Беседы об информатике

Н. Винер, по его собственным словам, занялся теорией информации, решая задачу о стрельбе из зенитных орудий по самолетам. В той же «Кибернетике», в первой главе, он пишет: «Чтобы подойти к технике связи с этой стороны, нам пришлось разработать статистическую теорию количества информации. В этой теории за единицу количества информации принимается количество информации, передаваемое при одном выборе между равновероятными альтернативами. Такая мысль возникла почти одновременно у нескольких авторов, в том числе у статистика Р. А. Фишера, у д-ра Шеннона из Белловских телефонных лабораторий и у автора настоящей книги».

Как все обстояло на самом деле? Начало исследований в данной области положили труды Р. Фишера по статистической теории информации. В 1921 году он опубликовал «Статистические методы для исследователей», где впервые обозначил подходы к тому, что теперь, во всяком случае в литературе на русском языке, принято называть общей теорией связи. В 1928 году американский инженер Р. В. Л. Хартли опубликовал статью под названием «Передача информации». Он писал:

«Говоря о пропускной способности системы передачи информации, мы молчаливо предполагаем какую-то количественную меру информации. В обычном понимании термин „информация“ слишком эластичен; необходимо прежде всего установить для него специфический смысл, подразумеваемый в настоящем исследовании. С этой целью рассмотрим, с какими факторами мы имеем дело в связи, осуществляется ли она по проводу, путем устной речи, письма или каким-либо другим способом».

Пожалуй, Р. Хартли первым осознал необходимость перехода от эластичного общепринятого понятия об информации к строгому научному определению.

Раз уж мы предприняли исторический экскурс, нельзя не упомянуть работу советского ученого, ныне академика В. А. Котельникова «О пропускной способности „эфира“ и проволоки в электросвязи», опубликованную в 1933 году. Почти во всех трудах по общей теории связи и теории информации ссылаются на работу Н. Винера «Экстраполяция, интерполяция и сглаживание стационарных временных рядов», опубликованную в 1949 году. Для полноты картины стоит напомнить, что работа академика А. Н. Колмогорова «Интерполирование и экстраполирование стационарных случайных последовательностей» вышла в 1941 году.

Суть, конечно, не в том, кто первым сказал «Э!». Надо разобраться в главном — что такое информация. Для этого вернемся к задаче о стрельбе по самолетам. Предположим, что точка, где находится самолет в данный момент времени, известна. Самолет виден невооруженным глазом, и с помощью угломерных инструментов можно измерить его координаты. Как правильно отметил Н. Винер, целиться в эту точку бессмысленно, потому что скорости снаряда и самолета имеют один и тот же порядок (то же самое тем более справедливо для современных ракет) и за то время, пока снаряд долетит до точки прицеливания, самолет отойдет от нее на достаточно большое расстояние. Следовательно, целиться надо не в ту точку, где самолет находится в момент выстрела, а в ту, где он окажется в момент, когда снаряд достигнет места встречи. Но как узнать координаты точки встречи?

Трудами многих ученых, среди которых значительное место занимают работы А. Колмогорова и Н. Винера, была создана теория временных рядов. Не вдаваясь в подробности, скажем, что наглядным примером временного ряда могут служить последовательные положения самолета, совершающего маневр. Теория временных рядов установила, что, зная прошлые значения членов временного ряда, можно вынести суждение о значениях будущих его членов. В нашем случае, зная прошлые положения самолета (по условию задачи они известны), можно предсказать его будущее положение.

На основании теории временных рядов или какой-нибудь другой теории мы действительно можем узнать будущее положение самолета и вести прицельную стрельбу в эту точку. Знать — это располагать информацией об исследуемом предмете. Вряд ли кто-нибудь станет спорить с таким определением. А коли так, то теория временных рядов, казалось бы, дает возможность получить определенную информацию — информацию о будущем положении самолета, — которую мы не можем получить в результате наблюдений или, скажем, с помощью интуиции.