и подсчитать, какой энтропией обладает вторая фраза, легко убедимся, что она стала меньше. Ее уменьшила «модель движения», переданная машине. А что содержится в этой модели? Информация или иегэнтропия.

Чем больше сведений о законах чередования букв в осмысленном тексте заложено в нашу машину, тем больше будет походить на обычную фразу написанный ею текст. Если бы мы могли заложить в нее такое количество информации, какое хранится в мозгу, она, очевидно, могла бы на любой из наших вопросов давать вполне разумный ответ...

- Вы, кажется, увлеклись, Быстров, - нахмурил брови профессор. - Терпеть не могу, когда серьезные рассуждения переплетаются с вымыслами фантазера!

- Ну хорошо. Я буду говорить о более очевидных вещах. Давайте рассмотрим какое-нибудь физическое тело, например находящийся в равновесии газ. Молекулы скачут во всех направлениях. Сколько бы мы ни следили за одной из молекул, мы никогда не смогли бы предвидеть, где окажется она в следующее мгновенье: движение в любом направлении имеет равную вероятность. Но ведь есть и другие физические тела. Например, кристалл. В нем тоже существует непрерывное движение молекул. Но в этом движении сохраняется более строгий порядок: молекулы образуют так называемую «кристаллическую решетку», потому что между ними существует взаимодействие, они связаны друг с другом силовыми полями. Способна ли наша формула оценить этот порядок? Несомненно!

В решетке кристалла есть направления, имеющие наибольшую вероятность: там, где расположены так называемые узлы. А между узлами есть «пустое» пространство: в него не попадают движущиеся молекулы, здесь вероятность их пребывания близка нулю. Если бы мы могли подсчитать значения вероятности для всех областей решетки и подставить их в формулу S = - ∑ P_ilog P_i, мы убедились бы, что энтропия уменьшилась оттого, что газ превратился в кристалл. Почему уменьшилась? Да потому, что кристалл хранит в себе информацию - в его движении есть строгий порядок. Именно он и учитывается формулой S = - ∑ P_ilog P_i. Ведь ей все равно, какое движеиие подразумевается под значком вероятностей. И для движения букв на страницах книги и для движения молекул в физическом теле она покажет одно и то же: неопределенность движения тем меньше, чем сильнее отличаются друг от друга значения разных P_i. А там, где уменьшается неопределенность движения, появляется какой-то порядок: среди общего хаоса движущихся молекул возникают траектории, имеющие большую вероятность. У такого тела есть своя «география»: широкие дороги и узенькие тропинки, главные трассы и вспомогательные пути.

Водяной пар можно превратить путем охлаждения в воду, а затем в кристаллики льда. Что будет происходить с молекулами этой системы? Они прекратят танец, что был в облаке пара, и начнут двигаться в том порядке, который существует в кристаллике льда. Значит, наше тело, перешедшее из газообразного состояния в твердое, приобрело ту информацию, которой обладает каждый кристалл.

- Но позвольте! - воскликнул профессор. - На каком основании вы называете это информацией?

Ведь никто же не следит за тем, что происходит в этом физическом теле, никто не получает сведений о том, что происходит с его частицами. Значит, нет никакой информации и незачем припутывать к этим процессам модные понятия и слова.

- Тогда разрешите задать вам такой вопрос: а кто следит за тем, как бежит информация по цепям электронной машины? Тоже никто. Но ведь информация существует и в каналах связи’ и в ячейках «памяти»! Каналы же и ячейки строятся из полупроводниковых приборов, основой которых является все тот же кристалл. Значит, кристаллы все-таки могут не только хранить информацию, но и передавать ее друг другу. А нас, людей, это, кажется, задевает, профессор? Нам хотелось бы думать, что информация- - это нечто послушное нашей воле, что только нашим желанием направляется она по различным каналам, что только наше сознание или созданная им искусственная память способны хранить в себе «модели движения», ту информацию, которую дает окружающий мир?

Но оглянитесь вокруг, профессор! Разве информацией, которую несет в себе любая живая клетка, природа не распорядилась без нас? Разве созданные нами машины не передают ее друг другу? А что происходит при этом в их каналах? Опять изменение порядка движения. С приходом каждого импульса электронные потоки меняют направление, они текут лишь через цепочки, в которых есть открытые лампы или замкнуты контакты реле. Чем больше информации хранится в искусственной памяти, тем более сложной становится «модель движения» этих потоков. Так почему же вы не хотите согласиться с тем, что в сложном движении молекул кристалла можно (хотя бы в принципе) оценить вероятность всех направлений и, подставив их в ту же формулу, определить, сколько бит информации сохраняет кристалл?

Поймите самое главное: в любом техническом устройстве информация связана с движением точно так же, как в газе или в кристалле. Наибольшая энтропия - это наибольшая неопределенность движения.

Представьте себе обладающий самой большой энтропией телевизионный сигнал. Как он выглядит на экране? Как нескончаемый снежный буран. Потому что любая яркость луча от черного до белого свечения имеет в любой точке экрана равную вероятность. Но вот мы передали «модель движения», и движение электронов в луче приобрело строгий порядок. Этот порядок передался изображению - и на экране, где только что бушевала снежная буря, появились живые люди, «модель» возродила движение, происходящее на телестудии или на сцене театра, превратив его в движение электронов, падающих на экран. Система получила информацию и уменьшила энтропию.

То же самое происходит со звуком. Звук с максимальной энтропией - это ровный, несмолкающий шум. Звук человеческой речи - это колебания воздуха, изменяющиеся в определенном порядке. Этот порядок передается «моделям» движения, летящим к приемнику с любых расстояний. С получением информации электроны в цепях приемника приобретают нужный порядок движения. Он передается мембране динамика, мембрана заставляет двигаться воздух, сохраняя тот же порядок - музыку или речь.

А в сосуде с газом? Пока газ находится в равновесии, молекулы движутся как попало. Если бы мы могли наблюдать их движение, оно показалось бы нам подобием снежного вихря; если бы мы могли слышать удары молекул о стенку сосуда, мы восприняли бы их как несмолкаемый шум. Но вот газ получил информацию - внешняя энергия увеличила давление в одной части сосуда. И сразу внутри сосуда возник упорядоченный поток молекул: они устремились в ту часть сосуда, где остался разреженный газ. Конечно, в таком движении еще слишком несложный порядок - разве сравнишь его с движением электронов, несущих на экран телевизора целый спектакль? Но все же это направленное движение, и оно также зависит от информации: первый же сигнал, полученный газом, создал этот порядок.

А когда охлажденный газ превратится в массу кристаллов, порядка станет гораздо больше. Если бы вы могли наблюдать движение в решетке кристалла, вы тоже увидели бы своеобразный «спектакль». Подставьте в формулу энтропии вероятность различных перемещений молекул газа и кристалла, и вы убедитесь все в той же неизменной закономерности: пока вероятности всех направлений были одинаковы, была неопределенность движения, была велика энтропия. Но вот газ превратился в кристалл, вероятности стали различны, появился порядок движения, появилась негэнтропия.

Так почему же вы не хотите поверить, что именно информацию сохраняет своим движением самый обычный кристалл?

Ключ н азбуке мира

Всю неделю в отряде царит разброд. Никто не знает, куда идти дальше. Мы ждем решений профессора, а его, очевидно, мало волнуют наши заботы: он целиком погружен в себя. С ним творится что-то неладное. День за днем угрюмо бродит он в окрестностях нашей палатки, а с вечера и до рассвета сидит на ящике из-под консервов, читает какие-то книги, делает записи и расчеты при тусклом свете походного фонаря. На наши вопросы отвечает сухо и односложно, не скрывая, что они его раздражают.

Только в конце недели профессор заговорил.

Это произошло ранним утром, когда первый луч солнца, заглянув в нашу палатку, потревожил сои. Профессор сидел, как обычно, в углу палатки и чтото поспешно записывал в свой походный блокнот Затем он встал, отложил записи в сторону, и мы услышали первую связную фразу, произнесенную им за последние дни:

- Я проверил ваши предположения. - Очевидно, эти слова относились к Быстрову. - Действительно, получается так, что информация присутствует всюду.

- Ну конечно, профессор! - радостно отозвался Быстров. - Она существует там, где происходит движение, а движение происходит везде.

- Забавляетесь афоризмами? - криво улыбнулся профессор. - А я тут долго размышлял над одним вопросом. Мы всегда получали информацию из внешнего мира. Но при этом почему-то были твердо уверены в том, что она наша «частная собственность» и может существовать либо в прессе и в устной речи, либо в каналах связи созданных нами устройств. А тот факт, что она объективно существует в природе, мы почему-то упорно не хотели признать. А она существует... И знаете, что меня в этом убедило? Простой опыт, который я любил проделывать еще в школьные годы. Но сегодня я вдруг взглянул на него по-новому. Оказывается, ваши «модели движения» передаются не только по специальным каналам связи. Те же «модели» способен передать молекулам жидкости самый обыкновенный кристалл. Ну кто мог это подумать!

Профессор выдержал паузу, как бы оценивая, какое впечатление произвели на слушателей эти слова. Затем порылся в ящике и вынул оттуда какую-то склянку, наполовину наполненную водой.

- Вот! - торжественно произнес он. - Вы можете сами убедиться в этом.

Мы поочередно подержали в руках эту склянку, но никто из нас не увидел в ней никаких «моделей». В ней была самая обыкновенная вода.

- Этот простой опыт всем вам хорошо известен, - продолжал между тем профессор. - В воде растворена поваренная соль. Теперь я беру один кристаллик соли и... погружаю в раствор. Смотрите внимательно. Я медленно тяну этот кристаллик пинцетом. Терпение, друзья мои, терпение. Сейчас у вас на глазах произойдет самое обычное чудо. Обычное - потому что в тысячах книг по физике написано о том, что раствор кристаллизуется там, где в него погружен кристалл. И все же это истинное чудо, потому что мы видим, как рукой невидимого ваятеля по образу и подобию одного кристалла лепится другой, точно такой же. Разве это не так? Вы смотрите: молекулы жидкости, находящиеся вблизи от кристалла, прекращают свою бессмысленную толкотню, выстраиваются в очередь и, повинуясь волшебной палочке дирижера, кружатся в причудливом хороводе. «Моделью» их танца служит все тот же кристалл. Смотрите, они выстраиваются в шеренги, в каждой ровно по девять штук, и каждая девятка в точности повторяет движение остальных -танцовщиц. Ну разве это не чудо?

Мы смотрим на склянку, и танец, о котором рассказывает профессор, совершается у нас на глазах. Мы, конечно, не видим молекул, но мы видим, как рядом с погруженным в раствор кристаллом рождается один, другой, третий. Они похожи друг на друга, как братья, их плоские грани в точности повторяют друг друга. Они лишь кажутся неподвижными: мы знаем, что каждый из них, словно из сотов, соткан из миллионов клеток решетки, а в углах каждой из клеток невидимые молекулы водят свой удивительный хоровод. И каждый вновь рожденный кристалл повторяет движения прежней «модели» и вновь посылает «модель» молекулам жидкости для того, чтобы в их беспокойном брожении тоже возник строгий порядок, повторяющий ту же «модель».

- Вы видите это движение? - обращается к нам профессор. - Кристалл передает информацию, кристалл рождает новый кристалл!

Профессора невозможно узнать. Где его строгость, солидность и скепсис? Он так увлечен своими идеями, что похож теперь на мальчишку, которому впервые в жизни позволили потрогать руками руль настоящей автомашины, нажать на педали и дать громкий гудок.

Но как же все-таки понимать его опыты? Каким образом удается кристаллу передать информацию окружающим его молекулам раствора? Ведь не может же он, в самом деле, «рассказать» молекулам жидкости, какой порядок они должны соблюдать! Или он «вдохновляет» их «личным» примером? Или силой наводит этот порядок, «собственноручно» устанавливает каждую молекулу на нужное место, не «бросая слов на ветер», действует «засучив рукава»?

- Да, кристалл действительно действует силой, - поясняет профессор. - Между молекулами его решетки и молекулами жидкости существует взаимодействие. ¹

В древности Демокрит объяснял взаимодействие между частицами наличием особых зазубринок и крючков. И долгое время это объяснение оставалось единственным. Даже знаменитый Бойль, открывший одновременно с Мариоттом основной закон газа, строил свои гипотезы на тех же зазубринах и крючках. Но позднее, после установления закона Бойля - Мариотта, нашлось иное объяснение этих взаимодействий. Частицы материи притягиваются друг к другу подобно маленьким магнитам, потому что так же, как магниты, они находятся в окружении силовых полей. Эти поля и заставляют молекулы жидкости соблюдать определенный «строй». Как видите, чуда здесь нет, и все же это огромное чудо: кристалл взаимодействует с другим кристаллом, и между ними происходит обмен информацией, словно они живые, разумные существа!

А я-то, старый упрямец, столько лет прожил в убеждении, что информация живет только в нашем сознании, в газетах и в книгах! Боже мой, как я глубоко заблуждался! Человек, его разум, его теории и каналы передачи, книги и электронные машины - это же звенья единой цепи накопления информации, единого процесса развития, которому подчинен весь наш мир! Как-то странно получилось в науке... Почему человек долго не замечал информации в клетке или в кристалле, а чтобы ухватиться за одно звено этой бесконечной цепочки, ему пришлось создать целую плеяду хитроумных электронных машин? Может показаться, что он обнаружил ее случайно.

Но нет, здесь нет никакой случайности. Это сама информация, накопленная веками поисков и открытий, воплотилась в радио и телеграфе, породила вычислительные машины и этим выдала себя «с головой». А раз уж выдала - значит, нам надо идти до самых ее истоков... Когда начался непрерывный процесс ее накопления? У него нет начала...

И сейчас наблюдают астрономы, как гигантские облака космической пыли образуют скопления звездной материи; как под действием сил притяжения они становятся все плотнее, пока распыленные в них частицы не окажутся так близко друг к другу, что между ними возникает взаимодействие ядерных сил. Тогда гигантские ядерные взрывы рождают в космосе новые звезды, которые становятся солнцами новых миров. И все процессы этой гигантской лаборатории подчиняются нашим земным законам: когда в облаке космической пыли возникает определенный порядок движения, оно накапливает информацию, отдавая энтропию вселенной вместе с излучаемым в пространство теплом.

Когда-то в таком же гигантском процессе возникла наша Земля. И дальше все по тем же законам: из простых форм движения рождались более сложные, молекулы связывались в кристаллы, и новая информация рождала новый кристалл.

Мы и сейчас можем наблюдать течение этих процессов. Только что мы видели, как возникают кристаллы. Химия знает немало примеров, когда сложные молекулы образуются в результате взаимодействия молекул простых веществ. Физика изучает процессы поляризации: под воздействием электромагнитного поля молекулы диэлектрика приобретают новый порядок движения, и за счет этого в нем накапливается заряд. Казалось бы, совершенно непохожие друг на друга процессы. Но нет, в них есть одно общее свойство: накопление информации рождает порядок движения частиц, образующих кристаллы, молекулы или поляризованный диэлектрик. И всегда процесс накопления информации неразрывно связан с противоположным процессом: в окружающей среде увеличивается энтропия, так как во всех перечисленных случаях за полученную информацию взаимодействующие системы «расплачиваются» выделяемым ими теплом.

Благодаря непрерывному накоплению информации происходило развитие нашей планеты. На какомто этапе развития сложные гирлянды атомов породили первые сложные полимеры, затем белки и, наконец, первые клетки - основу всего живого, чем богата наша Земля. И на всех этапах этого движения к совершенству кристалл передавал информацию другому кристаллу, из клетки рождалась новая клетка. А дальше - информация, сохраняемая в нервных тканях сложного организма, появление человека с его разумом, его трудом, его знаниями - в общем та информация, с помощью которой он на наших глазах преобразует весь мир. Так кто же, по-вашему, породил информацию: люди, знания или машины?

Ни то, ни другое, ни третье. Информация существует вечно; так же как и движение, благодаря которому развивается мир.

- Вот видите, профессор, - улыбнулся Быстров. - А вы не хотели идти на Ничейную землю! Я смотрю, вас уже просто невозможно остановить!

- Да, уважаемый! Я хочу идти дальше. И прошу не играть на моем самолюбии! Ошибается всякий; важно уметь признавать ошибки, чтобы они не мешали идти вперед. Я недооценивал информации. Мне казалось, что это домысел, просто «притянутый за уши» термин. А теперь понял, что всюду одно и то же. Мир - эго гигантская система, состоящая из множества разных систем. В любой из них есть элементы. Земля входит в солнечную систему. Элементом живой природы является организм. Элементом организма - живая клетка. Элементы клетки - молекулы. И сама молекула - это обладающая безграничной информацией система. И всюду одно и то же: если система хранит информацию, значит в движении ее элементов есть направленность и порядок. Взаимодействуя друг с другом, системы способны передавать информацию, как только что у нас на глазах проделал это кристалл. Ну кто мог об этом подумать?

- Вы считаете, что мы с вами сделали открытие? Я разочарую вас, профессор. Это было известно еще полвека тому назад.

- Но позвольте, тогда еще не умели измерять информацию!

- Зато знали законы природы. И знали, что все существующие в ней системы способны так или иначе отражать в себе воздействие других систем. Великий Ленин - вот кто впервые сказал об этой способности. Вы помните его «теорию отражения»?

- Да, разумеется. Ленин действительно говорил о том, что всем формам материи присуща способность отражения внешних условий. В более сложных формах материи она становится «способностью ощущений». Да, да, вы правы: указанное Лениным свойство материи - свойство отражения - может быть связано с понятием информации. И напрасно вы думаете, что это должно меня огорчить и расстроить. Напротив, это же так прекрасно - видеть, как по путям, предначертанным Лениным, идет современная научная мысль. Отражения, о которых говорил Ленин, мы научились оценивать количеством бит. А его идеи помогают понять смысл того, что мы измеряем. Вы чувствуете, какая здесь глубокая связь! Вы посмотрите: Ленин говорил, что это свойство присуще всем формам материи. Только что мы видели, как передают информацию клетки или кристаллы. А молекулы и электроны? А те частицы, которые изучает современная физика? Значит, и они могут посылать друг другу сигналы, передавать сообщения, имеющие свой, еще не разгаданный код! Чему вы, собственно, улыбаетесь? - обиделся вдруг профессор. - Я ведь вовсе не собираюсь с вами шутить.

- Нет, нет, профессор, - успокоил его Быстров. - Меня очень увлекают ваши идеи. А улыбаюсь я потому, что мне вдруг пришла в голову очень забавная мысль. Будто какой-то физик, изучавший передачу информации при взаимодействии элементарных частиц материи, написал такой отчет о своих наблюдениях.

«Ну, что у вас новенького?» - на ходу спросило Нейтрино, пролетая мимо Протона.

«Новостей сколько угодно! - -степенно отвечал Протон. - Всего несколько секунд назад я видел, как рядом со мной столкнулись два Нуклона и появился малюсенький Пи-мезон».

- Изволите шутить? - угрюмо произнес профессор. - А сознаете ли вы, что ваша шутка имеет очень глубокий смысл? В вашем примере встретились два нуклона. А теперь представьте себе, что где-то состоялась встреча двух представителей различных торговых фирм. Вы скажете, в этих событиях нет ничего общего? Да, действительно, мир элементарных частиц не похож на наш человеческий мир. Но информация - она все-таки всюду едина. В ней - «модели движения». Они могут быть закодированы буквами и словами, а могут передаваться взаимодействием силовых полей.

Представители фирм обменялись информацией, и возник новый торговый договор, появилась иная форма движения - новый товарообмен.

Столкнулись нуклоны, обменялись энергией и информацией - и вот появилась новая частица со своим законом движения - малюсенький пи-мезон. И не случайно одни и те же взаимодействия рождают одни и те же частицы: каждый раз при встрече нуклонов возникает одна и та же модель. Когда-нибудь мы научимся так же хорошо читать коды этих моделей, как читаем сейчас в газете сообщение о договоре торговых фирм...

- Кажется, вы ударились в область фантастики, дорогой профессор! Разве не вы учили меня избегать ее, когда речь идет о научных фактах?

- С вами невозможно разговаривать! - вдруг не на шутку рассердился профессор. - Вы просто не хотите понять, что речь идет о вполне серьезных вещах! Я же не виноват в том, что информация не знает ни границ, ни пределов, что она так же хорошо чувствует себя на страницах газеты, как и в силовых полях мельчайших частиц! Ведь факт остается фактом: частицы способны передавать друг другу не только энергию, но и информацию, не только интенсивность движения, но и его характер!

Энергия и энтропия... Они всегда рядом, эти два фундаментальных понятия, помогающих уяснить всю «механику» мира, от гигантских метагалактик до мельчайших частиц. От них зависит ход любого процесса. И история у них общая. Они родились в середине прошлого века в связи с появлением тепловых машин.

Так происходит всегда: техника ставит задачи науке. Прошло 100 лет, и опять повторилось то же: техника дала науке новый толчок. С рождением электронной машины наука еще интенсивнее занялась энтропией. Вам не кажется, что в ходе этих событий есть определенная закономерность? Будто кто-то заранее дал всему человечеству четкий, продуманный план...

- Вас это удивляет? - улыбнулся Быстров. - В этом есть очень простая логика. Это этапы завоеваний. Паровая машина была первой технической революцией: человек стал управлять огромной энергией, получая ее из тепла. Электронная машина - это новая революция. На этот раз целью была информация. В прошлом веке были созданы тепловые машины, с помощью которых человек преобразил весь мир. Вместо убогих и медлительных дилижансов во все концы земли помчались стремительные экспрессы, движимые паром и электричеством механизмы заменили труд грузчика и землекопа, легкие _ _ парусные суденышки уступили место трансатлантическим кораблям. Энергия стала подвластна людям, и жизнь на земном шаре приобрела совеем иной облик и ритм. Но человек не остановился на этом. Чтобы стать всесильным владыкой мира, он создал электронные машины и автоматы. С их помощью он подчиняет себе энтропию.

О существовании энтропии люди узнали впервые около ста лет назад, но до последнего времени наука не могла до конца уяснить всех ее свойств. Энергия, если можно так выразиться, родилась уже «зрелой». Люди давно ощущали, что силы природы имеют внутреннее единство, и не хватало только количественной меры, позволяющей точно сформулировать этот закон. А энтропия долгое время жила в «колыбели». Никто не тревожил «младенца», и потому его «нравы» оставались загадкой в течение многих десятков лет. Больцман и его последователи дали первый толчок науке. Но разве они исчерпали всю глубину энтропийных процессов? Если бы было так, мы с вами не оказались бы спустя столько десятилетий на просторах Ничейной земли. А отсюда путь все дальше и дальше... Я уже вижу контуры новой цели: теории тепловой смерти мира. Что, если именно по этой дороге повести теперь наш отряд?

Религия на «научной базе»

Я чувствую, что читателю не терпится сразу задать вопрос. «Теория смерти» - это звучит не оченьто привлекательно. А если добавить к тому же, что согласно этой теории смерть неизбежна, и не только для каждого отдельно взятого индивидуума, а для Земли, солнечной системы и всей нашей вселенной, то в общем-то перспектива выглядит мрачно. Однако не спешите впадать в уныние. Давайте сначала уясним, что это за теория и в чем ее суть.

Прежде всего, почему смерть названа «тепловой»? Что это - смерть от тепла? Нет, не в этом дело. Теория утверждает, что раньше или позже на всех мирах должно воцариться оцепенение. А куда же денется та энергия, которая согревает нашу планету? Ведь энергия не исчезает? Совершенно верно. Но она может «растекаться» по широким просторам вселенной. То тепло, которое достается сейчас одной нашей планете, может равномерно рассеяться на огромных пространствах. Тогда все температуры и давления выровняются и процессы прекратятся.

Значит, «конец света»?

Да, нечто подобное. Но «конец света» никем не был доказан, разве что библией, в которую многие уже перестали верить. А тут вдруг появилась «научная база», позволяющая утверждать, что это неизбежный конец. И на первых порах все казалось очень логичным. Тепловая машина может делать полезное дело за счет отбираемого у топки тепла. Что значит «отобрать тепло»? Как его «отобрать»? Крючком его не подцепишь, ковшом не зачерпнешь. Есть один только способ - контакт с нагретым телом. Мы уже знаем: до тех пор, пока в системе есть разность температур, энтропия будет расти. Тепло не надо «цеплять» или «загребать» - оно само течет от более нагретого к менее нагретому телу. Часть его можно направить в специальный цилиндр, где оно станет разогревать газ, который будет толкать поршень. Затем газ охлаждается, и поршень движется в обратном направлении. Туда-сюда, туда-сюда, и за счет такого движения паровоз 'мчится по рельсам, по водной глади плывет пароход.

Так будет до тех пор, пока источник тепла и холодильник машины сохраняют разность температур. Но вот беда: во всех процессах тепло течет от нагретых тел к телам холодным. Этого требует энтропия: она должна расти до тех пор, пока существует разность температур. Значит, в масштабах вселенной энтропия будет расти, пока есть просторы холодного космоса и раскаленные звезды, излучающие тепло. А когда энтропия достигнет предела, в мире не будет холодных или горячих тел.. Температура станет всюду одной и той же. Негде будй^- «черпать» тепло холодильнику, нельзя будет заставить двигаться тепловую машину, корабль и паровоз. Прекратятся потоки солнечных излучений, погаснут на небе яркие звезды - всюду тишина, мрак и покой. Вселенная станет огромным безжизненным трупом.

Такие неутешительные выводы породил открытый Клаузиусом закон возрастания энтропии.

Неужели смерть действительно так неизбежна? Почему же этого до сих пор не случилось? Почему у нас на Земле жизнь не прекращается и не замирает, несмотря на то, что тепло непрерывно течет от горячих к холодным телам? Очевидно, потому, что Земля согревается Солнцем. А когда Солнце погаснет?

Если верить теории, это должно когда-нибудь наступить. Может быть, это будет не скоро? Может быть, к тому времени человек сможет улететь в другие миры?

А куда лететь? Всюду растет энтропия. Всюду неминуема смерть. Грустно, не правда ли?

А кое-кого это даже радует. Например, римского папу. Еще бы, ведь начиная со времен Коперника и Галилея наука шаг за шагом подрывала основы «божественного» мироздания, утверждая закон всемирного тяготения там, где религия обходилась с помощью трех слонов. И вдруг совершенно неожиданно теория «тепловой смерти» подарила служителям церкви прекрасный козырь. Ведь эта теория подтвердила «мудрость» священного писания, давно предрекавшего «конец света» и утверждавшего его «начало» - то есть создание мира силой и волею всемогущ щего божества.

В 1951 году в Ватикане состоялось торжественное заседание папской «Академии наук» с повесткой дня, которая у человека, свободного от предрассудков, должна вызвать улыбку. Она называлась так: «Доказательства существования бога в свете данных современной науки».

Какие же «научные аргументы» привлекли служители церкви в подтверждение своих антинаучных идей? В первую очередь теорию «тепловой смерти».

Папа Пий XII объявил громогласно, что открытый Клаузиусом закон возрастания энтропии «свидетельствует о существовании Верховного Существа».

В самом деле, если всюду растет энтропия и мир неуклонно стремится к хаосу, то как же могла без помощи бога возникнуть наша Земля? А с богом все ясно: он сам «издает» законы и сам может их отменять. Так, отменив однажды всего на одну неделю закон возрастания энтропии, бог сотворил из хаоса сначала землю и небо, затем растения, тварей и, наконец, людей.

Таковы аргументы римского папы.

Ну ладно, папа есть папа. Для него хороша любая теория, лишь бы она помогала сохранить могуществе церкви среди тех, кем до сих пор владеет религиозный дурман. Но почему Норберт Винер вторит римскому папе? Норберт Винер, основоположник кибернетики, человек, впервые громко сказавший об информации, существующей и в цепях автоматов и в тканях живых существ. Откуда у него эти мрачные мысли:

«Мы в самом прямом смысле являемся терпящими кораблекрушение пассажирами на обреченной планете. Все же даже во время кораблекрушения человеческая порядочность и человеческие ценности не обязательно исчезают, и мы должны создать их как можно больше. Мы пойдем ко дну, однако в минуту гибели мы должны сохранять чувство собственного достоинства».

Надо думать, что история отнесет к числу забавнейших парадоксов этот курьезный факт: папа римский придает анафеме провозглашенную Винером кибернетику, а Норберт Винер пропагандирует «тепловую смерть» мира, которая так импонирует римскому папе.

Винер уверовал в неизбежность «тепловой смерти». Вселенная Винера подчиняется закону «большой энтропии», она неуклонно стремится к хаосу, среди которого существуют лишь небольшие, случайно возникшие и обреченные на неминуемую гибель «местные и временные островки» антиэнтропийных пронессов, к числу которых относятся неуклонно развивающаяся природа, все достижения прогресса и сама жизнь. Все это, по мнению Винера, лишь «видимость всеобщей целеустремленности», а «счастливому случаю, который обеспечивает продолжение жизни... придет полный и ужасный конец».

Так считает Винер, обнаруживший новые' черты сходства автоматов и живых организмов, научивший нас еще глубже понять единство и гармонию мира. Почему же он утверждает, что эта гармония временна и случайна? Зачем уверяет нас в том, что информация, породившая клетку и сложные организмы, разум, знания и автоматы, должна вдруг бесследно исчезнуть из нашего мира, уступив место всепобеждающей энтропии? Разве нет в мире движения, сохраняющего строгий порядок? Разве не сохраняют порядка частицы материи, попадающие в электрические, магнитные и ядерные поля? Разве гравитационные и ядерные силы не превращают распыленные в космосе частицы материи в новые яркие звезды? Стоит лишь осмотреться, и мы увидим, как в непрерывном движении мира возникает все новый и новый порядок, как накапливается негэнтропия. Знание открытых диалектикой законов помогает уяснить всю глубину понятий информации и негэнтропии, единство всех связанных с ними видов движения: от процессов теплообмена до обмена знаниями, мышления и законов, которым подчиняется наш, человеческий мир.

Если бы Винер изучил диалектику, он не был бы единомышленником римского папы. Энгельс не знал информации. Но он знал диалектику, поэтому сразу отверг теорию «тепловой смерти». Он говорил о том, что в своих превращениях материя сохраняет свои главные свойства, что «ни один из ее атрибутов никогда не может быть утрачен, и потому с той же самой железной необходимостью, с какой она когда-нибудь истребит на земле свой высший цвет - мыслящий дух, она должна будет его снова породить где-нибудь в другом месте и в другое время».

Ну, а как же все-таки быть с законами термодинамики? Ведь нельзя же отрицать того факта, что тепловая энергия распределяется равномерно. Но энтропия-то при этом и в самом деле растет!

Да, тепловая энергия действительно обладает этими свойствами. Но, помимо тепла, в мире есть и другие виды энергии. Мы изучаем природу сил гравитации, свойства ядерных и электромагнитных полей. Мы исследуем их волновые свойства, то есть тот порядок движения, который существует в этих полях. Значит, эти поля несут в себе информацию. Источник ее нужно искать там, где хаотичное тепловое движение превращается в упорядоченное электромагнитное поле, которое несет энергию в окружающее пространство.

Такова «механика мира»: стоит лишь создать разность температур в любом физическом теле, и в нем сразу возникает негэнтропия, потому что вероятность движения от высокой к низкой температуре будет больше, чем вероятность всех остальных направлений. Значит, в этом процессе есть определенный порядок движения, в нем участвует информация, благодаря которой хаотичное тепловое движение может превращаться в упорядоченное движение электромагнитного поля.

Между прочим, именно эти процессы в свое время заставили Планка ввести те самые знаменитые кванты, на базе которых родилась эйнштейновская теория света и вся современная квантовая механика. Следы информации вновь ведут к этим процессам. Быть может, в недалеком будущем, изучив структуру «частицы света» - фотона и мельчайших частиц вещества, наука сможет точно измерить, сколько в кванте содержится бит.

Гравитационное поле тоже несет в себе информацию. Под действием этого поля распыленные в космосе частицы материи, притягиваясь друг другом, образуют плотные сгустки. Значит, информация, которую несет в себе гравитационное поле, уменьшает энтропию вселенной: в хаотичном движении распыленных частиц материи рождается новый порядок. Затем вступают в действие ядерные поля. Это происходит тогда, когда под действием сил гравитации частицы «слипнутся» в плотную массу, потому что ядерные силы относятся к категории близкодействующих сил. И опять возникает новый порядок движения: гигантские ядерные взрывы рождают братьев нашего Солнца, вокруг которых начинают кружиться сестры наших планет. Так информация, сохраняемая гравитационным и ядерным полем, порождает «модели движения» целых миров.

Сложна и многообразна «механика» нашего мира.

В нем есть упорядоченные системы, отличающиеся и сложностью и размером: элементарные частицы, атомы и молекулы, живые организмы и физические тела, наконец, планеты, звезды и целые галактики - необозримый и неизведанный гигантский движущийся мир. Во всех этих системах различные виды энергии взаимодействуют и переходят друг в друга. В единой связи этих процессов накапливается информация, рождаются новые космические тела и скопления, протекают физические явления, развивается живая природа. В этом непрерывном движении существует и развивается мир.

Разве можно не видеть в многообразии материальных явлений одно и то же удивительнейшее свойство материи: неуклонное стремление создавать более сложные формы движения из простых и наглядных форм?

Из простых молекул возникают более сложные, примитивные формы жизни превращаются в совершеннейшие организмы, а человек, начав с колеса и каменных наконечников, уже пришел к атомной энергии и сложным комплексам «умных» машин.

В этом едином порыве к гармонии и совершенству мир накапливает информацию, потому что именно информация является мерой того порядка, который существует во всех формах движения, известных современной науке. Этот процесс может идти и с уча- „29 стием разума и без его помощи, потому что информацию можно встретить не только в газетах и в автоматах, но и в кристаллах, и в клетках, и в сложном движении электрических и магнитных полей.

Великие мыслители уже давно уловили способность «самодвижения», присущую всем формам материи, способность, благодаря которой развивается мир. Но как не хватало науке той всеобъемлющей меры, которой можно было бы оценить этот вечный порыв! Теория информации была еще в колыбели, а мысль многих ученых уже витала в этих непознанных сферах, тоскуя о новых понятиях, которые связали бы живое и неживое, материю и сознание, физические явления и сложный духовный мир.

«Допускаем ли мы, что, кроме атомов, существует нечто другое, например душа, или современное атомное учение находится в полном согласии со взглядами Демокрита, который считал, что во всех явлениях, включая психику и поведение живых организмов, существуют лишь атомы и пустота?» Этот вопрос задал в 1948 году студентам цюрихской высшей школы один из выдающихся физиков, В. Гейзенберг. И тут же ответил:

«Если мы намерены с помощью методов атомной физики описать процессы жизни или духовные процессы, то нам необходимо расширить математический аппарат... Вполне возможно, что это будет сделано путем введения наряду с прежним еще и других понятий, которые можно было бы без противоречий с ними связать».

И вот, исполняя желание Гейзенберга, теория информации предложила понятие «информации» и расширила математический аппарат.

Благодаря этому понятию все формы движения оказались связанными единой нескончаемой цепью. Мир атомов, исследованный ученым, превращается в длинный ряд уравнений, таблиц и букв.

В этих записях - модель изученного движения. Этой модели предстоит теперь «жить» в различных материальных системах, сохраняя порядок движения, исследованный ученым.

Смотрите, вот уже работники связи берут в руки недавно написанный текст. Телеграфист пробегает его глазами, и модель того же движения возникает „ол в сетчатке глаза, бежит по нервным каналам связи, превращается в азбуку Морзе, в звук, в импульсы, в радиоволны, мчится по кабелям и по эфиру, и вот уже изучаюг ее ученые в разных странах и городах. Подчиняясь их разуму, это движение будет, вновь восстановлено по модели, и новые атомы будут двигаться в колбах или в реакторах, повторяя ту же модель. Потому что в колбах и в радиоволнах, в нервных тканях, в книгах и в мыслях может существовать, переходя от системы к системе, одна и та же модель. А раз так, значит есть и общая мера, пригодная для оценки всех видов движения. И раньше или позже наука должна была отыскать эту меру, потому что еще двадцать четыре века тому назад Демокрит, рассуждая о единстве и гармонии мира, уже почти улавливал в нем всеобщий единый код:

«Подобно тому, как трагедия и комедия могут быть написаны при помощи одних и тех же букв, так и многие различные явления этого мира могут быть произведены одними и теми же атомами, поскольку они занимают различное положение и движутся различным образом».

Двадцать четыре века - немалый срок. Демокрит мог говорить лишь о механическом движении атомов, а современная наука исследует различные формы движения во всей их сложной взаимосвязи. Да и само слово «атом» уже давно утратило тот смысл, который вкладывал в него Демокрит¹².

А теперь к мудрым словам Демокрита теория информации добавила еще одну короткую, но весомую фразу:

«И тексты комедий или трагедий и различные формы движения атомов могут быть оценены количеством бит».

Нам все время мешал наблюдатель

Оглянись на пройденный путь, читатель. Совсем недавно ты считал информацией лишь то, что можно услышать собственными ушами или прочесть на страницах книг и газет. Затем ты узнал, что она живет еще в клетках и нервных волокнах. Потом оказалось, что информацию хранят и физические системы, начиная от мельчайших кристаллов и кончая безграничным скоплением звездных миров. Значит, она объективно существует в природе, а те сведения, что приобрел человек, наблюдая природу, - это только часть информации, накопленной миром.

Кажется, ты уже уяснил себе ее многоликую сущность. И все же что-то мешает тебе понять ее до конца. В ней есть какая-то двойственность! Пока мы ходили по улицам Нового Города, мы считали, что битами измеряется неопределенность. Чем больше неопределенность событий, тем больше информации получаем мы, когда случается одно из них. Так было и с буквами, и с шарами, и с лампочками, по которым мы измеряли скорость реакций. И в Новом Городе все привыкли понимать информацию именно так.

А здесь, на Ничейной земле, все вдруг стало наоборот: профессор с Быстровым пришли к заключению, что информация увеличивает упорядоченность движения, что она несет этот порядок в различных «моделях», и чем больше информации, тем больше порядка в движении частиц или других элементов систем. И по формулам получается то же: энтропия подсчитывается со знаком минус, а информация имеет знак плюс. Потому что они характеризуют противоположные качества движения: с увеличением неопределенности растет энтропия, при появлении определенных траекторий тело накапливает информацию. Информация - «негатив энтропии», поэтому и назвал ее «негэнтропией» Леон Бриллюэн.

Ну, а как же все-таки понимать опыт с шарами? Ведь там все было наоборот: чем больше неопределенность опыта, тем больше информации давал нам каждый извлекаемый шар. И с текстом дело обстоит точно так же: в упорядоченном тексте, вроде «весел враться не сухом и непо и корко», каждая буква дает только 3 бита, а в тексте с самой большой энтропией информация, получаемая' от каждой буквы, составляет целых 5 бит. Так что же в конце-то концов измеряется битами - неопределенность или порядок?

- Прекрасно! - неожиданно обрадовался профессор, когда я изложил ему эти сомнения. - Я рад тому, что у вас возник этот вопрос. Ведь именно на этом вопросе споткнулся Бриллюэн.

Помните его утверждение о том, что энтропия системы зависит от сведений, которые получил о ней наблюдатель?

И, между прочим, не один он страдает этим недугом. Многие ученые, рассуждая об информации, никак не могут избавиться от какого-то мнимого наблюдателя, чтобы в его отсутствие рассмотреть объективное состояние реальных систем. А ведь именно из-за него, из-за этого мнимого наблюдателя, вы никак не можете определить, что же все-таки измеряется битами: неопределенность или порядок. Пока он присутствует, все получается путано и сложно.

Начнем все сначала. Пусть в ящике 5 черных и 5 белых шаров. Сколько информации получит наш наблюдатель, извлекая шары? Каждый шар даст ему 1 бит. Теперь возьмем другой случай: 9 черных и 1 белый шар. Вероятность извлечения черного шара составляет 90 процентов, а количество информации при извлечении шара согласно формуле Шеннона составляет 0,47 бита.

Но теперь представим себе такую картину: был ящик с пятью черными и пятью белыми шарами, и каждый шар нес наблюдателю 1 бит. А потом мы незаметно для наблюдателя заменили шары. Теперь в ящике 9 черных шаров и 1 белый, но наблюдатель не знает о том, что их количество стало иным. Для него неопределенность осталась той же: он считает, что с равной вероятностью он может извлечь и черный и белый шары. Значит, до тех пор, пока он не знает, какова вероятность этих событий, он будет по-прежнему считать, что каждый шар дает ему 1 бит. Но он упрям, этот наш наблюдатель: недаром же так трудно избавиться от его присутствия. Он продолжает тащить шары из ящика и записывает, какой попадается шар. И когда после 100 опытов черный шар попался ему 83 раза, он начинает догадываться, что мы его обманули и количество шаров в ящике стало теперь иным. А сделав 1000 таких опытов, он может, не заглядывая в ящик, сказать, что в нем находится около 90 процентов черных шаров. Вот с этого момента он будет знать, что в чередовании шаров есть определенный порядок, и. продолжая опыт, будет получать информацию 0,47 бита.

Значит, информация зависит здесь не только от того, как чередуются события, которые он наблюдает, но и от того, что он знает о характере этих событий.

Вы улавливаете, где возникает «двойственность» информации?

- Пытаюсь. Будем говорить так: существует объективная неопределенность движения, например в опыте с шарами есть неопределенность чередования черных и белых шаров. А в тексте есть неопределенность появления буквы: буквы сто... могут оказаться и столом и стоном, потому что после сочетания сто... может появиться много различных букв. Все это не зависит от наблюдателя, эти явления объективны. Но, кроме того, существует и другая неопределенность - неопределенность его представлений.

Я правильно уловил вашу мысль?

- Да, да, совершенно верно. Продолжайте.

- Но в тексте есть и порядок. Мы можем оценить его вероятностью. Если мы обозначим P_авероятность появления буквы а, то можем сказать, что P_а много больше, чем P_ю или P_щ. И еще есть корреляция: после букв ею буква щ появится чаще, чем а. Если подсчитать информацию с учетом всего существующего в тексте порядка, то окажется, что каждая буква несет информацию немного большую, чем 1 бит. А если считать, что каждая из 32 букв алфавита имеет равную вероятность, получим, что в каждой букве содержится ровно 5 бит. Так сколько же информации несет в себе каждая буква - 1 или 5 бит? Все зависит от того, кто прочтет эту букву. Если наш наблюдатель изучил вербятность и корре- 235 ляцию букв русского текста, он получает от буквы всего 1 бит. А теперь представьте себе, что он иностранец, впервые встретивший русский текст. Он не знает алфавита, он даже не может отличить гласную от согласной. Он знает лишь, что в алфавите есть 32 различные буквы. Телеграф сообщает ему эти буквы, и он старательно записывает непонятный текст. Несмотря на то, что в движении букв существует порядок, для него каждая буква содержит ровно 5 бит. Кажется, так обстоит дело?

- Да, да, - кивает профессор. - Все, о чем вы сейчас говорили, можно свести к одной простой формуле. Вот она: I = ς₀ + ς_n.

I - это количество информации;

ς₀ - это объективная неопределенность движения;

ς_n - неопределенность представлений того, кто это движение наблюдает.

Теперь смотрите, как просто обстоит дело. Пока наблюдатель считает, что все буквы имеют равную вероятность, неопределенность ς_n велика. В этом случае I составляет 5 бит. Но вот наблюдатель стал изучать, как чередуются букву, и неопределенность его представлений начала уменьшаться. Он учел вероятность от P_а до P_я, подставил их в формулу Шеннона и получил, что I = 4 бита.

Это все то же свойство формулы I = ∑ P_ilog P_i: появились разные вероятности, уменьшилось I.

Потом он уловил, что буквы связаны между собою, и стал учитывать вероятность появления каждой буквы с учетом трех предыдущих букв. Неопределенность его представлений (ς_n) стала еще меньше, и потому величина I уменьшилась до 3 бит.

Теперь предположим, что он изучил все возможные сочетания, учел корреляцию всех слов и букв.

Он знает теперь все законы, которым подчиняются буквы текста, - неопределенность его представлений стала равна нулю. А буквы все следуют друг за другом, на телеграфной ленте появляется все новый и новый текст. Несет ли он новую информацию? Безусловно. Прочитав этот текст, наблюдатель узнает много всяческих новостей. Почему? Потому что в тексте есть объективная неопределенность движения. Если бы ее не было, текст не нес бы нашему наблюдателю никаких новых сведений: ведь он заранее мог бы предвидеть появление всех букв и слов.

Но есть объективная неопределенность, и та информация, которую получает наш наблюдатель, зависит теперь от нее: I = ς₀, потому что ς_n стало равно нулю.

Наблюдая любое явление, человек всегда стремится устранить неопределенность своих представлений об этом явлении. Чтобы изучить порядок движения, существующего в любом физическом теле, он должен получить такое количество информации, которое существует в этом движении.

Как будто все не так уж и сложно, и тем не менее как много неясностей вносит в науку об информации этот назойливый наблюдатель! Только он появляется, всплывает- куча вопросов. Что ему известно заранее? Будет ли он принимать во вни- 237 мание новые сообщения, имеют ли они для него ценность?

Да, представьте себе, до тех пор, пока он присутствует, мы обязаны учитывать не только его знания, но даже склонности и привычки. Вот вам простой и наглядный пример.

С помощью камеры Вильсона¹³ получена фотография со следами пролетавших частиц. Эти следы содержат в себе информацию: они связаны с движением, которым живет этот мир. Наблюдая это движение, физик может открыть новую закономерность.

А теперь представьте себе, что во время этого опыта в гости к физику зашел приятель - профессиональный музыкант. Он равнодушно взглянул на снимок и отошел в сторону, поджидая, когда физик закончит свои дела. Он не заметил, что физик сильно взволнован: только что получена информация, на базе которой можно проделать новый интересный расчет. Но та информация, которая волнует физика, недоступна для музыканта, и потому, взглянув случайно на фотографию, он увидел лишь путаницу линий, не гово рящих ему ни о чем.

Внезапно в окна лаборатории проникли посторонние звуки: в соседнем доме включили приемник.

Увлеченный расчетами физик не узнал в этих звуках симфонии Моцарта. Зато его приятель в бушующем море звуков уловил, как в момент четвертого такта сфальшивил нежный гобой. Вот вам, пожалуйста, в обоих случаях есть сигналы, но одному наблюдателю они несут информацию, а для другого это всего лишь «пустой звук».

И вот, чтобы сбросить с себя иго капризного наблюдателя, мы с Быстровым, не сговариваясь, пошли на одну и ту же хитрость: мы просто перестали его замечать. Мы стали рассматривать все явления, не обращая внимания на его отношение к этим явлениям, не интересуясь даже вопросом, знает ли он о них. И тогда оказалось, что во всех существующих в мире системах происходит одно и то же: если система хранит информацию, значит ее элементы, двигаясь, сохраняют порядок. Так ведут себя автоматы, так бегут электроны по цепям вычислительной машины, так движутся молекулы в кристаллической решетке твердого вещества. Да и сам наблюдатель - это тоже система, только очень сложная и капризная. Но если отбросить капризы, то в общем-то и он подчиняется тем же законам: мозг его хранит информацию, потому что в нем существует движение импульсов, сохраняющих строгий порядок. И чем больше накопит он сведений, тем больше порядка будет в движении, рождающем мысль.

Так обстоит дело, если, отбросив субъективное мнение наблюдателя, научиться видеть в явлениях их объективную закономерность. Тот, кто умеет материалистически оценивать явления, никогда не повторит ошибки, которую допустил Бриллюэн. Он говорил: «Энтропия есть мера недостатка информации о действительной структуре системы».

Вы чувствуете, что в этой формулировке незримо присутствует наблюдатель? Если бы его не было, кто бы мог судить о структуре? Это он испытывает «недостаток», это он не знает, какова действительная структура системы.

Английский ученый Джон Пирс говорит еще более определенно: «Как только наблюдатель выявил что-нибудь в физической системе, так энтропия системы снизилась, ибо для наблюдателя система стала менее неупорядоченной».

Можно ли признать эти мнения правильными? Представим себе, что наблюдатель исследует какоето тело, изучая движение различных частиц. Что будет, когда он полностью изучит его структуру? Если верить Пирсу и Бриллюэну, энтропия тела станет равной нулю. Как же так? Разве оттого, что мы наблюдаем молекулы в кубике газа, они должны прекратить свой «футбол»? Конечно, нет! Не потому велика энтропия газа, что мы не имеем сведений о движении каждой частицы, а потому, что в движении нет никакого порядка: газ не хранит информации, он стремится к равновесию, к наибольшему хаосу, к самой большой энтропии. Зато в кристалле порядок есть. Если газ охлажден настолько, что на стенке сосуда выпали кристаллы, значит энтропия уменьшилась. И не имеет никакого значения, знает ли наблюдатель о том, что появился новый кристалл.

А теперь давайте еще раз позовем наблюдателя, чтобы раз и навсегда уяснить себе его роль. Пусть наблюдает за этим кристаллом. Чем меньше он знает о том, как движутся в нем молекулы, тем больше получит он информации, наблюдая любую из них. Все в соответствии с формулой: I = ς₀ + ς_n.

Объективная неопределенность от него не зависит - ς₀ равно постоянной величине. Но велика неопределенность его представлений ς_n и потому велико значение I. Потому и считают жители Нового Города, что информация есть «мера неопределенности» - ведь они разрабатывают каналы связи, по которым будут идти только те сведения, которые являются новостью для наблюдателя.

Но наблюдатель хитер. Получая сведения, он накапливает знания, и неопределенность его представлений становится все меньше и меньше. Сначала каждая буква несла ему 5 бит информации. Затем он понял, что буквы имеют разную вероятность, изучил всевозможные их сочетания, то есть уменьшил неопределенность своих представлений, и стал получать от каждой буквы чуть больше 3 бит. Наблюдгя движение, происходящее в тех или иных явлениях природы, человек всегда старается уловить в нем порядок. Если порядок изучен, значит нет неопределенности представлений и дальнейшие наблюдения становятся бесполезными. Представьте себе, что вы наблюдаете за движением молекул в кубике газа, отмечаете скорости, определяете их вероятность и строите кривую распределения скоростей. Дает ли вам что-нибудь новое такая кривая? Нет, она целиком повторит кривую Максвелла. И сколько бы ни получали вы новых сведений о том, где оказалась та или иная молекула в ходе нескончаемого «футбола», вы не узнаете ничего нового по сравнению с тем, что еще в прошлом веке узнал гениальный Максвелл. Потому что с тех пор, как он описал равновесное состояние газа формулами и кривыми, исчезла неопределенность представлений о законах, царящих в кубике газа, и вся дополнительная информация лишь подтверждает этот объективный закон.

В формуле I = ς₀ + ς_n исчез член ς_n - он стал равен нулю.

Значит, теперь I = ς₀.

Как это понимать? Очень просто: информация, которую будет получать теперь наш наблюдатель, равна объективной неопределенности движения. В кубике газа он обнаружит хаос. Этот хаос отразили с своей теории Людвиг Больцман и Джемс Максвелл. И нет больше смысла наблюдать за этим движением, потому что искать в нем новые сведения - значит попусту тратить время.

А если в газе нарушено равновесие?

Тогда в движении частиц будет соблюдаться определенный порядок: наиболее вероятным будет движение в сторону более низкой температуры. В такой системе есть информация. Хотите сделать все достоянием ваших знаний? Пожалуйста: измеряйте температуру в различных частях тела и наблюдайте за ее изменением.

Теперь вам понятно, как связана Информация, существующая в любой материальной системе, с информацией наблюдений?

Наблюдая движение, мы изучаем его законы; получая информацию, мы познаем мир. Теория и опыт помогают нам понять все, что вокруг нас происходит. Порядок движения, который существует в наблюдаемых нами системах, становится достоянием наших знаний. Когда человеку нужна информация, даже неподвижный камень послужит ее источником: изучая его, археолог увидит движение, существовавшее в ледниковый период, а физик - движение многих молекул и структуру кристаллов, из которых он состоит.

Надеюсь, вам теперь ясен этот вопрос?

- Как будто бы да. Чем больше сведений, тем больше знаний. Человек неустанно изучает природу, узнает о ней все больше и больше. Наступит время, когда человек изучит все законы движения, и тогда... Позвольте, а что же. будет тогда? Получается так: пока есть неопределенность представлений о какомто движении, можно получать о нем информацию путем наблюдений. Но вот получены все сведения о законах движения мира. Значит, незачем больше изучать этот мир?

- Нет, человек будет всегда пополнять свои знания.

- Но откуда он будет черпать новые сведения?

- Из внешнего мира.

- Ну, а если он уже изучил все законы движения?

- Такой минуты никогда не наступит. Законы движения мира неисчерпаемы, как сам мир. Максвелл описал хаос молекул в кубике газа. А знал ли он чтонибудь о том, что происходит внутри молекул? Нет, к этому люди пришли значительно позже. Но и здесь не последовало передышки. Человек заглянул внутрь атома и открыл там целый неведомый мир. Нет предела человеческим знаниям, нет барьера, после которого наступит полная ясность и нельзя будет изучать материю вглубь. Наши теории лишь частично отражают законы реального мира.

Когда-то считали, что весь мир подчиняется законам Ньютона. Потом оказалось, что есть объективная неопределенность в совместном движении массы частиц и законы Ньютона не могут точно описывать траекторию каждой частицы. С тех пор физика привлекла теорию вероятностей к изучению подобных процессов. Энтропия помогла еще глубже понять эти явления, а теория информации заставила нас по-новому взглянуть на природу энтропии. А пока мы изучаем существующие формы движения, уже рождаются новые формы. Этот процесс нескончаем: в космосе и на нашей планете, в человеческом обществе и в мире микробов - всюду рождаются новые формы. Мир находится в вечном движении, и никогда не наступит такого момента, чтобы в этом вечно движущемся мире не осталось для нас новостей.

Вот вам наглядное подтверждение, - профессор широким жестом указал на линию горизонта. - Развивающаяся наука привела нас к этим просторам, и разве может кто-нибудь сказать точно, где кончается этот маршрут?

Он взглянул на часы. Был уже полдень. Яркое солнце сияло над просторами необъятной Ничейной земли.

- Куда же вы теперь поведете отряд, профессор?

- Туда. Вы видите там, в облаках тумана, пик, вздымающийся ввысь? Это Вершина Человеческих Знаний. Если, взобравшись на эту вершину, взглянуть на далекие перспективы, можно увидеть необычайное: стремительный бег человеческой мысли, познающей природу самой себя.

ГЛАВА 3. ВОСХОЖДЕНИЕ НА ВЕРШИНУ

Как избежать плена?

- Если я правильно вас понял, профессор, вы собираетесь с помощью информации исследовать мысль? - спросил Быстров.

- Да, вы поняли меня правильно.

- И вы считаете, что для такого ответственного исследования в нашем распоряжении имеется достаточно средств?

- А как считаете вы?

- Я? - Быстров помолчал. Очевидно, он взвешивал все «за» и «против». - Видите ли, профессор, - сказал он, - мысль - это слишком сложное, многогранное явление, для того чтобы подходить к нему с какой-то одной стороны. Во все века человека интересовала природа мысли. Были открыты законы логики и психологии, философия вскрыла социальную сущность сознания. Все это касается содержания мысли.

Но как она существует? В каком виде сохраняет человеческий мозг то огромное количество сведений, которое накапливается в течение жизни? Каким образом из ранее приобретенных знаний рождается новая мысль? И когда появилась эта новая мысль, что же в конце концов происходит в человеческом мозге?

Исследования великого Павлова внесли здесь определенную ясность. По крайней мере стало известно, что основная роль в процессе мышления принадлежит коре больших полушарий. Павлов доказал, что клетки коры могут тормозиться и возбуждаться в зависимости от состояния психики и мыслительного процесса. Для того времени это было огромным шагом: по существу, впервые в науке появилась возможность связать мысль с тем материальным органом, который ее производит, с состоянием клеток, образующих кору больших полушарий. И все же оставалось неясным: как «работают» эти клетки, как «течет» по ним наша мысль?

Даже в настоящее время можно найти наивных людей, которые представляют себе, будто наши знания существуют в виде «извилин». Родилась новая мысль - и новая «щелочка» пролегла среди паутины извилин, избороздивших полушария мозга. А когда мысль работает напряженно, эти извилины должны как-то воздействовать друг на друга, поэтому они якобы «оживают», движутся... Вы, очевидно, слышали выражение «пошевели мозгами»? Оно родилось именно из такого вот представления о работе мозга, об извилинах, которыми время от времени приходится «шевелить».

- Для чего вы мне это рассказываете? - прервал Быстрова профессор. - Вы хотите убедить меня в том, что это не так?

- Ну что вы, профессор! - смутился Быстров. - Я просто пытаюсь изложить вам суть своих сомнений. Я хочу сказать, что в этой области до сих пор еще такое множество «белых пятен», что очень рискованно вести сюда целый отряд. Мы можем попросту заблудиться. Ведь до сих пор мысль изучали философы, психологи, физиологи. А мы - люди техники.

- Ну так что же? Разве люди техники не могут оказать физиологам и психологам большую услугу? Ведь именно техникой рождена в цепях электронной машины искусственная «машинная мысль»!

- Но, простите, профессор, я еще далеко не уверен в том, что это можно называть «мыслью».

- Ну что ж, как раз в этом мы с вами и должны разобраться. Как известно, кора больших полушарий мозга состоит из нервных клеток - нейронов. Нейрон - это «ячейка» нашего мозга, подобная ячейкам, из которых составляются логические схемы электронных машин. В последние годы во многих лабораториях мира изучаются свойства этой «ячейки». Конечно, нейрон «устроен» гораздо сложнее магнитных ячеек или полупроводников. И все же точно доказано, что есть у них и общие свойства: так же как ячейка электронной машины, нейрон может «отпираться» и «запираться», давая ответы «да» или «нет». Мы можем исследовать взаимодействие подобных ячеек в каналах электронных машин. Что из этого следует? А вот что: те процессы, которые физиологи могли изучать лишь в общих чертах, мы можем представить себе во многих деталях. И не случайно в последние годы на различных технических конференциях то и дело всплывает вопрос о природе мысли.

- Да, но, насколько мне известно, многие из тех, кто увлекается кибернетикой, склонны слишком уж высоко возносить «машинную мысль»! Оми считают, что между человеческой мыслью и «мыслью» в машине нет принципиальной разницы, что стоит лишь решить некоторые технические проблемы, сделать более емкой «память» машины, и она начнет мыслить, как человек. Не знаю, как вы, профессор, а я считаю, что этот путь является ложным. И если мы с вами поведем отряд по этим дорогам, мы просто заблудимся, мы неизбежно окажемся в плену механицизма!

Вот видишь, читатель, я честно выполнил все свои обещания. Я не зря говорил об опасностях, которые подстерегают нас на Ничейной земле. Правда, механицизм - это не название дикого племени и не имя его вождя.

Механицизм - это научное направление. Оно родилось во времена Ньютона. Когда законы Ньютона позволили объяснить механику солнечной системы, многим ученым показалось, что с помощью этих законов можно понять весь мир. Все явления они пытались свести к законам механики. А законы эти весьма просты. По плоскости катится шарик. Если бы не было трения, он катился бы бесконечно. Если на него действует сила, он начнет катиться быстрее. Два шарика притягивают друг друга с силой, пропорциональной их массе и обратно пропорциональной расстоянию. Впрочем, стоит ли говорить об этом подробно, если все это можно прочесть в учебнике средней школы?

Непонятно другое: какой тут может быть плен?

А вот какой. Если с помощью этих шариков пытаются объяснить более сложные вления, начинается механицизм. Механисты рассуждают так: любое тело состоит из молекул, а молекула - это тот же шарик. Значит, из таких же вот шариков состоит и живой организм, и все его органы, и все, что они производят. Поэтому нет существенной разницы между человеком и механизмом. Ну, а как же быть с мыслью? Очень просто: надо и ее свести к этим шарикам. Поэтому мысль стали представлять себе как некое вещество, которое мозгом производится так же, как, скажем, печенью вырабатывается желчь.

Очевидно, подобных взглядов и опасался Быстров. Но профессор с ним не согласен.

- При чем здесь механицизм! - горячится он. - Я призываю вас решать эту проблему в свете последних достижении науки, а вы подсовываете мне покойника, который был похоронен еще полвека на-, зад! Неужели вы впрямь считаете, будто специалисты из области кибернетики хотят доказать, что мысль подчиняется законам Ньютона?

- Нет, так не считаю. Но когда некоторые из современных ученых пытаются свести к простым сигналам любую сложную мысль, они в новой форме возрождают все тот же механицизм. Нельзя забывать о том, что мозгу присущи высшие формы движения, что их нельзя свести к простой сумме низших, потому что сложное движение имеет те качества, которых нет ни в одной из простейших форм.

- Упрощать, конечно, не следует, - согласился профессор. - Но не менее опасной является и другая крайность. Есть, к сожалению, и такие ученые, которым в любой попытке глубже проникнуть в мозговые процессы мерещится механицизм.

- Уж не имеете ли вы в виду меня, профессор? - вспыхнул Быстров.

- Вас? Нет, я еще недостаточно хорошо понял вашу позицию в этом вопросе. Да и вообще зачем нам ссориться? Впереди трудный путь, а трудности лучше всего помогают людям узнать друг друга. Однако должен честно признаться, что ваша чрезмерная осторожность кажется мне излишней. Вы не находите, что мы с вами поменялись ролями? Недавно вы убеждали меня во всепроникающей сущности информации, а теперь мне приходится убеждать в этом вас. Мы же видели, что информация может одинаково проявлять себя в самых различных материальных системах. Почему же мозг должен представлять собой исключение? Оттого лишь, что он сложнее всех остальных систем? А не кажется ли вам, что с этих позиций вы проповедуете непознаваемость мысли? А ведь это, пожалуй, хуже механицизма. Смотрите, наука идет все дальше и дальше. Она дала вам новые методы, новое понятие - информацию, единицы для ее измерения - берите, пользуйтесь, идите дальше! Действительно, мозг порождает самую сложную форму движения. Но кто же, если не мы с вами, должен эту сложность преодолеть и понять? Отбросьте вашу чрезмерную робость - она мешает идти вперед.

Новая теория хочет связать живое и неживое? Но разве можно сводить высшие формы движения к низшим? Нет, на этом пути легко поскользнуться. Куда проще, не вникая в суть новых методов и понятий, повесить на них ярлычок: «Опасно - механицизм!» К счастью, мы с вами не верим чрезмерно осмотрительным людям. Мы ведь знаем, что наука требует не бесконечных оглядок, а дерзаний, поисков, стремительного порыва к тому, что ново, что зовет только вперед.

Мы не философы и не биологи, мы люди техники. Но ведь имеем мы право задаваться вопросом о том, какие пути ведут к познанию мысли! И мы должны искать ответа на этот вопрос. Но прежде всего надо научиться не бояться теней. Свет всегда порождает тени: все новое, что появлялось в науке, вызывало яростные протесты и должно было отстаивать свое право на жизнь. Эта борьба продолжается и сегодня. Тех, кто пытается использовать новые методы в изучении мозга, предостерегают на каждом шагу. Например, доктор Фролов заявляет категорически, что сравнение мозга с электронной машиной «дезориентирует не только инженера и математика, но и исследователя-биолога и психолога, возвращая его к механистическим позициям XVIII века»¹⁴. Не правда ли, очень похоже на мрачные тени? Фролов запрещает кибернетике исследовать человеческий мозг. И он, к сожалению, не одинок. В том же сборнике ему вторит профессор В. Н. Колбановский: «Серьезно проводить параллели между машинами и организмами - значит возвращать науку к механистическому материализму на несколько столетий назад».

Так что же нам остается делать? «Серьезно» сравнивать информацию в машине и в мозге нам запрещают. А как же быть с ее общностью, с тем, что информация является единой мерой порядка движения для простых и для сложных форм? Может быть, прикажете считать это шуткой? Но с фактами шутить не рекомендуется, факты за это мстят.

Значит, получается так: если мы будем изучать свойства информации в цепях электронной машины, а затем искать те же свойства в человеческом мозгу, мы возвратим науку «на несколько столетий назад».

А если мы все же дерзнем идти дальше? Если мы не поверим тому, что говорит Колбановский, и будем искать единую суть информации для высших и низших форм?, «Нет, нельзя сводить высшие формы движения к низшим», - предостерегают нас осторожные люди. А мы и не собираемся этого делать! Мы хотим только глубже понять их единство. А в этом нам как раз и должна помочь философия, потому что именно эта наука ищет общие закономерности, присущие и природе, и обществу, и человеческой мысли. В поисках единства и общности была, есть и будет одна из важнейших задач науки, стимул ее развития, ее высшая цель. Без понимания этой общности мы никогда не смогли бы назвать все, что есть в нашем мире, одним всеобъемлющим словом «материя». Мы никогда не признали бы, что люди, растения и животные не были созданы богом, что самые сложные формы материи возникли из низших, простейших форм. И в этом единстве мы будем пытаться найти ответ на вопрос о том, где и как рождается мысль. И мы будем делать это совершенно «серьезно».

Оттого, что информацию в мозгу хранят и посылают друг другу живые ячейки, что она существует там в виде самых простых сигналов, подобных тем, что используются в машине, мысль не перестает быть самой сложной формой движения. В звуках музыки не исчезнет сложная гамма чувств композитора, если его симфонию мы оценим количеством бит. Вдохновенные строки Пушкина не сведутся к «низшим формам движения» Даже в том случае, если они будут храниться в простейших ячейках искусственной памяти, а средством их передачи послужит простейший двоичный код. Значит, все-таки могут простые ячейки хранить в себе большую и сложную мысль?

Надо понять, как из простого рождается сложное, прежде чем делать выводы или прогнозы. Диалектика «как бы является скрипкой Страдивариуса, самой совершенной из скрипок, но, чтобы на ней играть, нужно быть музыкантом и знать музыку. Без этого она будет так же фальшивить, как и обычная скрипка». Эти слова принадлежат академику Капице, и мне нечего к ним добавить. Разве что некоторые факты. Может быть, в утверждениях по поводу сущности информации тоже можно уловить эти фальшивые звуки? Ведь многих пугала ее удивительная «вездесущность». Разве можно искать в клетке какието коды или считать, что энтропия ячеек памяти зависит от сведений, которые они будут в себе хранить? Осторожные люди решили на всякий случай оградить территорию новой теории, закрыть ей пути на Ничейную землю. Они выдвинули тезис о том, что нельзя «серьезно» сравнивать энтропию в теории информации и энтропию в термодинамике., Они «запретили» искать их единую сущность. Они настаивали на том, что между ними надо признать лишь внешнюю, формальную связь.

Но существует на свете самая совершенная скрипка. В руках тех, кто знает и любит музыку, она звучит удивительно мелодично. В ее звуках вся гармония мира, торжество человеческой мысли, непрерывный научный прогресс. Надо лишь заставить звучать ее струны так, чтобы в эту гармонию не вплетались фальшивые ноты.

Разве нужно заглушать фальшивыми звуками голоса тех, кто в неразрывной связи явлений ищет единую сущность информации и энтропии? Быть может, в их утверждениях есть еще много спорных вопросов, но ведь единую сущность энергии тоже искали сотнями лет! А теперь совместно с энергией можно учитывать и информацию, значит можно глубже понять материальный мир. Прислушайтесь: разве не к этому призывает нас голос чудесной скрипки? В мире все существует в движении: движутся атомы и галактики, природа, люди и мысль. Можно оценить движение в единицах энергии, потому что она является мерой его интенсивности: система получает энергию - интенсивность растет. Информация характеризует движение, потому что она является мерой его направленности: система накапливает информацию - растет порядок движения ее элементов. Эти меры применимы ко всем формам движения, они позволяют оценить два основных его качества: направленность и интенсивность.

В мозгу тоже существует движение. Мы можем оценить его направленность и интенсивность: мозг потребляет около 25 ватт мощности (то есть расходует 25 джоулей энергии в течение каждой секунды) и хранит информацию в количестве 10¹² - 10¹⁵ бит. Конечно, у нас пока нет достаточного количества фактов, чтобы дать полный анализ работы мозга. Но любой шаг, позволяющий глубже проникнуть в мозговые процессы, представляет собой огромную ценность. Наступит время, когда эти первые всходы превратятся в удивительные плоды: люди научатся освобождать сознание от усталости и перегрузок, от влияния старости и болезней, очищая мозговые каналы связи от влияния посторонних помех. И все эти «вмешательства» в таинственный мир мозговых процессов ни в какой степени не затронут той идеальной стороны мышления, которую имеют в виду классики марксистской теории, когда они говорят о том, что содержание и сущность мысли не могут быть сведены к низшим формам движения.

- Но о какой идеальной стороне мышления вы говорите? - спросил я профессора. - Вы же только что доказывали, что мысль рождается мозгом в виде циркулирующих по клеткам сигналов. Сигналы материальны, клетки - тоже. Где же тут «идеальная сторона»?

Профессор взглянул на меня с досадой и удивлением. Так смотрит старый учитель на самого бестолкового ученика.

- Вы читаете книги? - спросил он, в свою очередь.

- Ну, разумеется, - я никак не мог уловить, куда клонит профессор.

- Страницы материальны, - продолжал профессор, повторяя мои интонации, - буквы тоже. Значит, по-вашему, в книге нет никаких идей? Так, что ли?

- Нет, конечно, не так.

- Вот в том-то и дело. Есть книги вредные и полезные, прогрессивные или реакционные. Идеи могут быть разные, хотя все книги состоят из похожих страниц и одинаковых букв.

Так и в вашем мозгу. В одинаковых клетках существуют разные мысли. Комбинацией клеток может создаться любой зрительный образ. Ну, например, образ стула. Но стул, который родился в вашем воображении, - это стул идеальный - на нем нельзя 255 посидеть.

В свое время Энгельс писал: «Мы несомненно «сведем» когда-нибудь экспериментальным путем мышление к молекулярным и химическим движениям в мозгу, но разве этим исчерпывается сущность мышления?»

Разумеется, нет. Надо учитывать еще содержание мыслей - способность анализа и обобщений, идеи, взгляды, творческий характер и классовую сущность сознания. А что касается способов накопления, хранения и передачи информации, то здесь надо неустанно искать единые методы, проводить аналогии, ставить эксперименты. И пусть себе поют фальшивые скрипки¹ о том, что это механицизм. Мы будем искать единую сущность информации и в машине и в мозгу. Информация в цепях автомата несет «модели движения» его элементов. А если бы наш мозг не хранил в себе тех же «моделей движения», разве могло бы наше сознание отразить наш движущийся мир?

- Минуточку, профессор! - вдруг взмолился Быстров. - Ваши слова звучат так убедительно, что я перестаю улавливать различие между мыслью и информацией. И то и другое - это «модели движения». Но должна же быть между ними какая-то грань!

- Несомненно. Вот ее-то мы и поищем, прежде чем отправиться в путь.

Кто-нибудь из членов отряда встречал в литературе последних лет имя английского ученого Эшби? Это виднейший деятель в области кибернетики, создавший немало новых методов и остроумных схем. Так вот, когда Эшби рассуждает о связи информации с мыслью, эти понятия становятся у него почти равноценными. Он утверждает, что степень развития ума человека можно определить как способность выбора наилучшей возможности из множества вариантов.

Если сопоставить это определение с формулой Шеннона, то сходство их становится вполне очевидным: и тут и там речь идет об одной из возможностей, выбранной из большого числа. Когда мы оцениваем количество информации, получаемой при извлечении черного шара из ящика с множеством разноцветных шаров, мы тоже учитываем одну из возможностей среди большого числа других. Ведь, помимо возможности извлечения черного шара, существует возможность вытащить белый, синий или зеленый. Мы имеем в виду все эти возможности, когда подставляем в формулу Шеннона различные величины P_i.

Но Эшби говорит о «наилучшей» возможности, а формула Шеннона полностью исключает понятие «ценности». Однако уже сейчас теория информации делает первые успешные шаги в отношении введения понятия «ценности», и можно предполагать, что ближайшее будущее позволит частично или полностью преодолеть эту грань. Таким образом, приняв точку зрения Эшби, можно сделать вывод, что методы новой теории могут быть прямо и непосредственно использованы при рассмотрении такого сложного йродукта материи, каким является мысль. Нет нужды много говорить, насколько заманчивой была бы такая возможность. Ведь, поставив знак равенства между мыслью и информацией, мы могли бы, подсчитав объем информации, полученной человеком по какомулибо вопросу, измерить его «осведомленность». А сложив между собой «объемы» многих вопросов, мы оценили бы в единицах объема его эрудицию, его знание, его опыт!

Затаив дыхание слушаем мы профессора. Вот было бы хорошо, если бы наука позволила производить такие оценки; какой беспристрастной точности можно достигнуть при приеме экзаменов, при присвоении степеней и ученых званий, при решении вопросов о повышении в должности и расстановке кадров! Но профессор словно прочел нашу мысль.

- Беда в том, - говорит он, - что желаемое не всегда достижимо. И хотя решение той или иной научной задачи или жизненной ситуации и сводится зачастую к выбору наилучшего варианта из многих возможных, все же предложенная Эшби формулировка далеко не исчерпывает всех сложных и многообразных явлений, заложенных во всеобъемлющее понятие «мысль».

Где же возникает и где кончается та граница, которая разделяет информацию и мысль? Самым универсальным способом сохранения информации является текст. С помощью информации, заключенной в словесном тексте, можно отразить любое явление или суждение, выразить любую мысль. Снова возникает желание поставить знак равенства между понятиями «мысли» и «информации», и снова приходится призывать на помощь осмотрительность и осторожность. Мысль, как известно, является продуктом мозга. Текстовая информация может характеризовать этот продукт с той или иной степенью полноты и точности, однако это еще вовсе не дает права слить в единое целое информацию об этом продукте и сам продукт. С таким же успехом мы можем охарактеризовать с помощью информации все интересующие нас качества промышленного продукта (например, какогото механизма). И все же мы никогда не согласимся ограничиться получением информации в том случае, когда нам нужен сам механизм.

Только четкий материалистический подход к явлениям может внести полную ясность в этот вопрос. Мысль рождена движением, происходящим в материальном мире, и находится с этим движением в неразрывной связи. Информация является звеном, связывающим сознание с окружающим миром. Казалось бы, куда яснее и очевиднее? Но нет, даже неоспоримые научные факты до сих пор не могут избавить многих зарубежных ученых от тех заблуждений, которые упорно насаждаются теоретиками идеализма уже не первую сотню лет.

За порогом сознания

Я слушаю речь профессора, и в моей памяти проходят все этапы развития человеческой мысли, издавна жаждущей получить ответ на самый главный вопрос.

«Я в мире или мир во мне?» Всплывая в той или иной форме, этот философский вопрос переходил от эпохи к эпохе, вызывая неизменные горячие споры между представителями различных направлений и школ. Прошло немало веков, прежде чем четкие формулировки диалектического материализма вскрыли связь между объективной сущностью мира и его отражением в нашем сознании. А рожденное нашей эпохой понятие «информации» послужило еще одним ярким подтверждением материалистических взглядов на окружающий мир.

Ко времени античных философов относятся первые попытки объяснения взаимосвязи сознания с окружающим миром.

Почему человек видит окружающие предметы?

Философы древности объясняли это по-разному. Одни утверждали, что в глаза попадают частицы, излучаемые самими предметами. Другие, напротив, считали, что сами глаза являются источниками этих частиц.

Греческий врач Гален построил теорию «светоносного воздуха», который якобы рождается мозгом, а затем по полому нерву направляется в глаз. Глаза излучают «светоносный воздух» в пространство, окружающие предметы его отражают, и он вновь достигает глаз.

Сейчас нам легко оценить наивность этих суждений. И все же мы должны признать, что взгляды древних материалистов были значительно ближе к истине, чем пришедшие им на смену идеалистические воззрения, выражавшие полное недоверие чувствам или отрицавшие реальность отраженного в сознании мира и 'сводившие все представления о мире к «врожденным идеям» или «воспоминаниям бессмертной души».

Попытки воздвигнуть мифическую стену, отгораживающую сознание от окружающего мира, повторялись на протяжении всей истории развития философской мысли и нашли свое завершение в двух обобщающих философских концепциях, обосновавшихся по разные стороны этой стены. По одну сторону подняли знамя сторонники Беркли и Юма, провозгласившие полное отсутствие реально существующих вещей. По их мнению, все видимые и освязаемые нами предметы - это не более чем «комплексы ощущений», существующие лишь постольку, поскольку существуем мы. А с другой стороны стены, за которой начинался необъятный простор материального мира, родилась не менее противоречивая теория Канта, утверждавшего, что стена эта непреодолима, ибо человеческий разум никогда не постигнет сущности мира, каждый элемент которого представляет собой непознаваемую «вещь в себе».

Не располагая научными фактами, философы прошлого могли искренне заблуждаться. Но какой убогой политической спекуляцией представляются современные идеалистические теории, пытающиеся уцепиться за ту же призрачную «стену»! До самого основания разрушают ее новые научные взгляды на информацию, несущую «модели движения» окружающего нас мира нашим органам чувств. Просто смешными кажутся сейчас попытки так называемой «семантической философии» доказать нам, что на реальные события можно воздействовать путем «изменения понятий», или утверждение прагматизма о том, что истинность всего существующего зависит от нашего «разумения», оценивающего его «полезность».

Ни одно из научных открытий не дает таких фактов, которые хотя бы на секунду поколебали нашу уверенность в объективной сущности мира. Уверены мы и в том, что все научные, проверенные практикой представления и образы, живущие в нашем сознании, отражают реально существующий мир. В мире есть разные формы движения. Путем наблюдения разных явлений мы приобретаем ту информацию, которая дает нам возможность глубже познать мир. И нет предела движению мысли: чем больше узнаем мы о мире, тем больше вопросов встает на нашем пути. А ведь когда-то ученым казалось, что одни лишь законы механики царят в этом мире.

«Ум, которому были бы известны для какого-либо момента все силы, одушевляющие природу, и относительное положение всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в единой формуле движение величайших тел вселенной наравне с движением легчайших атомов: не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее, так же как и прошедшее, предстало бы перед его взором».

Так рассуждал один из выдающихся ученых прошлого века, математик Лаплас. По его мнению, этот «обширный ум» был бы способен предсказать все, что будет происходить во вселенной, с помощью огромного количества уравнений. Не слишком ли просто? Если это действительно так, значит все, что происходит с нами сегодня, было «предрешено» движением частиц, происходившим во времена Лапласа, то есть больше ста лет назад! Да нет, значительно раньше, в той непроглядной тьме веков, когда все частицы нашей планеты еще метались в хаосе бесконечной вселенной, не подозревая о том, что спустя миллиарды лет неизбежно сгорит на костре Джордано Бруно и обязательно родится Лаплас.

Так ли?

К счастью, не так. К счастью - потому что скучно было бы жить в мире, в котором ничего нельзя изменить.

Нет, мир оказался куда более замысловатым, чем он представлялся ученым, жившим 100 лет назад. Своим непрерывным движением он рождает все новые и новые формы, но никогда не родится в нем предрешающий все будущие состояния всеобъемлющий ум. Потому что даже в облаке газа царит случайность, и в лучшем случае мы можем говорить лишь о вероятности нахождения какой-то частицы в указанном месте в данный момент. «Система вселенной, как единое целое, такова, - говорит современный английский ученый Тьюринг, - что смещение одного электрона на одну миллиардную долю сантиметра в некоторый момент времени может явиться причиной того, что через год человек будет убит обвалом в горах».

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