Репортаж с ничейной земли. Рассказы об информации

Седов Е. А.

В этих словах еще звучат нотки лапласовского фатализма: имей лишь все исходные данные, и можно с помощью множества уравнений предсказать, кого именно должен убить роковой электрон.

Представляет ли Тьюринг достаточно четко, что, помимо неопределенности наших знаний, существует объективная неопределенность явлений, что многообразные формы движения, происходящего в нашем мире, нельзя исчерпать не только уравнениями движения, известными во времена Лапласа, но и такими сложными понятиями современной науки, как «вероятность» и «корреляция», «информация» и «энтропия»? Но эти понятия помогают нам все глубже и глубже проникать в тайны законов движения, изучать и исследовать, как взаимодействием массы случайностей рождается закономерность. Отражаясь в нашем сознании, эти законы превращаются в мысль.

Чудо природы

– Готовы ли вы идти дальше?
– спросил нас профессор.
–

Сейчас мы это проверим. Я предложу вам одну задачку. Ее решение даст наглядное представление о тех трудностях, которые ожидают нас впереди. Будьте готовы к трудностям: ведь мы идем на штурм самой сложной в мире системы, рождающей самое сложное в мире движение - движение мысли. Я надеюсь, никто из участников экспедиции не сомневается в том, что мысль рождается именно мозгом? Вы улыбаетесь? Напрасно. Было время, когда люди были уверены, что мысль живет в диафрагме. Так считали древние греки. Как видите, мысль людей далеко не сразу нашла свои собственные истоки. Мысль должна была достигнуть определенного уровня научной зрелости, прежде чем она приступила к познанию самой себя.

Человеческий мозг - это не только самая сложная, но и самая совершенная из созданных природой систем. А заслуга теории информации заключается в том, что она впервые в истории человеческой мысли позволила оценить «высшее искусство» природы точным языком цифр. Установлено, что количество информации, сохраняемой человеческим мозгом, составляет 10¹² - 10¹⁵ бит. Задача, которую я хочу вам предложить, заключается в следующем: какое количество книг может уместить всю информацию, сохраняемую человеческим мозгом? Если вы внимательно изучили все, с чем столкнулись в Новом Городе, эта задача не представит для вас большого труда.

Действительно, расчет оказался несложным: через 5 минут я подал профессору готовый ответ.

– Ну что ж, это похоже на правду, - удовлетворенно произнес профессор, бегло взглянув на мои расчеты.
– Получилось 100 миллионов томов. Расскажите, как вы это определили?

– Я сосчитал количество букв, умещающихся на каждой странице. Их получилось около 2 тысяч. Каждая буква, с учетом избыточности, несет около 2 бит информации. Значит, на каждой странице умещается около 4 тысяч бит. Книга средней толщины имеет 200 - 300 страниц. Возьмем среднее - 250. Тогда получится, что в такой книге содержится

4000 x 250 = 1 000 000, или 10⁶ бит.

Теперь осталось поделить количество информации, сохраняемой мозгом, на 10⁶, и мы получим 100 миллионов подобных книг.

– Прекрасно!
– отозвался профессор. Теперь давайте спроектируем книгохранилище, которое могло бы уместить эти тома. Как оно будет выглядеть?

Я вновь погрузился в расчеты и вскоре пришел к выводу, что такое количество книг можно разместить в здании длиной 150 метров при условии, что оно будет иметь не меньше 30 этажей.

Результат показался мне очень сомнительным. Неужели это гигантское здание может уместиться в одной человеческой голове?

– Вы удивляетесь?
– улыбнулся профессор.
– Напрасно. В вашей голове умещается не одно это здание. Там находится множество городов.

– Городов?!
– воскликнули мы в один голос.

– Да, представьте себе. Вы рассчитали сейчас размер гигантской библиотеки, сохраняющей информацию в количестве 10¹⁵ бит. Но ведь это неподвижная информация - недаром ведь говорится в пословице: что написано пером, того не вырубишь топором. А в мозгу, так же как в электронной машине, информация находится в непрерывном движении: каждый сигнал, приходящий из внешнего мира, оживляет много «моделей движения», в вашей памяти всплывают образы, сведения, знания, приобретенные вами в течение многих лет. Для того чтобы сохранить 10¹⁵ бит в искусственной памяти электронной машины, надо использовать цепочки магнитных ячеек или полупроводников. Существуют и другие способы хранения информации: электронные трубки, на экране которых каждый сигнал сохраняется какое-то время, магнитофонные ленты, специальные ртутные линии, в которых каждый полученный импульс, отражаясь от концов линии, может циркулировать туда и обратно до тех пор, пока не появится новый сигнал. Но какой бы способ хранения информации ни избрал конструктор электронной машины, в любом случае каждый бит информации будет занимать здесь гораздо больше места, чем на страницах книг. Одна ячейка может хранить 1 бит информации, потому что она может быть или открыта, или закрыта, то есть давать ответ «да» или «нет». Как ни мала такая ячейка,

все же она займет больше места, чем напечатанная на тонком листе бумаги буква словесного текста. Известно, что на современном уровне техники каждая 1000 бит информации, сохраняемой искусственной памятью, требует около 1 кубического метра объема. Значит, информация 10¹⁵ бит займет 10¹² кубических метров. А наше книгохранилище имеет объем 10⁶. Получается довольно внушительная картина: город с миллионом высотных домов! Да плюс к тому надо учесть, что каждый из домов будет потреблять огромное количество энергии, а чтобы охлаждать здания, на город нужно направить какойто фантастический водопад... И все это невероятное сооружение могло бы выполнять только одну из многочисленных функций нашего мозга.
– хранение информации. Вот какой удивительной «силой» обладает маленькая система, уместившаяся в черепной коробке объемом около одного литра и весом, немного превышающим один килограмм!

Путь по извилистым тропам

Спустя несколько дней наш отряд подошел к подножию гигантского пика, того самого, который профессор назвал когда-то Вершиной Человеческих Знаний.

Прямо от подножия поднимались отвесные склоны, а вершина оставалась невидимой, скрываясь в плотной завесе густых облаков.

– Это гора тоже ничейная?
– спросил я у профессора.

– Нет, почему же. Люди уже много раз пытались взобраться на эти скалы, и некоторые из исследователей достигали немалых высот. Но никто не смог пока овладеть вершиной.

– Может быть, потому, что никто не шел сюда через Ничейную землю?

– А что вы думаете!
– оживился профессор.
– В самом деле: до сих пор люди шли сюда иными путями. Не исключено, что путь через Ничейную землю окажется самым коротким и самым надежным.

Подъем начался ранним утром и длился несколько дней. Мы исследовали все места, где до нас побывали люди в поисках тех тайников и истоков, в которых рождается мысль. Мы находили следы их стоянок, их коротенькие заметки, в которых описаны труднос'ти, встретившие их на этом пути. Мы пытались привести в систему отдельные факты.

Оказывается, в поисках сущности мысли людьми исхожено немало дорог.

Медленно и скрупулезно наука добывает, исследует и систематизирует факты. Существуют различные методы, позволяющие тем или иным способом «проникнуть» в полную неизведанных тайн сложную мозговую ткань. Тщательно были обследованы под микроскопом ее тончайшие срезы.

Метод этот родился давно, очевидно, вместе с рождением самого микроскопа. Он дал много ценных результатов и помог установить основные области коры больших полушарий, связанные с различными частями тела. И все же нет никакой практической возможности установить этим методом все сложные взаимосвязи нервных волокон мозта прежде всего потому, что они простираются далеко за пределы поля зрения микроскопа и на каждом микроскопическом участке ткани образуют невероятно сложные «узелки». Их пытались «распутать» по-всякому. Вскрыв черепную коробку подопытного животного, ученые производили тончайшие операции пересечения нервных волокон, чтобы, проследив за дальнейшим поведением животного, получить представление о том, какие функции выполняет та или иная нервная связь. В нервные ткани головного мозга животного вводили химические реактивы и электрический ток, чтобы установить функции отдельных центров, не нарушая нервную ткань. А в тех случаях, когда вопрос касался высшей нервной деятельности человека, положение науки становилось особенно трудным. Не имея возможности оказывать воздействие на нервные ткани, физиологи могли использовать лишь те факты, которые предоставил им капризный случай. Мы читаем выводы этих ученых, добытые ценой многих лет напряженной работы. Удивительные, непонятные факты! Нарушилась какая-то связь в человеческом мозгу, и человек вдруг сразу разучился читать. В остальном его мозг работает, как и прежде, но самый обычный текст превратился вдруг в китайскую азбуку, и человек, читавший раньше Гёте, Шиллера и Толстого, теперь не может прочесть строчку из букваря. В других случаях он забывает счет. Иногда больной перестает узнавать мелодии или может читать, но не может писать.

– Очевидно, каждый из этих навыков сосредоточен в каком-то определенном центре, - обращаемся мы к профессору.
– Может быть, человек забывает счет потому, что нарушен один какой-нибудь центр?

– Нет, - отвечает профессор.
– Каждый из навыков хранится в миллионах различных клеток, он как бы «размазан» по коре больших полушарий, но все эти клетки имеют общую связь. От этих связей зависят наши понятия, ими определяется мысль.

– Как же мы будем искать эти связи? Ведь нет никаких возможностей проникать «внутрь» мозга!