Страница 10 из 11
Между прочим, при расчете потоков людей и транспорта по улицам крупного города и в самом деле приходится учитывать всякие неожиданности, вплоть до стихийных бедствий. Может быть, имеет смысл ввести в такие расчеты «среднюю психологию» горожан?
Любопытно узнать, какие опыты собирается демонстрировать мой новый знакомый? Вскоре он вновь появился в лаборатории в окружении многочисленной группы людей.
- Прошу вас, - обратился он ко мне и указал на кресло, стоявшее рядом с прибором. - Сейчас мы попробуем оценить вашу психологию в битах. Познакомьтесь с принципом действия этой машины.
Машина показалась мне очень простой. Десять клавиш, расположенных у меня под рукой. Десять лампочек перед глазами, окрашенных в десять разных цветов. На каждой клавише указано, какому цвету она соответствует. Ученый предложил мне потренироваться на клавишах, чтобы освоиться с этой установкой. Затем он предупредил присутствующих, что начинается опыт.
Вспыхнула на панели голубая лампочка. Я нажал на нужную клавишу. Голубой огонек сменился зеленым. Я опять нажал на соответствующую клавишу.
Затем появился синий, потом красный, опять голубой... Я нажимал на клавиши, и перед моими глазами беспрестанно вспыхивали разноцветные огоньки. Устройство это, с виду совсем простое, на самом деле оказалось довольно хитрым: огоньки зажигались так беспорядочно, что нельзя было угадать заранее, какой вспыхнет следом. Моя роль оказалась гораздо сложнее, чем я думал вначале. Машина меня измотала: пришлось нажимать на каждую клавишу, наверно, по сотне раз. Случалось, конечно, и ошибаться, но машина «замечала» любую оплошность: пока я не найду нужную клавишу, она не зажжет другой огонек.
И тут родилась у меня озорная мысль. А что, если я все-таки ее обману? Насколько я понял, ее задача состоит в том, чтобы оценивать время моей реакции. Значит, если я буду нарочно затягивать время...
В это мгновение раздался какой-то щелчок, погасли лампочки на панели, и вспыхнул матовый циферблат. Часы показали 9 минут 58 секунд.
Мой знакомый подходит к своим экскурсантам и показывает им лист с вычислениями.
- Это расчет длительности реакции испытуемого, - объясняет он им. - Как видите, время почти совпадает с расчетным: по расчету реакция на 1000 включений должна длиться 9 минут 55 секунд.
И тут меня вдруг охватила досада. Как же так получается? Значит, раньше, чем я вошел в эту лабораторию, экспериментатор уже знал, сколько времени я буду искать нужную кнопку и сколько раз ошибусь? Ну, а если я захочу нажимать быстрее? Нет, быстрее, пожалуй, не выйдет - я старался изо всех сил. А если медленнее? Я ведь могу нарочно искать кнопку подольше. Как же тогда ваши формулы?
А ученый объясняет присутствующим (меня он даже не замечает - я ведь теперь «испытуемый», то есть попросту подопытный кролик).
- Расчет здесь довольно прост. Скорость реакции зависит от количества информации, получаемой во время опыта. В нашем опыте лампочки Зажигались в совершенно случайном порядке: в любой момент времени вероятность того, что вспыхнет красная лам-! почка, равна вероятности синей или зеленой. Среди тысячи вспышек каждая лампочка зажглась около сотни раз. Чем больше на панели разноцветных лампочек, тем больше неопределенность опыта. Потому и выходит, что в случае N лампочек длительность реакции зависит от величины log N.
Между прочим, психологи еще в прошлом веке открыли эту закономерность. Но они тогда, конечно, не знали, что дело тут связано с информацией. А формула Шеннона убедила нас, что все обстоит именно так. Сейчас мы несколько усложним наш опыт.
Экспериментатор нажимает кнопку, и снова у меня перед глазами мелькает разноцветная карусель. Сначала мне показалось, что все идет, как и прежде. Оказывается, нет: теперь у каждой лампочки своя «повадка». Красная зажигается чаще всех, и к ней я приспособился быстро. А голубая оказалась капризной: зажигается редко и всегда в неподходящий момент. Рука по привычке тянется к клавише, предназначенной для красного цвета, а тут вдруг перед глазами вспыхнула голубая - пока найдешь нужную клавишу, время уходит зря.
- Условия опыта стали другими, - говорит мой знакомый. - Теперь каждой из лампочек задана различная вероятность. Неопределенность опыта стала меньше. Сейчас вы убедитесь, что уменьшилось и время реакции. Потом я покажу вам, что, подставив вероятность каждого цвета в формулу Шеннона, мы можем рассчитать это время.
Все слушают объяснения, а я сижу и нажимаю на кнопки. И снова проснулась во мне досада. Ведь я же не кролик в конце-то концов! Почему он так уверен, что я буду делать по формуле? Как хочу, так и делаю - пусть попробует что-нибудь доказать. И я стал «тянуть время». Как в футболе. Имеет команда один гол в запасе, до конца матча остались считанные минуты, вот они и «тянут»: давно бы можно было передать мяч центральному нападающему, а его вместо этого выкидывают за боковую черту, да так, чтобы улетел подальше, куда-нибудь на четвертый ярус трибун. А если доведется игроку этой команды вводить мяч в игру, он превращается в истинного артиста: уж как он «торопится», как старается сделать все «поскорее»! Но болельщик-то всегда видит, кто торопится по-настоящему, а кто делает вид.
И вот я решил поступить точно так же. Давно уж я отыскал глазами нужную клавишу, а делаю вид, что никак не могу найти. «Попробуйте, - думаю, - определите теперь время по своим формулам, узнаете, какой я вам кролик!» Легкий щелчок, погасла красная лампочка, часы зафиксировали время реакции: 7 минут 55 секунд. Ученый посмотрел на часы, еще раз взглянул на свои записи, подошел ко мне и громко сказал:
- Одно из двух: или вас очень утомил этот опыт, или вы намеренно удлиняли время реакции.
В эту минуту я почувствовал себя довольно-таки глупо. Может быть, потому я и задал довольно нелепый вопрос:
- А разве было заметно?
Кое-кто из присутствовавших чуть не подавился, потому что громко смеяться было неловко. Не смеялись только ученый и я.
- Я не следил за вашим поведением, - строго сказал ученый. - Но я верю расчетам. Реакция должна была длиться около 7 минут.
- Так ведь и на часах почти столько же! - попытался кто-то выступить в мою защиту.
- Нет, - твердо ответил он. - 50 секунд разницы - это слишком большое время. Наш расчет позволяет определять время гораздо точнее. Если хотите в этом убедиться, я могу повторить опыт. Только на этот раз прошу без обмана!
Нет уж, теперь мне не до обмана! На этот раз я стараюсь изо всех сил. Кончился опыт, и часы показали 7 минут 3 секунды. Расчет предусмотрел мою расторопность с точностью нескольких секунд! Очевидно, формула учла все: и «характер» красной лампочки и «капризы» лампочки голубой.
- Как видите, - обращается к нам ученый, - время реакции во втором опыте оказалось меньше, чем в первом, хотя в обоих случаях лампочки переключались ровно 1000 раз. Почему это произошло? Потому что в этом случае испытуемый получил меньшее количество информации: ведь неопределенность опыта уменьшилась, потому что вероятность зажигания красной лампочки составляла в данном опыте 60 процентов, а голубой - только 3.
(Следует заметить, что при расчете по формуле Шеннона в теории информации всегда имеется в виду дополнительное
n
∑
i=1
Pi = 1.
В рассматриваемом примере это условие следует понимать так: и в первом и втором опыте вероятность того, что зажжется любая из десяти лампочек, равна 100 процентам: P1 + P2 + ... + Pn = 1.)
А в первом опыте вероятность всех цветов была одинакова, неопределенность была наибольшей, так же как в ящике, содержащем равное количество черных и белых шаров.
- Непонятно! - раздались голоса у меня за спиной. - Лампочки могут зажигаться, как им угодно. Но ведь на них реагирует живой человек. Он не знает ни вероятности, ни информации - он только нажимает на клавиши. Откуда же такая точность?