Игра разума. Как Клод Шеннон изобрел информационный век
В период своего пребывания в Оксфорде Клод был занят серьезной – по крайней мере на его взгляд – проблемой: расстроенный тем, что ему приходится ездить по левой стороне дороги, Шеннон разработал уникальное инженерное решение. Его статья под названием «Трюк с четвертым измерением, или Скромное предложение в помощь американскому водителю в Англии» открывается рассказом о бедах американца водителя:
«Американцу, путешествующему на машине по Англии, противостоит дикий и враждебный мир… Нам, с нашими укоренившимися привычками, он кажется совершенно безумным. Машины, велосипеды и пешеходы выстреливают из ниоткуда, а мы при этом всегда смотрим в противоположном направлении. Мужчины сыплют в наш адрес проклятиями, а женщины кричат и истерически смеются, когда мы лихорадочно пытаемся выбраться из каждой неловкой ситуации. Пассажиры в это время обычно совершают непроизвольные движения, закрывая лицо или давя на воображаемые тормоза. Указатель поворота и ручка стеклоочистителя ветрового стекла тоже расположены непривычно для американцев, и в итоге мы показываем повороты ручкой стеклоочистителя, быстро для правого поворота и медленно для левого. Вся эта дорожная ситуация усугубляется узостью английских улиц и высокой скоростью езды местных водителей. Не способствует нашей безопасности и пристрастие англичан к возведению каменных стен, примыкающих к дорогам».
Шеннон предложил идею, которая даже по его признанию звучала «грандиозно и совершенно непрактично – пустая мечта математика». Его идеей было создать четвертое измерение, которое бы меняло представление о правом и левом:
«Как это будет работать? Если выразить это коротко – используем зеркала. Если вы поставите правую руку перед зеркалом, в отражении это будет, как левая рука. Если вы увидите ее во втором зеркале, после двух отражений она снова выглядит, как правая рука, а после трех – опять как левая, и т. д. Наша идея – снабдить американского водителя системой зеркал, которая даст ему заметное преимущество, чтобы он смог увидеть мир не таким, какой он есть, а таким, каким бы он был в четырехмерном измерении и при обзоре в 180 градусов».
И наконец, ряд усовершенствований в системе рулевого управления преобразовывал движения американского водителя в движения англичанина: поворот руля влево заставил бы повернуть машину вправо и наоборот. Вот так.
Снабженная рисунками, расчетами и схемами, эта работа была написана, конечно, в шутливом ключе, но остается самым запоминающимся эпизодом пребывания Шеннона в Оксфорде. Ее нельзя было назвать пустяком – Шеннон продемонстрировал здесь желание потратить свое время на то, чтобы воплотить эту шутку в реальности, а также невозмутимое безразличие к любым наградам. А еще она вскрыла некоторую обеспокоенность опытного путешественника, который по большей части терпел всяческие перемещения по свету и мечтал взять с собой в поездку свой дом – пусть даже в качестве оптической иллюзии.
К тому времени, когда начались приятные бесплатные поездки, связанные с награждениями, у Шеннона было уже трое детей, и каждая такая поездка была возможностью путешествовать по миру всей семьей. Их дочь Пегги вспоминала: «Ему вручали награду в Израиле, и мы всей семьей отправились в шести- или семинедельную поездку в середине учебного года. Мы поехали в Израиль, а потом в Египет, Турцию и Англию… Для этого меня выдернули из учебного процесса где-то на шесть недель».
Даже самая доброжелательно настроенная аудитория и мероприятия, проводившиеся в его честь, были ему неприятны.
Сам Шеннон испытывал смешанные чувства по поводу этих поездок. Он был домоседом и интровертом, да к тому же приверженцем консервативной кухни. Его кулинарные пристрастия сводились к домашнему мясу и картошке, и если он не мог найти близкого этим блюдам иностранного эквивалента, то начинал беспокоиться. Пегги вспоминала, что их семья редко выходила куда-то поесть даже в Массачусетсе. Так что перспектива довольствоваться кускусом в Израиле или сырой рыбой в Японии в буквальном смысле страшила ее отца.
Да к тому же его все больше тяготила публика, особенно когда он начал отходить от той работы, которая сделала ему имя. Если раньше он был уверенным в себе лектором МТИ, способным к импровизациям, то со временем у него развился заметный страх сцены. Но не потому, что он боялся повышенного к себе внимания, а, скорее, из опасения исчерпать интересные и интеллектуально наполненные темы. Шеннон не собирался уподобляться тем стареющим знаменитостям, что склонны читать проповеди и произносить банальные вещи. Тот стандарт, который он сам себе установил – чистая математика, и больше ничего.
Даже самая доброжелательно настроенная аудитория и мероприятия, проводившиеся в его честь, были ему неприятны. Так, к примеру, в 1973 году Шеннона впервые пригласили прочитать свою лекцию в институте электрической и электронной инженерии в Ашкелоне, в Израиле. «Я никогда прежде не видел подобного страха сцены, – вспоминал математик Элвин Берлекамп. – Я даже не мог себе представить, что кто-то может быть таким напуганным в окружении друзей». За кулисами Шеннону потребовалось время, чтобы успокоить нервы, а на сцену он вышел вместе со своим другом. Еще один из присутствовавших на лекции отмечал: «Он просто чувствовал, что люди очень многого ожидают от его лекции, и боялся, что не скажет им чего-то важного и значимого. Вряд ли стоит говорить о том, что это была блестящая лекция, но, на мой взгляд… она продемонстрировала, каким скромным человеком он был».
В ответ на очередное приглашение своего друга Шеннон, предчувствуя, что его вновь попросят выступить, попробовал упреждающий удар: «С тех пор, как мы вышли на пенсию, Бетти перестала мыть окна, а я не читаю лекций». И все же несмотря на все свои страхи перед публикой, Шеннон не отказывался от поездок и принимал все положенные ему почести, просто чтобы дать возможность Бетти посмотреть мир.
То, что приглашения и регалии лились потоком, частично можно было объяснить тем, что технологические достижения 1970-х годов показали миру важность теории информации. Том Кайлат, студент МТИ той эпохи, отмечал, что сразу после выхода «Математической теории связи» Шеннона все «были убеждены в том, что теория информации никогда не получит практического применения». В старые времена люди изучали латинский и греческий в качестве тренировки для ума, точно так же молодые инженеры 1950-1960-х годов рассматривали теорию Шеннона как «хорошую тренировку».
Но зарождавшиеся цифровые технологии начали вбирать в себя те коды, существование которых впервые установил Шеннон. 5 сентября 1977 года в сторону Юпитера и Сатурна был запущен автоматический зонд «Вояджер-1». Он был защищен против возможных ошибок одним из этих кодов и мог передавать снимки планет-гигантов через 1,2 миллиарда километров космического пространства. В том же году пара израильских исследователей Джейкоб Зив и Абрахам Лемпель разработали алгоритм сжатия данных без потерь на основе работы Шеннона, посвященной кодированию. Впоследствии этот алгоритм станет одной из ключевых опор будущих систем интернет- и сотовой связи. Тот факт, что Зив был аспирантом в МТИ в то же самое время, когда Шеннон являлся членом факультета, было, по его собственному признанию, определяющим фактором его интереса к данной области.
Номинация Шеннона и Винера оценивалась как имеющая довольно слабые шансы, но сам ее факт демонстрировал отношение к Шеннону его современников.
Но даже когда масштаб открытия Шеннона стал очевидным, «он не любил хвастаться», по воспоминаниям Артура Льюбеля.
«Время от времени я вспоминаю, как однажды был у него дома и он показывал мне программу конференции по теории информации. Он просто взял ее, вручил мне, и я увидел список с названиями научных заседаний. Одно заседание называлось “Шеннон Теория 1”, а второе — “Шеннон Теория 2”, и далее шло пять заседаний подряд под его началом».