Терри Пратчетт - Наука Плоского мира. Книга 2. Глобус

Корень данного недоразумения заключается в недостаточном внимании к контексту. Наука серьезно относится к контексту, но имеет привычку игнорировать «внешние» ограничения изучаемой системы. А контекст – это важное, но недооцененное свойство информации. Слишком легко зациклиться на комбинаторной ясности сообщения, упустив из виду сложные и запутанные процессы, производимые получателем при декодировании сообщения. Контекст имеет определяющее значение при толковании сообщений, то есть его смысла. Тор Норретрандерс в своей «Иллюзии пользователя» ввел термин «эксформация», определяющий роль контекста, а Дуглас Хофштадтер нашел с ним общую точку в книге «Гёдель, Эшер, Бах». Обратите внимание, как в следующей главе, казалось бы, нечитаемое сообщение «ТИОРСИЯ» становится понятным, как только в расчет принимается его контекст.

Вместо того чтобы рассуждать о ДНК как о «чертеже», в котором закодирован организм, легче порассуждать о компакт-диске с записанной на нем музыкой. Биологическое развитие напоминает компакт-диск, содержащий инструкции по сборке нового проигрывателя. Если у вас нет рабочего проигрывателя, их нельзя «прочитать». Если смысл не зависит от контекста, то код на компакт-диске должен содержать неизменяемый смысл, не зависящий от проигрывателя. Но действительно ли это так?

Сравним две крайности: «стандартный» проигрыватель, преобразующий цифровой код на диске в музыку так, как заложили его разработчики, и музыкальный автомат. В случае с последним единственное посылаемое вами сообщение – это деньги и нажатие кнопки, но он распознает их в своем контексте как несколько минут музыки. Любой номерной код, по идее, может «означать» любую музыку, которую вы желаете услышать; это зависит лишь от настроек автомата, то есть эксформации, сопряженной с его дизайном. А теперь представьте себе автомат, который распознает диски, не проигрывая закодированные на нем мелодии как последовательные биты, а переводя этот код в число и потом проигрывая какой-нибудь другой диск, соответствующий этому номеру. К примеру, допустим, что Пятая симфония Бетховена в цифровой форме начинается с 11001. Это число 25 в двоичной системе. Итак, автомат считывает ее как «25» и ищет диск под 25-м номером, который, допустим, оказывается, записью джазмена Чарли Паркера. С другой стороны, там же в автомате находится диск под номером 973, на котором записана Пятая симфония Бетховена. В таком случае диск с Бетховеном может быть «прочтен» двумя совершенно разными способами: как «указатель» на Чарли Паркера или на саму Пятую симфонию (запущенную любым другим диском, код которого начинается с числа 973, записанного в двоичной системе). Два контекста, две интерпретации, два смысла, два результата.

Каким бы ни было сообщение, оно в любом случае зависит от контекста: отправитель и получатель должны согласовать между собой условия преобразования смысла в символы и обратно. Без этих условий семафор представлял бы собой просто несколько кусков древесины, колыхающихся на ветру. Ветки деревьев – это тоже куски древесины, колыхающиеся на ветру, но никто не пытается расшифровать в них сообщения, передаваемые деревом. Зато кольца деревьев, то есть годичные кольца, которые можно увидеть на спиле ствола, – совсем другое дело. Мы научились «расшифровывать» их «сообщения», содержащие информацию, например о том, какой климат был году в 1066-м. Если кольцо толстое, значит, в том году дерево хорошо подросло – год выдался теплым и влажным; тонкое же кольцо указывает на неблагоприятный год, скорее всего, холодный и сухой. Но последовательность годичных колец стала сообщением, заключающим в себе информацию, только когда мы узнали зависимость между климатом и ростом деревьев. Само же дерево не отправляло нам никаких сообщений.

В биологическом развитии условиями, наполняющими смыслом сообщение ДНК, являются физические и химические законы. В них-то и заключается эксформация. Однако едва ли ее можно представить в количественном виде. Сложность организма определяется не количеством оснований в последовательности ДНК, а сложностью процессов, инициированных этими основаниями в контексте биологического развития. То есть смыслом «сообщения» ДНК, получаемого слаженной и рабочей биохимической машиной. Здесь мы оставляем амеб далеко позади. Развитие эмбриона с маленькими отростками, а затем ребенка с тоненькими ручками включает в себя ряд процессов, при которых образуется скелет, мышцы, кожа и так далее. Каждый этап зависит от текущего состояния других этапов, и все они обусловлены контекстом физических, биологических, химических и культурных процессов.

Центральное понятие в теории информации Шеннона занимает некая энтропия , что в данном контексте означает степень, с которой статистические шаблоны в источнике сообщений влияют на количество передаваемой в них информации. Если одни шаблоны бит оказываются вероятнее других, то они передают меньше информации, так как неопределенность уменьшается на меньшее ее количество. Например, в английском языке буква E встречается гораздо чаще, чем Q. Если бы вам пришлось выбирать между E и Q, вы бы поставили на E. Когда ваш прогноз не сбывается, вы получаете больше информации. Энтропия Шеннона выравнивает это статистическое неравновесие и позволяет «честно» измерять объем информации.

Сейчас, по прошествии лет, кажется досадным, что он выбрал слово «энтропия», поскольку одноименное понятие устоялось в физике, где под ним обычно понимается «беспорядок». Противоположный ей «порядок», как правило, отождествляется со сложностью. Контекст в данном случае лежит в разделе физики, известном как термодинамика, изучающем отдельно взятую упрощенную модель газа. Молекулы газа в термодинамике представляют собой «твердые сферы», микроскопические бильярдные шары. Они периодически сталкиваются и отскакивают друг от друга, будто обладают идеальной эластичностью. Законы термодинамики указывают на то, что большое скопление таких сфер подчиняется определенным статистическим закономерностям. Первый закон гласит, что общая энергия системы постоянна. Тепловую энергия можно преобразовать в механическую, как, скажем, в паровом двигателе; и, наоборот, механическую можно преобразовать в тепловую. Но сумма их всегда остается неизменной. Второй закон при помощи более точных понятий (которые мы вскоре это поясним) определяет, что тепло не может передаваться от более холодного тела более теплому. В третьем же законе говорится о том, что температура газа не может опускаться ниже температуры «абсолютного нуля», составляющего приблизительно –273 °C.