5,5 бита + 0,5 бита -f- 7,0 бита -f- 1,5 бита. 14,5 бита из 40 понадобится затратить поэту, чтобы придать своему стиху звуковую выразительность с помощью ритма и рифмы!
Но современные поэты пишут не только ямбом или другими классическими стихотворными размерами. Вспомните стихи В. Маяковского. Рифмы в них глубже и богаче, а ритмика стиха гораздо более свободна.
Подсчеты показывают, что на рифмовку, которой пользовался Маяковский и многие современные поэты, уходит не 8,5, а 10 битов. Зато на ритм затраты совсем незначительны — 2-3 бита, не больше.
Как видите, теория информации позволяет измерять не только телеграфные разговоры, но и такой сложнейший язык, как поэзия. Но не в измерении «емкости» стиха заключается главный смысл этой теории…
ЯЗЫК И КИБЕРНЕТИКА
Теория информации позволила изучать любые средства связи с помощью чисел. Информация, выраженная в битах, понятна и человеку и машине. Ее можно хранить, будь это железная память машины, живая память человека или животного, или искусственная память рукописей, магнитофонов, книг, фильмов. Ее можно передавать по самым различным каналам связи. Нервные волокна, радиоволны, электрический ток, световые волны — вот далеко не полный перечень каналов связи, которыми пользуется человек.
Наконец, информацию можно не только хранить и передавать, но и перерабатывать. Принимать с ее помощью решения, управлять. И раз мы пользуемся точными числами и мерами, то безразлично, кто это делает — человек ли, животное или автомат.
Эта всеобщность процессов передачи, хранения, переработки информации и привела к рождению новой науки — кибернетики. О кибернетике написано множество книг — научных и научно-популярных, специальных и общедоступных. Мы же хотим рассказать лишь об одной узкой проблеме кибернетики — о «разговоре» человека с машиной, об обмене информацией между автоматами и людьми.
Мы назвали эту проблему узкой. Это не совсем так. Чтобы перевести на машинный язык задачи языкознания, психологии, экономики и многих других наук, требуется, чтобы и сами эти науки овладели числами и точными мерами. Иначе они не смогут дать задания вычислительным машинам.
Да и сама проблема «разговора» человека с машиной находится на стыке многих наук. Как вводить информацию — сразу в виде двоичных чисел или, может быть, в какой-либо иной форме? Быть может, перевод на свой, «машинный язык» машина сделает сама? И все ли доступно переводу на числа, кто бы ни делал этот перевод, человек или робот?
Разработкой «машинного языка», языка программ и чисел занимаются математики и логики в содружестве с инженерами. Переводом знакомых систем, существующих в нашем обществе, на «язык машины» занимаются лингвисты в тесном контакте с программистами.
Не только проблемы специального «языка машины» волнуют ученых. G помощью машин можно лучше изучить и наш обычный, человеческий язык, и другие средства связи. Машины могут помочь переводчикам с иностранных языков. Они могут оказать огромную помощь в расшифровке древних письмен. Говорящие и читающие устройства могут быть «глазами» и «ушами» людей, лишенных зрения и слуха.
Но, пожалуй, самая существенная, самая важная помощь ожидается от «грамотных машин» в обработке и хранении всего огромного запаса сведений, накопленных человечеством за многие сотни и тысячи лет.
Глава 5
«КЛАДЕЗЬ ЗНАНИЙ»
ТРИ ВЕЛИЧАЙШИХ БЛАГА
В незапамятные времена было изобретено письмо — величайшее благо для человечества. Память людская забывчива, к тому же она может исказить давнопрошедшие события. Трудно хранить знания лишь в человеческом мозгу. Ему не под силу удержать весь богатейший запас сведений, возрастающий с каждым годом.
Благодаря письму люди в тысячи крат увеличивали емкость и точность своей памяти. Однако долгое время чудесное изобретение было доступно лишь немногим посвященным. Знатоками письма были избранные, священнослужители и жрецы. Кисточкой или зубом акулы, каменным резцом или иглой наносили они письмена на камни, глиняные плитки, деревянные дощечки и листы папируса.
И лишь сравнительно недавно, в XVI веке, появилось второе величайшее благо — книгопечатание. Сокровищницы знаний — книги стали доступны не узкому кругу людей, а сотням, тысячам, десяткам тысяч, миллионам.
Вместе с ростом числа читателей рос и поток различных книг. Уже к концу XVI века, лишь через полвека после изобретения печатного станка, вышло в свет около 40 тысяч книг. Чем дальше, тем больше. Вот несколько чисел, которые говорят красноречивее любых слов.
В нашей стране — 400 тысяч библиотек. В них хранится полтора миллиарда книг. Ежегодно в мире издается 200 тысяч различных книг и журналов, публикуется около 3 миллионов статей, печатается около 60 миллионов страниц технической литературы. Для ее хранения требуются полки длиной более трехсот километров.
Общее число печатных работ, накопленных человечеством, равно 100 миллионам. Из них более 30 миллионов книг. А ведь подсчитано, что человек, даже при ежедневном чтении по десять часов, не сумеет прочесть за всю свою жизнь и 30 тысяч книг.
Как же быть? Читать только самое необходимое? Но ведь зачастую трудно решить, что необходимо, а что нет. Ученый, инженер, техник обязан читать всю выходящую по его специальности литературу. Иначе ему придется «изобретать велосипед», делать заново уже сделанное открытие.
Как же успеть прочитать даже литературу в одной области? Было подсчитано, что если химик, владеющий тридцатью языками, будет читать все выходящие в свет работы в своей области, то за год он сумеет прочесть лишь одну десятую часть всей текущей литературы.
Из всех книг, хранящихся в Государственной библиотеке СССР имени В. И. Ленина, почти половина никогда не была в руках читателей. Не потому, что они неинтересны. А просто потому, что в этой библиотеке 21 миллион книг.
Как же сделать, чтобы не потерять ни одной крупицы знания, добытого человечеством? До изобретения книгопечатания книг было слишком мало. Теперь их слишком много. И люди начали создавать «машинную письменность». Ее-то и можно считать третьим величайшим благом человечества, ибо только она не дает человеческой памяти и мысли утонуть в океане книг.
ИСТИНА — В СРАВНЕНИИ
Информацию можно мерять числами. Сколько же бит за секунду может усвоить человек?
Скорость вычитания одного числа из другого невелика. Она равна 3 битам в секунду. Скорость сложения двух однозначных чисел, например 5 и 3, 2 и 7 и т. п., гораздо выше. 12 бит, 12 двоичных единиц информации в секунду может переработать наш мозг.
Наверное, вы видели, как стремительно печатает на машинке опытная машинистка, с какой быстротой бегают по клавишам ее пальцы. 25 бит в секунду — такова ее скорость. Примерно с такой же «информационной скоростью» «работает» и пианист. Умелая стенографистка достигает скорости 50 бит в секунду!
Не удивляйтесь и не завидуйте. При очень быстром чтении вы и сами достигаете примерно такой же скорости — 30-40 бит в секунду. А при быстром разговоре и того больше — 40-50 бит. (Конечно, ценность информации при этом не учитывается; при пустой болтовне она может равняться нулю.) Рекордной скорости достигает человек при опознании объектов. 40-70 бит в секунду обрабатывает мозг, распознавая зрительные образы.
Это предел. Быстрее мы работать не можем, хотя сетчатка глаза за секунду может воспринять чудовищную величину — три и даже пять миллионов бит. Но мозг ее не обработает, «не поймет».
Итак, 40-70 бит информации в секунду — предельная скорость. Насколько же быстрее может работать машина?
По обычному телевизору ежесекундно передается около 50 миллионов бит информации. Телефон способен передавать за секунду 30 тысяч двоичных единиц, а фототелеграф — 40 тысяч.
Величины подавляющие. Но только ничтожная часть этой информации действительно полезна. Для того чтобы мы могли понимать речь по телефону, достаточно не 30 тысяч, а каких-нибудь 50 или 100 бит. Телевизор также мог бы работать с гораздо меньшей «информационной нагрузкой» (над уменьшением этой нагрузки и бьются сейчас ученые и техники). В каких же величинах выражается «полезная» скорость обработки информации машинами?