Страница 2 из 19

Игра разума. Как Клод Шеннон изобрел информационный век

Сони Джимми

Это понимание лежит в основе всех наших телефонов, компьютеров, спутниковых каналов, космических станций, привязанных к земле тонкими проводами из многочисленных «О» и «1». В 1990 году космический аппарат «Вояджер-1», исследовавший Солнечную систему, повернул свою камеру в сторону Земли, сделал фотографию нашего дома-планеты, уменьшив ее размер до менее одного пикселя – то, что Карл Саган назвал «частичкой пыли, зависшей в луче солнца», – и передал через пространство длиной в 6,4 миллиарда километров. Клод Шеннон не записал кода, который бы защитил этот снимок от ошибки и искажения, но примерно четырьмя десятилетиями ранее он доказал, что подобный код должен существовать. И он появился. Это неотъемлемая часть наследия Шеннона, так же как и бесконечный поток цифровой информации, от которой зависит Интернет и наша информационная всеядность, что делает нас современными людьми.

К своим тридцати годам Шеннон стал одной из ярчайших звезд американской науки, и доказательством тому было внимание к нему массмедиа и полученные им престижные награды. Но в то же время на пике своей короткой славы, когда с помощью теории информации стали объяснять все, от геологии и политики до музыки, Шеннон опубликовал состоящую из четырех параграфов статью, в которой вежливо просил весь остальной мир освободить его «повозку с оркестром». Нетерпимый ко многим вещам и при этом невероятно одаренный человек, он все равно был далек от любых проявлений амбиций, эгоизма, алчности или других неприглядных факторов достижения благополучия. Его лучшие идеи были опубликованы спустя годы, а его интерес выходил за рамки личных устремлений. Завершив свой новаторский труд в возрасте тридцати двух лет, он мог провести оставшиеся десятилетия жизни, почивая на лаврах научного гения, знаменитого изобретателя – еще один Бертран Рассел, или Альберт Эйнштейн, или Ричард Фейнман, или Стив Джобс. Вместо этого он, как раньше, мастерил и изобретал что-то.

Электронную мышку по имени Тесей, которая могла находить выход из лабиринта. Механическую черепаху, гулявшую по дому. Первую программу для компьютера, играющего в шахматы, – отдаленный предшественник разработанного компанией IBM шахматного суперкомпьютера Deep Blue. Самый первый переносной компьютер. Калькулятор, работавший с римскими цифрами, под кодовым названием THROBAC («Thrifty Roman-Numeral Backward-Looking Computer»). Целый парк изготовленных на заказ одноколесных велосипедов. Посвятил годы научному исследованию процесса жонглирования.

И конечно, шуточную машину «Ultimate Machine»: коробку с переключателем, при включении которой слышалось жужжание механизмов, затем из коробки появлялась механическая рука, нажимала на выключатель и снова исчезала. Если говорить о самом Клоде Шенноне, то он был так же скромен, как этот механизм. Редко встретишь мыслителя, который посвятил свою жизнь изучению проблем связи, будучи абсолютно некоммуникабельным человеком. В профиль он был почти бесплотным: костлявая палка, а не человек. Личность, практически стертая со страниц истории, написанной теми, кто сам себя рекламировал.

Шеннон предпочитал проводить свою жизнь за любопытной и серьезной игрой. Он был тем редким научным гением, которому точно так же было интересно конструировать жонглирующего робота или выбрасывающую пламя трубу, как в свое время открывать цифровые сети. Он работал легко и играл серьезно, и никогда не видел разницы между тем и другим. Его гений выходил за рамки принятого, руководствуясь лишь желанием решить те загадки, которые он выбрал сам. И отзвуки его игривого ума, размышлявшего над тем, как коробка с электрическими переключателями может имитировать работу мозга, ума, который вопрошал, почему никто еще не решился сказать «XFOML RXKHRJFFJUJ», можно найти во всех его самых глубоких идеях. Возможно, будет лишним предположить, что характер эпохи носит некую печать характера ее создателей. Но было бы приятно думать, что так много всего важного для нас было задумано в духе игры.

Часть 1

1. Гэйлорд

110 алмазов, «и ни одного маленького», 18 рубинов, 310 изумрудов, 21 сапфир, 1 опал, 200 колец из чистого золота, 30 цепочек из чистого золота, 83 золотых крестика, 5 золотых кадильниц, 197 золотых часов и 1 громадная золотая чаша для пунша – и все это именно в том месте, на которое указал шифр. Это содержимое пиратского клада, зарытого на глубине пяти футов в земле Южной Каролины, в тени сучковатого тюльпанного дерева. Но история не заканчивается находкой. Она заканчивается шифром.

Уильям Легран обнаружил его на старом пергаменте, выброшенном на берег после кораблекрушения. На протяжении нескольких месяцев он изучал шифр при свете камина, чтобы разгадать его, и теперь, заполучив клад, спокойно сложил пересчитанные алмазы в углу, подробно объясняя все молодому человеку, которого он нанял, чтобы выкопать клад.

Все гораздо проще, чем выглядит:

53##+305))6*;4826) 4#.) 4#); 806*;48+81 160))85;;]8*;: #*8+83

(88)5*+;46(;88*96*?;8)*#(;485);5*+2:*#(;4956*2(5*=4)81 18*;

4069285);)6+8)4##;1#9;48081;8:8#1;48+85;4)485+528806*81

(#9;48;(88;4(#?34;48)4#;161;:188;#?;

Посчитай, как часто появляются эти символы, а потом сравни их с самыми распространенными буквами в английском языке. Предположим, что самый часто встречающийся символ – это самая часто встречающаяся буква: 8 означает «Е». Самое распространенное слово в английском языке – это частица «the», значит, нужно искать повторяющуюся трехбуквенную последовательность, заканчивающуюся на 8. Последовательность 48 встречается семь раз: если она шифрует частицу «the», то мы знаем, что; обозначает «Т», а 4 обозначает «Н». От этих трех букв переходим к новым буквам.;(88 может быть только «tree», а значит, (означает «R». Каждый разгаданный символ помогает разгадать новые символы, и вскоре из общего «шума» вырисовываются указания, где зарыт клад.

Эдгар Алан По написал шестьдесят пять рассказов. Этот рассказ, «Золотой жук», единственный заканчивается лекцией по криптоанализу. И это любимый рассказ Клода Шеннона.

В этом месте заканчиваются границы Гэйлорда, штат Мичиган. Дороги становятся непролазными от грязи и переходят в картофельные поля. Центральная улица, Мейн-стрит, остается всего в нескольких кварталах позади. Впереди тянутся поля и загоны для откорма скота, мичиганские яблочные сады, участки леса из клена, бука, берез, стоит лесоперерабатывающая фабрика, которая производит доски и брус. Колючая проволока проходит вдоль дорог и между пастбищами, и Клод гуляет вдоль оград – особенно вдоль одного участка длиной в полтора километра.

К участку Клода подведено электричество. Он сделал это сам: подсоединил на обоих концах сухие электрические батарейки и вставил свободную проволоку во все промежутки, чтобы ток шел непрерывно. В качестве изоляции он использовал все, что было под рукой: кожаные ремни, горлышки от стеклянных бутылок, сердцевину кукурузного початка, кусочки автомобильной камеры. Панели с кнопками, установленные в двух местах – одна в доме Шеннона на улице Норт-Сентер, вторая в доме его друга в полукилометре, – превращали этот участок колючей проволоки в импровизированный частный телеграф. Даже несмотря на то, что проволока была изолирована, «телеграф» молчал месяцами, покрытый снегом и льдом в два пальца толщиной. Но когда ограда оттаивала и Клод чинил линию, электричество снова бежало от дома к дому, и друзья снова могли общаться со скоростью света, и, что лучше всего, с помощью шифра.

В 1920-е годы, когда Клод был еще мальчиком, порядка трех миллионов фермеров переговаривались по таким вот сетям в тех местах, где телефонная компания посчитала для себя невыгодным тянуть линию. Это была американская народная сеть. Более совершенные, чем у Клода, системы позволяли передавать голос по заборной проволоке до ближайшего коммутационного щитка, который обычно располагался в магазинах или у кого-то на кухне. Но самый интересный участок ограды в Гэйлорде был тот, который передавал информацию Клода Шеннона.