конце концов был только оборудованием. Изобретение более значимое и фундаментальное появилось в монографии, занимавшей в общей сложности семьдесят девять страниц июльского и октябрьского номеров The Bell System Technical Journal. Статья называлась Математическая теория связи. Она, как и транзистор, принесла с собой неологизм — слово «бит», выбранное автором, 32-летним Клодом Шенноном. Сегодня бит стоит в одном ряду с дюймом, фунтом, квартой и минутой, основными единицами измерения. Но что измерялось битами? «Единица измерения информации» — так определил бит Шеннон. Как будто существовала такая вещь, как измеримая и исчислимая информация!? В двадцать два года Шеннон написал диссертацию, в которой применил логическую алгебру Джорджа Буля — идею родом из XIX века — к устройству электрических цепей. В 1943 году английский математик и криптоаналитик Алан Тьюринг посетил Bell Telephone Laboratories и как-то за обедом встретил Шеннона. Они обменялись взглядами на будущее искусственных думающих машин (о Тьюринге см. Эндрю Ходжес. Игра в имитацию). Теория Шеннона перекинула мост между информацией и неопределенностью, между информацией и энтропией, между информацией и хаосом. Сегодня даже биология стала наукой об информации. Неудивительно, что генетика расцвела одновременно с теорией информации. ДНК — информационная молекула, самый совершенный процессор обработки сообщений, находящийся на клеточном уровне, — алфавит и код, 6 млрд бит информации для создания человеческого существа. «Коренная сущность каждого живого существа — не пламя, не теплое дыхание и не «искра жизни», — заявляет ученый Ричард Докинз, — но информация, слова, инструкции. Если вы хотите понять сущность жизни, не размышляйте о вибрирующих и трепещущих студнях и илах, а размышляйте об информационных технологиях». У гена есть и культурный аналог — мем. В эволюции культуры мем воспроизводит и распространяет идею (подробнее см. Ричард Докинз. Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной). Глава 1. ГОВОРЯЩИЕ БАРАБАНЫ Язык барабанов не был легким и схематичным. Народам Африки удалось создать технологию коммуникации на расстоянии, передачи информации со скоростью большей, чем у любого гонца, пешего или конного. Ночью в безветренную погоду над рекой барабанная дробь разносится на 6 или 7 миль вокруг. Всего за час барабанные послания, передающиеся от деревни к деревне, могут преодолеть сотню миль. К тому моменту, когда в 1841 году европейцы узнал о существовании говорящих барабанов, Сэмюэл Ф.Б. Морзе уже разрабатывал собственный ударный код — электромагнитный барабанный бой, пульсирующий по телеграфным линиям. За основу своей системы Морзе взял алфавит, который стал промежуточным звеном между речью и кодом. Точки и тире не были непосредственно связаны со звуками, они заменяли буквы, из которых состояли письменные слова, представлявшие в свою очередь слова сказанные. У барабанщиков не было такого промежуточного звена — они не могли строить систему на уровне символов, потому что африканские языки, как и почти 6 тыс. остальных языков, на которых говорят в современном мире (за исключением нескольких десятков), не имеют алфавита. Барабаны преобразовывали устную речь. Это открытие сделал Джон Ф. Каррингтон. Он родился в 1914 году в Нортгемптоншире, в возрасте двадцати четырех лет уехал миссионером в Африку и прожил там до конца жизни. В 1949 году Каррингтон наконец опубликовал свои наблюдения о языке барабанов в небольшой книге, озаглавленной «Говорящие барабаны Африки» (The Talking Drums of Africa). При трансформации устной речи в язык барабанов терялась часть данных. Каррингтон обнаружил, что барабанщик всегда добавляет «небольшое выражение» к каждому короткому слову. Не просто «луна», а «луна, смотрящая вниз на землю». Не просто «курица», а «курица, которая говорит «коко». Язык барабанов занимался предоставление дополнительных битов для снятия многозначности и коррекции ошибок. Все естественные языки избыточны, вот почему люди могут понимать написанный с ошибками текст или разговор в шумной комнате. После выхода своей книги Джон Каррингтон наткнулся на математический способ объяснения данного факта. Статья инженера телефониста из Bell Telephone Laboratories Ральфа Хартли даже содержала соответствующую формулу: Н = n*logS, где Н — количество информации, n — количество символов в сообщении, S — количество символов в языке. Младший коллега Хартли Клод Шеннон продолжил исследования в этой области и занялся измерением избыточности английского языка (о применении формулы Хартли для нахождения алгоритма игры см. Разработка оптимальной стратегии игры «Быки и коровы» на основе теории информации). Глава 2. ПОСТОЯНСТВО СЛОВА Письменность была нужна, чтобы сохранить информацию во времени и пространстве. До письменности коммуникация была недолговечной и локальной. Новый коммуникационный канал не просто расширил предыдущий. Он позволил появиться таким методам, как повторное использование и воспоминание. Возникли новые информационные системы. Среди них — история, право, бизнес, математика и логика. Причем и в виде данных, и в виде методик. Сила заключена не только в ценном самом по себе знании, сохраненном и переданном, но и в способах его получения и передачи — кодированная визуальная индикация, сам процесс передачи, знаки, заменяющие объекты. По меньшей мере 30 тыс. лет назад люди эпохи палеолита начали выцарапывать и рисовать фигуры, напоминавшие изображения лошадей, рыб и охотников. Но историки не торопились называть их письменностью. Нужно было совершить еще один важный шаг от представления предметов к представлению слов языка, необходимо было представление второго порядка. Переход от пиктографии (записи изображения) к идеографии (записи идеи) и только потом к логографии (записи слова). Больше всего времени для развития потребовалось письменности, которая пошла по пути, противоположному китайскому, — по пути создания алфавита, где один символ соответствует одному минимальному звуку. Алфавитная — наиболее редуктивная, наиболее разрушительная из систем письма. Во всех языках на Земле есть только одно слово для алфавита: alphabet, alfabet, alfabeto, αλφαβητο. Алфавит был изобретен лишь однажды. У всех известных алфавитов, которые используются в наши дни или были найдены на табличках и камнях, один и тот же предок. Он появился у восточного побережья Средиземного моря незадолго до 1500 года до н. э. в политически нестабильном регионе, на перекрестке культур, на земле Палестины, Финикии и Ассирии. Упрощенная система символов, всего 22 знака, была изобретением семитов Палестины или близлежащих местностей. Алфавит распространялся как инфекция. Даже дети были в состоянии выучить небольшое количество легких, не несущих семантической нагрузки букв. Алфавит распространился в арабском мире и в Северной Африке, появились еврейский и финикийский алфавиты, затем он прошел через Среднюю Азию в Индию, где возник брахми и родственные ему письмена. Алфавит попал и в Грецию. Возникшая там новая цивилизация его сильно усовершенствовала. Среди прочих появились латинский и кириллический алфавиты. Русский психолог Александр Романович Лурия проводил полевые исследования среди неграмотных жителей отдаленных областей Узбекистана и Киргизии в 1930-е. Он обнаружил, что неграмотные объекты его исследований серьезно отличаются не только от грамотных, но даже и от малограмотных, но не знаниями, а способом мышления. Логика напрямую связана с системой символов: вещи делятся на классы, они обладают отвлеченными и обобщенными свойствами. Люди, владевшие только устной речью, не имели представления о понятии категорий, ставшем естественным даже для неграмотных людей, живущих в культуре, у которой есть письменность, — например, такие люди знакомы с геометрическими фигурами. Рисунки кругов и квадратов объекты исследования называли «тарелка, решето, ведро, луна» и «зеркало, дверь, дом, доска для сушки абрикосов». Они не могли или не хотели принимать логические силлогизмы. Типичный вопрос: «На Крайнем Севере, где всегда лежит снег, все медведи белые. Новая Земля — на Крайнем Севере, и там всегда снег. Какого цвета там медведи?» Типичный ответ: «Я не знаю. Я видел бурого медведя. И никогда не видел никаких других... В каждой местности свои животные». Напротив, человек, только что выучившийся читать и писать, отвечал: «Исходя из ваших слов они должны быть белыми». Словосочетание «исходя из ваших слов» свидетельствует о переходе на другой уровень. Информация отделяется от личности, от опыта говорящего. Математика тоже родилась из изобретения письменности. Грецию часто считают истоком реки, ставшей современной математикой. Но сами греки ссылаются на другую древнюю для них традицию, которую они называют халдейской, а мы — вавилонской. Систематизированный подход к записи чисел появился только во время правления Хаммурапи (1750 год до н. э.), когда Месопотамия объединилась вокруг великого города Вавилона. Хаммурапи был, наверное, первым грамотным королем, он сам писал клинописью, а не полагался на писарей, и устройство его империи говорит о наличии связи между письменностью и контролем над огромным государством (см., например, Законы Хаммурапи и проблема принципал – агент). Маршалл Маклюэн говорит, что печать предлагает нам узкий канал коммуникации. Канал линейный и даже фрагментарный. Напротив, в речи в ее первозданном виде, разговоре людей лицом к лицу, оживленном жестами и прикосновениями, задействованы все чувства, а не только слух. Если идеал общения — это встреча двух душ, то письменный язык — это только жалкая тень идеала. Такой же критике подверглись другие ограниченные каналы коммуникации, созданные более поздними технологиями, — телеграф, телефон, радио, электронная почта. Джонатан Миллер перефразировал аргументы Маклюэна в квазитехнических терминах: «Чем больше число задействованных чувств, тем выше вероятность передачи точной копии ментального состояния посылающего». Глава 3. ДBA СЛОВАРЯ Роберт Кодри, деревенский школьный учитель и священник в 1604 году выпустил первый словарь английского языка (рис. 1).  Рис. 1. Титульная страница словаря Кодри Из всех языков мира английский на тот момент уже был самым пестрым, самым полигенным. Его история свидетельствует о постоянных вторжениях и заимствованиях. Его самые старые слова, условно базовые, произошли из языков, на которых говорили англы, саксы и юты, германские племена, пересекшие Северное море, пришедшие в Англию в V веке и оттеснившие кельтов. Из кельтского языка в англосаксонскую речь проникло немного, но викинги-завоеватели принесли с собой норвежские и датские слова: egg, skyy anger, give, get. Латынь пришла с христианскими миссионерами — они пользовались римским алфавитом, который заменил руническое письмо, распространенное в Центральной и Северной Европе в начале первого тысячелетия. Затем началось французское влияние. «Влияние» для Кодри означало «вливание». С лингвистической точки зрения норманнское завоевание больше походило на потоп. Английские крестьяне продолжали выращивать cows, pigs и oxen (коров, свиней и быков — германские слова), но во втором тысячелетии представители высшего сословия уже ели на обед beef, pork и mutton (говядину, свинину и баранину — французские слова). Через 400 лет после появления книги Кодри путь ее автора повторил Джон Симпсон. В каком-то смысле Симпсон оказался естественным наследником Кодри — редактором грандиозной книги, «Оксфордского словаря английского языка». Симпсон был шестым в почетном ряду редакторов «Оксфордского словаря английского языка», чьи имена произносил без запинки — «Мюррей, Брэдли, Крейги, Оньонз, Берчфилд — как раз хватает пальцев», — и считал себя продолжателем их дела и традиций английской лексикографии, ведущей свою историю от Кодри и Сэмюеля Джонсона. В античном мире списки, составленные по алфавиту, практически не встречались примерно до 250 года до н. э., когда появились александрийские тексты на папирусе. По-видимому, в великой Александрийской библиотеке алфавитизация использовалась хотя бы частично. Необходимость в такой искусственной схеме упорядочивания появилась лишь с увеличением количества данных, не организованных никаким иным способом. Слово blog было внесено в Оксфордский словарь в 2003 году, dot-commer (тот, кто работает в интернет-компании) — в 2004-м, cyberpet (электронная игрушка, имитирующая домашнее животное) — в 2005-м, а глагол to Google (гуглить, искать информацию в поисковой системе Google) — в 2006-м. Первый выпуск того, что потом стало «Оксфордским словарем английского языка», был одной из самых больших книг, когда-либо издававшихся. «Новый английский словарь, основанный на исторических принципах», 414 825 слов в десяти тяжелых томах, был представлен королю Георгу V и президенту США Калвину Кулиджу в 1928 году. Второе издание появилось лишь в 1989 году — 20 томов, 22 тыс. страниц, 62,5 кг. Третье издание отличается от первых двух: оно не имеет веса, потому что существует в цифровой реальности. С 2000 года результаты переработки по частям ежеквартально появляются в Сети, и каждый раз они включают несколько тысяч переработанных вхождений и сотни новых слов. Глава 4. ПЕРЕВЕСТИ СИЛУ МЫСЛИ В ДВИЖЕНИЕ КОЛЕС Цифровые таблицы были частью книжного дела еще до начала эры книгопечатания. В IX веке в Багдаде Абу Абдаллах Мухаммад ибн Муса аль-Хорезми, чье имя продолжает жить в слове «алгоритм», придумал таблицы тригонометрических функций, которые распространились на Запад — в Европу и на Восток — в Китай. Они были написаны от руки и копировались от руки еще сотни лет. В XVII веке изобрели логарифмы. В современных терминах логарифм — это показатель степени. Логарифм 100 по основанию 10 равен 2, так как 100 = 102. Логарифм 1 000 000 равен 6, так как 6 является степенью в выражении 1 000 000 = 106. Чтобы перемножить два числа, можно найти их логарифмы и сложить. Например, 100 х 1 000 000 = 102 х 106 = 10(2 + 6). Найти и сложить проще, чем перемножить. Богатый шотландец Джон Непер выразил свою идею иным образом — не в терминах степеней. Непер подошел к проблеме интуитивно, с помощью терминов «разница» и «отношение». Если разница между двумя соседними числами в числовой последовательности всегда одинакова, такую последовательность называют арифметической прогрессией: 0, 1, 2, 3, 4, 5, ... Если между двумя соседними числами всегда одинаковое отношение, прогрессия становится геометрической: 1, 2, 4, 8, 16, 32, ... Поместим эти прогрессии одну под другой: 0 1 2 3 4 5... Логарифмы по основанию 2 1 2 4 8 16 32... Натуральные числа То, что получилось, — таблица логарифмов в сыром виде. В сыром, потому что целые степени — это просто. Полезная таблица логарифмов должна была заполнить числа со многими знаками после запятой. Герман Бригс, профессор геометрии пересмотрел и расширил необходимые последовательности чисел и опубликовал собственную книгу «Логарифмическая арифметика». С этого времени и до появления электронных машин большая часть вычислений выполнялась с помощью логарифмов.1 Чарльз Бэббидж родился 26 декабря 1791 года. В 1810 году он поступил в Тринити-колледж (Кембридж), вотчину Исаака Ньютона и математический центр Англии. Бэббидж был разочарован: он обнаружил, что по предмету знал больше, чем его преподаватели, и дополнительных знаний он здесь не получит, а возможно, не получит их и в Англии вообще. Он начал покупать иностранные книги, особенно из наполеоновской Франции, с которой Англия вела войну. У специализирующегося на предмете книготорговца в Лондоне он достал «Теорию аналитических функций» Лагранжа и «великую работу Лакруа «Дифференциальное и интегральное исчисление».  Рис. 2. Чарльз Бэббидж, 1860 Бэббидж задумал распространить великую силу для создания автоматической машины. В 1642 году Блез Паскаль уже сделал суммирующую машину с выстроенными в ряд вращающимися дисками, по одному на десятичную цифру. Однако по большому счету прототип Паскаля оставался ближе к счетам, чем к кинетической машине, потому что был пассивными счетчиком состояния памяти. С точки зрения Бэббиджа, она не была автоматической. Бэббидж продолжал исследования: теперь его интересовали механические принципы чисел. Он заметил, что некоторые из них можно обнаружить, рассчитывая разницу между двумя последовательностями. «Исчисление конечных разниц» разрабатывалось математиками (особенно французскими) сотню лет. Его сила заключалась в упрощении вычислений высокого порядка до простого сложения, которое уже можно было превратить в рутину. Для Бэббиджа метод оказался столь важным, что математик сразу назвал свою машину разностной. К 1820 году он выбрал конструкцию, купил токарный станок, работал на нем сам, наняв к тому же рабочих по металлу, и в 1822 году сумел представить Королевскому обществу маленькую действующую модель, блестящую и футуристическую. Разностная машина — ее реплика сегодня работает в Музее науки в Лондоне — стала важной вехой в развитии инженерии (рис. 3). В составе сплавов, четкости размеров, взаимозаменяемости частей ничто не превзошло этого блока незаконченной машины. Но она все равно была не более чем занятной вещицей. Дальше Бэббидж продвинуться не смог.  Рис. 3. Деревянная модель (1853) небольшой части разностной машины Бэббиджа вдохновлял изобретенный Иосифом Марией Жаккардом ткацкий станок, управляемый инструкциями, закодированными и сохраненными с помощью отверстий в картоне. Внимание Бэббиджа привлекло кодирование узора, перенос его с одного носителя на другой. Машина, задуманная Бэббиджем изначально, была машиной чисел. Теперь она стала машиной информации. Августа Ада Лавлейз ощущала это более отчетливо и представляла ее себе ярче, чем Бэббидж. Она рассказывала о будущем машины, о ее создании и устройстве так, будто та уже существовала: «Аналитическая машина — это не просто еще одна обыкновенная «вычислительная машина». Она занимает особое место... Разработан новый, обширный и мощный язык... овладение его истинами может сделать его практическое применение для задач человечества более быстрым и точным, чем до сих пор позволяли доступные средства. Таким образом, не только духовное и материальное, но и теоретическое и практическое в математическом мире получили более тесные и эффективные связи... Уместно сказать, что аналитическая машина ткет алгебраические узоры точно так же, как ткацкий станок Жаккарда — цветы и листья». Ада описывает гипотетическую программу, выполняя которую гипотетическая машина могла бы рассчитывать знаменитые бесконечные последовательности — числа Бернулли. Ада придумала процесс, набор правил, последовательность операций. В другом веке это назвали бы алгоритмом, позже — компьютерной программой, но в то время концепция требовала мучительно сложных объяснений. Самым трудным было то, что ее алгоритм оказался рекурсивным. Он исполнялся циклически. Результат одной итерации становился исходными данными для следующей. Бэббидж описывал этот подход так: «Машина, пожирающая свой хвост». Ада программировала машину. Но она программировала в уме, потому что машины не было. В те времена женщины в Англии не могли учиться в университете, но Ада очень хотела изучать математику. Огастес де Морган, математик и логик, друг Бэббиджа и леди Байрон (матери Ады), стал для Ады учителем по переписке. Однажды зимой она увлеклась модной головоломкой, известной как Solitaire (рис. 4). Тридцать две фишки расставлялись на доске с тридцатью тремя отверстиями. Правила просты: любая фишка могла перепрыгнуть через соседнюю, при этом та фишка, через которую перепрыгнули, убиралась с доски. Так продолжалось до тех пор, пока не оставалось возможных ходов. Цель — закончить с одной фишкой. «Люди могут пытаться тысячи раз и не добиться успеха», — с восторгом писала Ада Бэббиджу. – «Я добилась успеха путем экспериментов и наблюдений и теперь могу сделать это когда угодно, но мне интересно, можно ли эту задачу выразить и решить с помощью математической формулы... Тут должен быть определенный принцип, я думаю о комбинации цифровых и геометрических свойств, от которой зависит решение и которую можно выразить языком символов».  Рис. 4. Исходная позиция в игре Солитер; поиграть on-line можно здесь; а победный алгоритм подсмотреть здесь |
Похожие:
 |
Тэд Джеймс, ms, PhD с Лорейн Флорес и Джеком Шобером Гипноз полное... Публикуется с разрешения Crown House Publishing при участии Агентства Александра Корженевского (Россия) Тэд Джеймс |
|
«Б. Джозеф Пайн II, Джеймс Х. Гилмор «Экономика впечатлений. Работа... «Б. Джозеф Пайн II, Джеймс Х. Гилмор «Экономика впечатлений. Работа – это театр, а каждый бизнес – сцена»»: Издательство «Вильямс»;... |
 |
История развития носителей информации В настоящее время сложно представить, как обойтись без различного вида носителей информации для хранения музыки, фильмов, фотографий... |
|
Постижение истории ... |
|
Теория информационной безопасности и методология защиты информации 5 Российской Федерации. В чем заключается сущность защиты информации, ее место в системе информационной безопасности, информация как... |
|
Джеймс Мортон Шпионы Первой мировой войны Оригинал: James Morton, Spies of the First World War. Under Cover for King and Kaiser |
|
Роберт Фрейджер, Джеймс Фэйдимен ... |
|
Бегущий по лезвию бритвы филип дик посвящается марен аугусте бергруд Черепаха, которую мореплаватель джеймс кук подарил королю тонга в 1777 году, умерла вчера в возрасте около 200 лет |
|
Две недели я наконец-то купил долгожданный новый автомобиль. И им... Машина задумана конструкционно неплохо, но исполнение наше советское. Хочется спорить с поклонниками иномарок, но аргументов наше... |
|
Джеймс Линкольн Коллиер Становление джаза Книга американского музыковеда Дж. Л. Коллиера посвящена истории джаза. В ней освещаются основные этапы развития этого своеобразного... |
|
Джеймс Рэнди Плутовство и обман: экстрасенсы, телепатия, единороги и другие заблуждения Фонд гарантирует любому, кто сумеет продемонстрировать любое умение экстрасенсорного, паранормального или сверхъестественного характера... |
|
Титаник Джеймс Кэмерон Титаник Фильм-катастрофа Сценарий фильма Автор... Мрак. Затем появляются два тусклых приближающихся огня они становятся все ярче и превращаются в две глубоководных субмарины, опускающихся... |
|
На праве наследования? Как показывает практика, несмотря на обилие информации, публикуемой в средствах массовой информации, вопрос о том, как вступить в... |
|
Программа кандидатского экзамена по специальности 12. 00. 01 «Теория... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования |
|
Научное руководство аспирантами осуществляют: д ю. н., профессор... Теория и история права и государства; история учений о праве и государстве |
|
В. В. Похлёбкин. Чай, его история, свойства и употребление Начинаем наш рассказ о чае, о том, что представляет собой этот продукт и приготовляемый из него напиток. И, главное, о том, как надо... |