Революционный держите шаг

«Срочно!». Инсталляция Аристарха Чернышева. Россия, 2007 год

Информационный взрыв столь радикально изменил жизнь людей, что казалось, вот-вот наступит период спокойствия и пожинания плодов. Но нет, то был взрыв тротиловый, а предстоит атомный

Первая информационная революция — это, несомненно, само появление естественного языка и уникального механизма его реализации — членораздельной речи. Вопрос, как именно и когда это произошло, не решен и вряд ли будет решен. Более или менее понятно, что параллельно шли процессы формирования «софта», «операционной системы» (языка) и процесс совершенствования «харда» — устройства головного мозга и речевого аппарата. Собственно, с этой главной пока биологически-информационной революцией связана специфика нашего вида, переход его в новый модус, когда культура (ненаследуемая информация) начинает конституировать существование человека, все дальше отодвигая генетическую информацию на второй план. Это в конечном счете определило высокую адаптивность нашего вида, заполонившего всю поверхность Земли и все чаще задумывающегося о броске в Космос. Нам есть чем гордиться: по вирулентности мы (хотя бы в некоторых отношениях) даже превзошли вирусы!

Долгое время человечество удовлетворялось этим революционным достижением. Не будем забывать, что вербальная информация уже тогда была неоднородна: наряду с той ее частью, которая передается разговорной речью и обслуживает бытовые надобности («Эй, малец, подай-ка палку-копалку!»), в ней выделился другой полюс, связанный с ритуально-магическими практиками, регулирующими социальную жизнь и обеспечивающими правильность протекания космических процессов. Этот полюс бытования языка был ориентирован не на рутинное производство типовых, однако всякий раз новых высказываний, но на обеспечивающую коллективную память трансляцию существенно важных и относительно неизменных блоков информации. Такая двойственность, сохранявшаяся вплоть до XX века (и кое-где присутствующая до сих пор), обеспечивала существование человечества на протяжении большей части его истории. Поддержание устной традиции требовало специальных форм высказывания, где слова неотделимы от напева и ритмически упорядочены, а действие сопровождается жестикуляцией, специальными телодвижениями, операциями с символическими объектами. Неудивительно, что многовековая традиция устной передачи важной информации отложилась в языке, что позволило, например, исследователям XIX–XX веков реконструировать эти древние «прототексты-мифы» по современным идиомам.

Усложнение общественного устройства и хозяйственных практик привело к так называемой неолитической революции. Ее важнейшей частью стала Вторая информационная революция — изобретение письменности. Коллективная мнемоника фольклора вытесняется литературой (в широком смысле слова). Человечество изобретает Текст: островки ритуальной устойчивой речи сохраняют при этом свой устный характер (в некоторых культурах до нашего времени), но значимые текс ты других типов (связанные, по выражению Николая Гумилева, с «низкой жизнью»: хозяйством, уголовным и имущественным правом) отделяются от устного начала и закрепляются в знаках, сперва обозначающих предметы, понятия и отношения между ними (идеография), а затем фиксирующих в той или иной форме строй языкового высказывания. Культурная информация приобретает материальную устойчивость. Чтобы поймать птичку информации в клетку текста, конечно, необходимо затратить серьезные усилия (на обучение грамоте людей, на изобретение и производство носителей информации), в обмен мы получаем гарантию ее неизменности (а при необходимости возможность точного копирования!) и пространственной локализации (на надгробном памятнике или в хранилище глиняных табличек).

Репродукция и понимание текстов потребовали обучения не только писцов, но и филологов-комментаторов, разъясняющих непонятные места. При этом письменные тексты, привязанные к мертвым материальным носителям, гораздо менее способны сопротивляться внешней среде, чем одновременно консервативные и изменчивые устные прототексты. Печальная судьба сгоревшей в несколько приемов Александрийской библиотеки стала ключевой для Европы метафорой культурной катастрофы, связанной с грубым вмешательством физической реальности в идеальный мир письменной информации.

Отметим, однако, одну важную особенность этой новой информационной реальности: если условия благоприятствовали, письменность становилась достоянием не только узкой группы профессионалов (законодателей, писцов, чиновников), но и более или менее широких слоев потребителей-читателей. Мало того, письменная речь стала захватывать сферы бытового общения («Эй, малец, одолжи-ка мне молоток, а я отплачу бутылью масла! Заранее спасибо!»). Дошедшие до нас эпистолярные памятники разных эпох — от эллинистического Египта до средневекового Новгорода — бесценны для историка и языковеда: русские берестяные грамоты позволили современным лингвистам совершить прорыв в области истории русского языка.

И все же собственно текстовая культура в Европе долгое время почти везде оставалась элитарной. Это определялось и относительной дороговизной расходных материалов, и — уже в христианскую эпоху — отношением к письменному тексту исключительно как к Писанию. Центрами книжной культуры надолго стали монастыри: и переписывание книг (наверное, следует писать Книг), и их чтение оставались уделом посвященных.

Собственно, Третья информационная революция, важную фазу которой мы сейчас переживаем, началась в Европе с изобретения книгопечатания. Разумеется, получать отпечатки человечество научилось еще в дописьменные времена. Однако, как это часто бывает, хорошо известное старое в новых условиях вдруг переместилось с культурной периферии в центр. Стремительно распространившаяся по Европе полиграфия радикально изменила культурный ландшафт континента. Библиотека отделилась от Монастыря, книга по мере удешевления стала проникать в частное пространство простых людей, не имеющих отношения ни к церковной иерархии, ни к государственной власти.

Маховик, запущенный честной немецкой рукой Гутенберга, движется безостановочно. Вот механизировано производство бумаги. Вот закрутились ротационные машины. Вот линотипы заменили наборщиков. Тексты размножаются все быстрее (в конце концов моментально) и все шире. Одновременно выяснилось, что фиксироваться и транслироваться может не только письменная вербальная информация, но и звучащее слово, и любой звук, и любое изображение, и их комбинация. Мало того, чем далее, тем более фиксация и трансляция отрываются уже не только от традиционных государственных, но и от привычных хозяйственных институтов: издательских домов с их владельцами, редакторами, бухгалтерами, типографиями. До определенного времени это вино бродило в бочке старого быта и старой экономики, и лишь к концу прошлого века информационный Гвидон поднатужился, вышиб дно и вышел вон.

1. 2002 год, разгар второй интифады. Хотя операция израильских войск «Защитная стена» была направлена исключительно против террористов, боевые действия не могли не затронуть и гражданский сектор. Компьютерный класс в палестинской школе с проломленной то ли танком, то ли взрывом стеной
2. Для американских солдат в Афганистане компьютер такая же необходимая часть вооружения, как винтовка
Фото: VU/EAST NEWS, AP/EAST NEWS

Что такое информация?

У нынешней информационной революции есть две стороны. Во-первых, идея информации теперь пронизывает все наше мировоззрение и заставляет по-новому смотреть на мир. Во-вторых, сбор, обработка, хранение и передача информации отчуждены от человека и поставлены на промышленную основу. Но что оно такое — информация? Само латинское слово informatio (буквально — «придание формы, формирование») в латыни имеет три круга значений: «разъяснение, истолкование», «представление, понятие» и «осведомление, просвещение» (ср. русское слово «образование», означающее как «возникновение, оформление», так и «обучение, сообщение сведений»). Значение «сведения, знания и их сообщение» выкристаллизовалось постепенно, и в этом значении слово вошло теперь в число самых употребительных. На сайте http.//books.google.com/ngrams можно посмотреть чрезвычайно красноречивые графики частотности слова «информация» в основных европейских языках: после примерно 1950 года его популярность начинает быстро расти. Это неслучайно: именно середина ХХ века стала переломной для нашей истории.

Математическую теорию информации создал американский инженер Клод Шеннон в 1948 году. Он работал на телефонную компанию Bell и решал очень практичную и конкретную задачу: сколько телефонных разговоров или телеграмм можно одновременно передавать по данному проводу и как этот поток увеличить? Как настоящий ученый, однако, Шеннон понял, что вопрос на самом деле надо ставить гораздо шире: сколько любой «информации» в единицу времени можно передать по любому «каналу связи»? Но для того чтобы на него ответить, нужно сначала научиться измерять количество информации. И Шеннон предложил определять его «степенью удивления получателя»: в сообщении тем больше информации, чем ниже его вероятность (выше неожиданность). Если вероятность равна 100%, то есть вы заранее знали, что придет именно такое сообщение, то информации (для вас) оно не содержит. Предложенный им метод исчисления количества новой (непредсказуемой) и избыточной (предсказуемой) информации, содержащейся в сообщениях, передаваемых по каналам технической связи, и лег в основу теории информации. Этот метод позволяет, в частности, эффективно использовать каналы связи — на месте, которое занимал всего один аналоговый ТВ-канал, теперь можно поместить полдюжины цифровых.

Важно подчеркнуть, что эта теория имеет дело только с последовательностью символов, а не с содержанием или значимостью сообщения. Их оценивать она пока не умеет. Все просто, если телеграфист (канал связи) просто расшифровывает на слух точки-тире азбуки Морзе и печатает буквы, думая о чем-то своем. Его не заботит содержание телеграмм. Но вот он случайно обращает внимание, что напечатал в последней принятой телеграмме: «ГРУЗИТЕ АПЕЛЬСИНЫ БОЧКАХ». Однако какой это сообщение несет смысл, судить не ему, а получателю.

Для телеграфных проводов (сетевых маршрутизаторов, спутников космической связи) смысл и неважен — они, как тот телеграфист, имеют дело только с точками и тире (нулями и единицами). Теория информации прекрасно работает, предсказывая нам, сколько нулей и единиц можно передать по данному проводу и насколько эффективно можно сжать данный файл, чтобы он занимал меньше места на диске, а также как именно это сделать. Но она не претендует на то, чтобы измерять смысл или значимость сообщения.

Конечно, чрезвычайно соблазнительно выглядит перспектива обобщить эту теорию на что-нибудь более интересное. Например, доказать с цифрами в руках, что в стихах содержится больше «информации», чем в прозе. Самого Шеннона такие вопросы тоже занимали. Уже в своей первой, основополагающей статье 1948 года он писал, что Джеймс Джойс в «Поминках по Финнегану», расширяя словарь, «добивается повышения плотности семантического содержания». А в 1952-м опубликовал статью, где описывал эксперименты по определению количества информации в связном тексте — он предлагал испытуемому (своей жене) угадывать текст буква за буквой и таким образом вычислял «вероятность сообщения для его получателя», где получателем служит уже не механизм, а человек. Теоретико-информационные подходы к литературе развивали такие выдающиеся мыслители, как Андрей Колмогоров, Юрий Лотман и Умберто Эко, но, хотя в гипотезах недостатка не было, количественных результатов до сих пор не получено.

Областью человеческого языка применение понятия информации отнюдь не исчерпывается. Посмотрим на дело шире: все органы чувств доставляют нам информацию. Зрительные, тактильные, слуховые ощущения — все это информация. Общее здесь то, что энергия сигнала ничтожна по сравнению с его воздействием на получателя. Переключаясь на красный, светофор посылает поток фотонов в глаза водителя. Энергия такого сигнала крайне мала, но он останавливает многотонный грузовик. Это — информационный процесс. Можно сказать, что животные отличаются от растений в первую очередь тем, что если растения перерабатывают только вещество и энергию, то для животных жизненно важна переработка информации. Лишь благодаря этому они могут добывать пропитание, находить партнеров и спасаться от хищников. Удивительно ли, что у животных возникла специальная подсистема организма, отвечающая за переработку информации, — нервная система.

Классический пример информационного воздействия — перевод стрелки на железной дороге, посылающий поезд по другому пути. Это хорошая метафора: для того чтобы вызвать большие изменения, необязательно прикладывать большую силу, достаточно малой, если знать, где ее приложить, и если система, на которую мы хотим воздействовать, достаточно сложна: цунами ведь словом не остановить, против лома приема все-таки нет. А вот «перевести на другие рельсы» человека или целую страну иногда можно одной фразой или одним декретом. Не зря кибернетика, наука об управлении (сложными системами), возникла сразу вслед за теорией информации.

Еще один аспект информации — ее связь с упорядоченностью, неслучайностью. Знаменитое второе начало термодинамики гласит, что энтропия замкнутой системы увеличивается, то есть порядок в ней убывает. Магнитная лента осыпается, компакт-диск крошится, бумага желтеет и рассыпается. Чтобы сохранить информацию, упорядоченную структуру, ее надо периодически копировать на новые носители, затрачивая на это энергию. Переработка и передача информации тоже связаны с энергетическими затратами. Неслучайно на долю мозга и нервной системы человека приходится, по разным оценкам, от 10 до 30% всей потребляемой организмом энергии. И недаром уже в 2006 году, по данным Американского агентства по защите окружающей среды, вычислительные центры США обогнали по потреблению энергии промышленность, производящую транспортные средства (включая автомобили, самолеты, поезда и суда).

Можно даже сказать, что жизнь — это нескончаемая борьба информации с энтропией. Живые существа поддерживают свою упорядоченность, извлекая энергию из среды. По парадоксальному определению Ричарда Докинза, живой организм — это машина для сохранения (путем непрерывного копирования) наследственной информации, заключенной в ДНК.

Пекинская молодежь в очереди за Айфоном-4, сентябрь 2010 года. В первые четыре дня продаж в стране было реализовано более 100 000 смартфонов. Фото: GETTY IMAGES/FOTOBANK.COM

Краткая история вычислительной техники

Но мы слишком отвлеклись от нашей основной темы. Вернемся к информационной революции и посмотрим на вторую ее составляющую, компьютеризацию. Список тех, кто заложил ее основы, по праву надо начать с Аристотеля. Он показал, что в рассуждениях и доказательствах есть механическая составляющая, которую можно доверить любому исполнителю, способному слепо следовать правилам. «Если все люди смертны и Цезарь — человек, то Цезарь смертен», «если все рыбы живут в воде и селедка — рыба, то селедка живет в воде», — смысл разный, но структура одинаковая, а потому проверить эти силлогизмы на правильность может тот, кто понятия не имеет ни о селедках, ни о Цезаре... даже машина. Это был первый необходимый шаг на пути отчуждения обработки информации от человеческого сознания. (Обратим внимание на параллель между Аристотелевой логикой и шенноновской теорией информации: и та и другая занимаются только формальной стороной текста, не покушаясь на постижение смысла.)

В некотором отношении первым компьютером был абак — обыкновенные счеты, изобретенные еще в Древней Греции. Конечно, костяшки на нем передвигает человек, но важно не это, а то, что при работе с абаком не надо думать и вычислять: надо только перекодировать арифметическую задачу в расположение костяшек, затем по известным правилам передвинуть их и прочитать результат. В этом смысле абак мало чем отличается от электронного калькулятора, где тоже нужно в определенном порядке нажать кнопки и прочитать результат, — вычисления же таинственным образом происходят вне человеческого мозга.

Идея механического компьютера родилась у Чарлза Бэббиджа в знаковом 1812 году. Он использовал опыт математиков, составлявших по заданию французского правительства логарифмические таблицы. Группа эта разработала «программу»— инструкцию для людей-вычислителей, где были расписаны цепочки арифметических операций, приводившие в конце концов к требуемому результату. Смысл же этих вычислений исполнителям понимать было совершенно не обязательно, а значит, в принципе ничто не мешало заменить людей механизмами. Воплощению этой идеи Бэббидж посвятил всю свою жизнь, и его проект механической «аналитической машины» во многом предвосхитил архитектуру современных компьютеров. Следующей крупной вехой на этом пути стали работы математиков: Курта Гёделя, автора знаменитой «теоремы о неполноте», и Алана Тьюринга. В трудах Гёделя математика обратила свои методы на самое себя — он изучал так называемые формальные системы, то есть правила рассуждений и вычислений, восходящие к логике Аристотеля и арифметике на абаке. А Тьюринг, продолжая эту тему, придумал воображаемую машину, способную по заданной программе писать и стирать нули и единицы на бесконечной бумажной ленте, и доказал, что она является универсальным компьютером, то есть способна вычислить все, что только можно вычислить механически.

1. В фирменных магазинах Apple с планшетником можно возиться сколько душе угодно. Клиент должен к нему привыкнуть, а привыкнув, купит обязательно
2. Зона складирования и переработки отходов на одном из Мальдивских островов. Архипелаг стал одним из крупнейших центров современной туристической индустрии. Потому и мусор современный
Фото: GETTY IMAGES/FOTOBANK.COM (х2)

Как раз примерно к этому времени развитие радиовещания привело к широкому распространению вакуумной электроники — созрела возможность реализации настоящих компьютеров. Надо понимать, что любой компьютер должен состоять из большого числа простых и одинаковых деталей, логических элементов, которые только и умеют делать, что комбинировать два входных сигнала в один выходной. Например, если на обоих входах единицы (есть сигнал), то и на выходе единица, во всех других случаях ноль (нет сигнала) — так устроена логическая операция «и». Реализовывать такие элементы можно технически по-разному, даже на чистой механике, как в проекте Бэббиджа, но такое устройство было бы чудовищно громоздким и ненадежным. Электроника позволила достичь относительной надежности, но первая ламповая машина ЭНИАК, строившаяся с 1943 по 1946 год и стоившая полмиллиона тогдашних долларов, содержала больше 17 000 ламп и половину времени простаивала, потому что лампы перегорали по нескольку штук в день.

Но тут сказалось фундаментальное различие между механическими и информационными машинами. Чем мощнее механизм, тем он должен быть больше и прочнее, иначе не выдержит собственной силы. Информация может переноситься очень слабыми сигналами, поэтому повышения вычислительной мощности надо добиваться, наоборот, уменьшая рабочие элементы. Это, во-первых, позволяет упаковать большее их число в тот же объем, а во-вторых, снижает энергопотребление каждого элемента. Так началась гонка миниатюризации. Сначала уменьшали вакуумные лампы. Но у них есть один неизбежный недостаток: катод надо нагревать, а на это уходит много энергии, и большей частью впустую. Поэтому изобретение полупроводниковых транзисторов стало следующим прорывом: они (почти) не греются, работают на гораздо более слабых токах, чем лампы, и их можно уменьшать до микронных размеров. Хотя идею транзистора запатентовал Юлий Лилиенфельд еще в 1925 году, работа по созданию первого прибора велась в лабораториях фирмы Bell начиная с 1946 года (там же и тогда же работал Шеннон!), и в 1954-м она завершилась успехом.

Вот так ровно к середине ХХ века созрела критическая масса для нового взрыва. Кроме легкости и экономичности у полупроводниковых приборов оказалось еще одно неоценимое достоинство: на одном кристалле можно соорудить целую электронную схему с большим числом транзисторов, к тому же без ручного труда, методами, сходными (не символично ли?) с полиграфическими. Первая работающая микросхема была продемонстрирована Джеком Килби уже в 1958-м, всего через четыре года после появления транзистора, в год запуска спутника, а в 1963-м начались работы по созданию компьютерной сети ARPANET, и в 1969-м она соединила ЭВМ Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Стэнфордского исследовательского института. Это был прототип Интернета.

Меж тем размеры элементов интегральной схемы сокращались на глазах. В 1965-м один из основателей Intel, Гордон Мур, пришел к выводу, что число транзисторов, которые удается втиснуть на один кристалл, возрастает примерно вдвое за год. Мур предположил, что такой стремительный рост продолжится еще лет десять, после чего произойдет, как это обычно бывает, насыщение. Поразительно, но рост (точнее, уменьшение размеров элементов), по закону Мура, продолжается и поныне, хотя и с несколько меньшей скоростью: с 1971 по 2011 год число транзисторов в интегральных схемах удваивалось каждые два года. Нетрудно подсчитать, что 20 удвоений за эти 40 лет дают увеличение более чем в миллион раз. Мощность компьютеров возросла еще больше, поскольку одновременно повышалось быстродействие каждого отдельного элемента. Но и миллион — довольно много: это означает, что вычисление, которое сейчас занимает три секунды, в 1971-м машина производила бы больше месяца без отгулов и выходных, да и то при условии, что ей хватило бы памяти, а ведь емкость накопителей тоже не стояла на месте.

Следующая веха нашей истории — создание персонального компьютера. До начала 1980-х типичный компьютер представлял собой большой, светлый кондиционированный зал, заполненный металлическими шкафами. Его обслуживали жрецы в белых халатах, принимавшие у программиста толстую колоду перфокарт с программой и назавтра выдававшие ему стопку бумажных распечаток.

IBM PC, выпущенный на рынок в 1981-м, не был первым мини-компьютером, но именно он произвел переворот — компьютер из скучной машины для вычислений постепенно превратился в игрушку, пишущую машинку, персональный телеграф, фотографическую студию и студию звукозаписи, календарь, записную книжку, видеотелефон и т. п. Для этого надо было изменить модель взаимодействия человека с машиной. До эпохи персоналок с компьютером работал инженер-математик, который сам писал программу, годную для решения его задачи и больше ни для чего. Персонализация компьютера потребовала, чтобы он не просто помещался на письменном столе, но и был доступен простому смертному. Программисты должны были создать программы-посредники, дающие человеку-пользователю интуитивно понятные рычаги управления. Вероятно, первой такой программой можно считать VisiCalc (1979), первую электронную таблицу для Apple II. Именно она продемонстрировала огромный потенциал ПК для рядового пользователя и, возможно, подтолкнула фирму IBM к созданию собственного персонального компьютера.

Между тем стремительно развивалась технология компьютерных сетей. К концу 1980-х годов практически все университетские компьютеры в США были соединены в сеть: электронная почта, файлообмен и групповое общение стали повседневной реальностью для студентов и профессоров. В 1992-м первая коммерческая компания предоставила доступ к этой сети с домашнего компьютера (The Well в Калифорнии). И наконец, в 1991-м Тим Бернерс-Ли в ЦЕРНе придумал, как объединить информацию, хранящуюся на разных компьютерах сети, в единое информационное поле в виде текстов, связанных гиперссылками — родилась Всемирная паутина (World Wide Web). Главная особенность архитектуры Паутины — ее удивительная демократичность (или, если угодно, эгалитарность): любой подключенный к Сети компьютер технически может служить сервером, то есть предоставлять всем желающим любую информацию. Можно спорить о достоинствах традиционной газеты с ее штатом профессионалов в сравнении с блогом пресловутого Васи Пупкина, но нельзя отрицать, что сама возможность выступать этим двум субъектам на равных исподволь, но кардинально меняет наше мироощущение.