Сергей Титов - Естествознание. Базовый уровень. 11 класс

Ценность информации далеко не всегда зависит от её количества. Предположим, что вам предложено решить тестовое задание, где из четырёх возможных ответов требуется выбрать один верный. Узнав ответ, вы получите информацию, величина которой равна 2 битам, а ценность – единице. Если же вам предложат выбор из шестнадцати вариантов, то в этом случае правильный ответ принесёт вам 4 бита, а ценность полученной информации останется прежней, так как и в том и в другом случае вы в результате достигаете поставленной цели – справиться с заданием. Информацию, которая не содержит никакой ценности, называют шумом. Одна и та же информация может обладать различной ценностью. Так, если по телевизору передают репортаж о спортивном состязании, то для зрителя, интересующегося спортом и болеющего за одну из играющих команд, получаемая информация представляет огромную ценность, тогда как для его соседа, думающего о чём-либо другом или читающего книгу, репортаж представляется шумом.

Важной характеристикой информации служит её избыточность. Избыточная информация присутствует практически в любом тексте. Изначально избыточность текста появляется из-за того, что вероятность встречаемости букв в алфавите русского, как и любого другого, языка неодинакова. Если проанализировать встречаемость различных букв в русском тексте, то мы увидим, что в половине случаев мы обнаружим буквы О, Е, А, И, Т, Р или Н, и меньше 5 % придётся на долю букв Ю, Ж, Х, Щ, Ф, Ш, Э, Ц, И, Ъ. С учётом неравномерной встречаемости букв энтропия алфавита русского языка равна не 5 битам, а всего 4,39 бита. Отношение максимальной энтропии к реальной и определяет её избыточность.

В действительности избыточность языка оказывается ещё большей из-за того, что в языке существуют устойчивые пары или тройки сочетаний букв, вероятность появления которых значительно больше, чем у других сочетаний. Если учесть вероятность появления различных сочетаний двух букв, то энтропия становится равной 3,52, а при учёте вероятности сочетаний трёх букв – 3,05 бит/букву [5]. Благодаря этому часто даже при потере значительной части букв текст удаётся восстановить, т. е. извлечь из него всю изначально содержащуюся информацию. Классический пример можно найти в книге Жюля Верна «Дети капитана Гранта». В записке, которую извлекли из желудка акулы, было смыто морской водой 170 букв из 250. Паганель не смог полностью расшифровать испорченный текст, но ему удалось извлечь из него достаточно информации, чтобы после нескольких попыток найти потерявшуюся экспедицию. Тексты с меньшим числом потерянных знаков часто можно восстановить полностью.

Допустим, вам встретилось слово, в котором есть такое сочетание: «Б, затем утерянный знак, затем Ф». Восстановить это испорченное слово будет не так уж трудно. Скорее всего, в голову придёт что-то съедобное: «бифштекс», «ростбиф», «бефстроганов» или «буфет»; может быть, вспомните ещё «буфер», а вот дальше у вас начнутся затруднения. Набор будет очень ограничен ещё из-за того, что буква «Ф» в русском языке встречается очень редко, практически только в словах, заимствованных из других языков. Но и при более простых сочетаниях восстановить текст нетрудно в том случае, когда небольшая его часть утрачена. Особенно просто это сделать с текстом, в котором содержатся знакомые, часто употребляемые выражения. Сможете ли вы, например, прочитать такое объявление:

«До..лни…ь.ые к.н.уль.а..и п. м…ма..ке .у..т пр.в..ить.я в. …рник .осл. пя..г. ур..а»?

Из этого объявления «выпала» почти половина знаков, и тем не менее нетрудно восстановить его полный текст [6].

Различные виды текстов обладают различным количеством избыточной информации. Если вспомнить, что мерой величины информации служит её неожиданность, то часто можно услышать или прочесть в сети тексты, содержащие практически нулевую информацию. Вот типичный пример:

– Привет!

– Привет!

– Ну как ты?

– Нормально. А ты?

– И я нормально.

– Ну, хорошо. А я вот иду, смотрю, ты тут стоишь.

– Ну да. Ну что, пока?

– Пока. Ну, я пошла.

Часто большой избыточной информацией обладают художественные, особенно поэтические тексты. У некоторых поэтов-авангардистов встречаются тексты, абсолютно лишённые какого-либо смысла, где вся информация основана только на грамматических связях. Вот отрывок из произведения русского поэта начала прошлого века Велимира Хлебникова:

«Хатославль песен певучего слога, старомилы, шкурники, баромилые годы, брюхомолы, особая порода самобожеств, пузомолы, брюховеры, смежни зарёю главной, мозговеры».

Каждая ситуация, каждый текст требуют своего уровня избыточной информации. Преимуществом избытка информации может быть либо эстетическое качество художественного произведения, либо его лучшее понимание. Если бы тексты не содержали избыточной информации, их восстановление после повреждения стало бы невозможным.

Рис. 21. Сообщения, не содержащие избыточной информации

Поэтому в тех случаях, когда цена ошибки в понимании текста может быть слишком высокой, используют сообщения с большой избыточной информацией. К ним относятся, например, переговоры авиадиспетчеров. С другой стороны, избыточная информация требует большего времени для своего восприятия и большего количества знаков для передачи сообщения. Поэтому в тех случаях, когда сообщение требует конкретных, обязательных действий, оно не содержит или почти не содержит избыточной информации. Таковы, например, указатели «Прохода нет», «Посторонним вход воспрещён», «Высокое напряжение» и т. п. (рис. 21).

1. От чего зависит ценность полученной информации?

2. Как называется информация, не несущая никакой ценности?

3. С чем связана избыточность информации языка?

4. В каких случаях большая избыточность текста оказывается полезной? Приведите примеры помимо тех, что указаны в параграфе.

1. Придумайте примеры высказываний с минимальной и избыточной информацией.

2. Оцените значение информации о современном обществе. Раскройте смысл высказывания премьер-министра Великобритании Уинстона Черчилля «Кто владеет информацией, тот владеет миром».