Репортаж с ничейной земли. Рассказы об информации
Шрифт:
А нельзя ли с помощью предсказаний облегчить и «словесный груз»? Ведь просто же, прочитав слова что посеешь..., предсказать, что дальше последует ...то и пожнешь. Может быть, это смогут делать и автоматы?
Иногда можно точно предсказать значение целого слова по сочетанию нескольких букв. Лев Кассиль в своей повести «Кондуит и Швамбрания» вспоминает такой эпизод. Учитель словесности имел забавное прозвише - Длинношеее. Один из учеников задал ему вопрос: можно ли в русском языке найти слово, в котором три раза подряд повторялась бы буква «е»? И, к великому удовольствию класса, не подозревающий подвоха учитель произнес свое прозвище: «Длинношеее». Озорной гимназист рассчитал весьма точно: сочетание это встречается редко, поэтому можно почти безошибочно предсказать, каков будет ответ.
Но подобное слово - лишь
Упаковка должка быть надежной
Как же все-таки избавить тексты от «лишнего груза»? Предсказания сбываются редко. Электронная трубка устраняет избыточность только частично, потому что при «сортировке» она учитывает лишь вероятность двух букв. Чтобы устранить избыточность полностью, пришлось бы «сортировать» и слова и даже целые фразы: ведь надо учитывать, что после слова черный слово снег появляется очень редко, а вслед за словом производительность почти всегда произносят слово труда. Но стоит ли заниматься такой кропотливой работой? Много ли выиграют сообщения, если мы полностью избавим их от избытка? Нет, от этого они могут лишь проиграть.
Большинство передаваемых сообщений переводятся путем кодирования на язык импульсов. Любая внешняя причипа (например, излучение близ расположенных радиостанций) может изменить величину какого-то электромагнитного импульса. В случае передачи словесных текстов это приведет к изменению или исчезновению какой-то буквы.
Пусть, например, мы приняли по радиотелеграфу следующую последовательность букв:
т, о, м, к, о, е.
По всей видимости, в это сообщение вкралась ошибка. Можно предположить, что вместо м передавалось н или п. Посмотрим, что последует дальше. Если передадут слово стекло, значит ранее было передано слово тонкое; если - болото, то вместо м следует читать букву п.
Чтобы восстановить значение одной искаженной буквы, нам пришлось использовать не только связь ее с другими буквами, но и связь между словами.
Предположим, что для передачи сообщений разработан какой-то новый, лишенный избыточности язык, то есть язык, в котором любая комбинация букв соответствует новому значению слова. Ис-кажение любой буквы в таком «языке» приводило бы к появлению нового слова, и было бы чрезвычайно затруднительно при чтении принятого текста восстановить его первоначальный вид. Оказывается, в целом ряде случаев приходится специально увеличивать избыточность, чтобы избавиться от помех. Например, при разговоре по телефону мы часто повторяем несколько раз неразборчивые слова. Информация от этого не увеличивается: ведь оттого, что вам три раза подряд произнесут слово быстро, вы не получите никаких добавочных сведений о скорости процесса, о котором шла речь. От этого возрастет лишь «объем сигнала», потому что увеличится «тара», в которой упакован «словесный груз». Зато в такой «таре» груз прибудет в полной сохранности: ведь и обычная транспортная упаковка станет прочней и надежней, если увеличить ее толщину.
Голос, собранный по частям
Чтобы не загружать каналы связи ненужными «грузами», жители Нового Города решили подвергнуть проверке все сообщения и все способы их передачи. И оказалось, что каждое сообщение содержит в себе «избыточный груз».
Студия телевидения транслирует новый спектакль. Казалось бы, что может быть лишнего в такой передаче? На экран попадает лишь то, что происходит на сцене. Но люди Нового Города и здесь находят «избыточный груз». Они рассуждают так. На сцене действуют только актеры. А декорации в течение всего акта остаются на месте. И это можно предвидеть заранее, потому что лишь в редких случаях сквозь стены проникают на сцену мифические персонажи или декорации передвигаются
Оказывается, достаточно. И сигнал от этого станет намного «компактней», потому что он будет нести в себе только то, что заранее нам неизвестно. В канале, который раньше предназначался для передачи одной программы, уместится несколько лишенных избыточности телевизионных программ.
И с каналами телефонной связи можно поступить точно так же: передавать сразу 6 разговоров там, где раньше умещался один. Потому что вместо полного диапазона частот, содержащихся в человеческом голосе, можно передавать только определенную часть. Правда, голос при этом исказится настолько, что трудно будет узнать даже близких знакомых. Но разборчивость речи не пострадает. Значит, по такому каналу можно с успехом передать сводку выполнения плана, газетный текст или служебный отчет. А потеря оттенков голоса будет в данном случае лишь избавлением от излишеств.
Но жители Нового Города решили, что и в этом лишенном оттенков голосе остается много «лишнего груза». Избыточность можно сделать значительно меньше, если научиться «разбирать голос на части», то есть выделять из него сигналы различных частот. Вместо этих сигналов гораздо выгоднее передавать по каналу связи только сигналы-команды. Эти команды будут приводить в действие специальные генераторы, установленные на приемном конце линии связи, и управлять их сигналами. От изменения голоса абонента будут меняться команды, а вместе с ними частоты и уровни вырабатываемых генераторами сигналов. Сложив эти сигналы, вы получите искусственный голос - голос, «собранный по частям». Несмотря на сложность этой системы, она вполне оправдает себя тем огромным количеством сведений, которые можно по ней передать.
И все же возможность ее весьма ограничена. Такая система хороша до тех пор, пока важен лишь смысл переданных слов. Ну, а если передается художественное слово? Что останется от произведения, если вместо живых, выразительных интонаций актера вы услышите монотонный механический голос - голос, собранный по частям?
Опять всплывает понятие «ценности». Никак от него не избавиться - гонишь его в дверь, оно лезет в окно.
При передаче живой речи актера все звуковые оттенки несут ценную информацию. Значит, необходимо сохранить все изменения силы (уровня) звука и весь диапазон частот. А при передаче цифровых показателей или сводки погоды интонации ценности не представляют. Поэтому в специальных каналах их отметают как ненужный, избыточный груз.
Но даже такой, лишенный всяких оттенков искусственный голос создать вовсе не просто, потому что он состоит из огромного множества различных сигналов, или, как говорят инженеры связи, имеет «очень богатый спектр». Впрочем, к понятию спектра нам придется еще вернуться, потому что в теории информации око играет немаловажную роль.
ГЛАВА 4. НА ГРАНИ ФАНТАСТИКИ
Сигналы из космоса
Статьи по теории информации, публикуемые в специальных журналах, рассчитаны на подготовленного читателя, и их нельзя читать с такой же легкостью, как, скажем, повесть или рассказ. Но тот, кто имеет необходимую подготовку, будет читать их с захватывающим интересом. За длинными строчками уравнений он уловит черты современности, напряженный ритм нашей эпохи, четкие действия автоматов, способных производить сложные вычисления, управлять производством, переводить иностранные тексты и выводить на орбиту космические корабли.
Трудно сказать, что здесь кому помогает: теория практике или наоборот. Несомненно, что без теории информации нельзя было бы сконструировать систему связи для управления полетом ракеты. Но с такой уверенностью можно говорить и о том, что теория информации не развивалась бы столь стремительно, если бы не возникла нужда в создании подобных систем.
Чтобы опустить воздушного змея, надо тянуть за ниточку, которая связывает его с землей. Космический корабль может покинуть орбиту и вернуться на Землю, если передать по радио соответствующую команду. Значит, подобно воздушному змею, он связан с Землей невидимой нитью, носящей название «информация».