CHITAT-KNIGI.COM
Читать бесплатно хорошую книгу!
  • Главная
  • Жанры
  • Авторы
  • ТОП книг
  • ТОП авторов
  • Контакты

Игра разума. Как Клод Шеннон изобрел информационный век

Часть 43 из 76 Информация о книге

И этого было бы вполне достаточно. Но был сделан еще один шаг, который кому-то мог показаться чудом или чем-то непостижимым. Ниже границ предела скорости канала, какой бы ни был замысел, мы можем сделать сообщения настолько точными, насколько пожелаем, идеально свободными от шума. Это было самое далеко идущее открытие Шеннона: то, что Фано называл «неизвестным, немыслимым», пока Шеннон не решил эту проблему.

До Шеннона сформировалось укоренившееся убеждение в том, что шум – это естественная помеха. Способы сглаживания шума принципиально не менялись с тех пор, как Уайлдмен Уайтхаус сжег огромный морской кабель. Передача информации, подсказывал здравый смысл, напоминала передачу электроэнергии. Лучшим решением тогда был затратный и ненадежный способ действовать грубой силой, а именно «перекрикивать» помехи, подавая более громкий сигнал.

Способ Шеннона достичь идеальной точности передачи был чем-то радикально новым [8]. По мнению профессора инженерного дела, Джеймса Мэсси, именно этот потенциал, помимо всего прочего, делал теорию Шеннона «коперниковской»: в том смысле, что переворачивал очевидное с ног на голову, кардинально и самым продуктивным образом меняя наше понимание мира. Точно так же, как Солнце «очевидно» вращалось вокруг Земли, лучшим решением проблемы с шумом «очевидно» было иметь дело с физическими каналами связи, с их мощью и силой сигнала. Шеннон предлагал настораживающую смену акцентов: игнорировать физический канал, мы можем преодолеть шум, управляя нашими сообщениями. Решение проблемы шума заключается не в том, насколько громко мы говорим, а в том, как мы говорим то, что мы говорим.

Как неуверенные операторы трансатлантической телеграфной связи пытались справиться с нарушением сигнала? Они просто повторяли друг другу: «Повторите, пожалуйста», «посылайте медленнее», «правильно, правильно». На самом деле Шеннон показал, что замученные телеграфисты в Ирландии и Ньюфаундленде ухватили суть, они фактически решили проблему, даже не подозревая об этом. Если бы они смогли прочитать статью Шеннона, то, вероятно, сказали бы: «Пожалуйста, добавьте избыточности».

В определенном смысле это было достаточно очевидно: сказать одну и ту же вещь дважды в шумной комнате – это, в некотором роде, добавление избыточности, если мы подразумеваем, что одна и та же ошибка вряд ли повторится в одном и том же месте два раза подряд. Для Шеннона все было гораздо глубже. Наша лингвистическая предсказуемость, наша врожденная неспособность максимизировать информацию – это фактически наша лучшая защита от ошибок. Несколькими страницами ранее вы прочитали о том, что структура нашего языка лишает нас полной свободы выбирать «следующую букву и следующий ананас». Как только вы дошли до слова «ананас» – на самом деле, как только вы дошли до буквы «а», – вы уже понимали, что что-то пошло не так. Вы обнаружили (и, вероятно, исправили) ошибку. Вы сделали это потому, что у вас есть внутреннее понимание структуры языка. И это внутреннее знание подсказало вам, что вероятность того, что слово «ананас» имеет смысл в этом предложении и абзаце, крайне низка. Избыточность нашего языка корректирует ошибки за нас. С другой стороны, представьте, насколько сложнее было бы найти ошибку в языке «XFOML», в котором каждая буква одинаково вероятна [9].

Для Шеннона ключ опять же заключался в коде. Он продемонстрировал, что мы должны уметь писать коды, в которых избыточность действует как щит, коды, в которых ни один бит не является неустранимым, и любой бит может без всякого вреда для сообщения быть поглощен шумом. Мы снова хотим отправить сообщение, составленное из букв от А до D, но в этот раз нам важнее не сжимать сообщение, а чтобы оно надежно прошло по шумному каналу связи. И снова мы начнем с самого простого кода:

А = 00

В = 01

С= 10

D = 11

Одна из самых худших вещей, которые может сделать шум в момент помех, включения посторонних звуков или физического повреждения канала связи – это исказить биты. Там, где отправитель произносит «1», получатель слышит «0», или наоборот. Так что если бы мы использовали этот код, то ошибка для одного-единственного бита могла бы быть фатальной. Если бы всего один из битов, представляющих букву С, поменял бы свое свойство, буква С потерялась бы в канале связи: она возникла бы в виде буквы В или D, запутав получателя. Достаточно всего лишь двух таких замен, чтобы превратить «DAD» в «САВ».

Но мы можем решить эту проблему – точно так же, как человеческие языки интуитивно, автоматически решают подобную проблему, – добавив биты. Мы можем использовать вот такой код:

А = 00000

В = 00111

С = 11100

D = 11011

Теперь любая буква могла бы выдержать повреждение любого бита и все равно оставаться именно этой буквой и никакой другой. При наличии двух ошибок ситуация становится более запутанной: 00011 может быть либо буквой В с одним замененным битом, либо А с двумя замененными битами. Но чтобы превратить одну букву в другую, требуются три полноценные ошибки. Наш новый код противостоит шуму так, как не противостоял ему наш первый код, и делает это более эффективно, чем простое повторение слова. Нам не нужно было менять ни единой вещи в том, что касается средства связи: никаких перекрикиваний в переполненной комнате, никакого монтажа индукционных катушек. Нужно лишь посылать правильные сигналы.

Пока мы соблюдаем скоростной предел канала связи, у нас нет ограничений в точности передачи нашего сообщения, нет ограничений в количестве шума, сквозь который мы можем пробиться. Да, преодоление большего числа ошибок или добавление большего числа символов потребует более сложных

Шеннон был прав: решение есть всегда.

И это решение – цифровое.

кодов. Так же как и сочетание преимуществ кодов, которые сжимают сообщение, и кодов, которые защищают от ошибок. Для этого нам потребуется максимально эффективно сократить сообщения в битах, а потом добавить избыточности, которая обеспечит его точность. Шифрование и дешифровка все равно взыщут свою цену за счет потраченных усилий и времени. Но Шеннон был прав: решение есть всегда. И это решение – цифровое. На этом Шеннон завершил свое исследование, начавшееся с магистерской работы и переключателей одиннадцатью годами ранее. 1 и 0 закрепляли целостность его логики. Знаки 1 и 0 символизировали фундаментальную природу информации, равный выбор из двух вариантов. И теперь было очевидно, что любое сообщение можно отправить безукоризненно – мы можем общаться с помощью любого вида связи, любой сложности и на любом расстоянии – при условии, что наши сообщения переводятся в 1 и 0. Логика преобразуется в цифру. Информация переводится в цифру.

А потому каждое сообщение родственно всем другим сообщениям. «До того момента все считали, что связь задействовали, чтобы найти способы передачи письменного языка, устной речи, изображений, видео и всего разнообразия других видов сообщений – и что все они требовали разных способов передачи, – говорил коллега Шеннона Роберт Галлагер. – Клод сказал: “Нет, вы можете перевести все это в двоичные символы. А потом вы можете найти способы передачи этих двоичных символов”. Вы можете закодировать любое сообщение в виде потока битов, и вам совсем необязательно знать, куда оно отправится. Вы можете передать любой поток битов эффективно и надежно, не интересуясь, откуда он пришел. Как сказал специалист в области теории информации, Дэйв Форни, «биты – это универсальный интерфейс».

Со временем его мысли, представленные на семидесяти семи страницах в «Техническом журнале “Лабораторий Белла”, дадут толчок рождению цифрового мира. Появятся спутники, общающиеся с землей посредством бинарного кода, диски, проигрывающие музыку, несмотря на пятна и царапины (потому что хранилище – это просто другой канал, а царапина – это просто другой шум).

Перейти к странице:
Предыдущая страница
Следующая страница
Жанры
  • Военное дело 2
    • Спецслужбы 2
  • Деловая литература 81
    • Деловая литература 1
    • Корпоративная культура 4
    • Личные финансы 9
    • Малый бизнес 1
    • Маркетинг, PR, реклама 15
    • О бизнесе популярно 46
    • Управление, подбор персонала 6
    • Экономика 8
  • Детективы и триллеры 1353
    • Боевики 167
    • Дамский детективный роман 12
    • Детективы 414
    • Иронические детективы 101
    • Исторические детективы 240
    • Классические детективы 99
    • Криминальные детективы 94
    • Крутой детектив 65
    • Маньяки 9
    • Политические детективы 28
    • Полицейские детективы 150
    • Прочие Детективы 390
    • Техно триллер 2
    • Триллеры 644
    • Шпионские детективы 46
  • Детские 195
    • Детская образовательная литература 5
    • Детская проза 70
    • Детские остросюжетные 28
    • Детские приключения 98
    • Детские стихи 4
    • Прочая детская литература 35
  • Детские книги 300
    • Детская фантастика 114
    • Детские детективы 3
    • Книги для подростков 23
    • Сказки 107
  • Документальная литература 403
    • Биографии и мемуары 254
    • Военная документалистика 2
    • Искусство и Дизайн 7
    • Критика 6
    • Научпоп 6
    • Прочая документальная литература 32
    • Публицистика 136
  • Дом и Семья 99
    • Домашние животные 6
    • Здоровье и красота 18
    • Кулинария 14
    • Прочее домоводство 4
    • Развлечения 3
    • Сад и Огород 3
    • Спорт 3
    • Хобби и ремесла 4
    • Эротика и секс 50
  • Драматургия 39
    • Драма 38
    • Киносценарии 1
    • Мистерия 1
    • Трагедия 1
  • Жанр не определен 1
    • Разное 1
  • Компьютеры и Интернет 4
    • Базы данных 1
    • Интернет 1
    • Программное обеспечение 1
    • Прочая компьютерная литература 1
  • Любовные романы 15054
    • Исторические любовные романы 495
    • Короткие любовные романы 1296
    • Любовно-фантастические романы 6701
    • Остросюжетные любовные романы 383
    • Порно 46
    • Прочие любовные романы 33
    • Слеш 271
    • Современные любовные романы 6294
    • Фемслеш 27
    • Эротика 3343
  • Научно-образовательная 187
    • Альтернативная медицина 1
    • Астрономия и Космос 3
    • Биология 15
    • Биофизика 2
    • Биохимия 2
    • Ботаника 2
    • Военная история 2
    • Геология и география 3
    • Государство и право 1
    • Детская психология 5
    • Зоология 2
    • Иностранные языки 1
    • Культурология 28
    • Литературоведение 15
    • Медицина 23
    • Обществознание 4
    • Педагогика 8
    • Политика 14
    • Прочая научная литература 33
    • Психотерапия и консультирование 19
    • Религиоведение 5
    • Секс и семейная психология 7
    • Технические науки 1
    • Физика 5
    • Философия 13
    • Химия 2
    • Юриспруденция 5
    • Языкознание 7
  • Образование 325
    • Бизнес 45
    • Биография и мемуары 46
    • Здоровье 10
    • История 169
    • Карьера 4
    • Психология 159
  • Поэзия и драматургия 19
    • Басни 1
    • Драматургия 5
    • Лирика 1
    • Поэзия 13
  • Приключения 359
    • Вестерны 2
    • Исторические приключения 202
    • Морские приключения 39
    • Природа и животные 16
    • Прочие приключения 86
    • Путешествия и география 33
  • Проза 1169
    • Антисоветская литература 3
    • Афоризмы 1
    • Военная проза 55
    • Историческая проза 179
    • Классическая проза 74
    • Контркультура 10
    • Магический реализм 46
    • Новелла 5
    • Повесть 16
    • Проза прочее 11
    • Рассказ 45
    • Роман 66
    • Русская классическая проза 33
    • Семейный роман/Семейная сага 2
    • Сентиментальная проза 4
    • Советская классическая проза 38
    • Современная проза 1005
    • Эпопея 1
    • Эссе, очерк, этюд, набросок 2
  • Прочее 702
    • Газеты и журналы 3
    • Изобразительное искусство, фотография 6
    • Кино 3
    • Музыка 3
    • Театр 1
    • Фанфик 687
  • Религия и духовность 133
    • Буддизм 1
    • Православие 1
    • Прочая религиозная литература 1
    • Религия 10
    • Самосовершенствование 39
    • Эзотерика 85
  • Справочная литература 27
    • Прочая справочная литература 2
    • Путеводители 8
    • Руководства 6
    • Справочники 8
    • Энциклопедии 6
  • Старинная литература 65
    • Античная литература 1
    • Древневосточная литература 4
    • Мифы. Легенды. Эпос 20
    • Прочая старинная литература 41
  • Техника 2
    • Автомобили и ПДД 1
    • Архитектура 1
  • Фантастика и фентези 14896
    • Альтернативная история 2093
    • Боевая фантастика 3032
    • Героическая фантастика 794
    • Городское фэнтези 1018
    • Готический роман 4
    • Детективная фантастика 368
    • Ироническая фантастика 77
    • Ироническое фэнтези 61
    • Историческое фэнтези 246
    • Киберпанк 137
    • Космическая фантастика 922
    • Космоопера 18
    • ЛитРПГ 778
    • Любовная фантастика 183
    • Любовное фэнтези 113
    • Мистика 261
    • Научная фантастика 532
    • Попаданцы 4621
    • Постапокалипсис 480
    • Сказочная фантастика 11
    • Социально-философская фантастика 261
    • Стимпанк 73
    • Технофэнтези 41
    • Ужасы 103
    • Ужасы и мистика 408
    • Фантастика 250
    • Фантастика: прочее 137
    • Фэнтези 6984
    • Эпическая фантастика 155
    • Юмористическая фантастика 688
    • Юмористическое фэнтези 634
  • Фольклор 3
    • Народные сказки 3
  • Юмор 94
    • Анекдоты 1
    • Комедии 1
    • Прочий юмор 36
    • Сатира 1
    • Юмористическая проза 52
    • Юмористические стихи 3
CHITAT-KNIGI.COM

Читать онлайн бесплатно книги полностью без регистрации

Контакты
  • chitatknigicom@gmail.com
Информация:
  • Карта сайта
  • Слушать Аудиокниги
  • Руководства по ремонту автомобилей
© chitat-knigi.com, 2021 - 2026. | Вход
Этот сайт использует cookie для хранения данных. Продолжая пользоваться сайтом, вы даете свое согласие на работу с этими данными в соответствии с нашей политикой конфиденциальности.
Я согласен