Беседы об информатике

Такими же свойствами обладают не только системы, состоящие из молекул и атомов, но и великое множество других систем, в том числе и полностью абстрактных. Например, множество чисел, для которых мы ввели условие, что они могут меняться как угодно, лишь бы сумма оставалась постоянной.

Отсюда с неизбежностью следует вывод, что закон неубывания энтропии, — это не закон природы, а закон, описывающий поведение любой системы, в том числе и абстрактной, подчиняющейся только что сформулированному условию. Законом природы он становится тогда, когда имеются объекты, допускающие описание в понятиях термодинамики.

Законы термодинамики справедливы для песчинок, камней и целых планет. Но существует ли такой объект — камень? Наверное, для того чтобы ответить на этот вопрос, надо установить границы между тем, что мы считаем камнем, и тем, что мы камнем не считаем.

Вот это как раз невозможно. Камень и окружающий его воздух есть просто множество молекул; причем и в том и в другом случае расстояние если не между молекулами, то между ядрами атомов, из которых эти молекулы состоят, во много раз превышает размеры самих ядер.

Границы между камнем и не камнем есть результат некоторого вводимого нами условия. Отсюда вывод: камень — это не реальный физический объект, а понятие, которое мы условно вводим для того, чтобы получить возможность применять термодинамику. В этом нет ничего плохого или порочного. До тех пор пока нас интересует камень как таковой (то есть когда необходимые условия уже введены), мы можем знать с вполне достаточной для камня точностью все, что связано с его поведением. Но при этом не следует забывать о введенных условиях.

Все сказанное имеет прямое отношение и к закону неубывания энтропии. Этот закон далеко не так универсален, как представлялось тогда, когда на основании этого закона делались прогнозы о тепловой смерти Вселенной и неизбежного разрушения информации, то есть в конечном итоге гибели всего живого. Закон неубывания энтропии, безусловно, действует в рамках одной из научных дисциплин — термодинамики, которую благодаря В. Гейзенбергу мы считаем замкнутой дисциплиной, а следовательно, применимой к ограниченному кругу понятий. Закон неубывания энтропии не может быть применен к отдельным атомам и молекулам, которые обладают замечательным свойством сохранения своей структуры. Сколько ни разрушай молекулу воды, она восстанавливается, причем в точно таком же виде, что и до разрушения. Вряд ли у кого-нибудь могут быть сомнения в том, что именно молекулы и атомы, а не песчинки, камни и планеты составляют основу всего сущего.

Связь или информация?

Похоже, что мы снова отвлеклись от шенноновской теории. Нам давно пора вернуться к ней. Но прежде в порядке разминки или разрядки, как хотите, предоставим слово члену Национальной академии наук США Джону Р. Пирсу, известному своими работами по электронике сверхвысоких частот, радиолокации и связи:

«Насколько я могу судить, термины „общая теория связи“ и „теория информации“ являются синонимами. Я предпочитаю пользоваться первым термином, он мне кажется более определенным. Под тем или другим названием об общей теории связи было написано много всяких нелепостей, пожалуй, больше, чем о какой-либо иной технической области знаний после теории относительности и квантовой теории. Смысл слов „связь“, „информация“ и „теория“ известен каждому. Услышав, что имеется теория о передаче любых сообщений, люди хотят как можно скорее применить эту теорию к решению своих проблем. А проблемы могут быть разные: в области философии, лингвистики, психиатрии, психологии, химии и физики. Применять всюду эту новую теорию, может быть, можно, а может, и нельзя».

Возможно, суждения Р. Пирса в чем-то чересчур резки, но и подобная резкость, и чрезмерные восторги, не раз высказывавшиеся по поводу шенноновской общей теории связи, имеют одну и ту же причину. Здесь постоянно делаются попытки перенести круг понятий одной замкнутой научной теории на другую — сделать то, от чего предостерегал В. Гейзенберг.

Шенноновская общая теория связи, к слову сказать, подобное название, за исключением слова «общая», было предложено самим К. Шенноном, в настоящее время представляет собой прекрасно разработанную и имеющую огромное количество практических применений теорию. Однако объектом приложения этой теории является отнюдь не информация, а каналы связи. Множество сигналов, распространяющихся в любом канале связи, будь то трансатлантический телеграфный кабель, телефонная или радиолиния, составляет статистический ансамбль, к которому применимы понятия статистической физики.