Джеймс Глик: Связь между хаосом и информацией проходит через энтропию

[КОТ ШРЁДИНГЕРА] Как научный писатель вы родились из хаоса - в смысле вашей первой серьёзной научно-популярной работой была книга "Хаос. Создание новой науки", вышедшая в 1987 году. Как вы вышли на эту тему и почувствовали её важность?

[ДЖЕЙМС ГЛИК] Вы знаете, у меня не было никакой научной подготовки - я начинал как самый обычный журналист. В 1980-е я работал в The New York Times, был репортёром и редактором, писал очерки про учёных. И вот однажды, разговаривая со знакомыми математиками и физиками, я от кого-то из них услышал, что зарождается новая научная дисциплина, в рамках которой исследуется хаос. Я подумал тогда: "Это интересно! Звучит как-то не по-научному". И постепенно стал во всём этом разбираться. Сначала сделал материал об одном из основателей теории хаоса Митчелле Фейгенбауме. Потом написал статью о Бенуа Мандельброте. Он известен как отец фрактальной геометрии и никогда не использовал слово "хаос". Но, работая над текстом, я понял, что тут пахнет чем-то намного более масштабным: Мандельброт и Фейгенбаум в действительности занимались одним и тем же. В тот момент я и решил написать книгу о новой невероятной науке.

* Наиболее страстные защитники новой науки утверждают, что грядущим поколениям XX век будет памятен лишь благодаря созданию теорий относительности, квантовой механики и хаоса. Хаос, заявляют они, стал третьей из революций, последовательно освобождавших физику из тенёт ньютоновского видения мира. По словам одного физика, теория относительности разделалась с иллюзиями Ньютона об абсолютном пространстве-времени; квантовая механика развеяла мечту о детерминизме физических событий; и, наконец, хаос развенчал Лапласову фантазию о полной предопределённости развития систем. Из этих трёх открытий лишь теория хаоса применима к Вселенной, которую мы можем наблюдать и ощущать, к объектам, которые доступны человеку…"
(Хаос. Создание новой науки. - С.-П.: Амфора, 2001)

[КШ] Теория хаоса… Звучит красиво, но слишком непонятно. О чём эта наука, что именно изучали и какие цели ставили перед собой исследователи?

[ДГ] Эти "учёные хаоса" пыталась работать с очень человеческими проблемами - такими, которые встречаются в обыденной жизни. В то время самой престижной физикой в США была физика высоких энергий. Её невероятный успех, если это можно назвать успехом, был связан с созданием атомной бомбы. Там крутились огромные деньги. Но эта физика была очень эзотерична, то есть совершенно недоступна простому человеку, который не специалист по кваркам и спинам…

А "учёные хаоса" говорили об облаках, о турбулентности в жидкостях, о дыме, о сердечной аритмии. Хаос был очень и очень междисциплинарной сферой. Эта наука была не просто физикой или только математикой - она объединила людей, которые раньше не имели обыкновения работать вместе: биологов, экономистов и многих других. Представители различных научных областей заговорили на одном языке и увидели, что проблемы, которые казались разными, в действительности связаны между собой.

[КШ] Наверное, поначалу работу этих учёных никто не одобрял и не понимал?

[ДГ] Всё было именно так. Я ходил по встречам и заседаниям, где собирались пионеры теории хаоса. Среди них были математики, в основном молодые парни, которые, увлекаясь новой наукой, рисковали академической карьерой: они не могли убедить своих научных руководителей и тьюторов, что занимаются настоящим делом, ставят на ноги новую научную дисциплину.

Я сам тогда был молодым репортёром, и на меня эта атмосфера производила невероятное впечатление. Я искренне старался передать её в своей книге.

*Учёные, первыми обратившие внимание на феномен хаоса, могли многое поведать о постигших их разочарованиях и даже об открытой враждебности, с которой они подчас сталкивались. Выпускников убеждали не писать диссертации по неизвестной дисциплине, о которой их руководителям мало что известно, - подобное ляжет тёмным пятном на всю карьеру. Исследователь, занимавшийся физикой элементарных частиц, прослышав о новой математике, начал использовать в своей работе сие чудесное, хотя и весьма мудрёное изобретение, однако делал это втайне от коллег. Почтенные профессора, шагнув за пределы общепринятых научных изысканий и ощутив непонимание, а зачастую и просто негодование собратьев по цеху, пугались возрастного кризиса. Но испуг отступал перед искусом пережить волнение, порождаемое действительно неизведанным".
(Хаос. Создание новой науки. - С.-П.: Амфора, 2001)

[КШ] В последнее время появилось множество книг и статей про информацию как средство упорядочения хаоса. Вот и вы спустя 24 года после издания "Хаоса" выпустили книгу "Информация. История. Теория. Поток". Связаны ли как-то между собой эти истории?

[ДГ] Когда я писал книгу о хаосе, то брал интервью у множества учёных, и некоторые из них упоминали статью американского математика и инженера Клода Шеннона "Математическая теория связи" - с неё, собственно, начинается то, что сегодня называется теорией информации. Когда я узнал об этом, по моей спине пробежал холодок. Такой же, как при первом упоминании учёными мужами слова "хаос". Я подумал: "Неужели наука и этим интересуется?" Потому что слово "информация" никак не увязывалось у меня с представлением о том, что может служить объектом научного исследования.

[КШ] Но как-то эти понятия удалось соотнести?

[ДГ] Конечно. Эти парни использовали теорию информации для того, чтобы анализировать хаотические системы. Они объяснили мне, что существует связь между хаосом и информацией. И эта связь проходит через энтропию. Речь идёт об измерении соотношения порядка и беспорядка в физических системах, а также в системах информационных. Вот чем, оказывается, была теория информации - с самого начала это была история о борьбе порядка с хаосом!

*Между подходами Винера (Норберта Винера, американского математика, основоположника кибернетики. - "КШ") и Шеннона существовала разница. Для Винера энтропия была мерой беспорядка, для Шеннона - неопределённости. На самом деле оба осознавали, что это одно и то же. Чем больше присущего языку порядка существовало в отрывке английского текста - порядка в виде статистических структур, сознательно или подсознательно известных говорящим на языке, - тем больше в нём предсказуемости и тем меньше, в терминах Шеннона, информации передаётся каждой последующей буквой. Когда подопытный уверенно угадывает следующую букву, она избыточна, её появление не несёт новой информации. Информация - это неожиданность".
(Информация. История. Теория. Поток. - М.: Сorpus, 2016)

[КШ] В оригинале ваша книга называется The Information. Вы используете определённый артикль, то есть речь идёт не об информации вообще, а о каком-то конкретном сообщении. В русском переводе этот смысл теряется. Для чего вы используете этот артикль, какую нагрузку он несёт?

[ДГ] Ха! Это сложный вопрос. Даже для английского языка это необычное название - игра со смыслом. По-русски ведь книга называется Informaciya, верно? Проблема правильной передачи названия возникла не только с русским вариантом. Когда книгу переводили на другие языки, мне приходилось долго дискутировать с моими зарубежными издателями на этот счёт.

Предполагалось, что название будет немного странным, забавным, если вы понимаете, о чём я. Когда вы говорите "the information", то имеете в виду что-то вроде: "Я собираюсь поделиться с вами информацией", или "Я сообщу вам нечто, что вам необходимо знать", или "Я объясню вам основы, сообщу новости". Сказать "the information" - значит завести речь о чём-то содержательном, отличном от общей болтовни.

[КШ] Вы хотели одновременно и привлечь внимание, и донести содержание…

[ДГ] Наверное, так. Это книга о слове, которое ещё лет сто назад было совсем неважным, абстрактным. А сегодня стало очень значимым - мы постоянно слышим разговоры об "информационной эпохе". Слово "информация" теперь обозначает нечто определённое, специфическое, реальное.
Мы говорим, что музыка, визуальные образы, текст и даже гены - это всё разные типы информации. И используем этот термин для описания вещей, которые кажутся несопоставимыми. Несколько десятков лет назад никто и подумать не мог, что все эти сущности чем-то похожи.

[КШ] И почему же представления поменялись?

[ДГ] Из-за возникновения в середине XX века новой науки - теории информации. Конечно, появилась она не в одночасье, её путь был достаточно извилистым. Однако со временем во многом благодаря Клоду Шеннону стало понятно, что информация является чем-то вещественным - её можно измерить с целью проведения исследования.

И вот после этого признания учёные словно прозрели: они поняли, что слова, музыка, картинки - это одно и то же. Ну а когда ты делаешь для себя такое открытие, то вдруг оглядываешься на всю историю человечества и видишь её совершенно иначе.

*За три столетия до Шеннона новая наука, физика, не смогла продвинуться вперёд, пока Исаак Ньютон не дал старым и расплывчатым словам "сила”, "масса”, "движение” и даже "время” новые значения. Ньютон превратил эти термины в обозначение количества, сделал возможным их применение в математических формулах. До тех пор, например, движение было таким же размытым и общим термином, как информация. Для последователей Аристотеля движение отвечало за широкий спектр разнообразных процессов: созревание персика, падение камня, рост ребёнка, разложение тела. Это было слишком общо. Прежде чем применение законов Ньютона стало возможным, прежде чем научная революция смогла победить, от большей части разновидностей движения пришлось отказаться. <…> То же самое произошло с информацией. Появилась необходимость в обряде очищения. А затем, когда информацию упростили, очистили и начали исчислять в битах, оказалось, что она повсюду…"
(Информация. История. Теория. Поток. - М.: Сorpus, 2016)

[КШ] В этой книге у вас есть удивительная фраза, что вся история человечества была путём осознания информацией самой себя. Как это понимать?

[ДГ] Прежде я ни разу не писал об истории до ХХ века. Поэтому множество вещей, которые историки принимают как данность, были для меня сюрпризом. Мы знаем, что Исаак Ньютон был одним из создателей классической физики и что он открыл закон всемирного тяготения. Но он-то не знал того, что он первооткрыватель! И никто другой не знал. И пока писал книгу, я спрашивал себя: "А как бы они это узнали?" Сейчас у нас есть интернет, до него были хотя бы научные журналы. Но у Ньютона и его современников даже их не было.

Историки, услышав такие рассуждения, недоуменно пожали бы плечами. Но мне хотелось показать читателям, что мир тогда был совсем другим, в нём главенствовала медленная информация. Но она совершенствовалась: появился первый научный журнал, потом первые научные сообщества - информация ускорялась, и постепенно мир полностью поменялся.

[КШ] Этой осенью у вас выходит новая книга - я слышал, вы расскажете в ней о путешествиях во времени. Это так?

[ДГ] Да, но есть нюансы. Эта книга тоже началась с личного открытия. Меня поразил тот факт, что до Герберта Уэллса никому и в голову не приходила такая фантазия, как создание устройства для путешествия во времени! Роман "Машина времени" вышел в 1895 году, то есть совсем недавно. Почему никто до этого не задавался вопросами: "А что, если бы я мог перенестись на сто лет вперёд? Мир был бы совсем другим?" Мне очень захотелось выяснить, почему мысль о путешествиях во времени всё-таки зародилась. Докапываясь до истины, я узнал, что за последние сто лет у человечества кардинально изменилось восприятие времени: оно стало более сложным. И все эти фантазии о будущем - мечты, свойственные человеку XX века. Так что моя новая книга не совсем про путешествия - она о времени как таковом и об отношении людей к нему.

[КШ] Каждая ваша книга представляет собой сплав естественно-научного, технического и гуманитарного знания. Вам удаётся создать какую-то междисциплинарную гармонию. Рассказы о физике и математике не кажутся занудными и сложными, наверное, потому, что вы повествуете прежде всего о рождении и развитии идей. Я бы назвал ваш стиль письма reporting on ideas - репортажи об идеях. Вы не против?

[ДГ] О, мне нравится ваше название! Одно время я тоже думал, как классифицировать своё творчество, но, так и не найдя подходящее слово, прекратил эти размышления… Когда я собирал материал для своей первой книги, я был совсем молодым репортёром, много путешествовал, брал интервью у учёных, заставлял их объяснять мне то, чем они занимаются. Я не писал учебник о хаосе и даже не пытался объяснить, что это за наука и какое она имеет значение. Мне хотелось рассказать о самих учёных, о том, как они делают открытия и что при этом чувствуют. И это было как раз тем, что вы назвали репортажем об идеях.

А вот в случае с Ньютоном, когда я писал про него, всё было немножко иначе. Мне не с кем было встретиться и расспросить о чувствах и ощущениях. Я много читал о Ньютоне, и для меня его история была не о физике и математике, а о том, что он видел мир не так, как все его современники и предки.

[КШ] Вы часто подчёркиваете, что вы не учёный, а именно журналист. Меня это удивляет: обычно приходится наблюдать обратное - репортёры, пишущие о науке, стесняются признаться, что они просто журналисты.

[ДГ] Не сталкивался с таким, не знаю. Понимаете, учёные могут долго и упорно писать о предмете своего исследования, рассматривая его с разных сторон. Я быстро начинаю скучать от этого - не хочу писать о вещах, которые меня утомляют. А то, что меня увлекает как неучёного, - это идеи и культура, в которой мы живём. Но о них можно рассказывать только обращаясь к науке, ведь лишь благодаря ей мы знаем о мире всё, что знаем.

[КШ] Позиция ясна. Тогда скажите, на кого вы равняетесь как писатель?

[ДГ] На Джона Хёрси. За пример беру его книгу "Хиросима". В ней всего 100-150 страниц - история о том, что происходило в Хиросиме, после того как на неё сбросили атомную бомбу. В США в то время все говорили об этой бомбе, восхищались ею. Шла гонка вооружений. А Джон был одним из немногих, кто воспринял этот триумф испытателей сильнейшего оружия массового уничтожения как страшную трагедию и просто уехал в Японию. Он колесил по стране, смотрел на руины, разговаривал с выжившими. Увидел всё своими глазами, услышал всё своими ушами. И написал об этом. Получилась очень мощная книга, потому что автор не пытался как-то изворачиваться и что-то выдумывать, а честно писал о том, чему стал свидетелем. И я стараюсь поступать точно так же.

Подготовил Иван Шунин