«Алло, робот!»

Алло, робот! (fb2) - Алло, робот! 1147K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Александр Михайлович Кондратов

Александр Михайлович Кондратов Алло, робот!

Глава 1 ЛЮДИ И ЗНАКИ ЕЗОП БЫЛ ПРАВ

Однажды богатый грек Ксанф позвал к себе раба Езопа и велел купить ему «самую лучшую вещь в мире». Езоп ушел на рынок и принес… язык.

— Почему ты принес это? — вскричал Ксанф. — Неужели ты считаешь, что принес самую лучшую вещь в мире?

— Конечно, — ответил Езоп, — разве может быть в мире вещь лучше, чем язык?

Тогда Ксанф приказал Езопу снова идти на рынок и принести «самую худшую вещь в мире». Езоп ушел и принес… язык.

Езоп был прав. Да, язык людей может быть и самой лучшей, и самой худшей вещью в мире. Пользуясь языком, человеческими словами, призывали людей на подвиг борцы за свободу. Пользуясь языком, создавали свои бессмертные творения писатели, поэты, драматурги. С помощью языка выражают свои мысли философы и ученые.

И с помощью того же языка фашистские варвары призывали к уничтожению и порабощению «неарийцев», с помощью языка творили и творят по сей день обман и клевету… Действительно, порой язык может оказаться «самой худшей вещью в мире».

Не будь языка, не было бы и человеческого общества. Благодаря ему мы можем понимать других людей. Труд и речь создали человека. Язык — это наше богатство, наша сила, наше знание. Язык цементирует общество людей, а без общества нет и человека.

На земном шаре насчитывается несколько тысяч языков.

Есть языки, в которых имеется немногим более десятка «кирпичиков» — звуков речи. Например, в языке жителей Гавайских островов их всего 12 (5 гласных и 7 согласных). Есть языки, содержащие в себе несколько десятков этих «кирпичиков». В абазинском языке, на котором говорят жители одного из районов Кавказа, около 80 согласных звуков и всего лишь 2 гласных.

В другом кавказском языке, табасаранском, имеется 52 падежа, в то время как в русском их шесть, а в английском всего два. В языке австралийского племени аранта есть числительные один и два. Числа больше двух, будь это 3, 10, 30, 40, 300, 3000 и т. д., обозначаются одним словом — «много».

На русском, английском, испанском языках говорят сотни миллионов людей. На языке кетов, маленького народа Сибири, или языке жителей острова Пасхи говорит несколько сот человек. Языком водей, живущих в Ленинградской области, изъясняются всего 50 человек. Но какими бы особенностями ни отличались языки мира, сколько бы людей ни говорило на них, все языки равны. На всех языках человек может выразить бесконечно разнообразный мир своих мыслей и чувств.

«ЯЗЫК ЖЕСТОВ»

И все-таки нашего обычного, человеческого языка людям недостаточно. Попробуйте-ка решить задачу, хотя бы арифметическую, пользуясь не числами, а словами! Или регулировать движение не дорожными знаками, а длинными надписями.

Очень часто удобнее пользоваться не языком, а другими средствами сообщения. Самое древнее из них — жесты, «язык жестов».

На охоте первобытному человеку часто приходилось прибегать к «языку жестов», чтобы не вспугнуть добычу или чтобы самому не стать добычей страшных хищников. Встречаясь с людьми другого племени, говорящими на ином языке, люди также были вынуждены пользоваться жестами.

У народов, стоящих по развитию на уровне людей каменного века, этот «язык» употребляется и по сей день. С его помощью можно передавать не только элементарные сообщения, но даже рассказывать сказки и мифы. Вот образец «словаря жестов», которым пользуются коренные жители Австралии.

Четыре пальца прижаты к ладони, большой палец вытянут и прижат ко второму, кисть руки вращается.

Указательный и средний пальцы вытянуты и подняты, четвертый и пятый опущены и прижаты к ладони, большой палец повернут к ладони, но не касается остальных пальцев.

А вот как выглядит разговор трех собеседников с помощью «языка жестов».

«Удалось ли тебе убить дичь?» — спрашивает один из собеседников, вытягивая и поднимая большой и указательный пальцы, а остальные прижимая к ладони.

«Да, удалось добыть кое-что», — отвечает ему охотник, вытянув и подняв вверх указательный палец, согнув средний палец и прижав его к большому, как будто он что-то держит в руке.

«Нет, ничего не удалось добыть», — говорит другой, неудачливый охотник, растопырив вытянутые пальцы и вращая кисть руки.

Таких слов-жестов у австралийцев насчитывается более четырех сотен!

Не менее развитый «язык жестов» имели и индейцы Америки. Ведь до европейской колонизации жители Нового Света говорили на двух тысячах различных языков!

У нас «язык жестов» не играет такой важной роли, как у первобытных людей. Правда, и мы очень часто прибегаем к жестам вместо слов.

Например, молча пожмем плечами — и без слов ясно, что это означает «не знаю». Причем нас поймет не только русский, но и англичанин, и француз, и немец, и американец.

Казалось бы, жесты — язык, понятный всем людям, всем народам на Земле. Некоторые ученые так и считали. Больше того, по их мнению, первобытные люди сначала не знали звукового языка, а разговаривали с помощью жестов, якобы врожденных, с первого дня рождения свойственных человеку и его звериным прапра-прапредкам.

В самом деле, у всех народов мира вытянутая рука или указательный палец, протянутый вперед, означает одно и то же. Точно таким же указательным жестом пользуются и человекообразные обезьяны — гориллы, шимпанзе.

Но подобных всеобщих жестов, имеющих одинаковое значение не только у всех людей, но и у человекообразных обезьян, существует очень и очень мало. А подавляющее число жестов — не врожденные, не всеобщие, а чисто условные. Они продукт общества, а не природы.

Кивок головы вперед, казалось бы, у всех людей всех национальностей может означать одно и то же — согласие, утверждение, «да». А покачивание головой из стороны в сторону — отрицание, «нет».

У русских это так. А японец бы понял совсем по-другому — у него покачивание головой обозначает не отрицание, а согласие. И не только у японцев, но и у наших славянских братьев — болгар покачивание головой из стороны в сторону означает не «нет», а «да».

Многие из нас, желая дать высшую оценку, поднимали большой палец вверх — «на большой», «здорово», «отлично». Бразилец же вместо этого возьмется за мочку уха; француз приложит указательный палец к большому, оба пальца поднесет к губам и издаст звук поцелуя. Этот жест имеет тот же смысл, что и наше «на большой».

Как видите, не существует всемирного языка жестов, как не существует и всемирного звукового языка. Есть различные национальные языки, есть и различные национальные «языки жестов».

ПЕРЕДАЧА «ПОСЛЕДНИХ ИЗВЕСТИЙ»

Жесты — не единственное средство разговаривать без языка.

Во многих поселениях Центральной Африки, Южной Америки, Новой Гвинеи почти в каждом доме есть барабан для разговоров без слов. У нас есть почта, телефон, телеграф; мы узнаем новости по радио и из газет. А жителям тропических лесов барабаны заменяли и почту, и радио, и «последние известия». И по сей день во многих районах Африки существуют «говорящие барабаны».

Африканские народы, не имевшие письменности, придумали другой способ передачи сведений. Так, в Конго, передавая важное сообщение, вождь племени отправлял гонца с листом подорожника.

Менее важные вести обозначались ножом, копьем или трубкой, которые посылались с гонцом. Он обязан был вернуть их обратно, как бы подтверждая, что сообщение доставлено.

Еще более разработанная «почта» существует у народов Нигерии. Она называется «ароко» — «передавать известия».

Вот образец таких «писем без слов»:

две раковины, связанные выпуклой стороной друг к другу, — упрек за неуплату долга;

четыре раковины, соединенные парами, вогнутой стороной друг к другу, — согласие встретиться с соплеменником, находящимся в чужой стране.

Подобного рода символические послания существуют и у других народов мира; например, у народности лу-цзы, живущей на границе Китая и Тибета, кусок куриной печенки, три куска куриного жира и стручок перца, завернутые в красную бумагу, означали: «Немедленно готовься к войне».

В 1952 году президенту США был доставлен дипломатический пакет, в котором вместо обычной бумаги с текстом лежал кусок коры. Переводчик «перевел» это письмо: «Одна из фигур представляет собой народ моки, другая — президента. Шнурок — это дорога, которая их разделяет; перо, привязанное к шнурку, — место встречи; неокрашенная часть шнурка означает расстояние между моки и местом встречи, а окрашенная часть — расстояние между президентом и этим местом. Несколько перьев между неокрашенной и окрашенной частями шнурка обозначают племя навахо, что живет между Вашингтоном и моки». Индейцы племени моки предлагали дружбу и торговлю.

Индейцы Америки придумали и другие виды «почты» и даже «телеграфа». Так, с помощью дымов и костров они передавали за много километров различные сообщения — о приходе врага, о возвращении с удачной охоты, о богатой дичи и т. п.

У некоторых индейских племен Северной Америки применялась передача «последних известий» с помощью одеяла. Например, одеяло, подброшенное вверх, означало «тревога». Плавное размахивание одеялом перед собой означало «берег открыт».

Когда в Новом Свете появились европейцы, жители американских прерий стали использовать для сигнализаций солнечные зайчики. Зеркала, завезенные в Америку, служили источником этих сигналов. По числу световых вспышек, по числу зайчиков можно было узнать о возвращении отряда к племени и о других событиях.

УДИВИТЕЛЬНЫЙ ЯЗЫК ГУАНЧЕЙ

Но, пожалуй, самым удивительным средством связи был особый язык свиста, которым пользовались жители Канарских островов — гуанчи, «люди с острова Тенерифа».

Канарские острова были известны древним мореплавателям как «Счастливые острова».

В темную эпоху средневековья путь к ним был забыт. И только в XIV веке острова были вновь открыты итальянскими мореплавателями. Правда, на этот раз они получили название не «Счастливые», а «Канарские», что значит «Собачьи» (от римского «канис» — «собака»), так как собаки в великом множестве водились на островах.

Несмотря на то что честь открытия островов принадлежала итальянцам, римский папа пожаловал их испанской короне. Ведь, считая себя наместником бога на Земле, он мог распоряжаться всеми неведомыми землями, которые открывали мореплаватели.

Папа дал пожалованным Испании островам громкое название — «государство Фортуния». Началась колонизация вновь открытых земель. Испанцы встретили серьезный отпор со стороны местного населения — гуанчей. В упорной борьбе жители островов были истреблены, но оставили после себя «загадку гуанчей» и удивительный «язык свиста», который употребляется только на Канарских островах, а вернее, на одном из островов — Ла Гомера.

Гуанчи были белокуры и, по мнению ряда исследователей, имели поразительное сходство с народами севера Европы — норвежцами, шведами, датчанами. Неизвестно, когда и как они попали на африканские острова.

Когда они были открыты итальянцами, у гуанчей не было лодок и они не могли переплывать с одного острова на другой.

Ряд ученых считает, что гуанчи — потомки готов, вандалов или других германских племен, которых занесло на острова во время великого переселения народов в начале средневековья. Другие предполагают, что их принес мощный поток народов Севера, прокатившийся по Средиземноморью и дошедший до берегов Атлантики. А мечтатели и фантазеры объявили гуанчей даже потомками легендарных атлантов, жителей затонувшего материка!

По мнению атлантологов, своеобразный «язык свиста» — одно из свидетельств родства гуанчей и жителей Атлантиды. «Зачастую и теперь обитатели острова выражают свои мысли не словами, а свистом, — читаем мы в одной из книг об Атлантиде. — При помощи языка, губ, зубов и нёба они добиваются такого разнообразия звуков, что могут свободно разговаривать между собой. Свист гуанчей напоминает «птичий язык» бушменов в Южной Африке и «свистящий язык» пигмеев Акка в северном Конго. И точно такой же «язык свиста» обнаружен лет тридцать назад у индейцев из штата Оахака в Мексике».

Все это, конечно, досужая выдумка. Лингвистам хорошо известно, что ни один народ на Земле не выражает свои мысли свистом. Другое дело, что можно кодировать звуки человеческого языка в звуки свиста, наподобие того как мы кодируем буквы в знаки азбуки Морзе. Никакого «птичьего языка» бушменов не существует. Просто среди звуков разговорной речи у бушменов и готтентотов встречаются своеобразные щелкающие звуки.

Пигмеи также не имеют «свистящего языка»: на охоте, чтобы не спугнуть дичь, они прибегают к особым сигналам, которые можно сравнить со «странной, непрерывно усиливающейся волной звуков, похожей на прерывистое дыхание большой собачьей своры».

В некоторых языках индейцев Мексики свист употребляется как одно из вспомогательных средств обычного, звукового языка, наподобие нашего русского ударения, которое позволяет нам отличить число «сорок» от стаи «сорок».

Но «язык свиста» гуанчей как вспомогательное средство общения действительно вызывает интерес. Испанцы, живущие на острове Л а Гомера и по сей день употребляющие этот «язык», разумеется, говорят по-испански.

Свист передает только главные особенности звуков испанского языка и не несет никакой дополнительной нагрузки, какая имеется в нашей обычной речи (интонация, тембр голоса и т. п.).

Такая своеобразная «азбука Морзе» позволяет современным жителям острова переговариваться через пропасти в горах точно так же, как этот «беспроволочный телеграф» служил когда-то гуанчам. Только гуанчи преобразовывали в свист звуки своего родного языка.

Любопытно, что «языку свиста» научились подражать — и очень точно — птицы, живущие на острове Да Гомера. Но, разумеется, они не понимают эти свистящие звуки, как не понимают и обычную речь людей.

«ЯЗЫКИ» ВНЕ ЯЗЫКА

«Языки» вне языка широко распространены в нашей повседневной жизни. Вспомните хотя бы дорожные знаки:

и многие другие. Дорожная сигнализация — это тоже своеобразный язык, вернее, система знаков.

С первого класса мы учимся математике. И с первого же класса начинаем овладевать «языком цифр», системой математических знаков: Знакомясь с элементами высшей математики, овладевая новыми понятиями, узнаем и новые знаки:

Когда-то люди не имели разработанной системы знаков. В учебниках алгебры вы, вероятно, читали о том, что алгебраические знаки были предложены французским математиком Виетом в XVI веке; до этого математические задачи писали словами.

Величайшие гении древности — Архимед, Евклид, Диофант — могли творить, не пользуясь формулами, излагать свои мысли в словесной форме.

Дальнейшее развитие математики без формул, без специальных обозначений было немыслимо. Декарт, Ферма и другие ученые, создавшие высшую математику, стали делать это лишь после того, как ввели математические символы. Без них даже самый гениальный ученый не смог бы подняться до высот высшей математики.

Получив специальную символику, специальный «язык», развитие «царицы наук» и «служанки наук» — этими словами часто называют математику — пошло вперед гигантскими шагами. Ведь ее специальные знаки, по словам известного французского математика Л. Н. Карно (1753-1823), «не являются только записью мысли, средством ее изображения и закрепления, — нет, они воздействуют на самую мысль, они в известной степени направляют ее, и бывает достаточно переместить их на бумаге, согласно известным, очень простым правилам, для того чтобы безошибочно достигнуть новых истин».

Следуя примеру математики, ученые начинают создавать специальные «языки», специальную символику и для других наук: астрономии, физики, химии, логики, языкознания.

Гораздо удобнее писать знак «О» вместо слова «кислород», «Н2О» вместо «вода», «NaCl» вместо «поваренная соль». И не потому, что так короче и экономнее. Формулы, специальные обозначения имеют точный смысл, одно значение. А сколько разных смыслов могут иметь слова «сила» или «вода»!

Впрочем, в удобстве специальных языков вы убедились сами, изучая в школе алгебру, физику, химию. Да и в начальных классах вы уже могли заметить, что гораздо проще решать задачи и примеры, записанные числами, а не словами.

В самом деле, попробуйте-ка решить такой пример, записанный словами: «Триста семьдесят шесть миллионов двести восемь тысяч пятьдесят пять отнять от пятисот восьми миллионов семисот тридцати двух тысяч шестисот пятидесяти девяти». А если написать его числами, решение не отнимет и одной минуты;

Недаром великий немецкий ученый Лейбниц еще около двухсот лет назад писал о том, что «общее искусство знаков, или искусство обозначения, представляет чудесное пособие, так как оно разгружает воображение», добавляя при этом, что «следует заботиться о том, чтобы обозначения были удобны для открытий. Это большей частью бывает, когда обозначения коротко выражают и как бы отображают интимнейшую сущность вещей. Тогда поразительным образом сокращается работа мысли».

Дорожная сигнализация, знаки химии, физики, математики образуют систему. Они соотносятся друг с другом, входят в сочетания, образуют новые, более сложные «слова» или «фразы». Например, молекула воды записана тремя знаками, а запись химических реакций состоит из многих «молекул-слов».

Но есть и внесистемные, одиночные знаки. Например, школьный звонок, который говорит о начале или конце урока, сигнал пожарной машины, милицейский свисток, сирена «скорой помощи».

Это — звуковые сигналы, знаки-звуки. Но в нашем обществе есть много и зрительных одиночных знаков. Нередко можно увидеть еще вывески магазинов, где рядом с надписью «хлеб» нарисован батон или каравай, с надписью «рыба» — щуки и сельди. Во многих деревнях России до революции, когда большинство населения было неграмотно, на вывесках вообще не было надписей — их заменяли картинки.

«ГОВОРЯЩИЕ» РИСУНКИ

Картинками-знаками пользовались до революции и многие народы нашей родины, не имевшие письменности. Послания, сообщения, «последние известия» передавались с помощью рисунков — картинок или пиктограмм (от латинского «пиктус» — «писанный красками» и греческого «грамма» — «запись»).

Вот образец простого рисуночного письма:

Его смысл понятен любому.

Иногда пиктографическое письмо настолько усложнялось, что непосвященному было трудно понять, казалось бы, доступные любому рисунки-картинки. Попробуйте-ка разобраться в таком послании:

Что это? Зверинец, персонажи сказок? На самом же деле это петиция, посланная семью индейскими племенами Конгрессу США.

Семь животных обозначают названия семи племен. Линии, соединяющие глаза и сердца животных, показывают, что все семь племен единодушны с главным племенем, представленным в виде журавля. От глаза журавля идут еще две линии: одна к четырем озерам — в этих озерах племена просят разрешения ловить рыбу; другая линия идет вперед — это означает, что просьба адресована Конгрессу.

А вот как записываются поговорки народа эве, живущего в Западной Африке:

У любого народа мира, стоящего на уровне первобытного строя, можно найти подобное «рисуночное письмо». Читать его, как мы читаем книгу или газету, разумеется, нельзя. Рисунки пиктографии можно лишь толковать (наподобие того как мы толкуем юмористические «рисунки без слов»). Ведь один и тот же знак-рисунок, например тот, что мы приводили в начале главки, может означать и «охотник в лодке», и «охотник гребет», и «человек плывет в лодке», и «охотник передвигается по воде», и «человек передвигается по воде», и «охотник плывет в своей лодке по водной глади».

Только письменность позволяет нам точно и без всяких разночтений и толкований передавать свои мысли и чувства.

НАУКА О ЗНАКАХ И ЯЗЫКАХ

Итак, у людей есть основное средство связи — обычный звуковой язык. Кроме того, существуют жесты, научная символика, цифры, географические карты, одиночные знаки вроде вывесок, звонков, гонгов и других дополнительных средств связи.

Лингвистика — наука о языке — изучает наш обычный звуковой язык. Она исследует различные языки мира, находит общие черты всех языков человечества, как живых, так и «вымерших», наподобие древнеегипетского или латыни.

Но люди могут передавать сведения не только звуковым языком. Вы сами убедились в этом. Законы всех знаковых систем, «языков» в широком смысле этого слова, изучает новая наука — семиотика. Ее название происходит от греческого слова «семиос» — «знак».

Семиотика — молодая наука. И, как у всякой новой науки, у нее возникает вопрос: что можно и чего нельзя изучать с ее помощью.

В самом деле, само понятие «знак» вызывает споры. Мы говорили о знаках-жестах, математических знаках, знаках-вывесках. Но ведь и высокая температура у больного — тоже знак, знак болезни.

Физики, изучающие атомное ядро, не могут видеть атомы. Они имеют дело со знаками этих атомов — следами на фотографиях, показаниями приборов и другими «косвенными уликами». Астрономы, «ощупывающие» небо радиотелескопами, также имеют дело не с самими звездами, а с их знаками, радиошумами. Химик, записывая ход реакции, оперирует со знаками веществ. Инженер, конструируя станок, имеет дело с чертежами — знаками станка.

Короче говоря, почти вся наука и большая часть техники имеют дело со знаками, отражающими реальный мир. Но семиотика не может заменить науку и технику только потому, что там имеются знаки. Да она и не собирается это делать. Семиотический анализ начинается на той ступени, когда наши знания

о природе или обществе представлены в виде некоторого «языка», то есть системы знаков, подчиненной определенным правилам, законам. Эти-то законы находит и исследует семиотика. Ряд ученых считает, что основной задачей новой науки должно быть изучение только «активных знаков» — знаков, которые посланы кем-то и для кого-то. Говоря иначе, семиотика должна иметь дело не со знаками, а с сигналами.

Знаком может быть любое явление природы: и лужа на улице (знак прошедшего дождя), и запертая дверь (знак того, что хозяев нет дома), и дрожание тела (знак того, что человек замерз или боится).

Сигнал же — это «активный знак». Он обязательно должен быть сознательно отправлен, он должен иметь адресата. Вот почему многие ученые употребляют термин «теория сигнализации» вместо «семиотика», «теория знаков».

Сигнализировать, передавать сообщения могут не только люди. Даже простейшие из живых организмов имеют сигнализацию. Правда, эти сигналы отсылаются не другим простейшим — их получателем является сам организм. Например, амеба не «разговаривает» с другими амебами — ее органы чувств, если можно говорить о таковых, посылают сигналы внутри организма.

Эта внутренняя сигнализация имеется у всех живых существ, в том числе и у человека. Наша нервная система сигнализирует мозгу обо всем происходящем в окружающем мире, а также о внутренних «событиях» организма — кровяном давлении, пульсе и т. д.

Человек живет в коллективе. Для общения с другими людьми он имеет, кроме внутренней сигнализации, еще и внешнюю сигнализацию. Это — звуковой язык, письменность, жесты и другие средства общения.

Могут ли «разговаривать» таким образом животные? Или же только у человека есть внешняя сигнализация, а весь остальной животный мир пользуется лишь внутренними сигналами, сигналами внутри организма?

Этот вопрос настолько интересен, что стоит о нем рассказать подробнее.

Глава 2 НЕ ТОЛЬКО ЛЮДИ ГОВОРЯТ ЛИ ЖИВОТНЫЕ!

Говорят ли животные? Этот вопрос волновал людей с древних времен. Первобытный человек отвечал на него без всякого сомнения: да, животные разговаривают друг с другом, их язык устроен так же, как и человеческий. Больше того, некоторые звери могут не только разговаривать между собой, но и понимать человеческий язык.

Первобытные люди считали животных точным подобием человека, с тем же умом, характером, языком. Остатки этой первобытной веры в зверей-братьев можно найти во всех сказках народов мира: стоит только назвать «Братца Кролика», «Михайло Ивановича Топтыгина», «Лису Патрикеевну».

Конечно, представление о зверях-людях неверно и наивно.

И все-таки современная наука доказала, что у животных существует «язык» — система знаков, служащих средством общения.

У зверей, живущих в одиночку, конечно, такого языка нет. Да он им и не нужен — не с кем «говорить». Тигр охотится в одиночку. Ему незачем «разговаривать» с другими тиграми, и поэтому нет «тигриного языка».

Но когда тигр и тигрица начинают искать друг друга или растить потомство, возникает необходимость «разговора»… и возникает система сигнализации между тигром и тигрицей, конечно, очень примитивная.

Многие птицы живут стаями. И здесь потребность в «разговоре» гораздо сильней, чем у «семейных пар». Поэтому-то и «язык птиц» более развит.

Американские ученые, изучая повадки и жизнь ворон, нашли, что существует особая сигнализация у вороньих стай, живущих в городе и в сельской местности. Ворона городская «не понимает» карканья вороны сельской.

Но есть еще бродячие вороны, вороны-путешественницы, перелетающие из одного места в другое. Они также имеют свой язык. А так как им приходится бывать и в городе и в деревне, то кочевые вороны могут «разговаривать» на «языках» городских и сельских ворон.

Конечно, ни о каком «человеческом разговоре» не может быть и речи. Это всего лишь элементарные сигнальные крики, вроде сигнала тревоги, призыва и т. п. Но о глубокой пропасти, лежащей между сигнализацией представителей животного мира, с одной стороны, и человеческой речью — с другой, мы поговорим после того, как познакомимся со средствами связи общественных насекомых и обезьян.

«ЯЗЫК» ОБЩЕСТВЕННЫХ НАСЕКОМЫХ

Животным, имеющим гортань, легко издавать сигнальные крики. А как быть тем, у кого нет гортани, ушей и даже глаз? Например, такие общественные насекомые, как термиты, от рождения слепы. Как общаться им? Как разговаривать безголосым муравьям и пчелам?

Насекомые используют другие, незвуковые средства связи. Особенно хорошо изучена сигнализация неутомимых тружениц — пчел. Ученых, изучающих насекомых, и просто наблюдательных людей с давних времен интересовал вопрос, каким образом пчела сообщает другим пчелам о найденном источнике пищи? Многолетние кропотливые исследования позволили раскрыть эту давнюю тайну.

Оказалось, что пчела пользуется своеобразным «языком танца».

Если источник нектара или пыльцы находится в пределах до 100 метров от улья, пчела совершает на сотах движения по кривой, похожей на круг или серп. Если же расстояние превышает 100 метров, рисунок танца становится иным: пчела движется не по кругу, а по кривой, напоминающей восьмерку.

На помощь «языку танца» приходят и своеобразные «жесты». С их помощью пчела может указать даже на величину расстояния до источника нектара.

Исполняя так называемый «мобилизационный танец», пчела заканчивает каждый круг небольшим пробегом. Во время этого пробега она делает быстрые колебательные движения телом (особенно — концом брюшка). Если источник пищи расположен в 100 метрах, пчела делает 4 виляния, если расстояние полкилометра — 10 виляний, если 2 километра — 35 виляний, и т. д. Таким образом, пчела может как бы кодировать любое расстояние в соответствующее число виляний.

Для того чтобы сигнализация была еще более надежной, применяется и другой способ кодирования: число кругов в единицу времени также указывает на расстояние от источника пищи. Расстоянию в 100 метров соответствуют 9-10 кругов за 15 секунд, 1 километр — 4,5 круга. Происходит своеобразное дублирование: число виляний во время прямого пробега пчелы и число описываемых кругов говорят об одном и том же — величине расстояния до источника нектара.

Прямой пробег позволяет также сообщать пчелам и о направлении, где находится пища. Если пчела совершает пробег по соту вверх, это значит, что лететь к источнику надо прямо по направлению к солнцу. Если положение источника нектара иное, то пчела движется по соту вниз, причем повороты головы в любую сторону безошибочно указывают величину угла, под которым надо лететь в нужное место.

Другие общественные насекомые — муравьи — прибегают к иной сигнализации: «антеннами связи» у них являются усики. Обнаружив источник пищи, муравей подает сигнал «добыча» прикосновением своих усиков к усикам другого муравья. Своеобразен муравьиный сигнал «тревога». В момент опасности специальная железа

муравья выделяет пахучую жидкость. Это своего рода «химический набат» муравейника. Радиус действия этого «набата» невелик — несколько сантиметров. Но, передаваясь от муравья к муравью, он вызывает цепную реакцию — и вскоре о грозящей опасности оповещен весь муравейник!

Запах позволяет также отличать «своих» муравьев от «чужих». Муравьи, живущие в одном муравейнике, обладают общим семейным запахом, и горе тому, кто пахнет иначе. Вот как характеризует «язык запахов» известный ученый Норберт Винер в своей книге «Кибернетика»: «У муравьев взаимная связь, вероятно, состоит в основном из нескольких запахов. Весьма маловероятно, что муравей из своего муравейника может отличить одного муравья от другого. Он, конечно, может отличить муравья из своего муравейника от муравья из чужого муравейника и будет сотрудничать с первым и уничтожит второго».

Впрочем, не все ученые считают, что «язык запахов» — единственное средство связи муравьев. Известный советский энтомолог, профессор П. И. Мариковский, долгое время наблюдая за черными лесными муравьями-

древоточцами, пришел к выводу, что у них есть своеобразный «язык жестов».

Вот некоторые из этих «муравьиных жестов»:

Голова голодного муравья поднята на 90 градусов, челюсть раскрыта и подставлена под голову другого, сытого муравья: «Немедленно дай поесть!»

Приподнявшись на задних ножках, муравей выставляет вперед брюшко, как бы приноравливаясь брызнуть кислотой: «Берегись!»

Легкие подскоки вперед и назад, удары челюстями: «Кто ты?»

Пока что расшифровано немного таких «жестов». Быть может, их окажется несколько десятков. Однако ясно, что содержание их посвящено еде, опасности, борьбе с чужаками — узкой тематике муравьиной жизни.

«ОБЕЗЬЯНИЙ ЯЗЫК»

Системы общения, средства связи есть у насекомых, птиц, рыб, млекопитающих, живущих коллективно, объединениями. Естественно, что средства связи должны быть и в обезьяньих стадах.

Каков же этот «язык обезьян»? Столь же прост, как и примитивные сигнальные системы животных? Или ближе к языку людей, дальних родственников человекообразных обезьян? Быть может, в нем можно найти следы тех звуков, из которых впоследствии сформировалась человеческая речь? Или же наш язык совершенно отличается от обезьяньего?

Интересные исследования, посвященные «языку обезьян», провел в Сухуми советский ученый Николай Иванович Жинкин, известный своими работами по физиологии и психологии речи.

Сигнальные крики обезьян с давних времен привлекали внимание ученых.

Но обычно запись этих криков производилась на слух. Записывался «обезьяний язык» либо с помощью нот, либо буквами человеческого языка. И поневоле возникали искажения. Ведь и ноты и алфавит предназначены не для обезьяньих криков.

Поэтому Жинкин решил использовать специальный прибор для записи звуков, который фиксировал крики обезьян и помог ученому произвести детальный анализ звука. С помощью другого прибора — рентгеноскопа — изучались движения гортани обезьян. И, наконец, для того чтобы перейти от голых фактов к объяснениям, Жинкин привлек на помощь математические методы анализа.

Ученые считают, что павианы гамадрилы имеют около двадцати различных сигнальных звуков. Тщательно были изучены семь наиболее распространенных у гамадрилов звуков. Самый «популярный» из них — сигнал опасности.

«Если спрятаться за большой камень невдалеке от стада, — пишет Жинкин, — неожиданно выдвинуть вверх длинную палку с сеткой для ловли обезьян, раздаются громкие крики, которые условно обычно записываются «ак, ак, ак». Этот крик повторяют другие гамадрилы стада, причем они поворачиваются в сторону неожиданно появившегося предмета. Крик повторяют и те гамадрилы, которые первоначально не видели предмета.

Если человеческим голосом сымитировать этот сигнал, то многие из обезьян также начинают повторять его. Правда, при этом они менее энергичны. Почти такой же крик «ак, ак, ак» издают и другие обезьяны — макаки (только визгливо). Но гамадрилы совершенно не реагируют на сигнал опасности, если его издает макака.

Крики «ак, ак, ак» следуют друг за другом очень быстро, как бы «пачками». В минуты большой опасности следует одиночный крик — очень резкое и энергичное «ак». Услышав его, встревоженное стадо сразу убегает».

«Если изъять из стада одного или нескольких гамадрилов, — пишет Жинкин, — и унести в клетке из вольеры, то с обеих сторон, как из стада, так и от унесенных, долго раздаются крики «ау, ау». Это своего рода звуковая перекличка. По ситуации да и по характеру звуков «ау» она очень напоминает ауканье компании людей в лесу».

Правда, различие между ауканьем людей и ауканьем обезьян имеется. Люди делают ударение на последнем звуке — «ау», а гамадрилы на первом — «ау».

В стаде гамадрилов вожак имеет неограниченную власть. Он и законодатель, и руководитель, и исполнитель своих собственных «решений» и «законов». Когда две обезьяны дерутся (а драки в стаде возникают часто), то бывает, что слабые обезьяны просят вожака защитить их.

Эта «мольба о помощи» звучит как сильный и громкий визг, напоминающий по тембру звук «и». Если вожак найдет нужным, он вмешивается и бьет более сильную обезьяну, так что теперь ей приходится самой просить помощи, издавая звук «и». Но авторитет вожака велик, и эта мольба остается без внимания.

В языке гамадрилов есть не только сигналы тревоги или боли. Тихий и довольно сложный по звуковому составу сигнал удовольствия можно (правда, очень приблизительно) изобразить как «хон», где «х» — нечто похожее на придыхание, а «он» — ясно слышимое «о» с носовым резонансом.

Наконец, по свидетельству Жинкина, ему удалось «наблюдать глухой, безголосый звук, не напоминающий ни один из человеческих. Он возникает в результате хорошо видных быстрых смыканий губ и какого-то сложного движения кончика языка… По сигнальному значению этот звук легче всего определить как ориентировочный, но не захватывающий всего стада, а только отдельного животного. Он встречается при замечаемой этим животным смене ситуаций, например при подходе матери к детенышу, и сопровождается оглядыванием. Условно он может быть обозначен как «птпт».

Найдя «словарь» сигнальной системы обезьян, Жинкин перешел к ее анализу. Сигналы-слова гамадрилов составлены, по меньшей мере, из десяти элементарных звуков. Такой сигнал, как «хон», состоит из трех элементарных звуков. Значит, в принципе, пользуясь этими элементарными звуками, можно построить около тысячи сигналов-слов. На самом же деле, как утверждает Жин-кин, в «языке гамадрилов» имеется лишь семь слов-сигналов. Правда, некоторые исследователи считают, что гамадрилы имеют не семь, а сорок «слов». Но даже и тогда ясно видно: «язык обезьян» использует лишь ничтожную часть тех слов, которые в принципе возможны.

Почему же так беден «язык обезьян»? И не только гамадрилов, но и человекообразных — горилл, шимпанзе, орангутангов (ученые считают, что в сигнальной системе шимпанзе, ближе всех животных стоящих к человеку, имеется не более тридцати — сорока сигналов). Почему не стали говорить по-человечески наши «двоюродные братья»?

ПРИЗНАКИ ОТЛИЧИЯ

Можно ли сказать: «Я вчера умер» или «Да, я сплю»? Конечно же, можно. Хотя на самом деле ничего такого не может быть — ни умершие, ни спящие не могут сообщить о том, что они спят или умерли. Однако наш язык позволяет делать это.

«Вчера был прекрасный футбольный матч…», «Завтра будет солнечная погода…» Благодаря языку мы можем говорить о прошлом и будущем так же свободно, как и о настоящем. Мы можем, благодаря ему же, говорить о том, чего не было, чего никогда не будет, чего никогда не может быть. Вспомните забавные небылицы или песенку «Ехала деревня мимо мужика».

«Язык» животных, их сигнальные крики не позволяют делать этого. Ведь сигнал опасности действителен только в минуту опасности. Он имеет значение только сейчас, в данный момент, для данного животного или стаи. Он как бы накрепко привязан к окружающему миру, к ситуации, к текущему моменту.

Человеческий язык свободен. Он дает нам власть над временем и пространством.

Мы можем сказать: «тысячу лет назад», «далекая Африка», «завтра», «послезавтра». Животное, самое умное, не может представить себе будущее и прошлое, не может представить себе мир иным, чем тот, который есть в данную секунду, в данном месте.

Ученые заметили любопытнейший факт: у дельфинов, человекообразных обезьян и других высокоразвитых животных сигнальных криков насчитывается примерно 30. Число «кирпичиков языка», звуков речи человека, в любом языке мира колеблется от 10 до 70-80, то есть в среднем равно 30-40.

В отдаленном прошлом «способности к языку» были примерно одинаковы и у предков людей, и у других животных. Обезьянолюди, просто обезьяны, многие виды птиц имели равное число сигнальных криков. Но язык появился лишь у человека. Несколько десятков слов-сигналов превратилось в сотни и тысячи настоящих слов — этого требовал совместный труд.

Животная стая превратилась в коллектив людей, сигнальные крики — в человеческий язык. Попугая можно обучить десятку и даже сотне человеческих слов. В Уголке Дурова, в Москве, научили говорить по-человечески даже галку. Вернее, не говорить, а произносить слова, не понимая их смысла. Горло птиц позволяет воспроизвести и английские, и русские, и чукотские слова. Но мозг птицы не может понять их. Значит, дело не в горле, а в мозге.

«Активное приспособление человека к среде, изменение природы человеком не может основываться на сигнализации, пассивно отражающей природные связи, — писал замечательный советский психолог Л. С. Выготский, — человек вводит искусственные стимулы… и при помощи знаков создает, воздействуя извне, новые связи в мозгу…»

«РАЗГОВОР» С ЖИВОТНЫМИ И МАШИНАМИ

Изучая «язык» животных, мы лучше понимаем устройство нашего языка, узнаем об истоках человеческой речи. Необычайно интересно попытаться «говорить» с животными на их «языке».

Опытные охотники с давних пор делали это. Они подзывали животных, подражая их крикам. В наши дни для «разговора» с животными используется и техника.

Вороны имеют привычку собираться в огромные стаи. Тысячные стаи наносят большой вред полям. Как бороться с этим? Как отогнать птиц от полей, если они упорно возвращаются и вредят посевам? С помощью магнитофона записывают сигнал тревоги — испуганный крик пойманной вороны. И, как только громкоговорители повторят его, тысячи ворон покидают место своего сборища.

Точно так же поступают и с комарами, разносчиками малярии. На магнитофонную ленту записывается сигнал опасности (человеческое горло не может воспроизвести этот тончайший писк). Включив затем запись, можно быть спокойным — за много сотен метров вокруг не появится ни одного комара.

Правда, ненадолго. Если не подкреплять сигнал настоящей опасностью, то очень быстро он перестанет отпугивать и превратится в «звук пустой». Поэтому более выгодно использовать сигналы призыва, чтобы, собрав вредителей воедино, тут же, на месте сбора, уничтожать их. Так начинают поступать с комарами, помещая магнитофон «с призывной записью» рядом с воздушными насосами, которые втягивают комариные стаи и уничтожают их. Подобным же образом надеются бороться и с прожорливой саранчой.

Но это, так сказать, прикладные задачи. Ученые пытаются завязать с животными и более подробный «разговор». Совсем недавно в газетах появилось сообщение об интереснейшем эксперименте, начатом американскими инженерами из города Балтимора. Общеизвестно, что один дельфин удивительно молчалив. Два дельфина оживленно обмениваются сигналами. А когда собирается стая дельфинов, они «болтают» без умолку!

Впрочем, нашим ушам их болтовня не грозит. Они «говорят» на ультразвуковых частотах: ухо дельфина воспринимает звуки с частотой до 102 тысяч колебаний в секунду, а человеческое ухо — до 20 тысяч. Только незначительная часть дельфиньих сигналов может быть услышана человеком, да и то в виде тонкого писка. С помощью же электронной аппаратуры можно записать самые высокие, неслышимые звуки. И когда это сделали, была открыта удивительная особенность сигнализации дельфинов.

Вообразите музыканта, который говорит и одновременно аккомпанирует себе на каком-либо инструменте, и ьы получите приближенное представление о своеобразном «языке» дельфинов.

Американские инженеры из Балтиморы решили записать сигнальные крики дельфинов, чтобы узнать, в каких пределах человек может имитировать «речь» дельфинов. В конечном счете они надеются создать «английско-дельфиний словарь», перевод английских слов на «язык» дельфинов, и «дельфино-английский словарь», перевод «слов» дельфинов на английский язык.

Человек пытается понять «язык» животных. Но не только с нашими «младшими братьями» приходится вести ему разговор. В последнее время перед наукой встала уже совершенно фантастическая задача — создание специального языка для… машин.

РОБОТЫ

Неуклюжие, по-детски робкие,

Вместо глаз — неона огоньки,

Появились на планете роботы,

Механические чудаки…

Слово «робот» придумано не учеными. Вот что рассказывает о его рождении известный чешский писатель Карел Чапек.

Однажды ему пришел в голову сюжет пьесы. Он прибежал с новой идеей к своему брату Йозефу, художнику, который в это время стоял у мольберта и грунтовал холст.

— Эй, Йозеф! — крикнул Чапек. — У меня вроде бы появилась идея пьесы.

— Какой? — пробурчал художник (он в полном смысле слова бурчал, потому что другая кисть была у него во рту).

Карел Чапек изложил сюжет так коротко, как только мог.

— Ну, так пиши, — последовал ответ.

— Но я не знаю, как мне этих искусственных рабочих назвать. Я бы назвал их лаборжи (от английского слова «labour» — «работа»), но мне кажется, что это слишком книжно.

— Так назови их роботами, — пробормотал художник, не выпуская изо рта кисти и продолжая грунтовать холст…

В драме «Рур», написанной в 1922 году, Чапек изобразил «искусственных людей» — роботов. Они изготавливались на специальных фабриках, а затем продавались на плантации, заводы, рудники, чтобы заменить человеческий труд. Пьеса Чапека имела мировой успех. И с тех пор роботами называют автоматы, которые имеют внешнее сходство с человеком и, как правило, выполняют полезную работу.

Перед второй мировой войной на международных выставках в Сан-Франциско и Нью-Йорке демонстрировался робот, выполнявший ряд приказов. «Встань!» — говорил ему человек в микрофон, и неуклюжий, в полтора человеческих роста робот послушно вставал со стула. «Иди!» — и робот медленно шел на своих массивных ногах, снабженных гусеничными подошвами. «Стоп!» — командовал человек, и робот останавливался.

По приказу человека этот робот мог произносить через громкоговоритель, спрятанный в голове, несколько фраз, записанных на магнитофоне. Кроме того, он мог различать цвета: если давался зеленый сигнал, то и робот зажигал зеленые глаза. Если сигнал был красным, то и глаза у робота были красными. И, наконец, что уж совсем удивило и потешило публику, этот робот курил папиросу и подмигивал!

Другой робот, созданный американским инженером Венсли, слушался не человеческого голоса, а свистков. Он долгое время проработал дежурным у водопроводных баков одного из небоскребов Нью-Йорка: следил за уровнем воды, пускал насосы, отвечал на телефонные звонки, сообщая об уровне воды в баках и работе насосов.

Забавного робота создал известный инженер Штейнер. Это был негритенок, который раздавал рекламные проспекты на оживленных улицах города, вращал головой, двигал нижней челюстью и говорил с помощью громкоговорителя. Когда пачка рекламных проспектов кончалась, робот-негритенок брал новую пачку и продолжал свое дело.

А вот как выглядел робот «Сабор IV», построенный изобретателем Августом Губером в 1938 году.

На слете юных техников Московской области в 1957 году демонстрировался робот, управляемый по радио. Он обходил препятствия, здоровался, просил уступить дорогу. Когда в правый глаз робота попадал пучок света, робот сворачивал направо.

Если свет одновременно попадал в оба глаза, робот отступал.

Как правило, все эти механические люди довольно громоздки. Так, например, робот «Альфа», созданный английским инженером Гарри Меем, весил около двух тонн! Да и другие роботы не отличались легкостью и подвижностью. И, хотя они умели выполнять кое-какие полезные действия, все же никто не собирался «внедрять роботов в производство», заменить ими труд людей.

ЖЕЛЕЗНЫЕ ПОМОЩНИКИ

Механические люди, которые могут говорить, курить папиросы, здороваться за руку, торговать газетами, удивительны и забавны. Но «все эти выдумки, рассчитанные на то, чтобы поразить воображение, — пишет советский ученый И. А. Полетаев, — совсем не так удивительны, как действительно полезные роботы, которые не имеют вида карикатуры на человека, не подражают внешне манерам и поведению человека, но зато точно и безошибочно, неутомимо и быстро выполняют обязанности, которые всего несколько лет назад мог выполнять только человек и никто другой».

Роботы-регулировщики с поразительной точностью и быстротой управляют уличным движением. Робот-кассир не только получает деньги и дает билеты и сдачу, но и сообщает о расписании поездов и необходимых пересадках. Выдав билеты, он вычеркивает номера проданных мест, чтобы не продать их второй раз.

Сверхскоростные самолеты и космические ракеты ведет не только рука человека, но и железная «рука» автопилота. Роботы начинают заменять и диспетчеров аэропортов, руководят взлетом и посадкой самолетов.

Роботы-контролеры, роботы-операторы, — роботы-счетчики, роботы-диспетчеры на железнодорожном транспорте… Профессии у роботов становятся все более ответственными, все более сложными. Машине поручают найти наилучший план производства. Машина вычисляет траектории космических полетов. Машине прочат большое будущее даже в творческих делах: в доказательстве теорем математики, в игре в шахматы, в сочинении музыки и ее оркестровке.

Человеку нужно отдавать приказы машине и формулировать задание четко и ясно: роботы не понимают двусмысленностей и недомолвок. Не понимают они и нашего разговорного языка. Значит, нужен особый язык — язык, понятный машинам. Нужно придумать, как заставить их работать надежнее и лучше, нужно разработать специальную систему сигнализации, специальный машинный язык.

Глава 3 «ЯЗЫК МАШИН» ПРЕДЫСТОРИЯ «ЭЛЕКТРОННОГО МОЗГА»

«Машина-математик»… «Кибернетический агроном»… «Электронный гроссмейстер»… «Доктор в стальном халате»… «Железный поэт»… ««Механический игрок»…

В передачах по радио, в газетах, в научных и популярных книгах мы то и дело слышим или читаем эти слова. И все эти титулы и профессии относятся не к каким-то особым, специально созданным «механическим игрокам» или «кибернетическим агрономам». Все чудеса, о которых вы слышите едва ли не каждый день, делает обыкновенная вычислительная машина, близкая родственница давних школьных знакомых — счетов и даже… нашей руки.

В самом деле, рука — самый первый и самый древний счетный инструмент, какой знали люди. Во многих языках мира даже названия чисел совпадают с названиями «счетного инструмента» — руки. В языке жителей острова Пасхи число «пять» обозначается словом «рима», то есть «рука». То же самое в языке папуасов: «ибон гуди» значит и «пять» и «одна рука»; «ибон егелегуди» — «шесть» и «одна рука и палец»; «ибон егеле али» — «одна рука и два пальца» и т. п.

Такие же названия «руки» и числа «пять» можно найти и во многих других языках мира. В языке зулу в значении «шесть» употребляется название большого пальца; «семь» обозначается словом, производным от глагола «указывать»; «восемь», «девять» обозначаются словами «опусти один сустав» («согни один палец») и «опусти два сустава» («согни два пальца»). Во многих языках мира числительное «двадцать» родственно названию «человек» — обладателю двадцати пальцев рук и ног.

С древнейших времен стремился человек облегчить счет с помощью специальных приспособлений. Ведь двадцати пальцев рук и ног явно недостаточно.

Индейцы Южной Америки, жители Анд, пользовались узелками. Однократный узел обозначал десяток, двукратный — десять десятков, то есть сотню, трехкратный — тысячу, и т. д. В Древней Греции и Риме применяли абак — доску с прорезями.

Нижние прорези — для счета единиц, верхние — пятерок. Две крайние прорези справа предназначены для счета дробей. Как видите, абак отличается от наших счетов лишь тем, что у него вместо десяти косточек — пять.

Почти два с половиной века назад был создан прототип современных счетов. Но уже в те времена пытливая человеческая мысль искала пути для убыстрения счета каким-либо другим, более простым и в то же время надежным способом.

Первобытному человеку, не знавшему ни скотоводства, ни большой торговли, ни земледелия, собственно говоря, нечего было и считать. Недаром в языках многих племен, стоящих на уровне развития каменного века, отсутствуют названия чисел больше десяти, пяти и даже трех!

С развитием общества росла потребность в счете. И вместе с нею совершенствовалась математика — это «подспорье для правильных умозаключений», как называл ее академик А. Н. Крылов.

В XVII веке в Европе начался бурный рост науки и техники. Возникали новые фабрики и заводы, строились тысячи новых машин. Потребность в вычислениях росла буквально не по дням, а по часам. И в том же XVII веке были сделаны первые попытки поручить счет машине.

МЕХАНИЧЕСКИЙ СЧЕТ

Три года трудился великий французский ученый Блез Паскаль, создавая первую в мире счетную машину — «механические счеты». Они были громоздки и медлительны. Но лиха беда начало!

Заинтересовавшись изобретением Паскаля, знаменитый немецкий математик и философ Лейбниц решил улучшить его. Это ему удалось. «Посредством машины Лейбница любой мальчик может производить труднейшие вычисления», — признают французские академики Гюйгенс и Арно в 1673 году.

На первые счетные машины смотрели как на чудо. А жизнь настойчиво требовала «железных математиков». И в начале прошлого века было организовано массовое производство счетных машин — арифмометров.

Их устройство совершенствуется. Житель Санкт-Петербурга Вильгольдт Однер создает удачную конструкцию арифмометра, компактную и простую. В конце XIX века арифмометр Однера завоевывает весь мир. Почти век прошел со времени изобретения петербуржца, но принцип конструкции у современных арифмометров остался тем же.

С каждым годом возрастала нужда в помощниках-машинах, которые могли бы справиться с лавиной цифр. Кораблестроители, физики, химики, архитекторы, не говоря уже о бухгалтерах, математиках, плановиках, нуждались в механическом счете.

Дело было не только в том, что требовалось очень много считать. Необходимо было считать очень быстро.

Например, химикам. Одни реакции идут медленна, в течение часов. Всегда можно взять пробу, проанализировать ее и, если потребуется, сделать необходимые расчеты, для того чтобы изменить ход реакции, направить его в нужное русло.

А как быть, если ход реакции длится минуты? Оставить его без контроля, пустить на самотек? Разумеется, делать этого нельзя. Нужен очень быстрый счетчик, который сумел бы произвести все необходимые вычисления в доли секунды.

Или другой пример.

Чтобы покинуть Землю, ракета должна развить скорость более И километров в секунду.

Как управлять ракетой на такой непривычно большой скорости?

По сравнению с этой скоростью действия человека слишком медленны. Одна десятая секунды нужна даже самому тренированному и быстрому, чтобы заметить опасность. Еще одна десятая, чтобы принять решение, и еще одна, чтобы выполнить его. Три десятых секунды. Так мало для Земли и так много для космоса! Ведь за это время ракета пролетит более трех километров. Это значит, что принимать мгновенные решения о перемене курса человек не может. Только быстродействующая машина может сделать это. Она же должна рассчитывать и курс ракеты. Для человека такой объем вычислений не под силу.

Счетные машины вроде арифмометра, использующие механическое движение, здесь также не помогут: они слишком медлительны.

А нельзя ли применить для машинного счета другие виды движения?

Например, электрическое?

Ведь ток движется почти с предельной скоростью, с которой можно передвигаться во Вселенной, — почти 300 тысяч километров в секунду.

Нельзя ли и в самом деле заставить считать электрический ток?

И вездесущее электричество получило еще одну, самую удивительную и «творческую» профессию. Оно стало считать.

НА ЯЗЫКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Вычислительная машина, состоящая из многих тысяч электронных ламп, занимает целый зал. Машины же, работающие на полупроводниках, могут быть величиной с небольшой чемодан.

Есть машины специализированные, созданные только для перевода текстов с одного языка на другой или предсказания погоды. Есть машины универсальные, которые, как говорится, на все руки мастера. По заданной программе они могут и музыку сочинять, и управлять производством, и играть в шахматы, и переводить книги.

Но каких бы больших или миниатюрных размеров ни достигали эти машины, какие бы сложнейшие умственные задачи они ни выполняли, общий принцип их действия един. Электрические импульсы, бегущие внутри машины, выполняют счетную работу.

Что означает костяшка счетов, если она находится посередине прута? Конечно же, ничего. Она должна быть в одном из крайних положений: «или — или». Набирая число на арифмометре, мы ставим рычаги против цифр, а не между ними. Тот же принцип «или — или», «число или нет».

Но ведь и все электрические приборы работают по этому простому принципу. Ток включен или нет. Вспомните обыкновенный электрический звонок. Нажимая на кнопку и отпуская ее, мы можем заставить звонок либо «говорить», либо «молчать». Третьего состояния быть не может: «или — или».

Можно дать один звонок. Можно — два, три, четыре и так далее, до бесконечности. Значит, с помощью электричества можно представить любое число и передать его на расстояние. Запись числа на бумаге не зависит от того, каким почерком мы написали число и чем сделали эту запись — чернилами, карандашом, на пишущей машинке. Число на счетах не зависит от того, большие ли костяшки или маленькие, деревянные или пластмассовые. Все зависит лишь от позиции костяшек.

Точно так же, представляя числа с помощью электрического тока, допустим, с помощью звонка, мы не интересуемся силой и длительностью этих звонков — нам важно лишь их количество.

Три нажатия кнопки — число «три». Сто нажатий кнопки — число «сто», Тысяча нажатий кнопки — число «тысяча». Не многовато ли? Попробуйте-ка дать вручную тысячу звонков! Ведь если вводить в машину числа таким образом, то миллион потребует неделю времени, а миллиард — много лет. Нельзя ли найти какой-либо более простой способ изображать числа на «языке электричества»?

Число «десять» можно записать в виде палочек, а можно и в виде цифр: либо 1111111111, либо 10. Ясно, что пользоваться цифрами удобнее, особенно если числа очень большие.

Нельзя ли применить нашу цифровую систему для электронных машин? Разумеется, можно. Но еще лучше использовать не десятичную систему, а более простую — двоичную. Систему записи чисел, в которой не десять цифр, а только две — нуль и единица.

Число «один» запишется как 1, число «два» — 10, «три» — 11, «четыре» — 100, «пять» — 101, «шесть» — 110, «семь» -111, «восемь» — 1000, «девять» — 1001, «десять» — 1010, «одиннадцать» — 1011, и т. д. С помощью нуля и единицы можно записать любое число.

Великий немецкий математик Лейбниц даже выбил в честь этого двоичного счисления медаль, по краю которой было написано: «Чтобы вывести из ничтожества все, достаточно единицы».

По сравнению с десятичной эта система записи неэкономна. Чтобы записать восьмерку, в нашей обычной системе нужна одна цифра — 8, а в двоичной — четыре: единица и три нуля. Число 32 для записи в двоичной системе требует шести цифр, 512 — десяти, а 1026 — одиннадцати. В среднем запись в двоичной системе в 3,3 раза длиннее, чем в десятичной.

Зато как упрощаются все арифметические правила! Вам, вероятно, пришлось немало посидеть за таблицей умножения, заучивая ее наизусть (иначе ведь нельзя!) А вот таблица умножения в двоичной системе может быть записана на одной строчке. И выучить ее можно за несколько секунд!

Только и всего! И с помощью таких элементарных действий можно перемножать любые числа. Например, перемножьте сами 1026 на 23 — в двоичной записи это будет выглядеть так:

и убедитесь сами, как легко считать, пользуясь двоичной таблицей умножения.

Впрочем, правила сложения так же просты, как и правила умножения:

(ведь 10 равно числу 2 нашей десятичной системы).

Как видите, вся арифметика сведена к минимуму; тут и знать, по существу, нечего… Но ведь такая простота как раз и нужна для машины-счетчика, в которой работу выполняет электрический ток.

Ток может либо быть, либо не быть. Электрическое реле может быть либо включено, либо выключено. Или — или, да — нет… нуль или единица!

Состояние «без тока» можно считать нулем, а с током — единицей. И тогда легко представить машине любое число, записанное в двоичной системе.

Замечательная двоичная система позволяет машине не только считать, но и совершать логические операции, «рассуждать» и «принимать решения»!

«НУЛЬ И ЕДИНИЦА» — «ПРАВДА ИЛИ ЛОЖЬ»

«Моя фамилия Кондратов». Так это или не так? Правдиво или ложно это высказывание? Очевидно, что правдиво, или, говоря иначе, истинно.

Всякое высказывание, всякая мысль может быть либо истинной, либо ложной. Снова «или — или», «да — нет», «нуль или единица». Нельзя ли вычислять, нельзя ли пользоваться языком чисел и при решении логических задач — задач «на рассуждение»?

Мысль о том, что можно создать своеобразную «алгебру мысли», заменить рассуждения вычислениями, была высказана задолго до создания электронных машин-математиков.

Много веков назад великий греческий ученый и философ Аристотель свел воедино разрозненные обрывки логических учений и создал науку логику, науку об «умении правильно рассуждать». Почти полторы тысячи лет просуществовала неизменной Аристотелева система логики, подобно геометрии, созданной другим гениальным ученым античности — Евклидом.

Но вот у отдельных ученых начинает зарождаться мысль: а нельзя ли усовершенствовать Аристотелеву логику? И даже сделать ее такой же точной, как математика. Особенно горячо пропагандировал эту идею немецкий математик Лейбниц. Он писал: «Споры не при-

дут к концу, если не отказаться от словесных рассуждений в пользу простого исчисления, если не заменить слова неясного и неопределенного смысла определенными символами. После введения их при возникающих противоречиях между двумя философами будет не больше надобности перекрикивать друг друга, чем между двумя бухгалтерами. Не требуется ничего другого, как то, чтобы противники взяли в руки перья, сели за свои конторки и сказали друг другу: давайте-ка вычислять!»

Эта мысль волновала Лейбница давно. «Когда я, будучи еще мальчиком, знакомился с предложениями обычной логики и мне еще была незнакома математика, у меня возникла, не знаю в результате какого мановения, мысль о том, что может быть изобретен анализ понятий, с помощью которого могут быть комбинированы истины и вычисления при помощи чисел», — писал он в конце своей жизни.

Мечты Лейбница начали сбываться лишь в середине прошлого столетия. Ирландский математик Джордж Буль (кстати сказать, отец писательницы Этель Войнич, автора знаменитой книги «Овод») выпускает в свет в Лондоне книгу «Математический анализ логики». Буль доказывает, что правила построения рассуждений можно выразить в математической форме. Доказательство можно вычислять!

В самом деле, каждое высказывание может быть либо истинным, либо ложным. Значит, можно обозначить истинность цифрой 1 и ложность — 0. А затем оказывается, что правила «двоичной арифметики» могут быть применимы и к решению логических задач.

Из простых высказываний можно строить какие угодно сложные, подобно тому как из нуля и единицы можно строить какое угодно большое число. Сумма двух высказываний, истинных или ложных, также должна иметь одно из двух значений — быть либо истинным, либо ложным. Иными словами, иметь значение либо 0, либо 1.

Впрочем, только в этом случае есть небольшое отличие «логической арифметики» от «арифметики двоичной»: 1 + 1 = 1, а не 10. Это понятно, так как в логике нас интересует лишь вопрос о том, истинно или ложно то или иное высказывание.

Зато логическая «таблица умножения» полностью совпадает с «двоичной».

Значение работы Буля, его «алгебры высказываний» часто сравнивают со значением работ гениального русского ученого Н. И. Лобачевского, создателя неевклидовой геометрии. И, как Лобачевского, Буля ждала такая же участь: потребовалось много лет, прежде чем был понят великий революционный смысл трудов этих ученых.

Работы Буля считались бесполезной «математической забавой». Лишь немногие выдающиеся умы того времени понимали, что математические символы в логике так же важны, как буквенные обозначения в алгебре или символические знаки в химии.

Больше того, русский ученый П. С. Эренферст уже в 1910 году сумел предвидеть, какое огромное значение может иметь алгебра Буля для техники. Он указал и конкретный пример ее применения — составление схем проводов телефонной станции.

Но век электроники тогда еще не наступил. И лишь в конце 30-х годов начался настоящий триумф «алгебры Буля». В 1938 году американский математик Клод Шеннон, тогда еще студент Массачусетского технологического института, доказал, что алгебра Буля применима для релейных и переключательных схем — основы автоматики.

Значения истинности и ложности соответствуют состояниям «включено» и «выключено», «единице» и «нулю». Таким образом, появилась возможность поручить электричеству не только вычислять, но и «рассуждать». Вычислительные машины стали «разумными».

«НУЛЬ ПИШЕМ, ОДИН В УМЕ…»

Работой машины обязательно управляет человек… Это казалось таким естественным, таким очевидным, что никому и в голову не приходило другое решение. Человек-оператор управляет машиной, производящей вычисления. Он распоряжается, какие действия арифметики должна она выполнять, устанавливает порядок этих действий. Скажем, велит сначала сложить два миллиарда семьсот миллионов триста восемьдесят тысяч восемьсот двадцать пять с подобным же числом-гигантом; затем прикажет перемножить полученную сумму на самое себя, то есть возвести в квадрат, и т. д.

Сложить или перемножить число-гигант для машины — дело даже не одной секунды, а одной сотой, тысячной, сто тысячной доли секунды. Сто тысяч арифметических операций в секунду могут делать современные машины. И даже такая фантастическая скорость действия для них не предел.

А человек? За секунду нервный импульс проходит два, три, десять, самое лучшее — немногим больше ста метров в секунду. Ничтожная скорость по сравнению с электрическим током!

Нервную клетку нельзя использовать больше, чем сто раз в секунду. А за эту же секунду «нервная клетка» вычислительной машины — электронная лампа — может переключиться, «сработать» миллион и даже больше раз!

Несоответствие в скорости явное. И оно было ясно видно, когда «тихоход»-оператор управлял машиной. Выполнив со сказочной быстротой одну часть программы, машина ждала своего медлительного хозяина, когда он укажет, что делать дальше. То, что экономилось на быстроте машинной работы, тратилось человеком-оператором.

Как же быть? Выход был найден благодаря идее одного из крупнейших математиков мира Джона фон Неймана. И эта простая и гениальная идея состояла в том, чтобы передать управление машиной самой же машине!

Теперь машина должна стать самоуправляющейся, не зависящей от оператора. Она будет знать, что ей делать, в каком порядке производить арифметические действия.

И не только порядок действия должна знать машина. Прежде она имела дело лишь с заданными числами, с условием задачи. Теперь же она должна иметь дело и с самими правилами решения этой задачи, с самой программой.

Программа, порядок действий хранился раньше в памяти человека. По мысли фон Неймана, программу нужно поместить в «память» машины. И вычислительная машина с молниеносной быстротой должна сама справляться в своей «памяти», что и как ей делать, чтобы выполнить задание до конца.

Но откуда у машин «память»? Если иметь в виду нашу, человеческую, живую память, то ее, конечно, у машины нет. Но сделать «механическую память» очень легко. Магнитофонные ленты, кинопленки, книги, записные книжки, «узелки на память», дневники, школьный журнал с отметками — все это виды «механической памяти», нужной человеку.

«Нуль пишем, один в уме»… Как часто приходится делать эта, решая задачи и примеры с вычислениями. Примерно так же поступает и вычислительная машина, «запоминая» предварительные результаты вычислений.

Но ведь программу действий машин можно записать в виде чисел, в виде набора единиц и нулей, И тогда мы получаем возможность предоставить машине «самостоятельность» в решении любой вычислительной или логической задачи. Конечно, «самостоятельность» эта условная.

Программу действий составляет человек, он заранее продумывает, что должна делать машина.

Программирование требует кропотливого и тщательного труда. Нужно продумать, как разложить на простые, элементарные действия сложнейшие математические задачи, как лучше использовать машинную «память» — какую часть «памяти» отвести для запоминания программы, какую для хранения предварительных результатов вычислений. Наконец, требуется необычайная аккуратность и тщательность в записи программы. Одна малейшая ошибка или описка — и программа не годна.

Приведем один любопытный пример. Кандидат физико-математических наук Р. X. Зарипов составил программу для электронной вычислительной машины, по которой машина должна была сочинять музыку. Разумеется, все исходные данные и все команды были записаны в виде чисел.

Вычислительная машина «Урал» начала свое «творчество». Она успешно «сочиняла» вальсы, но, как только дело доходило до маршей, получалась заминка. Марши «Урал» отказывался «сочинять»! Оказывается, в программе вместо числа 01 по ошибке было поставлено 011. И как только описка была исправлена, «Урал» начал «сочинять» марши столь же успешно, как и вальсы.

ПОИСКИ «САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ»

Нельзя ли сделать так, чтобы и при составлении программы использовать работу машины? Сделать так, чтобы не человек, а сама машина «обдумывала» свои действия? Или хотя бы проверяла составленную человеком программу — нет ли в ней ошибок?

Оказалось, что проверку программы машина делать может (ее называют «отладка программы»). На первом этапе пробуют, не «заблокируется» ли машина. Если мы неправильно написали какую-либо операцию, машина не сможет выполнить программу от начала до конца.

Затем проверяется порядок выполнения операций: не перепутано ли в программе сложение и деление, и т. п. Наконец, с большим вниманием проверяется полученный результат. Не потому, что если мы зададим машине сложить 3 и 2, то может получиться 1; машина производит арифметические действия с большой точностью. Но ведь может случиться, что программист по ошибке написал не 3 + 2, а 3 — 2. И тогда, разумеется, машина выдаст ответ: 3 — 2= 1.

Вот почему перед отладкой программы вычисляется либо вручную, либо на арифмометре какой-нибудь числовой пример. А затем его поручают решать машине — совпадет ли ее решение с нужным? Если нет, тогда ищут ошибку в программе.

Так, шаг за шагом, с помощью самой же машины, идет исправление ошибок, пока не получится правильная программа.

Ну, а как быть с составлением программы самой машиной? Этот вопрос решают сейчас ученые разных стран мира.

Для автоматического составления программы в машину вводится особая программа. Она называется программирующей. Используя ее, машина может самостоятельно составлять большое число различных программ.

Машинам пробуют поручать и более творческие задачи. Вот, например, какой эксперимент был проделан в Гарвардском университете (США). В машину ИБМ-704 было введено много различных программ, осмысленных и бессмысленных. И, кроме них, задача: обработать четырнадцатизначное число с помощью 63 последовательных операций.

Вычислительная машина перебирала, разумеется наугад, всевозможные программы. Первое время правильный результат получался примерно один раз из четырех сотен попыток. Перепробовав несколько сотен тысяч «попыток», машина сумела найти «самостоятельное» суждение о правильном методе решения. И затем она неуклонно следовала найденному ею методу. Если же задача менялась, то и машина, не отходя от правильного метода, несколько видоизменяла его.

В настоящее время возникло даже целое направление, называемое «Эвристическое программирование» (от греческого слова «эврика» — «открытие», «находка»). Главная задача такого программирования — найти принципы действия мозга, или, как говорят математики, алгоритмы, а затем заставить машину работать по этим «алгоритмам мозга» и даже улучшать их.

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЯЗЫК МАШИНЫ

Программа — основной язык машины. Записанная в ячейках «памяти» машины, она заставляет электрический ток производить все те «кибернетические чудеса», о которых часто сообщают газеты и журналы.

Отдельная программа — особый язык. К тому же вычислительные машины различных типов имеют разные программы. Конечно, это создает большие трудности. Приобрел вычислительный центр новую машину — нужно разрабатывать новый язык: кропотливо составлять программу, проверять ее, делать отладку. А новая машина все это время стоит без «языка», без программы.

То же самое получается и со старыми машинами, если они различных типов; для них надо составлять программы на разных языках. Общение людей друг с другом сильно затруднено тем, что нет всеобщего языка, понятного всем людям. Неужели даже для машин нельзя создать универсальный язык? Ведь машинная «память» — не живая память людей. Да и нет у них национальных традиций, многовековой литературы и других причин, из-за которых нельзя ввести всемирный язык для всего человечества.

Оказывается, и для машин создать всеобщий язык не так-то просто. «Машинный язык есть точное отражение конструкции вычислительной машины, — пишут французы Жак и Жанна Пуайе в книге «Электронный язык». — Унифицировать машинные языки — это все равно, что унифицировать все типы вычислительных машин». А этого никто, разумеется, делать не станет, как никто не станет стричь под одну гребенку все типы самолетов или телевизоров.

И все же в последнее время делаются попытки создать если не всеобщий язык машин, то хотя бы для отдельных видов вычислительных работ. Например, для научных исследований или бухгалтерских задач.

В 1959 году в Лондоне была созвана специальная конференция, в которой приняли участие ученые различных стран. На этой конференции было решено разработать универсальный язык для решения задач, связанных с бухгалтерским учетом.

Создаются и такие всеобщие языки машин, в которых обобщаются только самые общие правила. Наибольшей популярностью пользуется так называемый язык «алгол» (сокращение английских слов «algorithmic language» — «алгоритмический язык»). Он-то, по-видимому, и послужит основой всеобщего машинного языка будущего. Ведь, по словам программистов, он «располагает хорошо определенным словарем основных понятий, характер которых не отражает ограничений, вносимых вычислительными машинами и чисто математическими определениями; его целью является достижение наибольшей простоты понимания».

В записи на языке «алгол» не допускается использование дробей, верхних и нижних индексов и т. п. Поэтому программа, изложенная на «алголе», представляет собой линейную последовательность знаков, запись «в строку». Это устраняет двусмысленное толкование программы и делает запись лаконичной, сжатой. Но главное преимущество такой линейной, «строчной» записи в том, что язык машин также линеен: информация в машину поступает как последовательный ряд сигналов; «верха» и «низа» машина не различает.

В «алголе» установлены строгие и четкие правила описания каждого этапа работы машины (совокупность этих правил образует синтаксис языка). Из простейших «букв» алфавита «алгола» можно получать все другие, более сложные сочетания, более сложные синтаксические единицы. Вот весь алфавит «алгола», перечень основных символов:

1. Строчные и прописные буквы латинского алфавита и прописные буквы русского алфавита.

2. Арабские цифры 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

3. Логические значения: «истина» и «ложь».

4. «Ограничители»: знаки четырех правил арифметики +, -, X, квадратные и круглые скобки, некоторые знаки препинания.

С помощью этих знаков на «алголе» может быть выражена любая программа, «понятная» электронной вычислительной машине.

Во многих странах созданы группы, работающие над всеобщим языком «алгол». Но уже сейчас ясно, что этот язык будет не единственным универсальным языком машин, а лишь первым по времени и признанию. С каждым днем расширяется область применения вычислительных машин. Значит, появляется больше новых программ. Изменяются и совершенствуются способы вычисления на машинах. Техника тоже не стоит на месте, и появляются все более надежные и мощные «электронные мозги». Строительство вычислительных машин становится развитой областью промышленности.

Универсальный язык, чтобы не быть простой забавой ума, должен меняться, должен жить, расти вместе с ростом науки и техники. И есть надежда, что в недалеком будущем будет создан такой развитый язык машин, который можно будет применить к задачам любого типа, к машинам любой конструкции — настолько он будет всеобъемлющ и гибок.

А КАК ЖЕ ЯЗЫКИ ЛЮДЕЙ

Мы рассказали лишь о машинном языке, специальных или всеобщих программах, которые создаются для машин. Но ведь разговор человека с машиной не ограничивается электронным языком, «внутренним» языком вычислительной машины.

Человеку нужно ввести в «память» машин знания, накопленные различными науками, и тогда они станут надежным помощником и консультантом. Человеку хочется заставить машину быть переводчиком «с двунадесяти языков». Наконец, заставить ее «понимать по-человечески» и отдавать приказы не в виде сухих цифр и программ, а обычным человеческим языком. Пусть сама машина решает, как ей лучше выполнить то или иное задание.

Все эти задачи можно успешно решить, если пользоваться математикой. Позволяет это сделать новая научная дисциплина — теория информации.

Глава 4 СИГНАЛЫ, БИТЫ, БУКВЫ ИНФОРМАЦИЯ И СВЯЗЬ

В самом начале книги речь шла о различных языках, различных средствах связи между людьми. Особые «языки» есть, как известно, и у животных: муравьев, птиц, обезьян, дельфинов. Наконец, существует машинный «язык» — язык чисел и логических команд.

Примитивный «язык» животных, ограниченный «язык» машин, невероятно гибкий и всемогущий человеческий звуковой язык, другие, неязыковые средства связи — у всех есть нечто общее.

Во-первых, отправитель сообщения, будь это человек, дельфин или робот. Во-вторых, получатель этого сообщения. В-третьих, материальная среда, через которую сообщение передается, или, как говорят языком теории информации, канал сьязи. Без него невозможно никакое общение; даже сторонники телепатии (возможности передачи мысли на расстояние) признают, что и при таком средстве связи должна быть некая материальная среда, через которую передается сообщение.

Итак, получаем схему:

Она относится к любому средству связи, к любым собеседникам человеческого, животного или машинного происхождения. Если в глубинах космоса нас ждет встреча с неведомыми «братьями по разуму», то и тогда эта схема останется верна.

Впрочем, в нее нужно внести дополнение, прибавить еще один необходимый элемент — код.

Это слово, вероятно, вам знакомо. Знаменитая азбука Морзе является телеграфным кодом, о котором слышал любой школьник. Каждой букве русского языка соответствует набор точек и тире, например: букве «а» — точка и тире (.-), букве «е» — точка (.), букве «о» — три тире (-- ), и т. д.

Но эти точки и тире, кодирующие русские буквы, в свою очередь, кодируются на телеграфе. Точка — быстрый нажим ключа, короткий импульс тока; тире — нажим более медленный, импульс длительный.

Впрочем, и сами буквы также являются кодовыми знаками по отношению к нашей разговорной речи. Устную речь можно кодировать и другими способами, например, записывать на магнитофонную ленту или граммофонную пластинку. Наша речь будет тогда закодирована в виде звуковых волн.

Общение невозможно, если не пользоваться каким-либо способом кодирования. Более того, необходимо, чтобы и отправитель и получатель сообщения пользовались одним и тем же кодом. Вы слышите слово «я». Нельзя считать, что это местоимение первого лица, единственного числа. А вдруг человек говорит по-немецки? Ведь тогда это будет означать «да».

Еще более многогранный пример. Один и тот же кодовый знак «!» может значить: сильный ход в шахматной нотации; знак опасности — «осторожно!» — в дорожной сигнализации; восклицательный знак в правилах правописания; знак факториала в математике, например: 5! означает 1Х2ХЗХ4Х5, 21 — это 1X2, и т. п.

Мы приводили в начале главы схему. Теперь, пожалуй, стоит несколько уточнить ее. Существует некий отправитель сообщения. Имеется устройство, которое кодирует это сообщение. Есть канал связи, через который оно передается в пространстве и во времени.

И, наконец, есть получатель сообщения и декодирующее устройство, «понимающее» знаки кода. В итоге получаем:

Какими бы кодовыми знаками ни записывали знаменитую теорему, ее смысл остается постоянным.

Этот смысл, математическая истина, не имеет ничего общего ни с точками и тире азбуки Морзе, ни со стенографическими значками, ни с аккуратными буквами, выведенными в ученической тетради.

Мы можем пойти на футбольный матч и видеть его своими глазами. Можем смотреть его по телевизору, можем слушать репортаж по радио. О результатах матча можно узнать от товарища, прочесть в газете «Советский спорт» или «Пионерская правда». Если вас нет дома, приятель может записать репортаж на магнитофонную ленту. Несмотря на то что матч давно закончился, вы, вернувшись домой, можете переживать весь его ход, слушая запись. .. В какие бы формы ни облекалось сообщение — в импульсы тока или звуки речи, сумели ли мы посмотреть весь матч своими глазами или узнали только о счете, — мы получили информацию.

Это слово всем вам знакомо. Но в науке оно имеет более узкий смысл, чем в обыденной жизни. Ведь и в физике слово «сила» гораздо уже, чем житейское понятие «сила». Однако такое сужение ведет к тому, что мы получаем возможность измерять информацию числами (подобно тому как в физике мы можем измерять силу). И с помощью чисел — универсального языка — мы можем привлекать к передаче, приему и переработке информации наших железных помощников — машины.

ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ — БИТ

Вероятно, вы читали рассказ писателя Н. Носова «Телефон». Легко можно представить себе, что его герои затеяли такую игру: один из ребят бросал монету,

а затем передавал по телефону, ка«кая сторона ее — «герб» или «решка» — оказалась сверху.

Обе стороны, если монета без вмятин, равноправны. И получатель сообщения, сидящий у телефона в соседней квартире, не знает заранее, о «гербе» или «решке» сообщит ему бросающий монету отправитель сообщения.

Информация уничтожает незнание… В нашем случае это незнание о том, какая из сторон монеты выпала, ибо обе они равноправны, или, как говорят математики, равновероятны. Информация, которая содержится в сообщении о том, какая из сторон монеты выпала, равна одному биту (сокращенное английское название «двоичный разряд» — binary digest).

Бит — это количество информации, которое содержится в сообщении, где возможно два выбора, два исхода. И оба исхода равноправны, равновероятны. Сила измеряется в динах, энергия — в эргах, масса — в граммах, время — в секундах, информация же — в битах.

Мы уже рассказывали об удивительных свойствах «машинной», двоичной арифметики, где все числа записаны в виде нулей и единиц. Теперь же стоит ознакомиться и с «машинными логарифмами» — логарифмами, у которых основанием степени взято число 2, а не 10, как в обычной школьной математике. Логарифм 2 будет равен единице; эта величина и равна одному биту, единице измерения информации.

Логарифм — это показатель степени. 2 во второй степени, то есть 4, будет равно 2 битам. Это значит, что в сообщении о том, какой масти карта, вытащенная наугад из колоды, содержится 2 бита. 23, то есть 8, равно 3 битам, 24, то есть 16, равно 4 битам, и т. д. Шахматная доска состоит из 64 квадратов. 64 — это 2 в шестой степени. Значит, если нам сообщат об одном задуманном наугад квадрате, мы получим информацию в 6 бит.

Двоичный логарифм 1 равен нулю; двоичный логарифм 3 равен 1,58496; числа 5 — 2,32193; числа 6 — 2,58496; числа 7 — 2,80735, и так далее. Значит, информация в сообщении о том, какая из шести сторон кубика выпала, равна 2,58496 бита. Точно так же можно найти, пользуясь таблицей двоичных логарифмов, значение в битах любого числа выборов.

ЗАЧЕМ НУЖНЫ ЛОГАРИФМЫ!

Но, может быть, проще обходиться без логарифмов? Ведь и так ясно, что чем больше выборов, чем больше неопределенности, тем больше информации несет сообщение, уничтожающее, «снимающее» эту неопределенность. А количество информации измерять просто числом возможных выборов, и только.

Разумеется, можно выбрать и такую меру. Но у нее есть явное неудобство по сравнению с мерой логарифмической.

Информацию, выраженную в битах, можно складывать и вычитать. Скажем, в сообщении о выборе из восьми возможностей содержится на 2 бита больше, чем в сообщении о выборе из двух исходов, так как 3 бита минус 1 бит равно 2 битам. Информация многих кодовых знаков равна сумме информации, которую несет каждый знак. Но если мерять информацию не логарифмически, в битах, то это было бы не так. И вот почему.

Мы говорили о равноправных, равновероятных выборах. Например, каждая из сторон монеты выпадает с равной вероятностью. Допустим, нам десять раз сообщили, какая из сторон монеты выпала при десяти подбрасываниях. Информация об этом равна 10 битам. Но не «20 выборам», если принять за единицу измерения просто число выборов.

Теория вероятностей говорит: вероятности надо не складывать, а умножать. У нас произошло десять событий, десять результатов подбрасывания монеты. И что бы узнать количество информации, которое мы получили, нужно перемножить число выборов десять раз, если мы хотим получить измерение информации в «числе выборов», а не в битах.

Гораздо проще не умножать, а складывать числа, особенно большие. Логарифмы и позволяют делать это.

Преимущество логарифмической меры стало особенно ясно после того, как в 1947 году американец Клод Шеннон заложил основы современной теории информации.

До сих пор речь шла лишь о равноправных, равновероятных исходах. Если брать падение монеты или кубика, то это будет так. Но большинство выборов неравновероятны. Например, в вашем классе единицы и двойки — явление гораздо менее частое, чем пятерки или четверки. Температура ниже нуля — обычное явление в январе и очень редкое в июле. Слово «целую» и «приезжаю» можно встретить почти в любой телеграмме, а чтобы найти слова «сумма синусов», вам, вероятно, пришлось бы пересмотреть не одну тысячу телеграмм.

Как же быть с такими событиями, «равновероятными» кодовыми знаками? До Шеннона считалось, что измерить количество информации, которое несут эти знаки, нельзя. Ведь вероятность хорошей или плохой оценки зависит от успеваемости в классе, от того, насколько хорошо выучен урок, а не от математики. Точно так же и погода, и телеграммы, посылаемые с почтамта, и многие другие «неравновероятные» события.

Клод Шеннон показал, что с помощью теории вероятностей можно учесть и эти причины, казалось бы, совершенно не «подведомственные» математике. Например, если в классе из 100 отметок по физике 65 — пятерки, 22 — четверки, 9 — тройки, 4 — двойки и ни одной единицы, можно считать, что вероятность получения «отлично» равна 0,65, «хорошо» — 0,22, «посредственно» — 0,09, «плохо» — 0,04, «очень плохо» — 0,00.

Зная эти вероятности, можно найти количество информации, которое получает классный руководитель, узнавая об успеваемости по физике.

Давайте посчитаем сами. Всего возможно пять разных оценок, пять различных исходов. Двоичный логарифм 5 равен 2,32193. Но все оценки, как мы говорили, имеют разную вероятность. Ученик, скорее всего, получит 5 или 4, а не 3 или 2. Учитывая разную вероятность этих оценок, по формуле Шеннона можно найти количество информации более точно. Оно равно вероятности первой оценки (пятерки), умноженной на двоичный логарифм вероятности этой же оценки, плюс вероятность второй оценки, умноженной на двоичный логарифм вероятности этой же оценки,

и т. д.

В итоге получается 1,3831 бита двоичных единиц информации. Почти в два раза уменьшилось количество информации, когда мы учли «неравноправие» различных выборов!

Формула Шеннона может помочь найти количество информации при любом числе выборов. Лишь бы нам была известна вероятность их появления. А вероятность эту можно определить, производя статистические подсчеты.

Погода не зависит от математики. Но если вести регулярные и многолетние наблюдения, можно знать, как часто бывают в данной местности дождь, засушливые дни, заморозки, иными словами — «вероятность появления» дождя, заморозков, засушливых дней.

С помощью формулы Шеннона можно найти и количество информации, которое несет одна буква письменной речи. А ведь зная это, легко высчитать, сколько битов информации содержится в любом печатном тексте.

БИТЫ И БУКВЫ

В русском языке 33 буквы. Двоичный логарифм числа 33 равен 5,04439.

Значит, одна буква русского языка несет примерно 5,04 бита информации.

Буквы «е» и «ё» обычно принято считать одной буквой. В одну букву можно объединить твердый и мягкий знаки. А промежуток между словами, «пробел», наоборот, можно причислить к буквам. В итоге — 32 буквы, 32 кодовых знака.

Двоичный логарифм 32 равен 5. Значит, 5 бит информации несла бы буква, если бы все буквы нашего языка одинаково часто встречались в словах. Однако это далеко не так.

Средняя длина русского слова 5-6 букв. Значит, пробел, разделяющий слова, будет встречаться очень часто. Было подсчитано, что в тексте из 1000 букв пробел встречается в среднем 175 раз.

Зато буква «х» в тексте из 1000 букв будет встречаться 9 раз, «ш» и «ю» — по 6 раз, «щ» и «э» — по 3 раза, «ц» — 4 раза, «ф» — 2 раза. Чаще же всего после «нулевой буквы» — пробела, будет встречаться буква «о» — 90 раз, затем «е» вместе с «ё» — 72 раза, буквы «а» и «и» — по 62 раза каждая.

Из-за того, что буквы языка «неравноправны», одни встречаются очень часто, другие — редко, третьи — очень редко, информация, которую несет одна буква нашего языка, уменьшается с 5 бит до 4,35.

Но ведь с различной частотой встречаются и различные сочетания букв.

Например, «ж» или «и» в сочетании с буквой «ы» в грамотно написанном тексте не встретится ни разу, какой бы длинный отрезок его мы ни брали. Недаром мы учим: «жи», «ши» пиши через «и».

Точно так же не встретим мы сочетания трех букв «и» или четырех «е» (да и три буквы «е» подряд имеются лишь в очень немногих русских словах — «длинношеее», «змееед»).

Число русских слов ограниченно, хотя и очень велико. Не каждое сочетание букв образует слово. Математики даже подсчитали, что только две десятитысячных процента сочетаний букв образуют русские слова. Из миллиона сочетаний только два пригодны быть словами!

Кроме того, не всякие сочетания русских слов могут образовывать текст. Во-первых, они должны подчиняться правилам грамматики. Нельзя говорить «мы пошел лес в» или «я буду купил марки иностранную». А во-вторых, и это самое важное, речь должна быть осмысленной.

Передача смысла — главная цель человеческого общения.

А какой может быть смысл в фразе, хотя и соблюдающей правила грамматики, вроде «тщеславие яблока сомневалось в безумном разуме стула»?

Если бы наша речь была беспорядочным набором букв вроде ъбьроапришенгтраствстькаепр, одна буква русского языка несла бы 5 бит информации. Осмысленная же речь сокращает это количество в пять раз. Как показали опыты, буква русского языка несет не пять, а всего лишь 1 бит информации.

ЗАПАС ПРОЧНОСТИ» ЯЗЫКА

Почему же бессмысленный набор букв несет в пять раз больше информации, чем осмысленный текст? Как же это так получается?

Дело в том, что мы измеряем количество информации, а не ее смысл. С помощью формулы Шеннона мы вычисляем в битах «степень незнания», которую уничтожают получаемые нами кодовые знаки — буквы. Разумеется, наше незнание гораздо больше, когда мы принимаем беспорядочный набор букв вроде ъапроатшезщбльоцнстьнронрб, а не осмысленную речь. Мы не знаем, какая буква будет следующей в этом наборе. А в осмысленной речи легко догадаться, что после слов «он учится только на пять, он круглый…» последует слово «отличник», что после букв «учительн…» последует окончание «ица», или «ицы», или «ицей», но никак не «ая» или «ой».

Вот и получается, что по количеству «уничтожаемого незнания» бессмыслица стоит выше, чем осмысленный текст.

Конечно, в будущем ученые смогут измерять не только общее количество информации, но и величину смысла. Правда, сделать это невероятно трудно: слишком сложен наш человеческий язык, чтобы выразить в числах не только кодовые знаки, но и смысл сообщения.

И еще более трудно определить ценность информации.

В книге из 10 тысяч букв содержится 10 тысяч бит информации. Вполне может случиться, что вы эту книгу читали и даже знаете наизусть. Ваш приятель читал ее давно и поэтому плохо помнит. А другой приятель вообще первый раз в жизни слышит о ней. Сколько же информации получит каждый из вас?

Если мерять количество информации, то, разумеется, оно будет одинаково — 10 тысяч бит. Но вы не получите ровно ничего нового. Первый приятель лишь подновит забытые сведения. А второй и в самом деле получит уйму новых сведений. Разумеется, ценность информации для всех трех различна. Однако попробуйте выразить ее в числах!

Но даже ограниченное измерение информации, без учета ее смысла и ценности, позволяет делать интересные выводы и наблюдения.

Мы уже говорили, что примерно лишь 0,0002 процента всех возможных сочетаний русских букв образуют слова. Почему же такая неэкономия? Нельзя ли сделать так, чтобы каждая буква, каждое сочетание букв было самостоятельным словом? Например, чтобы русскими словами были не только буквы «а», или «я», или «и», но и «з», «п», «м», «ю» или сочетания букв вроде «птп», «мн», «ашяс» и т. д.

В принципе, конечно, можно. Hq тогда нельзя было бы заметить или исправить ошибку в языке.

Когда мы пишем «электростанця» вместо «электростанция», пропустив букву «и» в конце слова, то любой легко поймет смысл слова, а порой даже и не заметит ошибки.

В языке, где каждое сочетание букв имеет смысл, «электростанця» было бы не искаженной «электростанцией», а каким-то новым, самостоятельным словом. Еще хуже было бы с разговором — ведь малейшие колебания воздуха, изменение тембра голоса, смена настроения меняли бы звуковой состав речи и тем самым давали бы новые слова!

Таким образом, русский язык имеет своеобразный «запас прочности». Причем, как показали исследования, и в английском, и в русском, и в шведском, и в румынском, и в испанском, и во французском языках «запас прочности» примерно одинаков.

Иногда этот «запас прочности», называемый в теории информации «избыточностью языка», приходится искусственно повышать.

Например, деловая речь изобилует стандартными оборотами, разъяснениями, повторами. В результате одна буква деловой речи несет информацию не в 1 бит, а всего лишь в 0,6 бита.

Еще больше «запас прочности», еще больше избыточность в переговорах между дежурным по аэродрому и пилотом, находящимся в воздухе. Ошибка здесь может стоить жизни. Естественно, что «запас прочности» повышен до предела: одна буква несет информацию в 0,2 бита.

БИТЫ МЕРЯЮТ ПОЭЗИЮ

Интереснейшие работы были проделаны в нашей стране, где методами теории информации изучались поэтические произведения. Сколько битов информации несет одна буква поэзии?

С одной стороны, поэт располагает гораздо большей свободой, чем «простой смертный». Он может делать смелые сравнения, допускаемые в обычной речи; например, переставлять слова, что недопустимо правилами грамматики, но разрешается правилами «поэтического синтаксиса».

С другой стороны, поэт соблюдает строгие правила ритма и рифмы, а это ограничивает его свободу.

Одна буква обычной литературной речи несет, как мы уже говорили, один бит информации. Если взять 25 букв, среднюю длину поэтической строки, то мы получим 25 бит информации. Поэт располагает большей свободой; можно считать, что эта величина равна не 25, а 40 битам за счет неожиданных сочетаний слов, поэтического синтаксиса и других вольностей, дозволенных поэту.

Если поэт будет писать четырехстопным ямбом, самым популярным размером в русской поэзии («Евгений Онегин», «Руслан и Людмила», «Демон», «Ода к Фелице» и многие другие поэмы и стихотворения написаны ямбом), то его «расходы» информации будут равны примерно 5,5 бита. Чтобы придать звучанию стиха своеобразие, придется затратить еще 0,5 бита.

Требования рифмовки увеличивают эти «траты».

7 битов уйдет на то, чтобы соблюдать правила точной рифмы, и еще

1,5 бита на то, чтобы поэт мог выбирать своеобразные, «свои» рифмы, а не слепо следовать нормам стихосложения.

5,5 бита + 0,5 бита -f- 7,0 бита -f- 1,5 бита. 14,5 бита из 40 понадобится затратить поэту, чтобы придать своему стиху звуковую выразительность с помощью ритма и рифмы!

Но современные поэты пишут не только ямбом или другими классическими стихотворными размерами. Вспомните стихи В. Маяковского. Рифмы в них глубже и богаче, а ритмика стиха гораздо более свободна.

Подсчеты показывают, что на рифмовку, которой пользовался Маяковский и многие современные поэты, уходит не 8,5, а 10 битов. Зато на ритм затраты совсем незначительны — 2-3 бита, не больше.

Как видите, теория информации позволяет измерять не только телеграфные разговоры, но и такой сложнейший язык, как поэзия. Но не в измерении «емкости» стиха заключается главный смысл этой теории…

ЯЗЫК И КИБЕРНЕТИКА

Теория информации позволила изучать любые средства связи с помощью чисел. Информация, выраженная в битах, понятна и человеку и машине. Ее можно хранить, будь это железная память машины, живая память человека или животного, или искусственная память рукописей, магнитофонов, книг, фильмов. Ее можно передавать по самым различным каналам связи. Нервные волокна, радиоволны, электрический ток, световые волны — вот далеко не полный перечень каналов связи, которыми пользуется человек.

Наконец, информацию можно не только хранить и передавать, но и перерабатывать. Принимать с ее помощью решения, управлять. И раз мы пользуемся точными числами и мерами, то безразлично, кто это делает — человек ли, животное или автомат.

Эта всеобщность процессов передачи, хранения, переработки информации и привела к рождению новой науки — кибернетики. О кибернетике написано множество книг — научных и научно-популярных, специальных и общедоступных. Мы же хотим рассказать лишь об одной узкой проблеме кибернетики — о «разговоре» человека с машиной, об обмене информацией между автоматами и людьми.

Мы назвали эту проблему узкой. Это не совсем так. Чтобы перевести на машинный язык задачи языкознания, психологии, экономики и многих других наук, требуется, чтобы и сами эти науки овладели числами и точными мерами. Иначе они не смогут дать задания вычислительным машинам.

Да и сама проблема «разговора» человека с машиной находится на стыке многих наук. Как вводить информацию — сразу в виде двоичных чисел или, может быть, в какой-либо иной форме? Быть может, перевод на свой, «машинный язык» машина сделает сама? И все ли доступно переводу на числа, кто бы ни делал этот перевод, человек или робот?

Разработкой «машинного языка», языка программ и чисел занимаются математики и логики в содружестве с инженерами. Переводом знакомых систем, существующих в нашем обществе, на «язык машины» занимаются лингвисты в тесном контакте с программистами.

Не только проблемы специального «языка машины» волнуют ученых. G помощью машин можно лучше изучить и наш обычный, человеческий язык, и другие средства связи. Машины могут помочь переводчикам с иностранных языков. Они могут оказать огромную помощь в расшифровке древних письмен. Говорящие и читающие устройства могут быть «глазами» и «ушами» людей, лишенных зрения и слуха.

Но, пожалуй, самая существенная, самая важная помощь ожидается от «грамотных машин» в обработке и хранении всего огромного запаса сведений, накопленных человечеством за многие сотни и тысячи лет.

Глава 5 «КЛАДЕЗЬ ЗНАНИЙ» ТРИ ВЕЛИЧАЙШИХ БЛАГА

В незапамятные времена было изобретено письмо — величайшее благо для человечества. Память людская забывчива, к тому же она может исказить давнопрошедшие события. Трудно хранить знания лишь в человеческом мозгу. Ему не под силу удержать весь богатейший запас сведений, возрастающий с каждым годом.

Благодаря письму люди в тысячи крат увеличивали емкость и точность своей памяти. Однако долгое время чудесное изобретение было доступно лишь немногим посвященным. Знатоками письма были избранные, священнослужители и жрецы. Кисточкой или зубом акулы, каменным резцом или иглой наносили они письмена на камни, глиняные плитки, деревянные дощечки и листы папируса.

И лишь сравнительно недавно, в XVI веке, появилось второе величайшее благо — книгопечатание. Сокровищницы знаний — книги стали доступны не узкому кругу людей, а сотням, тысячам, десяткам тысяч, миллионам.

Вместе с ростом числа читателей рос и поток различных книг. Уже к концу XVI века, лишь через полвека после изобретения печатного станка, вышло в свет около 40 тысяч книг. Чем дальше, тем больше. Вот несколько чисел, которые говорят красноречивее любых слов.

В нашей стране — 400 тысяч библиотек. В них хранится полтора миллиарда книг. Ежегодно в мире издается 200 тысяч различных книг и журналов, публикуется около 3 миллионов статей, печатается около 60 миллионов страниц технической литературы. Для ее хранения требуются полки длиной более трехсот километров.

Общее число печатных работ, накопленных человечеством, равно 100 миллионам. Из них более 30 миллионов книг. А ведь подсчитано, что человек, даже при ежедневном чтении по десять часов, не сумеет прочесть за всю свою жизнь и 30 тысяч книг.

Как же быть? Читать только самое необходимое? Но ведь зачастую трудно решить, что необходимо, а что нет. Ученый, инженер, техник обязан читать всю выходящую по его специальности литературу. Иначе ему придется «изобретать велосипед», делать заново уже сделанное открытие.

Как же успеть прочитать даже литературу в одной области? Было подсчитано, что если химик, владеющий тридцатью языками, будет читать все выходящие в свет работы в своей области, то за год он сумеет прочесть лишь одну десятую часть всей текущей литературы.

Из всех книг, хранящихся в Государственной библиотеке СССР имени В. И. Ленина, почти половина никогда не была в руках читателей. Не потому, что они неинтересны. А просто потому, что в этой библиотеке 21 миллион книг.

Как же сделать, чтобы не потерять ни одной крупицы знания, добытого человечеством? До изобретения книгопечатания книг было слишком мало. Теперь их слишком много. И люди начали создавать «машинную письменность». Ее-то и можно считать третьим величайшим благом человечества, ибо только она не дает человеческой памяти и мысли утонуть в океане книг.

ИСТИНА — В СРАВНЕНИИ

Информацию можно мерять числами. Сколько же бит за секунду может усвоить человек?

Скорость вычитания одного числа из другого невелика. Она равна 3 битам в секунду. Скорость сложения двух однозначных чисел, например 5 и 3, 2 и 7 и т. п., гораздо выше. 12 бит, 12 двоичных единиц информации в секунду может переработать наш мозг.

Наверное, вы видели, как стремительно печатает на машинке опытная машинистка, с какой быстротой бегают по клавишам ее пальцы. 25 бит в секунду — такова ее скорость. Примерно с такой же «информационной скоростью» «работает» и пианист. Умелая стенографистка достигает скорости 50 бит в секунду!

Не удивляйтесь и не завидуйте. При очень быстром чтении вы и сами достигаете примерно такой же скорости — 30-40 бит в секунду. А при быстром разговоре и того больше — 40-50 бит. (Конечно, ценность информации при этом не учитывается; при пустой болтовне она может равняться нулю.) Рекордной скорости достигает человек при опознании объектов. 40-70 бит в секунду обрабатывает мозг, распознавая зрительные образы.

Это предел. Быстрее мы работать не можем, хотя сетчатка глаза за секунду может воспринять чудовищную величину — три и даже пять миллионов бит. Но мозг ее не обработает, «не поймет».

Итак, 40-70 бит информации в секунду — предельная скорость. Насколько же быстрее может работать машина?

По обычному телевизору ежесекундно передается около 50 миллионов бит информации. Телефон способен передавать за секунду 30 тысяч двоичных единиц, а фототелеграф — 40 тысяч.

Величины подавляющие. Но только ничтожная часть этой информации действительно полезна. Для того чтобы мы могли понимать речь по телефону, достаточно не 30 тысяч, а каких-нибудь 50 или 100 бит. Телевизор также мог бы работать с гораздо меньшей «информационной нагрузкой» (над уменьшением этой нагрузки и бьются сейчас ученые и техники). В каких же величинах выражается «полезная» скорость обработки информации машинами?

Создан автомат, который может «читать» текст, напечатанный на обыкновенной пишущей машинке со скоростью 120 знаков в секунду. Это в три или четыре раза больше скорости человеческого чтения. К тому же при быстром чтении мы прочитываем слова не до конца, используя «запас прочности языка», о котором мы рассказывали. Машина же этого не делает. Для нее все буквы, все слова «равноправны». Это значит, что в одном знаке для нее не 1, а 5 бит информации. И скорость чтения становится тогда равной 600 битам в секунду.

Сконструированная недавно чешскими учеными машина может читать текст со скоростью 480 знаков в секунду, то есть 2400 бит. И притом она читает не только печатные, но и рукописные тексты.

Итак, по скорости чтения машина во много раз опережает человека. И уж подавно — в счете. Первая электронная вычислительная машина, ЭНИАК, могла складывать или вычитать за секунду 5 тысяч чисел. Сравните это с «информационной скоростью» вычислений, которые делает человек.

Современные же машины могут обрабатывать миллион бит информации в секунду!

Вычисления, о которых ученые не смели и мечтать, стали теперь доступны благодаря чудовищной быстроте обработки информации, которую делают современные чудо-счетчики.

А ПАМЯТЬ!

Зато наш мозг превосходит машины по объему информации, хранящейся в памяти.

Арифмометр, перенося числа из одного разряда в другой, «хранит в уме» немного чисел. Вычислительная машина «Стрела», созданная под руководством Героя Социалистического Труда С. А. Базилевского, может «помнить» около 500 тысяч чисел.

Разработаны специальные запоминающие устройства, которые могут хранить до 200 миллионов бит информации. И все-таки это лишь ничтожные величины по сравнению с тем объемом знаний, которые хранит наш мозг!

Более 10 миллиардов нервных клеток, более 10 миллиардов нейронов — так оценивают ученые сложность мозга. Если нейрон хранит всего лишь один бит информации, то и тогда мы получим величину свыше 10 миллиардов двоичных единиц.

Недавними исследованиями установлено, что сама нервная клетка, нейрон, является сложным устройством, едва ли не таким же сложным, как большая вычислительная машина. Вполне возможно, что емкость памяти человека равна, как утверждают некоторые ученые, 1020 двоичных единиц.

Спрашивается, зачем же тогда человеку нужна «механическая память», если его собственная память в тысячи раз больше машинной? Правда, машины быстрей читают и считают, быстрей передают и принимают информацию. Но ведь по объему памяти впереди стоит человеческий, а не «железный мозг» машины!

Вспомните начало главы. Даже если бы человек мог запоминать прочитанные книги, все равно ведь он не сможет прочитать и ничтожной доли имеющихся книг! Человеческая память может ошибаться, может искажать полученные сведения. Наконец, просто забывать их.

Кроме того, огромным запасом сведений мы не можем пользоваться в любую минуту, когда захотим. Недаром приходится порой мучиться, вспоминая: «Где я слышал это раньше?» или «Кажется, я это уже видел», пытаясь отыскать в недрах памяти нужную информацию.

Лишь совсем незначительная часть сведений всегда находится у нас «под рукой». Активно мы храним, по подсчетам ученых, примерно миллион бит информации. А ведь уже сейчас создается «механическая память», которая вместит более миллиарда бит информации.

Правда, чтобы получить эту информацию от машины, нужно долго ждать, пока прокрутится одна из ста бобин, хранящих этот миллиард двоичных единиц, записанных на магнитофонной ленте.

Другие средства записи информации более быстрые, однако они и более громоздкие по объему. Вы, вероятно, видели электронно-лучевую трубку телевизора. Применяется она и для записи информации в машине — это гораздо быстрей и удобней, чем запись на магнитной ленте. Но зато, для того чтобы записать книгу в 400 страниц, потребуется столько электронно-лучевых трубок и другой аппаратуры, сколько понадобилось бы для сборки пяти тысяч телевизоров. Слишком дорого стоит такая «электронная книга»!

В ПОИСКАХ ЯЗЫКА

Техника не стоит на месте. Особенно богатые возможности открывает «память», в которой используются свойства тел при сверхнизких температурах — минус 100, 200, 250 градусов ниже нуля. В недалеком будущем ученые надеются создать запоминающее устройство, в 1 куб. метре которого можно будет разместить миллиард бит информации. Столько, сколько содержится в пятидесяти томах Большой Советской энциклопедии! При этом скорость обработки информации будет равна 10 миллионам бит в секунду. Дальнейшие исследования позволят сделать еще более емкие запоминающие устройства. В объеме, равном объему наперстка, можно будет записать целую библиотеку…

Как осуществить это? Технически, разумеется, просто — обозначить каждую букву цифрой и затем поручить перевод на язык чисел читающему устройству. Но стоит ли делать это? Гораздо целесообразней заносить в машинную «память» только необходимые сведения. И к тому же расклассифицировать их, а не валить в одну кучу сведения из различных областей науки и техники.

Подобная классификация уже давно интересует ученых. И не только ученых, но и всех «лоцманов книжных морей», работников библиотек, библиографов. Ведь это им в первую очередь приходится иметь дело с потоком книг, возрастающим из года в год. Чтобы обуздать его, пока на помощь не пришли еще «умные машины», приходится прибегать к классификации книг.

Самая распространенная — десятичная классификация. Все отрасли знания делятся по этой системе на десять крупных отделов. Чем уже вопрос, тем мельче, тем дробнее деление этих отделов. Например:

6 — Техника.

6П — Промышленность.

6П2 — Энергетика.

6П2.2 — Теплотехника.

6П2.21 — Топливо, его свойства и применение.

6П2.22 — Котельные установки и паровые котлы.

Пользуясь таким систематическим каталогом, можно не опасаться, что «утонешь» в книжном океане. Но и переплыть его не так-то легко. В одной библиотеке имени В. И. Ленина в Москве каждый год прибавляется в общий каталог миллион новых карточек.

Да к тому же десятичная классификация знаний начинает устаревать. Куда, например, помещать литературу по кибернетике — в раздел «математика» или «техника»? Точно так же спорны и другие новые области знания: для них трудно найти место в классификации, предложенной почти сто лет назад.

Созданы специальные машины в помощь библиотечным работникам. Они позволяют сортировать карточки, выдавать ссылки на литературу по необходимой теме. 70 тысяч библиотечных карточек машина способна просмотреть за 6-7 минут. Но этой скорости явно недостаточно. «Механических счетчиков» заменили электронные вычислительные машины с автоматической программой действий. В наши дни рождается идея создания «самостоятельной» энциклопедической машины.

В библиотеках хранятся миллионы книг; тысячи людей обслуживают их. Нельзя ли сделать так, чтобы эти знания не были мертвым грузом, который нам приходится «оживлять», разыскивая в книжных страницах нужные сведения; чтобы библиотека стала автоматической; чтобы «память» машины была своего рода энциклопедией, откуда можно черпать нужные знания?

Над созданием такой библиотеки работают ученые всех стран мира. Технически уже сейчас можно внести почти все необходимые сведения по любой отрасли науки в «память» машин. Но только технически, потому что нет еще необходимого языка, который бы позволил сделать эту запись.

«Наша цель — поместить в машину не тексты какого-нибудь языка сами по себе, а информацию, которая записана в этих текстах» — вот первая задача, которую ставят ученые, занимающиеся созданием «машинного языка».

Конечно, для записи информации лучше пригоден не наш обычный, человеческий язык со всеми его многочисленными правилами и исключениями. Гораздо точней и приспособленней будет специальный язык. Шахматную партию, например, лучше записывать специальными знаками нотации, а не словами.

Каким же требованиям должен отвечать этот язык? Прежде всего, он должен быть недвусмысленным. Каждая запись должна иметь только одно значение, в отличие от нашего обычного языка. Отчасти это уже сделано. Формула НгО обозначает лишь одно химическое соединение, в отличие от многозначного слова «вода»; число «3» имеет только один смысл, в то время как слово «три», «тройка» может обозначать и число, и действие, и оценку, и тройку лошадей, и название картины.

Казалось бы, «машинным языком» для «всезнающей машины» могут быть знаки математики, физики, химии, логики. Однако это не так-то просто.

КИБЕРНЕТИКА И ХИМИЯ

Химизация промышленности и сельского хозяйства — лозунг нашего времени. Автоматизация обработки химической литературы — лозунг создателей «всезнающих машин». Ведь именно по химии выходит самое большое количество специальной литературы. Лишь одну треть времени тратят химики на проведение экспериментов. Зато на поиск научных материалов, чтение их и другие информационные работы они тратят 50 процентов всего рабочего времени! Это неудивительно. Сто лет назад, чтобы составить справочник по химии, нужно было просмотреть около десятка журналов. В 1922 году, для восьмого издания этого же справочника, понадобилось изучить больше двух тысяч химических журналов. За истекшие сорок лет это число увеличилось во много раз.

Специальный язык химии — язык химических символов и формул — создан давно. Что может быть легче — записать имеющуюся информацию на этом языке и поместить в «память» машины.

Однако задача сразу же усложняется, если вспомнить, что структурные формулы химии расположены не в цепочку. А язык машины, как говорят математики, линеен. Значит, чтобы перевести на «машинный язык» структурные формулы, нужно создать специальную программу. Иначе, не различая, где право, где лево, она может смешать воедино изоморфные вещества.

Химику достаточно написать структурную формулу соединения. Перевод ее на «машинный язык» и запись в машинную «память» происходит затем без его участия. Таким путем нетрудно вводить в «память» машины всю текущую литературу по химии. А как быть со сведениями, которые имелись до того, как машина была пущена в ход?

Можно, конечно, дать задание специалистам, чтобы они переписали все необходимые формулы, как и для текущей литературы. Но уж слишком много понадобится химиков, а их и так не хватает. Поэтому возможен другой путь. Пусть машина сама делает этот перевод, пусть сама читает нужную литературу и заносит формулы в свою «память».

Допустим, что структурные формулы она «понять» может. Как быть с теми формулами, которые написаны словами? Например: «рибонуклеиновая кислота», или «хлористый кальций», или «4а-окси-6-кето-Д8-перегидро-7-окси-5-азафенантрен».

В принципе машина может справиться с этой задачей. Для этого ей необходим только «словарь слогов», словарь химических частиц, из которых состоят названия даже самых сложных соединений. С помощью такого словаря машина сумеет перевести формулу на свой собственный, «машинный язык». Это значит, что она сможет давать ответ и получать задание в любой форме: в виде чисел, в виде структурной формулы и даже в словесной форме!

Вот как выглядит схема такого «тройного» ввода и вывода информации в «химической энциклопедии» недалекого будущего:

Машина сможет отвечать химику сразу на трех «языках». Кроме того, она сумеет давать и названия статей и книг, в которых описывается данное соединение.

Химику требуется примерно час, чтобы посмотреть 200 различных формул. Опыты показали, что машине достаточно секунды для выполнения этой работы. Значит, в скором времени химики получат надежного и молниеносного консультанта.

«МАШИНА-УЧЕНЫЙ»

Только ли обязанности консультанта может выполнять такая энциклопедическая машина?

Может быть, она принесет пользу и в более творческих делах?

Нельзя ли сделать так, чтобы записанная в «памяти» машины информация не лежала бесцельным грузом? Да и стоит ли записывать в машину всю имеющуюся информацию? Быть может, многие данные ей проще получить самой?

Например, зачем засорять «память» машины-математика таблицей квадратов чисел? Не проще ли вложить в ее «память» правило возведения любого числа в квадрат — и, произведя несложное вычисление, она сможет дать нам ответ.

Можно пойти и дальше — давать лишь исходные, основные понятия. Все дальнейшие следствия из них машина выведет сама.

На первый взгляд это выглядит фантастично. Но только на первый взгляд. Ученые США, Англии, нашей страны уже проделали ряд интересных опытов по созданию «машины-ученого».

Так, в машинную «память» были заложены основные постулаты геометрий Евклида, которую проходят в обычной средней школе. Были даны и теоремы, но без доказательств. Исходя из постулатов, машина должна была самостоятельно найти доказательства заданных теорем.

И она это сделала!

Больше того, ей удалось найти и такие способы доказательства, которые попросту никому не приходили в голову за две с лишним тысячи лет!

Еще более поразительных результатов добился американский ученый Хао Ван. По составленной им программе машина сумела не только доказывать, но и получать новые теоремы (правда, не из геометрии Евклида, а из математической логики). За час работы машина получила тысячу теорем. Так что трудность теперь в том, чтобы научить машину отбирать среди огромного множества теорем, «сочиняемых» ею, интересные, имеющие ценность для науки.

«На пути к механической математике» — так назвал Хао Ван отчет о своем замечательном опыте. «Формализация сулит возможность возложить на машину большую часть той работы, которая занимает сейчас основное время математиков, — писал он. — Стремление к нечеловеческой точности перестает быть ненужным и бессмысленным, а получает большую определенность и оправдание».

Вначале машины только облегчали вычисление, теперь же они могут помочь математикам даже в их науке!

Машина, располагая запасом информации и необходимой программой для ее обработки, может получать новые результаты, делать новые выводы и следствия, находить и доказывать новые теоремы и закономерности и в других точных науках. Короче говоря, стать настоящим помощником ученого, а не просто механическим «справочным бюро».

«ИНФОРМАРИЙ» БУДУЩЕГО

Придет время, когда уйдут на задний план миллионы кубометров и тысячи тонн бумаги, которая служит нам сейчас источником знаний. Бумажные книги, сменившие книги из камня, глины, дерева, пергамента, в свою очередь уступят место «машинным книгам». Ведь «если печатание книг и создание печатной письменности стало основой нашей современной цивилизации, — пишет советский ученый Гутенмахер, — то создание логико-информационных машин с большой «памятью» является в этом смысле развитием новой, «машинной письменности», которая будет основой более производительного умственного труда в эпоху коммунизма».

77

Не так уж далеко то время, когда сведения, накопленные человечеством за тысячелетия, станут доступными каждому жителю нашей планеты. Уже проектируется создание «телебиблиотеки». Не выходя из своего дома, человек может пользоваться книгами, собранными в библиотеках всего мира. Ведь благодаря искусственным спутникам становится возможной всемирная телесвязь.

Выполнять заказы на книги будут машины. Они же будут выдавать справки по любому интересующему нас вопросу. Не нужно будет перебирать и просматривать горы книг, журналов и статей.

10 000 000 000 000000 бит, десять миллионов миллиардов двоичных единиц, — таким числом оценивается количество информации, хранящееся в книгах. Уже через пять-десять лет ученые надеются создать запоминающие устройства, которые могли бы хранить более 10 миллиардов бит. И это на заре эры «машинной письменности»!

Черепная коробка людей, емкость мозга практически не изменилась за многие тысячи и десятки тысяч лет. Емкость машинной «памяти» можно наращивать из года в год, из месяца в месяц, увеличивая объем «запоминающего устройства», присоединяя их к машине.

Вышел в свет справочник или журнал — он тут же «прочитывается» машиной; и необходимые сведения поступают в ее «память». И не пассивно хранятся, а перерабатываются, сопоставляются с имеющимися ранее сведениями.

В любом уголке нашей планеты, пользуясь всеми каналами связи, человек может черпать из сокровищниц машинной «памяти» бесценные знания. Океан книг и сотни языков не будут препятствием для этого.

Глава 6 ЗДРАВСТВУЙ, ЗВЕЗДНЫЙ БРАТ! КОСМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

На всем пути от Малой Азии до Греции вспыхнули сигнальные костры — так была передана в Афины радостная весть о падении древней Трои.

Через много веков по такому же «огненному телеграфу» пришла в Лондон весть о победе над испанским флотом «Непобедимая армада», грозившим завоевать Англию. Тысячелетиями пользовались люди подобными примитивными средствами связи.

«В течение тысячи, а может быть, и сотен тысяч лет, прошедших со времени появления на Земле удивительного существа, именуемого человеком, мерилом скорости была скорость бегущей лошади, катящегося колеса, судна, идущего на веслах или под парусами. Все, вместе взятые, технические открытия, сделанные за весь тот короткий, освещенный сознанием промежуток времени, который мы называем мировой историей, не привели к сколько-нибудь значительному ускорению ритма движения, — писал известный немецкий писатель Стефан Цвейг. — И только девятнадцатый век коренным образом меняет ритм и мерило скорости на Земле… Этот знаменитый для всего мира 1837 год, когда телеграф впервые связал воедино разобщенные человеческие судьбы, лишь изредка упоминается авторами наших школьных учебников, которые, к сожалению, все еще считают более важным повествовать о войнах и победах отдельных полководцев или государств, вместо того чтобы говорить о всеобщих — единственно подлинных — победах человечества. И, однако, новая история не знает другого такого события, которое могло бы по своему психологическому воздействию сравниться с этой переоценкой самого понятия времени».

На рубеже прошлого и нынешнего столетия, благодаря великому русскому ученому A. G. Попову, изобретателю радио, эта переоценка стала еще более решительной. Телевидение закрепило победу человечества над временем и пространством. Мы можем смотреть хоккейный матч из Швеции, слушать репортаж из США, принимать радиограммы от участников антарктических экспедиций.

Не только наша планета «освоена» радиоволнами, но и космос. Мы можем слышать разговор космонавтов, когда они совершают полет вокруг земного шара. И не просто слышать, но и видеть их благодаря успехам телевидения.

Нога человека еще не ступала на другие планеты. Но вездесущие радиоволны уже побывали на Луне, Венере, Марсе, Юпитере и Солнце. Ученые считают, что в ближайшее время удастся направить радиоволны к далеким звездам. А с помощью лазеров можно послать к звездам и богатырский световой луч.

Благодаря технике связи мы получаем возможность разговаривать через сотни миллионов километров… Нельзя ли, не ожидая, когда высадится первая экспедиция на Марс или Венеру, попытаться «заговорить» с разумными обитателями этих планет (разумеется, если они там есть)? И не только с нашими соседями по солнечной системе, но и с разумными жителями планет других звездных систем.

Но… существуют ли эти обитатели в глубинах космоса? Может быть, мы одиноки во Вселенной? И какие бы мощные радиосигналы или световые лучи мы ни посылали к чужим планетам, на них никто не откликнется, потому что, кроме нашей Земли, нет другой колыбели разума и жизни?

БРАТЬЯ ПО РАЗУМУ

Мысль о том, что в бесконечной Вселенной существует бесконечное число обитаемых миров, три века назад была высказана великим героем и мучеником науки Джордано Бруно. «Существуют бесчисленные солнца, бесчисленные земли… Разумному и живому уму невозможно вообразить себе, чтобы все эти бесчисленные миры, которые столь же великолепны, как наш, или даже лучше его, были лишены обитателей, подобных нашим, или даже лучше их», — писал он.

«Мировое пространство должно быть великим резервуаром жизни», — считал Фридрих Энгельс. А пионер космической эры К. Э. Циолковский выразил эту мысль в таких словах: «Вероятно ли, чтобы Европа была населена, а другие части света — нет? Может ли быть один остров с жителями, а множество других — без них? Вероятно ли, чтобы одна яблоня в бесчисленном саду мироздания была покрыта яблоками, а все бесконечное множество других — одной зеленью? Спектральный анализ указывает, что вещества Вселенной все те же, что и вещества Земли… Везде и всюду жизнь разлита по Вселенной. Жизнь эта бесконечно разнообразна».

G помощью радиотелескопов астрономы «проникли» в глубины космоса на несколько миллиардов световых лет. Не было еще нашей планеты, когда от отдаленных звезд отправились в путь световые и радиоволны. А ведь только за одну секунду свет проходит 300 тысяч километров. И все же «дна» Метагалактики, нашего гигантского космического жилища, до сих пор не достиг ни один телескоп.

Количество звезд в той части Вселенной, которая доступна изучению, определяется числом 1020 — единица с двадцатью нулями! Наш «звездный город», Галактика, насчитывает около 100-150 миллиардов звезд. И примерно у каждой десятой из них, по предположению ученых, должна быть планетная система. Если считать, что только на одной из планет, окружающих звезду, есть условия для зарождения жизни, то и тогда мы получим число в 10 миллиардов. 10 миллиардов планет, сестер Земли, на которых могла развиться жизнь!

Процесс эволюции долог. Миллион лет понадобилось природе, чтобы на Земле появился разум. Если и на других планетах Галактики происходит нечто схожее, то в современную эпоху одновременно с нами существует не* сколько миллионов планет, населенных нашими братьями по разуму!

Какие они, эти неведомые космические существа? Похожи ли они на нас, землян? Сможем ли мы понять их, а они нас? Доступны ли им наши человеческие чувства, стремления, помыслы? Или формы разума во Вселенной столь же разнообразны, как и формы жизни на Земле?

Когда-то эти вопросы были лишь уделом фантастов. В век освоения космоса и межзвездной радиосвязи они стали на повестку дня науки.

«Зачем гадать раньше времени, — скажут скептики. — Все равно ничего путного не придумаем. Вот когда прилетим на другие планеты, тогда и увидим, какие формы жизни разума существуют на них».

Но скептики неправы. Ведь наука, как и поэзия, — это «езда в незнаемое». И если люди смогли предсказать появление новых планет, еще невидимых в телескоп, то можно и нужно — нужно для подготовки космических экспедиций! — знать или предполагать то, что нас ждет в иных мирах.

КАКИЕ ВЫ, ГАЛАКТИАНЕ!

«Все, вероятно, ожидали, что из отверстия покажется человек; может быть, не совсем похожий на нас, земных людей, но все же подобный нам. По крайней мере я ждал этого. Но, взглянув, я увидел что-то копошащееся в темноте — сероватое, волнообразное, движущееся; блеснули два диска, похожие на глаза. Потом что-то вроде серой змеи, толщиной в трость, стало выползать кольцами из отверстия и двигаться, извиваясь, в мою сторону — одно, потом другое…

Тот, кто не видел живого марсианина, вряд ли может представить себе его страшную, отвратительную наружность».

Так изобразил Герберт Уэллс в своем знаменитом фантастическом романе «Война миров» первую встречу людей и марсиан. Обитатели Марса показаны писателем как отвратительные неуклюжие существа со щупальцами, круглой головой, безгубым ртом и лоснящимся туловищем.

Во многих других романах и рассказах жители иных планет изображаются как существа, почти точь-в-точь похожие на людей. Те же тела, руки, ноги, головы, носы. Только глаза у космических братьев оказываются больше, чем у нас, землян.

«Фантазия романистов не отличается особой изобретательностью, — замечает по этому поводу известный советский математик А. Н. Колмогоров. — В век космонавтики не праздно предположить, что нам придется столкнуться, быть может, с разумными существами, совершенно на нас непохожими… Почему бы, например, высокоорганизованному существу не иметь вид тонкой пленки — плесени, распластанной на камнях?»

«Потому, — отвечает ряд ученых, — что всякое мыслящее существо должно обладать чертами строения, сходными с человеческими». Иначе говоря, быть похожим на человека.

Общая схема животной жизни справедлива для всей Вселенной. Всякое разумное существо, говоря словами героя повести И. А. Ефремова «Звездные корабли», «должно быть позвоночным, иметь голову и быть величиной примерно с нас». Ибо все эти черты человека не случайность, а необходимость.

Так ли это на самом деле?

Среди ученых нет серьезных разногласий в* вопросе о том, обитаема ли Вселенная (ведь наша планета — самая обычная планета самой заурядной звезды). Но вопрос о возможных формах жизни и разума до сих пор вызывает споры.

«Все совершенное похоже, — говорят биологи. — Разумные существа иных миров почти во всем должны походить на человека, даже в том случае, если их основой является не белковое, а какое-либо другое вещество». И приводят вещественное доказательство — много миллионов лет развития жизни на Земле.

«Формы разума бесконечно разнообразны», — возражают им другие ученые. И также приводят вещественные доказательства. Однако возраст этих доказательств не миллионы, а несколько лет. Гордость кибернетики — электронные вычислительные машины наглядным образом показывают, что многие функции мозга могут быть выполнены устройством, не имеющим ни позвоночника, ни головы, ни глаз, ни размеров человека.

Правда, они созданы людьми. Один из ученых образно сравнил машины-вычислители с паразитами, которых кормят и побуждают действовать хозяева-люди. Но, быть может, есть и такие планеты в глубинах космоса, где для нужд техники искусственно создаются «белковые мозги»? Создаются существами, состоящими подобно нашим машинам, из неорганических веществ.

Мы слишком мало знаем о жизни и формах разума на других планетах, чтобы делать категорические выводы. Ведь даже несколько десятков лет назад сама возможность существования кибернетических машин показалась бы многим и многим ученым «чистой фантастикой»!

Вероятно, что на одних планетах, где условия близки к земным, развились жизнь и разум, подобные нашим, земным. На других же планетах жизнь могла пойти такими путями, которые мы даже и не можем представить сейчас.

ВОЗМОЖНОСТЬ ВЗАИМОПОНИМАНИЯ

Но каков бы ни был внешний облик, какой бы ни была физическая природа неизвестных космических братьев по разуму, мы должны войти в контакт с ними, мы должны с ними «заговорить».

На каком же языке вести эту беседу? Смогут ли обитатели космоса понять нас? В фантастических романах зачастую этот космический разговор проходит очень просто. Звездные братья понимают землян едва ли не с полуслова. Показал несколько предметов, назвал их на своем, марсианском, гриадском, венерианском или каком-либо еще языке — и дело с концом. Все понятно и ясно.

На самом же деле мы не смогли бы объясниться таким образом даже со многими народами нашей планеты. Допустим, попадаете вы в Бразилию и, указывая на ярко-красного попугая, спрашиваете жестом у жителей, что это.

Вам отвечают.

Вы думаете: «Ага, значит, попугай на их языке называется этим словом».

Через некоторое время вы услышите, что попугая поменьше называют другим словом, совсем маленьких, пестрых попугайчиков — третьим, зеленых попугаев — четвертым, и т. д. Вы будете изумлены: как же все-таки называется на языке местных жителей попугай?

«Никак», — ответит вам знаток языков. Не только в Бразилии, но и во всех других южных странах нет общего слова «попугай». Существуют слова, обозначающие различные виды попугаев. Это только для нас, жителей Севера, где попугай — птица редкая, неразличимы виды попугаев.

Вот и сумейте объясняться, указывая на предметы и слыша их названия на местном языке! У эскимосов есть около сорока различных названий для снега — «снег в воздухе», «снег смерзшийся» и т. д. У жителей южных стран «снег», «лед» и «холод» зачастую обозначаются одним и тем же словом. Попробуйте-ка разобраться, где «лед», а где «снег»!

А ведь это — явления, знакомые всем нам, землянам.

Во сколько же раз труднее объясниться с неведомым космическим существом. Да к тому же еще по радио!

Быть может, это вообще невозможно? Разум обитателей других планет будет настолько отличаться от нашего, что всякая возможность взаимопонимания исключена? ..

Большинство ученых склоняется к мысли, что, несмотря на все колоссальные трудности, разницу в психике и поведении, космический разговор, обмен информацией с разумными существами иного мира возможен. И вот почему.

Как теперь считают многие ученые, строение разумного существа может быть и белковым и не белковым, а, например, полупроводниковым или кремниевым. Но законы мира, в котором мы живем, едины для всех. Те же элементы таблицы Менделеева, те же атомы, те же молекулы, те же законы их движения. А раз едины физические законы, то едины и законы обработки информации, законы «языка». Опираясь на эти всеобщие законы, можно найти контакт с разумными существами, жителями космоса.

ОСНОВА КОСМИЧЕСКОГО ЯЗЫКА

Математику называют иногда «универсальным языком Вселенной». Ее-то законы и предлагают многие ученые положить в основу космического языка. Эта мысль высказывалась задолго до того, как были изобретены современные «дальнобойные» средства связи вроде радио, телевидения или лучей лазеров.

Например, для связи с Марсом предлагалось на огромном пространстве Западносибирской низменности построить гигантскую светящуюся геометрическую фигуру — изображение знаменитых «Пифагоровых штанов». Заметив ее, марсиане поймут, что на Земле живут разумные существа, и так же ответят какой-либо геометрической фигурой. Завяжется разговор на языке математики.

Более детально описал космический разговор с помощью математики К. Э. Циолковский. Для начала он предложил послать ряд световых сигналов одинаковой длительности. Это своего рода «позывные». Марсиане должны догадаться по ним, что сигналы с Земли посылают разумные существа.

Затем светящиеся щиты с нашей планеты «убеждают марситов в нашем умении считать. Для этого щиты заставляют сверкнуть раз, потом 2, 3, и т. д., оставляя между каждой группой сверканий промежуток секунд в 10, — писал Циолковский в статье «Может ли Земля сообщить жителям других планет о существовании на ней разумных существ», напечатанной в «Калужском Вестнике» 26 ноября 1896 года. — Подобным путем мы могли бы щегольнуть перед нашими соседями полными арифметическими познаниями: показать, например, наше умение умножать, делить, извлекать корни и проч. Знание разных кривых могли бы изобразить рядом чисел. Так, параболу — рядом 1, 4, 9, 16, 25…

Могли бы даже показать астрономические и физические данные. Ряд чисел мог бы даже передать марситам любую фигуру: фигуру собаки, человека, машины…

В самом деле, если они, подобно людям, знакомы хотя немного с аналитической геометрией, то им нетрудно будет догадаться понимать эти числа…»

Идеи К. Э. Циолковского получили подтверждение в работах современных ученых. В Амстердаме в 1960 году вышла в свет фундаментальная работа голландского математика Ганса Фройденталя, которая, быть может, заложила основы науки будущего — космолингвистики. Книга называлась «Линкос» и имела подзаголовок: «Построение языка для космической связи».

«БИП» = 1, «БИП-БИП» = 10…

«Лингва космика», космический язык — так расшифровывается название книги «Линкос». В основу языка, разработанного Фройденталем, легла мысль о том, что законы мира, в котором мы живем, едины. Едины и законы математики, которые отражают этот мир. С них-то и начинается космический монолог. Человечество начинает рассказ «о времени и о себе» с самых элементарных понятий математики.

В космическое пространство летят короткие радиоимпульсы или вспышки света. Затем с их помощью вводятся первые математические понятия.

«Бип-бкп-бип-бип» — четыре импульса, четыре «точки», затем знак «больше» и «бип-бип-бип» — три импульса, три «точки», и т. д.

Доктор Фройденталь отмечает, что для его «линкоса» не имеет значения, какими техническими средствами будут передаваться знаки космического языка. Лишь очень немногие из них должны иметь «картиночный» характер, внешняя форма которых будет отражать их. содержание. К числу таких «наглядных» знаков относится точка (•), которая должна изображаться кратчайшим и простейшим сигналом («бип»). Способ передачи знаков ›, =, ‹ и других символов, по мнению Фройденталя, должны выбирать техники.

Огромное число раз повторяются последовательности точек и знак «больше» между ними. Неведомый брат по разуму должен понять этот знак после долгих повторений. Точно так же вводится знак «меньше» и знак «равно». Один импульс — знак равенства — один импульс; семь импульсов — знак равенства — семь импульсов; десять импульсов — знак равенства — десять импульсов; и т. д.

Затем начинается кодирование импульсов, введение знаков чисел. Система счисления, предложенная звездным братьям, — самая простая, двоичная. Как видите, она может пригодиться не только для машин, но и космическим существам она будет понятнее, чем десятичная. Тем более, что неизвестно, сколько у них пальцев будет на руке — пять или восемь; да и будут ли вообще руки — это тоже еще вопрос.

«Бип» — знак равенства — число 1; «бип-бип» — знак равенства — число 10; «бип-бип-бип» — знак равенства — число 11; «бип-бип-бип-бип» — знак равенства ^ число 100. Так излагается двоичная система счисления. Затем следуют правила сложения, умножения, деления, вычитания двоичных чисел, о которых мы уже рассказывали, когда говорили об «арифметике машин».

После арифметики следуют правила алгебры и других разделов математики, вплоть до введения в математический анализ — область высшей математики. Изложение идет столь же логично, последовательно, детально, с большим числом повторений. И только в самом конце раздела «Математика» Фройденталь изменяет своей педантичности. Он делает замечание о том, что в курс обучения неизвестных космических существ должна входить высшая математика. Но в задачу его книги не входит создание учебника на языке «линкос».

КАК ОБЪЯСНИТЬ, КТО МЫ!

Математика — наука абстрактная. Предположим, что с помощью «линкоса» нам удалось рассказать космическим существам об основах арифметики, алгебры, математического анализа. А как быть дальше? Сумеем ли мы рассказать о самом главном, о нас самих: о нашем образе мыслей, о нашей морали, о нашем поведении?

Фройденталь с помощью математики излагает на «линкосе» даже такие тонкости, как «могут быть различные причины, в силу которых некоторые не отвечают (или не желают отвечать) на заданный вопрос» или «нельзя рассказывать о случайно услышанных разговорах».

Изложение основ поведения начинается с коротких математических бесед. Их ведут несколько действующих лиц. Вот как выглядит «проверка способности» на языке «линкос». Лицо А спрашивает у лица В: «Чему равно 10+1?». «10+1 = 11», — отвечает В. «Правильно», — говорит А. Тот же вопрос лицо А задает лицу С. «10+1 = 100», — отвечает лицо С. «Неправильно», — говорит А. Вывод — лицо В умнее лица С.

От знаков математики Фройденталь переходит к чисто человеческим оценкам поведения. Вот как он объясняет на «линкосе» неведомым братьям по разуму, «что такое хорошо и что такое плохо».

Лицо А задает вопрос: «Чему равен х, если 4 х равно 2?»

Лицо В отвечает (правильно): «X равен 1/2».

Лицо С отвечает (неправильно): «X равен 2».

Лицо D отвечает следующим образом: «X равен 2/4».

Верно? Верно, но длинно, «плохо»! Таким образом вводятся знаки-понятия «хорошо» и «плохо». Короткое решение — «хорошее». Длинное, хотя и правильное, — «плохое».

Фройденталь подчеркивает, что нужно множество раз повторять этот и подобные ему примеры, чтобы неведомое разумное существо поняло систему человеческих оценок.

Изложив понятия «хорошо» и «плохо», Фройденталь объясняет различные правила морали.

Лицо А спрашивает В: «Чему равен х, если 100 х равно 1000?»

Лицо С отвечает А: «Нужно разделить 1000 на 100».

Лицо А говорит С: «Плохо!» (Ведь вопрос был задан не С, а В.)

Лицо В говорит А: «Нужно разделить 1000 на 100».

Лицо А говорит В: «Хорошо!»

Как видите, с помощью математической беседы на «линкосе» можно изложить даже такое правило вежливости: «Не отвечай, даже если отвечаешь правильно, на вопрос, который задан не тебе!»

Точно так же, остроумно и обстоятельно, излагаются на языке «линкос» и другие правила человеческого поведения. Кроме разделов «Математика» и «Поведение», в книге Фройденталя есть разделы «Время», «Пространство», «Движение», «Масса». В них он излагает основные физические понятия, что, разумеется, сделать гораздо проще, чем изложить правила поведения и морали.

В ОЖИДАНИИ РАЗГОВОРА

Фройденталь закончил работу над первым томом своей книги в декабре 1957 года — года, открывшего эпоху завоевания космического пространства, года запуска первого в мире советского искусственного спутника Земли. Второй том еще не вышел в свет. По мысли автора, этот том должен рассказать неведомым разумным существам о понятиях «материя», «жизнь» и о более тонких и «человечных» вопросах нашего поведения.

Книга «Линкос» написана так, будто со дня на день человечество встретится со своими звездными братьями и начнет монолог на языке «линкос». Но следов разумной жизни в космосе вне нашей планеты пока, увы, не обнаружено.

Однако многие энтузиасты космического языка и на нашей планете пытаются применить «линкос» для разговора. Но только не с космическими существами, а… с дельфинами.

Исследования последних лет показали, что изо всех обитателей животного мира эти морские животные очень близко стоят по своему умственному развитию к людям. Дельфины поразительно легко обучаются. Их мозг по структуре и по сложности очень похож на человеческий. Наконец, к своему величайшему изумлению, ученые обнаружили, что дельфины могут подражать человеческой речи и даже смеху!

В США делаются попытки обучить дельфинов математике с помощью «линкоса». А затем ученые надеются, следуя Фройденталю, продолжить этот разговор на космическом языке с «младшими братьями» по разуму — дельфинами. Ряд ученых предлагает применить лингвистику космоса и для обучения кибернетических машин.

Принесет ли успех это обучение? Вряд ли. Ведь доктор Фройденталь во введении к своей книге подчеркивал: разговор на «линкосе» возможен лишь при том -условии, если наши звездные собеседники по меньшей мере стоят на нынешнем уровне развития человечества. Общение с существами, не достигшими нашего уровня развития, требует какого-то другого языка.

Вполне возможно, что и разумные существа, обитающие в космосе, которые опередили людей в своем развитии на многие миллионы лет, также не смогут понять сигналы «линкоса». Слишком далеко ушли они вперед, чтобы толковать наши сигналы так, как понимаем их мы или братья по разуму, находящиеся на равном нам уровне развития.

Космический язык Фройденталя рассчитан на разумные существа любого внешнего вида, любого поведения. Но, пожалуй, только близкие нам духовно и физически человекоподобные, «гуманоидные» существа смогут понять монолог на языке «линкос». Внутренний мир разумных обитателей планет, совершенно непохожих на «гуманоидов», по всей видимости, будет столь же отличаться от нашего человеческого, как внешний облик.

Для космического разговора с этими существами потребуются иные языки, чем «линкос», или какой-нибудь другой космический язык будущего, построенный на тех же принципах, что и творение Фройденталя. Например, для жидкостных обитателей неведомой планеты потребуется особая математика; ведь для них «один плюс один» равно не двум, а одному: две капли, слившись воедино, образуют одну каплю, а не две.

21 ИЛИ 31

Пока что мы говорили только о том, какие средства связи, какой язык создает человечество для общения с разумными жителями других планет. Но ведь возможно, что и они тоже ищут разговора со своими космическими соседями! Быть может, с нами уже давно пытаются найти контакт. Нельзя ли уловить в радиошумах, приходящих из космоса, какие-либо разумные сигналы?

В ночь с 5 на 6 апреля 1960 года, в присутствии астрономов Советского Союза, Индии, Швеции и Канады, американская обсерватория Грин-Бэнк направила антенну мощного радиотелескопа в сторону созвездия Кита и созвездия Эридана. По предположению ученых, у этих звезд должны быть планеты с условиями жизни, сходными с земными.

150 часов длился этот беспримерный и захватывающий эксперимент. Радиошумы на волне 21 сантиметр улавливались и усиливались. Затем они записывались на магнитофонную ленту. Электронные машины подвергли эти записи тщательному анализу.

К сожалению, никаких осмысленных сигналов найти не удалось. Однако это вовсе не значит, что в этом районе космоса нет разумных существ. Ведь наши соседи по Галактике могут посылать сигналы не ежедневно и не беспрерывно. Вероятность «натолкнуться» на их передачу очень мала. Но, как выразились организаторы этого эксперимента, «если не пытаться принять сигналы, то вероятность установления связи с внеземными обществами будет вообще равна нулю».

Американские ученые пытаются уловить сигналы от разумных существ иных планет на волне 21 сантиметр. .. Почему именно на этой, а не на другой? Дело в том, что именно эта волна как бы специально предназначена для «космического разговора». Атомы водорода, рассеянные в межзвездных просторах, сталкиваясь, дают радиосигналы с длиной волны 21 сантиметр. Радиотелескопы улавливают беспорядочные радиошумы, идущие из космоса. И если мы уловим в этом беспорядке какую-то строгую закономерность — это значит, что, помимо случайных «водородных» радиосигналов, на этой же 21-сантиметровой волне нам посылают сигналы неведомые «братья по разуму» из космоса. ..

В нашей Галактике более 100 миллионов звезд. И вероятность зарождения жизни на их планетах очень велика. Поэтому очень и очень мало шансов на то, чтобы ближайшие к нам — даже по космическим масштабам — звезды имели высокоразвитые формы жизни и разума. Скорее всего, ближайшие «колыбели разума» отдалены от Земли на многие, многие миллиарды миллиардов километров. И именно оттуда, из удаленных глубин космоса, следует ожидать осмысленных сигналов.

Чтобы вести радиопередачу на столь большие расстояния, выгоднее, по-видимому, использовать не 21-сантиметровые, а более короткие волны. Ведь если послать сигналы с «дальним прицелом» на 21-сантиметровой волне, многочисленные случайные сигналы водорода настолько ее испортят, создадут настолько много помех, что эта передача сама покажется случайными «водородными» радиошумами.

Это убедительно доказал не так давно молодой советский ученый Николай Семенович Кардашев. Он же рассчитал и диапазон наиболее «помехоустойчивых» передач из космоса.

По его расчетам получалось, что дальнобойная и надежная радиопередача должна вестись на длине волны от 3 до 10 сантиметров. Кардашев построил диаграммы наиболее типичного «естественного», природного спектра радиоисточника радиосигналов и для сопоставления привел наиболее выгодный спектр для космического разговора.

БЫТЬ МОЖЕТ, С НАМИ УЖЕ ГОВОРЯТ!

Расчеты Н. С. Кардашева выглядели убедительно… Что же покажет практика? Можно ли найти во всем многообразии радиосигналов, приходящих к нам из космоса, такие «искусственные» спектры, непохожие на «естественные»?

Ученые Калифорнийского технологического института, как сообщает пресса, действительно нашли спектры, поразительно похожие на те «искусственные», наиболее удобные для космического разговора спектры, о которых писал Н. С. Кардашев… Неужели это и есть радиосигналы обитателей далеких миров? И человечеству действительно удалось принять «голоса» наших братьев по разуму? Ответить на этот вопрос поможет только будущее. Ведь разговор с космосом — дело длительное.

10 лет должно пройти, пока, по самым оптимистическим подсчетам*, дойдут до нас сигналы от самых ближайших соседей. И это значит, что столь же длительный срок понадобится для того, чтобы ответить на принятый сигнал.

А ведь это — только первое «алло», первый обмен приветствиями-позывными. Настоящий же космический разговор займет еще более длительные сроки. Правда, успехи современной науки, вероятно, и здесь придут на помощь. Если обладать передатчиками достаточной мощности, то за короткий промежуток времени можно передавать колоссальные количества информации. Если бы наши техники могли получать энергию, равную по мощности энергии Солнца (а обогнавшие нас в своем развитии на многие сотни тысяч лет цивилизации, возможно, могут обращаться и с такими энергиями!), то, по подсчетам Н. С. Кардашева, все основные сведения нашей науки и техники, культуры и искусства можно передать менее чем за две минуты — всего-навсего за сто секунд!

Только в будущем, правда, не столь уж далеком, мы сможем узнать, действительно ли мы уже вступили в контакт с братьями по разуму или же сигналы, предсказанные Н. С. Кардашевым и обнаруженные калифорнийскими учеными, имеют все-таки естественное, природное происхождение. Ясно одно: эра космических контактов начинается, перейдя со страниц научно-фантастических романов в реальную действительность. Радиоастрономы предполагают вести систематическое прослушивание звездного неба, подобно тому как мы продолжаем звонить по телефону до тех пор, пока наконец не получим ответа.

К концу XX века ученые надеются если не установить двухстороннюю связь, то хотя бы принять сигналы от наших космических братьев.

Но как понять эти сигналы? Как расшифровать таинственные знаки из глубин космоса? Как это ни удивительно, помочь космическому разговору будущего могут. .. древние письмена, следы исчезнувших культур далекого прошлого.

«Есть основания надеяться, — говорил директор Новосибирского института математики Сибирского отделения АН СССР С. Л. Соболев, — что если в один прекрасный день радиостанциями Земли будут приняты сигналы из глубин Вселенной, посланные какими-нибудь разумными существами, то разгадать их помогут методы, схожие с теми, которыми пользуются математики сегодня для расшифровки древних письменностей».

О них мы и расскажем в следующей главе.

В заключение этой главки хочется привести несколько строк из статьи «Новое в радиоастрономии», опубликованной в газете «Правда» 14 апреля 1965 года:

«Недавно молодой радиоастроном Московского университета Г. Б. Шоломйцкий совместно со своими товарищами по работе обнаружил переменность потока радиоизлучения от космического источника, известного под обозначением СТА-102 (он был открыт пять лет назад американскими радиоастрономами. — А. К.)…

Поток излучения от источника GTA-102 регулярно меняется…, причем период изменений потока близок к 100 дням…

Этот источник радиоизлучения может быть либо представителем совершенно нового класса объектов, либо отражать совершенно новые свойства уже известных космических источников радиоизлучения… Конечно, нельзя исключить и волнующую гипотезу о том, что наблюдается искусственный сигнал от внеземной цивилизации. ..

Если переменность периодического характера у источника СТА-102 подтвердится, это будет одним из крупнейших открытий в радиоастрономии».

Глава 7 ЗАГАДОЧНЫЕ ПИСЬМЕНА ЗАГАДКИ ПИСЬМЕННОСТИ МАЙЯ

Великий английский поэт и драматург Вильям Шекспир (1564-1616) в одном из сво- их сонетов писал:

Пусть опрокинет статуи война, Мятеж развеет каменщиков труд, Но врезанные в память письмена Бегущие столетья не сотрут.

Первобытную историю человечества мы часто называем «безыменной», «безликой», «немой». У людей не было тогда письменности, этой памяти человечества. И там, где возникала цивилизация, возникала и письменность — ключ к истории людей.

Долгое время молчали древние письмена Египта, Вавилонии, Ассирии, Шумера. Ведь люди, владевшие этими письменами, умерли сотни и тысячи лет назад. Ученые тщетно пытались разгадать загадочные знаки — выбитые на камне египетские иероглифы:

нанесенные на глиняные таблички клинописные знаки вавилонян и ассириццев:

Но вот в 1822 году французский ученый Жан Франсуа Шампольон публикует блестящее исследование, посвященное дешифровке египетского письма. Древние иероглифы, молчавшие тысячелетия, наконец-то «заговорили»! Человечество узнало о людях и богах, о самобытной культуре, о замечательных литературных произведениях Древнего Египта.

Открытие Шампольона воодушевило других исследователей.

Были прочитаны клинописные надписи Вавилонии, Ассирии, Шумера — древних государств в долине рек Тигр и Евфрат. Чешский ученый Беджих Грозный разгадал тайну письма хеттов, натиск которых пришлось отражать когда-то древним египтянам. Хетты оказались родственниками древних германцев и славян.

Но многие древние письмена не поддавались расшифровке. И на первом месте «по упорству» стояло письмо индейцев майя.

Четыре столетия назад, завоеватели-испанцы огнем и мечом истребили самобытную культуру майя. В 1562 году францисканский монах Диего де Ланда, организатор инквизиции в Юкатане, сжег библиотеки майя. На^ кострах погибли древние рукописи с непонятными рисунками и загадочными знаками.

«Книги эти не содержат ничего, кроме суеверий и вымыслов дьявола», — объявил Ланда. До нашего времени дошло только три бесценных экземпляра. Об этих рукописях стало известно ученым лишь в середине прошлого века. А через несколько лет французский ученый Брассер де Бурбур открыл в запыленных архивах рукопись самого Диего де Ланда. В ней приводились подробные сведения о культуре и письменности майя.

Брассер де Бурбур, верящий в существование Атлантиды — легендарного «затонувшего материка», пытался читать рукописи майя. Он прочел в них известия об извержениях вулканов, о гибнущем материке, о бегстве на запад остатков атлантов. Но — увы! — все это оказалось фантазией. Впоследствии выяснилось, что вместо описания гибели Атлантиды эта часть рукописи майя содержала в себе только календарные знаки.

Тщетно пытались прочитать рукописи и другие ученые.

Более века продолжались попытки расшифровать загадочные письмена. Но древние знаки продолжали молчать.

Культура майя самобытна и своеобразна. Быть может, так же самобытно и письмо майя? И всякие попытки прочесть его, как мы читаем другие письмена, тщетны?

Эта мысль все чаще стала закрадываться в голову многим ученым…

Но вот из Советского Союза пришла сенсационная весть о том, что молодой ученый Юрий Кнорозов сумел найти ключ к письму индейцев майя!

«В 1951 году мне удалось доказать наличие в письме майя алфавитных знаков, — писал он. — В первых прочтенных мною словах — «куц» (индюк) и «цул» (собака) — звук «ц» был передан одним и тем же знаком. Найти весь древний алфавит майя теперь не составляло особого труда».

Язык древних майя исчез вместе с древней культурой.

На территории Юкатана и по сей день живут потомки древних создателей культуры — индейцы майя. Но их язык сильно отличается от древнего, подобно тому как французский язык› отличается от латыни или современный русский язык — от старославянского.

«ВСЕМОГУЩАЯ СТАТИСТИКА»

Предстояла кропотливая работа по восстановлению древнего языка; поиск смысла еще не расшифрованных знаков; реконструкция грамматики. А кроме всего прочего, была опасность, которая всегда подстерегает ученого, решающего задачу со столькими неизвестными: верно ли прочитан тот или иной знак? Верно ли восстановлено древнее слово? Как проверить правильность чтения? Ведь жрецы майя, знатоки письма, умерли сотни лет назад…

Для решения всех этих задач необходимо было широко использовать статистику — науку, изучающую приемы численного наблюдения над массовыми явлениями и занимающуюся обработкой этих наблюдений в научных и практических целях. Но статистические подсчеты — дело очень громоздкое. Только подсчет частоты отдельных знаков в рукописях майя занял не один год, хотя этим занимались несколько ученых (Гейтс — в Соединенных Штатах, Цимерман — в Германии, Кнорозов — в СССР). Ведь сначала требовалось установить все варианты написания, чтобы не спутать один знак с другим, восстановить неясно написанные места, указать все места в рукописях, в которых встречается данный знак. Нужно было подсчитывать отдельно случаи, когда знак стоит в начале, середине или в конце слова, учитывать место слова в предложении, знака — в группе знаков.

В 1963 году в издательстве Академии наук СССР вышла объемистая монография «Письменность индейцев майя». В ней доктор исторических наук Юрий Валентинович Кнорозов подвел итоги своей многолетней работы над дешифровкой загадочных письмен. Многие страницы истории доколумбовой Америки становятся ясными благодаря разгаданным письменам.

.При дешифровке письма майя были применены статистические методы. Одновременно с Кнорозовым успешно использовал статистику для дешифровки критского письма английский ученый Вентрис.

Возник вопрос, нельзя ли при дешифровке древних систем письма производить подсчеты с помощью вычислительных машин? Конечно, машина, даже самая «умная», не может по-настоящему читать древние рукописи. Да и знаки письменности она не различит. Ведь и сейчас ученые все еще пытаются «научить» машины различать русские буквы «а» и «б». Куда тут до иероглифов!

Кто-то из кибернетиков метко назвал электронные вычислительные машины «идиотами, наделенными феноменальной способностью к счету». Вот эту-то способность и можно использовать для дешифровки древних письмен.

Первый вопрос — определение системы письма. Мысли, сообщения можно записывать с помощью рисунков, «рисуночным письмом», или пиктограммами. Многие народности Сибири до Великой Октябрьской социалистической революции, коренные жители Австралии, индейцы Северной Америки пользовались «рисуночным письмом». Читать подобное письмо, как мы уже говорили в первой главе, нельзя. Можно лишь «толковать» рисунки. Чтобы передать новые понятия, нужны новые «говорящие картинки». И чем длиннее текст, тем больше этих рисунков понадобится. В среднем на каждые 100 рисунков-знаков появляется 70-80 новых!

В письменности, где знак передает корень слова или аффикс (лингвисты называют эти значимые элементы языка морфемами), конечно, новых знаков появится меньше. Еще экономнее «слоговое письмо», в котором каждый слог передается особым знаком. И, наконец, самое экономное письмо — алфавитное, в котором знак передает не слог, а лишь звук языка (например, наша русская азбука).

Каждая система письма имеет, таким образом, характерные особенности, которые могут быть выражены числами. А ведь язык машин — это язык чисел. И кибернетические машины могут вести подсчеты, чтобы определить систему письма.

Но это лишь начало дешифровки. Древние системы письма — обычно смешанные системы. В иероглифике часть знаков передает морфемы, а часть — слоги. Таким иероглифическим, смешанным письмом написаны древнеегипетские тексты, «глиняные книги» Ассирии, Вавилонии, Шумера, памятники письменности хеттов. Иероглифическим же письмом пользовались и древние майя.

Как же найти, какой знак — алфавитный, какой — слоговой, какой передает корень слова или аффикс?

При расшифровке египетских, хет-тских, вавилонских письмен помогало то, что имелся «дублирующий текст».

На знаменитом Россетском камне, кроме египетских иероглифов, была надпись и на древнегреческом языке, известном ученым. Вавилонские надписи также имели перевод на известный персидский язык. В письменах майя такого «дубля» не было. Здесь на помощь вновь приходит статистика. И проделать утомительные, громоздкие подсчеты могут чудо-счетчики — вычислительные машины.

С помощью машины можно исследовать все возможные варианты. И не придется тратить на это годы — машина проделает это за несколько часов. Но, прежде чем привлекать машину для помощи в дешифровке, нужно проверить правильность составления программы. В теории все выглядит стройно и гладко. А как окажется на практике?

Нужен был контрольный опыт.

В принципе для проверки можно взять любую письменность. Например, древнеегипетскую или хеттскую.

По предложению Кнорозова, этой «проверочной» письменностью была выбрана письменность майя. Машина должна была «прочитать» знаки майя, вернее, не сами знаки, а последовательность чисел, которыми были обозначены различные иероглифические знаки. Например:

Результаты машинной дешифровки должны были затем сравниваться с результатами «ручной». Совпадает ли «машинное» и «человеческое» чтение? Если машинная программа и методы верны, то, безусловно, они должны совпадать.

Подготовкой программы для машин занялись сотрудники Новосибирского института математики Сибирского отделения АН СССР Ю. Евреинов, Э. Косарев, В. Устинов.

Машинная дешифровка показала: да, знаки майя, прочитанные электронной вычислительной машиной, совпадают со знаками, прочитанными «вручную»!

Однако наряду с правильными чтениями в машинной дешифровке оказалось и очень много неправильных. При этом любопытно, что неправильные чтения повторяют те же ошибки, которые делались в начале «ручной» дешифровки. Это говорит о том, что многие ошибки дешифровщиков типичны и что программирование имеет серьезные недостатки.

Кроме того, составители программы допустили ряд принципиальных упрощений задачи. Например, они считали, что древние тексты майя написаны на современном испанскому завоеванию языке, то есть на языке XVI века. А сохранившиеся рукописи датируются примерно XII-XIV веками. Да и в те времена жрецы писали тексты на архаичном, древнем языке.

Впереди предстоит большая работа по усовершенствованию методов составления программ. Но при всех ее недостатках, машинная дешифровка, проведенная новосибирцами, доказала, что современные машины могут быть использованы для чтения древних письмен. При правильной методике и человеческий мозг, и «электронный мозг» вычислительной машины приходят к одним и тем же результатам.

НЕРАЗГАДАННЫЕ ТАЙНЫ

Какие же древние письменности не дешифрованы до сих пор? Какие загадки предстоит раскрыть с помощью кибернетических машин? Прежде всего, это тайна этруссков. Об этом загадочном народе часто упоминают древние римские писатели. Народ этруссков исчез, оставив памятники самобытной культуры и непрочитанные письмена.

Ученым известна система письма этруссков. Они пользовались греческим алфавитом. Известно, какой звук изображает тот или иной знак. Ученые легко могут читать письмена этруссков… не понимая почти ничего.

Каким языком пользовались этрусски? Эта тайна не решена наукой до сих пор. Представьте себе, что вам дают прочесть текст на неизвестном языке, но написанный русскими буквами. Читать вы его можете. Но не поймете ни слова из прочитанного.

Самый разумный способ — перебирать языки мира до тех пор, пока не наткнешься на нужный… Но ведь языков на земном шаре несколько тысяч! Да к тому же, вероятно, среди «живых» языков нужный язык не найти: он мог исчезнуть вместе с народом. Как это было, например, с шумерским или эламским языками на древнем Востоке.

Быть может, с помощью электронных машин такой перебор языков и удастся сделать. Американские ученые, во всяком случае, объявили о программе машинной дешифровки письменности этруссков. Завершить ее они обещали в 1965 году. Что даст эта машинная дешифровка, неизвестно. А пока что язык этруссков остается неразгаданной загадкой, споры о которой не утихают и по сей день. Причем, о характере этих споров вы можете судить сами. Археологи нашли игральную кость этруссков. На каждой стороне кости написаны названия чисел. Но какую из цифр обозначает то или иное слово, до сих пор неизвестно, несмотря на множество написанных по этому поводу статей и книг.

Не менее интересную загадку загадал ученым так называемый «фестский диск». Найден он на острове Крит, хотя сделан не из критской глины. Это — круглая пластинка; на ней по обеим сторонам оттиснут 241 знак. Археологи нигде более не находили подобных надписей.

Среди знаков — изображения лодки, топора, орла, шкуры, лопатки каменщика, розетки, вазы, дома. Чаше всех повторяется знак, изображающий мужскую голову в головном уборе из перьев. Быть может, он является ключом к загадке диска?

Одни ученые считают, что этот головной убор говорит о Малой Азии. Другие — о Греции. Третьи — о Северной Африке. Четвертые находят в нем сходство с головными уборами индейцев Америки. А безудержные фантазеры считают диск из Феста последним памятником письменности Атлантиды!

Сумеют ли ученые прочесть загадочную надпись? Кто знает. Ясно одно — «вручную», без помощи машин, это сделать нельзя. И вот почему.

Казалось бы, чем больше памятников древней письменности сохранилось, тем больше работы, тем труднее дешифровка, тем нужнее помощь машин. Однако это не так. Наоборот, чем больше материала, тем легче дешифровать.

Руководитель лаборатории машинного перевода в Ленинградском университете Н. Д. Андреев считает даже, что можно дешифровать не только древние, но и марсианские письмена, если иметь достаточно большой текст — примерно 100 тысяч знаков.

Возможно ли это? Трудно ответить: контакт с «братьями по разуму» до сих пор не налажен. А во всех не расшифрованных еще памятниках древних письменностей содержится гораздо меньшее число знаков. На фестском диске их, как мы уже говорили, 241. Еще меньше знаков содержит древнейшая славянская надпись из могильника в селе Алиханово, сделанная на глиняном сосуде. Не так давно весь мир отмечал 1100-летие славянской азбуки. Надпись на этом сосуде восходит к еще более древним временам. Чтобы понять ее смысл, необходимы еще большие усилия, чем при изучении фестского диска: уж слишком кратка надпись и-к тому же ни один знак в ней не повторяется. А памятник древней письменности Андов, высеченный на камне близ индейского селения Тигуанако, содержит и того меньше — всего 5 знаков.

Имея длинный текст, мы легко можем проверить свои

предположения, найти систему письма, разыскать служебные и ключевые слова. А при дешифровке маленьких текстов, вроде текста на диске из Феста, на сосуде из Алиханова или на камне из Тигуанако, этого сделать нельзя.

Поэтому, чтобы попытаться найти правильное чтение, нужно перепробовать астрономическое число возможных ва-риантов. Человеческой жизни не хватит, чтобы перепробовать хотя бы небольшую часть этих комбинаций. Машина же, работающая в миллионы раз быстрее человека, может справиться даже с астрономически большими числами.

«ТАЙНА ЗА СОТНЯМИ ПЕЧАТЕЙ»

Еще одна загадка, ждущая решения с помощью «умных машин», — загадка древнейшей цивилизации Индии. Это поистине «тайна за сотнями печатей» — и не только в переносном смысле слова.

В 20-х годах нашего столетия археологи произвели раскопки в долине реки Инда, в местности, имевшей название «Мохенджо-Даро», то есть «Холм смерти»… Обычно считалось, что древнейшая история Индии начинается со вторжения в долину реки Инда племен арьев.

Это было около полутора тысяч лет до нашей эры.

Но раскопки показали, что две тысячи лет до вторжения арьев в Индии существовала развитая культура. Культура, современная древнеегипетской и шумерской — самым древним цивилизациям на нашей планете! Кто был ее создателем?

Казалось, свет на эту загадку истории могут пролить найденные при раскопках печати с иероглифическими надписями.

Вот как выглядят некоторые из них:

Все попытки прочесть эти знаки пока что безуспешны; больше того, ученые до сих пор не пришли к выводу, где, в каком месте земного шара следует искать создателей древнейшей культуры Индии.

Проще всего предположить, что ее создали дравиды, коренные жители Индии. Но ряд исследователей категорически возражает против этого предположения. «Цивилизация Мохенджо-Даро, — говорят они, — создана первой волной пришельцев-арьев, родственных тем племенам, которые через много веков, уже в «исторический» период пришли в долину Инда».

Одни ученые считают, что культура Мохенджо-Даро была создана народом, родственным с хеттами. Другие утверждают, что потомками древнейшего населения Индии могут оказаться жители хребта Гиндукуш — вершикцы или буриши. Третьи предполагают, что их надо искать в Центральной Азии, близ Памира. Четвертые в долине реки Тигра и Евфрата, поблизости от современной культуре Мохенджо-Даро шумерской цивилизации.

Наконец, совсем недавно в американском журнале «Америкен антиквити» появилась статья, в которой говорится о сходстве индийской цивилизации с культурой сапотеков, живущих в Мексике!

Но, пожалуй, самым сенсационным и неожиданным было предположение венгерского ученого Хевеши о сходстве древнеиндийской письменности с письменностью на «говорящих дощечках» («кохау ронго-ронго») острова Пасхи, затерянного в просторах Тихого океана.

ГОВОРЯЩИЕ ДОЩЕЧКИ КОХАУ РОНГО-РОНГО

В самом деле, сходство многих знаков этих письменностей поразительно. Судите сами, вверху изображены знаки кохау ронго-ронго, а под ними — знаки иероглифических надписей Мохенджо-Даро.

И все-таки слишком невероятным кажется большинству ученых родство этих письмен. Ведь не только двадцать тысяч километров, но и пять тысяч лет разделяют письменность острова Пасхи и письмена Мохенджо-Даро!

Письменность острова Пасхи также не дешифрована. Таинственные знаки на дощечках — это, пожалуй, самая трудная загадка изо всех многочисленных загадок, которые загадал ученым всего мира этот маленький остров в Тихом океане. Вот уже шестое поколение ученых тщетно пытается расшифровать кохау ронго-ронго.

Жители острова Пасхи до прихода европейцев имели специальные школы письма, в которых ученые, знатоки «маори ронго-ронго», обучали многочисленных учеников секретам древнего письма. Знаки вырезались на дереве. Пером служил зуб акулы. И с какой каллиграфической точностью и четкостью выводились строки этого письма!

Раз в год на острове Пасхи даже устраивались своеобразные «конгрессы» знатоков кохау ронго-ронго. Со всех сторон к месту «конгресса» стекались островитяне, чтобы участвовать или просто посмотреть на столь знаменательное событие. Ученые мужи, «маори ронго-ронго», располагались рядами. В центре стоял главный «профессор», главный знаток письмен. Церемония начиналась с экзамена, который устраивали в первую очередь самим учителям. Если ошибку в чтении дощечек делал юноша, его поправляли. Если же в неправильном чтении письмен был уличен старик, то к нему подходил мальчик, брал за ухо и выводил из строя «людей ронго-ронго», причем главный «профессор ронго-ронго» приговаривал: «Как тебе не стыдно, тебя выводит ребенок!»

До сумерек продолжалось чтение дощечек, продолжался «конгресс» знатоков письма кохау ронго-ронго. По дошедшим сведениям, почти в каждом доме на острове Пасхи хранились деревянные дощечки, покрытые иероглифическими знаками.

Но во второй половине XIX века остров Пасхи подвергся пиратскому нападению перуанских работорговцев. Почти все мужское население острова было захвачено и вывезено на острова Чинча для добычи птичьего помета — гуано, используемого как удобрение полей. Среди островитян вспыхнула эпидемия оспы — и в результате погибло множество людей, в том числе и почти все «люди ронго-ронго».

Затем на острове Пасхи поселились миссионеры — и в огонь полетели бесценные памятники письменности, ибо миссионеры приказали сжечь «дьявольские письмена» с непонятными для них значками. В результате этого варварского поступка до наших дней дошло всего лишь несколько дощечек кохау ронго-ронго. Две из них хранятся в нашей стране, в Ленинградском музее этнографии и антропологии. Их привез в прошлом веке знаменитый русский путешественник и ученый Миклухо-Маклай.

Скоро минет век, как начались первые попытки заставить заговорить дощечки кохау ронго-ронго. Итог этим попыткам подвел известный немецкий дешифровщик Фридрих: «Надежда когда-либо проникнуть в смысл дощечек с острова Пасхи весьма невелика».

Благодаря помощи электронных вычислительных машин шансы ученых прочесть таинственные знаки значительно возросли. Недаром директор Новосибирского института математики академик С. Л. Соболев писал в статье «Поэзия математики»: «Работники отдела прикладной кибернетики нашего вычислительного центра уже думают о новых исследованиях» — и назвал на первом месте среди письмен, ждущих разгадки с помощью машин, дощечки острова Пасхи.

НОВЫЕ УСПЕХИ ДЕШИФРОВКИ

Более трех лет прошло с тех пор, как новосибирские кибернетики опубликовали отчет о первом в мире опыте изучения древних письмен с помощью вычислительной техники. Их работа показала, что кибернетика с успехом может применяться для анализа древних письмен. Путь

машинной дешифровке был открыт, дело оставалось за новыми программами, с помощью которых машины-вычислители могли бы помочь ученым дешифровать неразгаданные письмена.

Общая программа дешифровки исторических систем письма была предложена известным советским ученым Ю. В. Кнорозовым. По этой программе научные сотрудники Института этнографии и Всесоюзного института информации занялись дешифровкой киданьского письма.

Кидани — так назывался народ, обитавший на территории Монголии и Северного Китая. Расцвет киданьской культуры относится к X-XII векам, когда их государство было самой могущественной силой в Восточной Азии. Кидани создали самобытную письменность и искусство, создали интересные литературные произведения. («Чувства его печальны и тревожны; его краткий, но насыщенный мыслями язык соответствует стремлениям изысканного человека», — так писали об одном кидань-ском поэте его современники).

В XIII веке начался упадок киданьского государства. Феодалы не подчиняются власти императора, учащаются восстания подвластных киданям племен. Тунгусское племя чжурчженей, бывших вассалов киданей, восстает и наносит своим прежним владыкам смертельный удар. Войска чжурчженей захватывают все пять столиц киданей и берут в плен киданьского императора. Часть киданей во главе с полководцем Елюй Даши уходит на запад, где основывает новое государство Кара-кидань («черные кидани»), или Кара-китай. (Отсюда и пошло название «Китай», первоначально относящееся к киданям, а затем по традиции перенесенное на современный Китай и китайцев, самоназвание которых — «хань» или «ханьцы».)

Но государство «черных киданей» было недолговечным: в начале XIII века его присоединяет к своей огромной империи Чингис-хан. История киданей как самостоятельного народа кончается. От киданей остаются лишь памятники литературы, храмы и надгробия, упоминания в средневековых летописях.

К сожалению, до наших дней дошло очень мало письменных памятников с надписями, сделанными своеобразным письмом киданей. Да и само это письмо было забыто, хотя оно и пережило на какой-то срок государство киданей. И до последнего времени эти письмена оставались непрочтенными. Ведь ученым было неизвестно даже, к какой языковой группе отнести язык киданей, на котором написаны эти письмена. Одни исследователи считали киданьский язык близким тунгусскому; другие зачисляли его в группу тюркских языков (к этой группе относятся татарский, узбекский, турецкий и многие другие языки народов СССР и зарубежной Азии). Многие ученые считали киданьский язык близким к старомонгольскому.

Совместная группа ученых Института этнографии и Всесоюзного института информации с помощью вычислительной техники менее чем за полгода проделала большую работу по дешифровке киданьского письма. В результате была воссоздана грамматика киданьского языка, и исследователи смогли вплотную подойти к полной дешифровке — прочтению киданьских текстов.

«Самую сложную работу — выявление статистических закономерностей, которые бы потребовали несколько десятков лет работы, если бы это пришлось делать вручную, — говорит директор Всесоюзного института информации профессор Александр Иванович Михайлов, — вычислительная машина сделала по специально составленным программам менее чем за 30 часов».

Грамматика киданьского языка, воссозданная благодаря работе машины, показывает, что язык киданей, создателей самобытной культуры, принадлежит к монгольской группе языков… Так благодаря помощи «электронного дешифровщика» историки получили окончательное решение «загадки Чингис-хана», создавшего в течение короткого времени могучее и прекрасно организованное государство. Теперь становится понятным, почему он смог сделать это: в XIII веке монголы были не дикими кочевниками, а народом, чья история в лице киданей начиналась не с Чингис-хана, а с киданьского государства. История монгольского народа, его культуры удлинилась почти на три века — время существования киданьского государства. Знаменательно, что это открытие было сделано в 1964 году — в году, когда Монгольская Народная Республика праздновала свой сорокалетний юбилей!

Письмена этруссков и долины Инда, значки кохау ронго-ронго и надпись на фестском диске по-прежнему не разгаданы. Однако новые успехи дешифровки, содружество филологов, программистов, палеографов — специалистов по древним письменам — вселяют уверенность, что не столь уж далеко то время, когда «умные машины», а вернее, люди, руководящие и повелевающие машинами, смогут проникнуть в тайну этих загадочных письмен. Задачи, которые не под силу одному человеческому мозгу, могут быть решены с помощью «мозга электронного».

Глава 8 МАШИННЫЙ ПЕРЕВОД ЧТО ТРУДНЕЕ!

Что труднее — дешифровать древние письмена или переводить с иностранного языка? Вопрос по меньшей мере странный. Ведь при дешифровке письмен нужно, помимо всего прочего, давать и перевод с чужого языка.

И тем не менее переводить с иностранного языка трудней.

Но только не человеку, а машине.

Во время второй мировой войны секретные донесения противника расшифровывались с помощью электронных вычислительных машин и методов статистики. Эти методы и заставили ученых задуматься: а нельзя ли применить их для перевода текстов с языка на язык?

«Нельзя ли рассматривать проблему перевода как проблему расшифровки тайнописи? — писал один из первых инициаторов машинного перевода американский ученый Уоррен Уивер. — Когда я смотрю на статью, написанную по-русски, я говорю: «Это написано по-английски, но закодировано неизвестными символами. Сейчас начну расшифровывать».

Задача, таким образом, сводится к расшифровке. Только не сообщений, написанных неизвестным секретным кодом, а текстов, написанных на чужом языке. А такая расшифровка секретных сообщений — дело нетрудное для вычислительных машин.

Но первые же попытки применить ее к задачам перевода сразу показали, что этот орешек будет покрепче. Да и к расшифровке древних письменностей эта методика не применима. Когда мы расшифровываем секретное донесение, мы твердо знаем, что оно написано на .каком-то из известных нам языков. Форма, структура языка не затрагивается шифром, он является подобием «морзянки». Поэтому возможно раскодировать самый запутанный секретный шифр.

При дешифровке древних письмен язык неизвестен, и нет никакой уверенности, что можно подыскать среди «живых» языков мира подходящий. Напротив, почти с полной уверенностью можно утверждать, что такой язык не найти.

Вы, наверное, читали рассказ Эдгара По «Золотой жук». Его герой Уильям Легран нашел пожелтевший пергамент с загадочной надписью:

Пользуясь статистикой, Легран сумел прочесть эту шифрованную надпись. Зная, кал часто встречаются буквы английского языка, он приравнял самый частый знак надписи к самой частой букве алфавита; второй по частоте знак шифровки — ко второй букве, и т. д. Но если бы Легран попробовал применить свой метод к расшифровке древних письмен, он не получил бы желаемого результата.

Например, стремясь расшифровать рукописи майя, он быстро бы зашел в тупик. Как отождествлять знаки рукописи? Древний язык майя неизвестен, и неоткуда взять «самую частую букву языка» и сопоставить ее с «самым частым знаком». К тому же знаки майя могут передавать не только одну букву, но и целые слоги и даже слова. И сколько бы ни бился дешифровщик над письменами, при такой методике он ни за что не смог бы прочесть древние знаки. Не помогли бы и электронные вычислительные машины, будь они во времена Эдгара По.

Задача машинного перевода еще бодее сложна, чем дешифровка древних письмен. Ведь при переводе с языка на язык, как замечает один из пионеров машинного перевода в нашей стране Дмитрий Юрьевич Панов, мы «меняем всю ту сложнейшую и тончайшую систему выражения мыслей, которая веками вырабатывалась тем или иным народом и теснейшим образом связана с его мышлением, историей, обычаями, образом жизни».

А это значит, что для машинного перевода нужно искать новые методы, новые программы, а не слепо идти проторенной, но ведущей в тупик «шифровальной» дорожкой.

ВПЕРВЫЕ В МИРЕ

Идея перевода с помощью машины долгое время считалась утопией. Уж слишком невероятным казалось, чтобы робот мог выполнить такую тонкую работу. Даже Норберт Винер, создатель кибернетики, не верил в возможность машинного перевода. «Механизация языка представляется весьма преждевременной», — заявил он в 1947 году. А между тем задолго до этого в нашей стране было запатентовано устройство «для подбора и печатания слов при переводе с одного языка на другой или несколько других одновременно». Придумал его талантливый советский инженер П. П. Троянский. В 1933 году ему было выдано авторское свидетельство на это изобретение.

Переводческая машина Троянского представляла собой автоматический словарь. Ведь именно поиск нужного слова занимает большую часть времени при переводе с языка на язык. Человек, по мысли Троянского, сначала подготавливает иностранный текст: все изменяемые слова записываются в основных формах. Существительное — в именительном падеже и единственном числе, глагол — в инфинитиве, и т. д. Например, слова «приказывающий машинам» были бы записаны как «приказывать машина». Правила грамматики, или, как называл их Троянский, «знаки логического разбора», также ставятся человеком, «препарирующим» текст.

Затем машина заменяет слова препарированного текста на слова чужого языка. Разумеется, они также даются в препарированном виде: без грамматики и в основных формах. Человеку остается произвести «обратное препарирование» — придать словам чужого языка грамматические формы, согласно «знакам логического разбора», и перевод с языка на язык- готов.

В этом проекте автоматического перевода машина выполняет самый трудоемкий, но промежуточный этап работы. Изобретатель, однако, указывал, что в принципе можно поручить машине весь процесс перевода. Она сама будет препарировать текст на одном языке и делать «обратное препарирование» на другом. Ибо грамматика, записанная в виде четких логических правил, также может быть доступна механическому переводчику.

Для того чтобы воплотить свой проект в жизнь, Троянский предложил в 1933 году модель переводческой машины. Она состояла из передвигающейся по столу ленты с нанесенными на ней словами на различных языках. Принцип работы был чисто механический. Это и понятно — ведь в то время не было не только кибернетики, но и электронных вычислительных машин.

В 1941 году изобретатель построил электромеханический вариант своей машины. А в 1948 году предложил сделать ее на электромагнитной аппаратуре связи. Но все эти модели так и не получили путевки в жизнь. Не было необходимой технической базы — электронных вычислителей-гигантов. Именно им был поручен машинный перевод.

«МЫ МОГЕМ СДЕЛАТЬ»

В конце 40-х годов вопрос о возможности машинного перевода только обсуждался американскими и английскими учеными; в 50-х началась совместная работа математиков и лингвистов. В январе 1954 года в конторе фирмы «Интернейшнл бизнес мэшинз» была проведена первая публичная демонстрация перевода с русского языка на английский. В конце следующего года был проведен первый опыт машинного перевода в нашей стране.

Идея Троянского о том, что перевод с помощью машины надо членить на части, «препарировать» текст, получила практическое подтверждение. Только «препарирование» это производит сама машина. Вот как выглядит схема автоматического перевода с русского на английский:

Программа, вложенная в «память» машины, должна учитывать грамматику языка, с которого переводится текст. Точно так же нужно учесть и грамматику языка, на который переводится текст; конечно же, нужен англо-русский словарь, если переводят с английского на русский язык, и т. п.

Все это — и правила грамматики, и словарь — записывается в виде чисел. В последовательность чисел преобразуется и текст, который нужно переводить. Сделать это нетрудно. Каждую букву надо обозначить числом, например: а = 00, б = 01, в = 02, и т. д. Любой текст таким образом можно перевести на машинный язык чисел. Точно так же в виде чисел записывают и словарь.

Первый опыт машинного перевода в нашей стране был проделан под руководством Д. Ю. Панова. Машина БЭСМ переводила с английского языка на русский. Вот как выглядели некоторые английские слова в числовой записи:

the = 212608 (21 — t, 26 -h, 08-е);

method = 110821262830 (11 -m, 08 -e, 21-t, 26 -h, 28 -o, 30 -d).

Встретив в тексте, который нужно переводить, последовательность чисел 212608 110821262830, машина легко может сопоставить их с записанными в «памяти» такими же последовательностями чисел и дать русский перевод — «метод».

А как быть с записью грамматики? Например, в английском языке есть артикли, а в русском их нет. Зато в русском языке есть показатель рода, отсутствующий в английском. В других языках, например полинезийских, вообще отсутствуют грамматические формы склонения, спряжения, рода — их передают служебные слова, а не грамматические окончания.

Поэтому в словарь для машинного перевода рядом со словами ставят целый ряд их дополнительных признаков. Например, указывают род, склонение, обозначает ли данное слово одушевленный предмет. Вот часть из такого англо-русского машинного словаря:

31. Alternate — чередоваться (глагол I спряжения).

32. Altogether — вообще (наречие).

33. Among — среди (предлог-+-родительный падеж).

Конечно, в «памяти» машины эти грамматические категории также обозначаются числами: существительному соответствует число 1, глаголу — 2, и так далее.

Поиск слов в словаре машина делает с огромной скоростью. И точность ее действия весьма велика. С грамматикой дело сложней. Например, при переводе с английского машина «выдала» такую русскую фразу: «Так что хочем ли знать будущий путь Юпитера в небесах или путь электрона в электронном микроскопе». А при переводе с французского на русский: «Мы могем сделать».

Грамматика может хромать и у машины! Впрочем, машина здесь не виновата. Просто составители программы не включили нужное правило, вернее, исключение из правила. В самом деле, если фразы «я прыгаю», «я бегаю» во множественном числе будут «мы прыгаем», «мы бегаем», то почему бы «я могу» не стало во множественном числе «мы могем»? Машина так и сделала, подобно тому как иногда поступают и маленькие дети, обучающиеся языку. И дети, и электронная машина-переводчик добросовестно и последовательно соблюдают все правила языка и только потом узнают, что, кроме правил, есть еще и исключения из них.

ТЬМА-ТЬМУЩАЯ

Почти одновременно с опытом машинного перевода на БЭСМ был проделан и другой эксперимент на машине «Стрела» под руководством О. С. Кулагиной. Машина переводила с французского на русский язык. И хотя опыт Кулагиной не получил широкой известности, как опыт машинного перевода на БЭСМ, он имеет, по мнению специалистов, гораздо большее значение для дальнейших работ в области машинного перевода. Ведь первые переводы, сделанные с помощью электронной вычислительной машины, были лишь опытами. Для того чтобы поставить машинный перевод «на широкую ногу» (добиться, чтобы, вложив в машину книгу на одном языке, мы могли через некоторое время получать перевод на другом), предстоит много работы.

Первый машинный перевод, например, был сделан с помощью словаря из 250 слов. И лишь шесть грамматических правил «управляли» этими словами.

Одно и то же слово может иметь множество значений. В опытах по машинному переводу брались только те слова, которые имели одно, в крайнем случае, два значения. Но здесь возникает трудность — какие из значений выбрать? Машина переводит в полном смысле слова «автоматически», не понимая смысла текста. Какое, например, русское слово выбрать, переводя английское слово «instance», — «инстанция» или «пример»?

Для этого машина начинает «просматривать» окружение слова. Если перед «instance» стоит предлог «for», значит, нужно переводить сразу два слова: «for instance» — «для примера», «например», а не «инстанция».

Ну, а если таких грамматических и синтаксических показателей в окружении многозначного слова нет? Как быть тогда?

Приходится ориентироваться на другие признаки.

Например, английское «solution» может иметь два значения — «решение» и «раствор». Машина просматривает всю фразу, в которой встречалось это слово. Если в ней встречается слово «вопрос» или слово «проблема», то тогда она переводит «solution» русским словом «решение». Если же слов «вопрос» или «проблема» в фразе нет, то дает перевод «раствор».

Решение, конечно, грубое, но на первых порах пригодно и оно. Зато другие языковые тонкости и трудности даже приблизительно, в грубой форме преодолеть гораздо сложнее. Например, такую.

«Un joly papillon» по-французски значит «красивая бабочка». Можно сказать и несколько иначе: «Un papillon joly» — «бабочка красивая». Смысл фразы не изменится от перестановки слов. Но не всегда. Так, «un vrai conte» в переводе на русский язык — «настоящая сказка». A «un conte vrai» — «истинное происшествие», то есть с противоположным по смыслу значением. Как научить машину, переводящую с французского на русский, в одних случаях учитывать значимую перестановку слов, а в других — нет?

Еще пример. Лишь в одном случае из полутора тысяч существительное стоит после прилагательного. Казалось бы, порядок строгий и однозначный. Но только для научной речи. В обычном русском языке мы то и дело ставим прилагательное после существительного. «Друг дорогой», «тоска черная» и тому подобные обороты очень часты в нашей речи. Значит, правило «прилагательное стоит перед существительным» для перевода обычной прозы не годится.

А как быть с синонимами — словами, разными по звучанию, но одинаковыми по смыслу? Возьмем хотя бы одно простое слово «много». Тот же смысл в нашем языке имеют обороты и слова: «обильно», «видимо-невидимо», «по горло», «полон рот», «множество», «бездна», «уйма», «громада», «кипа», «целый короб», «целый лес», «прорва», «пропасть», «тьма», «тьма-тьмущая», «неисчислимое множество», «орава», «плеяда», «куча», «ряд», «сила», «масса» и т. д. и т. п. Как учесть эти слова?

Можно, конечно, все синонимы внести в «машинный словарь». Но какое из них выбрать при переводе английского слова «much»? Ведь они имеют разные оттенки смысла. Выражения «грибов в лесу — сила!» или «грибов в лесу много» в принципе значат одно и то же. Но по стилю различаются. Да к тому же и английское слово «much» имеет несколько значений.

Трудностей, как видите, действительно «тьма-тьмущая». И преодолевать их надо не на глазок, не приблизительно, а с математической точностью. Недомолвок и недочетов машина не признает. Один лишь программист, «хозяин» машины-переводчика, не может решить их. Нужна помощь языковеда.

Но языкознание не привыкло иметь дело с числами. Мел, бумага и доска — вот и вся лингвистическая техника. Слова языка, описательно объясняющие законы языка, — такова точность науки лингвистики.

Однако так было лишь до недавнего времени. Машинный перевод и другие задачи, связанные с кибернетикой, заставили языковедов обратиться к числам и формулам. Родилась математическая лингвистика — дисциплина, совмещающая две, казалось бы, далекие друг от друга науки: языкознание и математику.

СКОЛЬКО НУЖНО СЛОВ

«Наука только тогда достигает совершенства, когда ей удается пользоваться математикой», — сказал Карл Маркс в беседе с Полем Лафаргом. Числа нужны лингвистике, чтобы поставить науку о языке на уровень физики, астрономии и других точных наук. Не менее они нужны и практике. Прежде всего для машинного перевода.

В первом опыте машинного перевода словарь состоял из 250 слов. Это, конечно, мало для перевода книг. А сколько же слов не мало? Тысяча? 5 тысяч? 100 тысяч?

В любом языке мира, какой бы скудной ни была его лексика, — несколько тысяч слов. В русском, английском, японском и других языках — сотни тысяч слов. Правила словообразования позволяют создавать новые слова. Например, слово «стушеваться» ввел в обиход писатель Ф. М. Достоевский. Можно привести еще множество подобных примеров «сочиненных» слов. Впрочем, не совсем «сочиненных»: ведь корень «туш» есть в нашем языке и его-то Достоевский не придумывал. Он взял известный корень и образовал из него по правилам русского языка новое слово. Иногда бывает и так, что слово целиком «выдумывается». Например, английский писатель-сатирик Джонатан Свифт придумал слово «лилипут». Таких придуманных слов очень мало. Однако и этот путь словотворчества в принципе возможен. Поэтому мы можем смело сказать, что словарный запас языка поистине неисчерпаем.

Однако в нашей житейской практике мы пользуемся лишь незначительной частью всех слов. Даже в произведениях великих писателей, где лексика богаче, чем в обыденной речи, можно насчитать 5-10 тысяч разных слов, не более. Какой же необходимый запас слов помещать в «память» машины?

Помогает все та же статистика. С ее помощью составляются «частотные словари». По ним можно судить, какое слово употребительное, какое редкое и как редко или часто встречается оно в языке.

Методика составления этих словарей проста. Берется достаточно длинный текст (или несколько текстов). Затем подсчитывается, сколько раз встретилось в нем то или иное слово. Раньше эта процедура отнимала месяцы и годы. С помощью счетчиков-машин время, затрачиваемое на подсчеты, резко сократилось.

Но вот частотный словарь составлен. Длинный список, в котором либо в алфавитном порядке, либо по «популярности» идут слова и рядом — числа, показывающие, сколько раз встречаются эти слова в тексте.

Например, в «Капитанской дочке» А. С. Пушкина, состоящей из 29 тысяч слов, союз «и» употребляется более тысячи раз, предлог «в», второй по «популярности», 724 раза, и т. д. (заметим в скобках, что этот частотный словарь был составлен машиной).

Что же делать с этим списком дальше? Предположим, что 200 слов встречаются от 30 раз и более, 500 слов — более 10 раз, 2 тысячи слов — менее 5 раз. Ясно, что самые частые слова следует включить в словарь для машины, а редкие нужно устранить.

Но как определить границы? До каких пор считать слово частым, а до каких — редким? Отбросить слова, которые попадаются 5 раз и реже? А почему не отбросить слова, употребляющиеся менее 10 раз? Или, наоборот, включить в словарь для машинного перевода все слова, за исключением лишь тех, которые встречаются только 1 раз? Как найти правильные показатели?

Для ответа на этот вопрос нужно учесть так называемую «текстообразовательную способность» слов. 736 самых употребительных, самых частых английских слов, как установили подсчеты, занимают 75 процентов текста на английском языке.

1000 самых частых слов английского языка позволяют «покрыть» 80,5 процента английского, 83,5 процента французского, 81 процент испанского языков. Выучив эти слова или вложив их в «память» машины, мы можем знать 8 из 10 слов текста!

8 из 10! А если взять 2 тысячи самых частых слов? Может, мы будем тогда знать почти все слова? Оказывается, что такое удвоение позволяет не намного увеличить наше знание. Только 86 процентов текста «покроют» эти слова.

Ну, а 3 тысячи самых частых слов? Результат также не утешителен — около 90 процентов, 5 тысяч слов дадут возможность «покрыть» 93,5 процента текста, а десять тысяч — 96,4 процента. Слишком маленький коэффициент полезного действия при увеличении списка. Вероятно, целесообразно остановиться на первой тысяче самых частых слов, в крайнем случае на 5 тысячах слов, так чтобы из 100 слов только 6 были бы неизвестны.

В настоящее время преподаватели иностранных языков начинают использовать эти данные статистики, чтобы разумно составлять словари-минимумы. С помощью чисел можно ясно увидеть, какой запас слов надо давать ученикам на первой неделе занятий, на первом году обучения и т. д. Помогают эти числа и при составлении «машинных словарей», словарей для автоматического перевода.

ТОЛЬКО ЛИ СТАТИСТИКА!

Когда говорят о математической лингвистике, обычно представляются числа. Числа, отражающие законы языка. Но на самом деле это не совсем так, ибо математика изучает не только числа.

Мы уже не раз говорили о статистике. Это неудивительно. Она играет очень важную роль в науке XX века. И ядерная физика, и биология, и антропология, и многие, многие другие науки о природе й человеке используют ее. Статистические методы применяются и в языкознании, и в изучении законов стихосложения.

Но, прежде чем начать подсчеты, всегда необходимо знать, что считать, какие элементы, какие единицы подлежат учету и подсчету. Вспомните о частотных словарях. Одним из первых, кто занялся их составлением, был известный американский статистик Удни Юл. В свободное время он увлекался средневековой литературой, написанной по-латыни. Филологи спорили, кто написал одно из любимых произведений Юла. И математику пришла в голову любопытная мысль: а что, если решить этот вопрос с помощью статистики?

Юл попытался сделать это… В результате появилась объемистая монография, посвященная вопросам языковой статистики. Примерно в то же время, в 40-х годах нашего столетия, статистическими законами языка занялся другой видный американский ученый — языковед Г. К. Ципф. И он пришел к несколько иным результатам, чем его коллега Удни Юл!

В чем же дело? Ведь законы статистики одни? Но… разгадка состоит в том, что, подсчитывая частоту слов — основу анализа, — они, по существу, исследовали разные явления, ибо под словом — единицей счета — подразумевались разные вещи. Юл считал словом то, что мы называем основой слова. Например, слова «стол», «стола», «столу», «столом» он считал одним словом.

Ципф же считал отдельным словом не только основу, но и все производные от нее словоформы. «Стол», «столу», «стола» и т. д. были для него разными словами.

При анализе пушкинской строки «глухой глухого звал на суд судьи глухого» Юл констатировал бы, что слово «глухой» встретилось три раза. А Ципф записал бы: слово «глухой» встретилось один раз и слово «глухого» два раза. Метод Ципфа был более удачен. На основании его был сформулирован так называемый «закон Ципфа», вызвавший первоначально удивление и сомнение, а затем восхищение лингвистов.

Математически он выглядит так:

Объясняется эта формула следующим образом. Подсчитайте на большом материале, сколько раз встречается то или иное слово. Запишите затем все частоты слов в список в порядке убывания частот: первым поставьте самое «популярное» слово, вторым — следующее за ним по частоте, и т. д., пока на последнем месте не окажется самое редкое слово. Список занумеруйте. И затем, если вы перемножите частоту слова на номер этого слова в списке (р на s), то получите постоянную величину!

И первое, и десятое слова, и любое другое слово в списке, номер которого будет умножен на частоту этого слова, даст одну и ту же величину! Этот закон приложим к любому языку, любому тексту (за исключением поэтических, как выяснилось позднее).

Чем объясняется эта удивительная особенность нашего языка? Французский ученый Мандельброт объяснил «закон Ципфа» с помощью теории информации, заодно несколько уточнив его. Этот закон «отвечает стремлению к оптимальному распределению информации среди имеющихся в языке слов, с тем чтобы полностью использовать возможности данного кода», — писал он.

ФОРМУЛЫ ГРАММАТИКИ

Если бы Юл принял то определение, какое давал слову Ципф, он, вероятно, пришел бы к открытию этого закона Но, увы! У лингвистов нет точных критериев определения слова. Академик В. В. Виноградов в своей книге «Русский язык», вышедшей в конце 40-х годов, приводил около сорока различных определений, которые давали слову языковеды.

За время, истекшее с тех пор, к старым определениям прибавилось еще множество других: с позиции математической лингвистики, теории информации, теории множеств (например, слово — это минимальный промежуток между двумя пробелами). Попробуйте-ка выбрать подходящую «единицу счета» для составления частотного словаря и других статистических исследований!

Вот почему ученые задумались над тем, чтобы к изучению языка применить не только количественные, но и другие разделы математики. Ибо, по справедливому замечанию французского лингвиста Фердинанда де Сос-сюра, предтечи современного точного языкознания, «до сих пор в области языка довольствовались операциями над единицами, как следует не определенными».

Ольга Сергеевна Кулагина предложила применять математическую теорию множеств для определения грамматических понятий. Это было вызвано практическими причинами: необходимо было дать четкие критерии для машинного перевода. Но из прикладной эта задача вскоре стала на повестку дня языковедов-теоретиков.

Идея Кулагиной породила ряд работ как в математике, так и в лингвистике, посвященных «формулам грамматики», определению законов языка на основании теории множеств.

Специалист по математической логике В. А. Успенский, лингвист И. И. Ревзин, математик Р. Л. Добрушин предложили ряд «математико-грамматических» моделей языка. Академик А. Н. Колмогоров предложил свою математическую модель определения падежа (известный лингвист Р. О. Якобсон считает «определение падежа по Колмогорову» лучшим определением падежа, которое когда-либо было предложено в языкознании).

Возьмем две русские фразы, в каждой из них заменим многоточием какое-либо слово, например:

… кипит.

Кошка пьет …

Теперь будем подставлять в каждую из фраз вместо многоточия какое-либо слово. Например, слово «молоко». Получим:

Молоко кипит.

Кошка пьет молоко.

Обе фразы осмысленны и грамматически правильны. Поставим теперь вместо многоточий какое-нибудь другое слово. Например, слово «вода». Получим:

Вода кипит.

Кошка пьет вода.

Для слова «молоко» обе фразы с точками равноценны, эквивалентны. И «молоко кипит», и «кошка пьет молоко» — правильные русские предложения. Но для слова «вода» первая фраза с точками подходит, а вторая — нет: «кошка пьет вода» по-русски не говорят. Значит, для слова «вода» фразы с многоточиями — «… кипит» и «кошка пьет …» — неравноценны, неэквивалентны.

Возьмем теперь не две, а несколько фраз с многоточиями. В каждую из них подставим вместо точек слово «молоко». «… кипит», «кошка пьет …», «кошка любит …», «я смотрю на …», «хорошее …». Все эти фразы равны друг другу. Равны в том смысле, что в любую из них можно подставить слово «молоко» и получить осмысленную и грамматически верную фразу.

Все множество русских фраз с многоточиями можно разбить на непересекающиеся классы. Эти классы А. Н. Колмогоров и предложил называть падежами.

ЯЗЫК-ПОСРЕДНИК

Придет время, когда в школьных учебниках русского и любого другого языка мира появятся числа и формулы. Законы математики с одинаковым успехом приложимы и к русскому, и к английскому, и к любым другим языкам мира…

А раз так, нельзя ли, опираясь на эти законы, создать некий универсальный язык? Язык, в котором бы нашли отражение закономерности всех живых языков мира?

Мысль о «всеобщем языке» с давних пор волнует многих людей. В самом деле, на земном шаре существует несколько тысяч различных языков. Чтобы преодолеть языковые барьеры, чтобы добиться взаимопонимания, сотням и тысячам людей приходится тратить драгоценное время на изучение чужого языка. Есть люди, владеющие сорока, пятьюдесятью, восемьюдесятью и более иностранными языками! И все же это лишь капля в многотысячном море языков.

Нельзя ли создать искусственным образом язык, который был бы понятен всем людям на Земле? Вспомогательный язык-посредник, на который любой человек может переходить при разговоре с иностранцами, к какой бы нации они ни принадлежали?

В настоящее время имеется почти полтысячи проектов всеобщего языка: «волапюк», «новиаль», «интерлингва», «блая-зимондаль», «ао», «эсперанто», «идо», «хабэ-абан», «оксиденталь» и много-много других. Некоторые из них, как, например, язык «ао», предложенный в 20-х годах анархистом Гординым, не получили никакого распространения. Но международным так и не стал ни один из этих искусственных языков, хотя многие из них обладали простотой и легкостью изучения, не в пример сложным живым языкам.

Оказывается, структура языка, его простота или трудность усвоения — не главное. Важнее другое — нужды общества, социальные причины. Японец или немец, турок или бразилец будет изучать сложный русский язык, а не простой эсперанто. Ведь техническая, научная, художественная литература издается на русском языке, а не на эсперанто. Точно так же поступают советские ученые и инженеры, изучая английский, французский, немецкий языки, очень сложный и трудный японский язык с его иероглифической письменностью. Химик и врач, металлург и математик, зная иностранные языки, могут и должны следить за текущей литературой по их специальности. А вся техническая, научная и тем более художественная литература, как мы уже сказали, выходит в свет не на искусственных, а на живых языках.

И все же идея всеобщего языка-посредника имеет смысл. Только не для людей, а для машин. В самом деле, иметь такой универсальный язык-посредник гораздо выгодней, чем составлять отдельные программы для машинного перевода с английского на русский, с немецкого на русский, с русского на немецкий и т. д. А чтобы перевести с немецкого на английский или с английского на немецкий, опять-таки нужна новая программа перевода, новый автоматический словарь. Добавится новый язык, допустим японский, нужны новые программы — японско-русская, английско-японская, русско-японская, нужны новые словари.

А ведь языков на свете несколько тысяч. Сколько же времени и сил отнимет составление программ и словарей!

Вот тут-то и нужен язык-посредник. Не эсперанто, разумеется, и не блая-зимондаль, а специальный язык-посредник для машин. Иностранный текст сначала переводится на этот язык. Затем с машинного языка-посредника можно переводить на любой другой язык мира.

Вспомните схему машинного перевода с английского на русский, которую мы приводили в начале главы: «ввод английского текста — анализ английского текста — синтез русского текста — выдача русского текста». С помощью языка-посредника не нужно составлять различных схем (а значит, и программ перевода) для разных языков. Схема получается единой, единая программа для любого языка:

«АТОМЫ СМЫСЛА»

Создать язык-посредник, конечно, очень трудно. Он должен вместить в себя все богатство нескольких тысяч языков, все грамматические формы, все падежи, суффиксы, приставки, формы единственного, множественного, двойственного и тройственного чисел.

Пока что такого удивительного языка-посредника для машинного перевода еще не существует. Но ученые разрабатывают различные проекты этого «всеобщего языка». Например,-создается «универсальная грамматика»: она должна показать самые общие законы, присущие всем языкам мира. Мы расскажем здесь лишь о наиболее увлекательной и многообещающей области машинного перевода. Это создание «языка смысла», с помощью которого ученые надеются научить машину понимать переводимый ею текст!

Как переводит человек с языка на язык? Разумеется, по смыслу. Поиск в словаре нужных слов — это важная, но отнюдь не главная часть перевода. И она, как вы сами убедились, легко автоматизируется. Но как автоматизировать перевод по смыслу?

Решить эту, казалось бы, неразрешимую задачу помогают так называемые «смысловые множители».

«Паровоз», «пароход», «самолет», «вездеход», «вертолет»… Состав этих сложных слов ясен. Ясны и те «единицы смысла», из которых образуется их значение. Ну, а если взять не сложные слова, а простые? Можно ли в них найти «единицы смысла»? Или, может быть, значение отдельного слова (разумеется, простого, а не сложного) как раз и является тем самым «атомом смысла», из которого затем строятся «молекулы» сложных слов и целых предложений?

Этим вопросом занялись сотрудники лаборатории машинного перевода при Первом московском педагогическом институте иностранных языков. По их предположению, «атомом смысла», является не слово, а более мелкие единицы — «смысловые множители».

Вот как выявлялись эти «атомы смысла». Сначала брали два одинаковых по значению высказывания. Например, «он недомогает» и «он нехорошо себя чувствует».

Затем из этих фраз извлекали смысловые множители. Первый- «отрицание» (из слова «нехорошо»); второй — «положительность» (из того же слова); третий — «ощущение» (из слова «чувствовать»). Значение слова «недомогать» можно тогда выразить как сочетание трех смысловых множителей: «отрицание» — «положительность» — «ощущение».

Точно так же можно записывать смысл и других слов, и целых фраз, после того как извлечены другие смысловые множители, новые «атомы смысла». Например, слова «да», «конечно», «так», «верно», «истинно», «правильно», «ей-ей», «как же», «совершенно верно», «именно», «согласен» записываются одним семантическим множителем — «утверждение». Из одних и тех же смысловых множителей могут состоять не только слова, но и целые фразы.

Например, приведенные нами фразы: «он недомогает», «он нехорошо себя чувствует» и, кроме них, «плохо себя чувствует» — имеют одни и те же смысловые множители:

«отрицание» — «положительность» — «ощущение». «Он болеет»: «отрицание» — «положительность» — «ощущение»

(ведь болезнь — это и есть отрицание «хорошего чувствования»), «Он занемог» — те же множители, и т. д. Иногда число фраз, составленных из одних и тех же «атомов смысла», может доходить до четырехсот — настолько богат русский язык.

Зная «атомы смысла», машина-переводчик может анализировать текст, записывать его в виде единиц смысла. Затем мы можем дать ей команду записать этот же смысл, но уже в виде слов другого языка. Ведь основные «атомы смысла», вроде приводимых нами «отрицание» — «положительность» — «ощущение», во всех языках мира одни и те же. Подобно тому как бесконечное многообразие нашего мира строится из «горстки» атомов и молекул, бесконечное многообразие фраз и слов всех языков мира строится из небольшого количества «атомов смысла». Они-то и могут быть «словами» машинного языка-посредника.

Более того: осуществляя перевод с помощью смысловых множителей, машина, по существу, делает то же, что и человек-переводчик, — она переводит по смыслу!

Поиск «атомов смысла» только начат. Часть слов как русского, так и других языков мира потребует особой записи. Например, собственные имена, названия видов животных и растений, домашней утвари, вероятно, будут записываться не в виде смысловых множителей, а обозначаться номерами. Эти номера будут храниться в «памяти» машины.

Большие трудности доставят ученым и стилистические особенности речи. На языке смысловых множителей фразы «ничтожный человек», «маленький человек», «человечек», «ничтожество», «человек без способностей», «бездарность» будут записывать одними и теми же «атомами смысла». Но любому ясно, что это не совсем так — эмоциональная окраска придает словам и фразам различные оттенки смысла, увы, пока что невыразимые в «атомах смысла».

Впрочем, никто и не пытается автоматизировать перевод эмоциональной, обыденной речи. А тем более поэзии и художественной прозы. Перевод научной и технической литературы с помощью электронных вычислительных машин — такова задача сегодняшнего дня. И, как замечает один из пионеров машинного перевода Уоррен Уивер, «Пушкин может не беспокоиться»,

Глава 9 СКАЖИ ПО-ЧЕЛОВЕЧЕСКИ «ОРГАНЫ ЧУВСТВ» АВТОМАТОВ

Мы говорили о машине-переводчике. И добавляли: автоматический перевод делает электронная вычислительная машина. Вычислительная, ибо технически весь процесс перевода для машины не отличается от других счетных операций.

Например, ей нужно перевести какое-либо слово. Изо всех чисел, которыми закодированы слова ее автоматического словаря, машина начинает вычитать это слово — ведь и оно записано как число! Если остаток при вычитании равен нулю, значит, нужное слово найдено. Операция, конечно, долгая: если в словаре тысяча слов, нужно сделать чуть ли не тысячу вычитаний, пока не наткнешься на нужное. Но ведь и сто тысяч арифметических действий в секунду — не предел для современных вычислительных машин. Необходимые сто, или тысяча, или 10 тысяч вычитаний она проделает за ничтожную долю секунды.

И автоматический словарь, и программа перевода хранятся в «памяти» машины в виде чисел. Мы уже рассказывали, что сделать такой перевод, вернее, кодирование очень легко. Но как ввести эти числа в машину, как превратить их в импульсы электрического тока?

Очевидно, нужно наделить «электронный мозг» машинными «органами чувств». Электрический глаз фотоэлемента — машинное зрение, чуткое «ухо» микрофона — слух. Американские инженеры сконструировали даже «электронный нос» — специальное устройство, которое позволяет машине различать запахи. (Этот «нос» может оказать большую помощь химикам, чутко улавливая ход различных реакций по запаху веществ.)

Примерно 90 процентов всей информации наш мозг получает от зрения, от всех остальных органов чувств — около 10 процентов. Львиная доля из этих десяти процентов приходится на слух. Осязание и обоняние находятся на последнем месте, доставляя ничтожную часть информации. А для электронного мозга единственный «канал связи» — это машинное «осязание». Благодаря ему вводится в машину последовательность чисел, будь это программа или задание.

ПЕРФОКАРТЫ

В начале прошлого века француз Жозеф Жаккар усовершенствовал работу ткацкого станка. Чтобы изготовить ткани со сложным узором, станком приходилось управлять опытному мастеру. Французский изобретатель решил автоматизировать этот процесс.

В плотных картонных картах были пробиты отверстия — они обозначали порядок работы машины. Карты проходили под специальными щупами. Попав в одно из отверстий, щуп опускался и перемещал нити на ткацком станке. В результате карта с отверстиями как бы управляла перемещением нитей. Можно было получать любые сложные узоры автоматически. Такой способ управления получил название «перфорационный», «дырочный». А карты, на которых пробиваются «управляющие отверстия», стали называть перфокартами.

Почти во все современные вычислительные машины информацию вводят с помощью перфокарт. Конечно, они отличаются от тех «управляющих картонов», которыми пользовался Жозеф Жаккар. Но принцип «чтения» с помощью специальных щупов остался тот же, что и во времена наполеоновских войн, когда Жаккар сделал свое изобретение.

Все числа, которые нужно ввести в машину, набиваются на перфокарту. Как правило, это стандартный прямоугольник из плотной бумаги, на котором напечатана цифровая сетка:

Так, по 80 цифр в ряд, на перфокарте напечатаны нули, единицы, двойки, тройки, четверки, пятерки, шестерки, семерки, восьмерки и девятки. Между рядами восьмерок и девяток есть добавочный ряд — нумерация колонок:

8888888888888888…

123456789 и т. д.

до 80 9999999999999999…

Пробивая ряды и колонки цифр, мы легко можем изобразить почти любое число. Или, иными словами, записать на машинном языке чисел и программу для электронной вычислительной машины, и задание для нее. Перфокарта направляется теперь в «читающее», а вернее, «осязающее» устройство машины.

Проходя через него, пробитые на карте отверстия «читаются», подобно тому как они «читались» в изобретении Жаккара: в пробивку проваливается щуп. Это оказывает на механизм электронной машины такое же действие, как включение контакта или нажатие клавиш. Если есть пробивка, ток идет. Нет пробивки — нет тока. Числа задания и числа программы переводятся на «язык электричества».

В настоящее время для того, чтобы убыстрить этот перевод, начинают использовать другой принцип. Дырки перфокарты «прощупываются» световым лучом. Попав в отверстие-цифру, луч падает на фотоэлемент и, возбуждая ток, выражает числа-отверстия в виде импульсов тока, идущих в «память» машины.

Машина автоматически выражает эти импульсы тока в своем обычном коде — двоичной системе нулей и единиц. Программа работы входит в «память». Специальный счетчик дает сигнал: «конец ввода». Последний раз человек вмешивается в работу «электронного мозга»: с пульта управления нажимает кнопку «начальный пуск». И машина автоматически работает по программе.

Результаты вычислений — а этими вычислениями, повторяем, могут оказаться и перевод с языка на язык, и игра в шахматы, и выбор наилучшего плана в экономике, и многое, многое другое — вновь переводятся с «электронного языка» на перфокарты. Оттуда они поступают на печатающее устройство. Двоичные числа переводятся в десятичные — работа машины окончена. Вот как выглядит итог работы, отпечатанные результаты счета:

+ 628318530 + 01

— 141421356

+ 01 + 000000000

+ 00 + 000000000 + 00

«МАГНИТНЫЕ ЧЕРНИЛА»

Нельзя ли как-то упростить все эти процедуры? Допустим, нам нужен перевод текста с помощью машины. Кодирование букв числами, набивка этих чисел на перфокарты, затем эти же процедуры в обратном порядке — все это, по существу, лишняя работа. Вот если бы было так: на «вход» машины мы кладем книгу на неизвестном языке, а через несколько минут «на выходе» получаем эту книгу, но уже переведенную на русский или какой-либо другой известный нам язык.

Если будет создан язык-посредник, то машинный перевод с любого и на любой язык мира возможен. Однако все процедуры с кодированием, перфокартами и т. п. остаются и занимают, конечно, немало времени.

Если бы машина умела сама читать! Тогда задача была бы гораздо проще… Возможно ли обучить машину чтению?

Еще в начале нынешнего века был дан ответ: «да, возможно». Изобретатель д’Альба еще в 1904 году построил «Оптофон» — машину для чтения печатного текста. В наши дни читающие устройства, достигшие, конечно, гораздо большего совершенства, чем «Оптофон», начинают выполнять роль «глаза» и для электронных вычислительных машин.

Каждая буква печатного текста занимает определенное пространство. Это пространство можно разбить на маленькие прямоугольники. Они могут быть либо черными (если на них есть типографская краска буквы), либо белыми. Фотоэлемент может теперь произвести кодирование буквы. Если квадрат черный, тока в фотоэлементе не будет. Если белый, ток по-прежнему сохранится.

«Черное — белое», «да — нет», «есть ток — нет тока»… «нуль — единица». В который раз мы встречаемся с универсальной арифметикой электронных вычислительных машин! Просматривая все квадратики, из которых состоит буква, фотоэлемент превращает изображение буквы в набор нулей и единиц. Буква теперь «понятна» машине — ведь она стала двоичным числом!

Вот как происходит считывание буквы по методу телевизионной развертки: фотоэлемент просматривает букву сверху вниз, превращая ее в последовательность электрических сигналов.

Каждая буква — двоичное число. Допустим, «а» — это число 10001010111, «б» -01110011000, и т. д. Если мы пользуемся одним и тем же типографским шрифтом, то наши числа-буквы будут однозначны.

Ну, а если взять другой шрифт? Если набрать буквы «а» не обычным шрифтом, а курсивом? Очертания буквы изменятся. Значит, изменится и число. Как же быть тогда? Очевидно, нужно вложить в «память» машины сведения о том, что не только число 10001010111, но и число 11001010111 («а» курсивное) также является буквой «а».

Типографских вариантов букв не так уж много. Печатные буквы стандартны, в них нет никаких «вариантов почерка». Но как быть с рукописными текстами? Ведь в них сотни и тысячи различных по начертанию букв «а», «б» и др. И тем не менее применять машины для чтения рукописных букв необходимо. И прежде всего, в банковском деле. В 1960 году в обращении находилось более 50 миллиардов банковских чеков. В годовом обороте каждый документ обрабатывается примерно 10 раз. Вот и посчитайте, сколько времени нужно затратить на обработку чеков!

В настоящее время машины овладели техникой чтения банковских документов. Ежегодно они обрабатывают миллионы чеков. Успехи машины объясняются тем, что читать ей нужно всего лишь 10 различных знаков-цифр. К тому же они пишутся на чеках разборчиво — как-никак денежный документ!

Помогают и специальные «магнитные чернила». Они сделаны из смеси красителя и тонко помолотого магнитного порошка. Запись такими «чернилами» может читаться машиной без помощи фотоэлемента.

Вначале документ проходит под намагничивающей головкой. Потом — под несколькими «читающими головками», расположенными подобно головкам обычного магнитофона. Знаками, написанными «магнитными чернилами», возбуждаются электрические импульсы. Величина импульсов зависит от формы знака. Сочетание коротких и сильных импульсов дает двоичное число, и автомат может читать чек.

Благодаря таким «магнитным чернилам» в одном из американских банков машина обработала за год 6 миллионов чеков. Процент ошибок был очень мал — 0,75. А при ручной обработке процент ошибок в четыре раза больше, не говоря уже о том, что машина читает чеки со скоростью 100 цифр в секунду, явно недоступной человеку.

ОБРАЗЫ И БУКВЫ

Но и «магнитные чернила» не помогут, если писать неразборчивым почерком. Как научить машину читать любой рукописный текст? Эта проблема является частью более общей задачи — машинного распознавания образов.

Все течет, все изменяется, говорил великий греческий философ Гераклит. В самом деле, действительность, окружающая нас, вечно меняется. Нельзя войти дважды в одну и ту же реку, нельзя увидеть дважды одну и ту же вещь: что-то в ней меняется каждую секунду. Повторяемости впечатлений не существует. И тем не менее мы считаем реку рекой, вещь вещью.

Почему?

Да потому, что наш мозг, и не только мозг, но и глаз, совершают постоянную работу по абстрагированию, обобщению потока впечатлений из внешнего мира.

Органы чувств человека получают такое количество информаций, что мозг не может обработать ее полностью. Он вынужден перерабатывать первичные восприятия в понятия и образы. Мы видим сотни самых различных собак: дворняжек, сеттеров, бульдогов, гаке; рыжих, пегих, белых, бурых, маленьких, коротконогих, гигантских, голенастых. И все же, несмотря на такое множество пород, мастей и размеров, мы всегда отличим собаку от кошки.

Благодаря образному зрению мы можем узнавать предметы, которых раньше никогда не видели, но которые относятся к уже известным нам образам. Распознавание образов позволяет человеку не только экономить свою память, но и использовать предыдущий опыт. Если бы человек не умел распознавать образы, он мог бы читать только почерки, которые видел раньше. Чтобы понимать незнакомые почерки, их нужно было бы специально изучать. И знание других почерков никак не помогало бы осваивать новый.

Человек распознает образы на основании своего опыта и, быть может, переданных ему по наследству навыков. А как научить образному зрению машину?

Задача была бы не слишком трудной, если бы мы могли описать все возможные образы. Например, все варианты буквы «а» в ее различных начертаниях. Но вряд ли кто сумеет сделать это. Слишком много вариантов всех возможных почерков. К тому же нам достаточно увидеть несколько букв «а», чтобы в дальнейшем безошибочно «угадывать» эту букву в любом шрифте и почерке. Как же это делается?

«Я бы в ноги поклонился тому физиологу, который сможет математически четко объяснить, как человек безошибочно отличает собаку от кошки», — говорил один из крупных советских кибернетиков. И за шутливой фразой скрыто серьезное содержание. Вся трудность распознавания образов заключается в том, чтобы найти содержательные признаки, с помощью которых человек отличает букву «а» от буквы «б», один образ от другого. Вот перед нами четыре буквы:

К какому классу отнести их? Ведь можно разделить эти буквы на строчные и заглавные: одна группа — «а», «д», другая — «А», «Д». Но можно и на буквы «а» и буквы «д» («а», «А» и «д», «Д»). В первом случае мы произвели деление по шрифту, геометрическое. Во втором — по смыслу, алфавитное.

Построить систему признаков, по которым можно отличить негра от европейца, нетрудно. Достаточно указать цвет кожи. Но попробуйте назвать признаки, по которым можно было бы найти вашего приятеля в толпе других ребят!

РАЗГОВОР ВСЛУХ

Проблемой распознавания образов занимается ряд ученых в США, Советском Союзе, Англии, Японии, ФРГ.

Не так уж далеко то время, когда тысячи читающих устройств, соединенных с «электронным мозгом», позволят людям отдавать машинам приказы в письменной форме. Перевод в двоичную систему, на язык чисел и язык электрических импульсов, машина будет делать сама, без вмешательства человека. Программистам не нужно будет тратить драгоценное время на кодирование программ и набивку их на перфокарты.

Но ведь основное средство связи людей — это не письменность, а звуковая речь. Нельзя ли говорить с машиной по-человечески? Отдавать ей приказы не письменно, а устно? И чтобы машина могла также отвечать «по-человечески»?

Говорящие вещи… Сколько сказок посвящено им! Человек с помощью голоса повелевает волшебными предметами. И они, послушные голосу человека, выполняют все его приказы и даже отвечают ему на человеческом языке.

Современная техника позволяет сделать сказку и мечту реальностью. Впрочем, первая попытка создать «говорящие вещи» была сделана задолго до кибернетики. Это произошло в конце XVIII века в нашей стране.

Петербургская академия наук объявила конкурс на следующие темы: «I. Какое свойство и характер столь различных между собою в рассуждении выговора гласных букв а, е, и, о, у.

II. Не можно ли сделать орудия органическим трубам, известным под именем человеческого голоса, …кои бы произносили гласные буквы а, е, и, о, у».

Премию по этому конкурсу получил врач, механик и физик X. С. Краценштейн, создавший «механическую гортань». Она напоминала органную трубу. Возникавший в ней звук был подобен звукам человеческого голоса. В конце того же XVIII века был построен и первый «говорящий» автомат. Его создал знаменитый инженер-венгр Фаркаш Кемпелен.

Но лишь с рождением кибернетики и вычислительных машин задача «разговора вслух» чело-

века и машины перестала быть созданием «чудо-игрушек». Ввод информации в машину в виде устной речи стал насущной научной и технической проблемой.

Записать в «памяти» машины объективные признаки- колебания звуковых волн, — которые характеризуют произношение слов. Имея «эталон слова», машина сможет распознавать эти слова. Таков был первоначальный путь ученых.

Вместо «читающего устройства», вместо фотоэлемента у машины имеется прибор, анализирующий звуковые волны. Они преобразуются в числа и поступают в машинную «память». (Подобно тому, как поступают в «память» данные фотоэлемента при «чтении» машиной букв печатного текста.) Диктор несколько раз говорит одно и то же слово, например «пять».

Машина, выслушав диктора, создает в своей «памяти» эталон, образец для сравнения. Потом она выслушивает других дикторов и несколько меняет эталон слова «пять».

Обучение продолжается до тех пор, пока машина не научится безошибочно распознавать его.

Точно так же можно обучить машину узнавать и другие слова-числа, увеличивая словарный запас. В принципе, конечно, его можно увеличивать неограниченно. Но… тогда мы рискуем очень долгое время ожидать, пока машина отыщет в «памяти» эталон того или иного слова. Ведь слов-то в нашем языке много сотен тысяч. А машине нужно делать слепой перебор всех этих слов, пока она не наткнется на нужное.

Нетрудно обучить машину отличить «пять» от «десяти» или «двух». Но если от названий чисел перейти к обычной речи, дело будет гораздо сложней. «Пять», «опять», «пядь», «падь», «спать», «пат», «спят» и много других слов очень похожи по звучанию. Машина легко может их спутать.

Да и очень неэкономно загружать машинную «память» сотнями и тысячами слов.

Нельзя ли придумать другой, более быстрый и надежный способ распознавания речи?

Неужели и человек понимает речь другого человека столь же неэкономно?

ФОНЕМЫ И ЗВУКИ

Быстродействующий «электронный мозг» затрачивает на распознавание слова 1-2 секунды. Если бы и мозг человека воспринимал звуковую речь по тем же принципам, что и машина, то ему, вероятно, понадобились бы недели для распознавания одного слова. По всей видимости, люди пользуются каким-то иным способом, чтобы понимать друг друга.

Поток звуков непрерывен. Звуки человеческой речи могут быть бесконечно разнообразными. Ребенок, старик, мужчина, женщина произносят их по-разному. По-разному говорит один и тот же человек. Сравните, например, вашу собственную речь, когда вы отвечаете урок, с обычной разговорной речью. А стоит запыхаться от бега — и речь станет иной.

Почему же все-таки люди понимают друг друга? Почему не влияет все бесконечное разнообразие произношений на восприятие? Например, слово «стол», или «доска», или любые другие слова всегда воспринимаются и понимаются нами, как бы их ни произносили — быстро или медленно, небрежно или торжественно, спокойно или запыхавшись?

Потому, отвечает наука о языке, что, кроме бесконечно разнообразных звуков речи, существуют еще звуки языка, или фонемы.

В младенческом возрасте люди способны издавать различные звуки. В детском лепете можно обнаружить звуки почти всех языков мира. Там есть и английское «ти эйч», которое доставило немало хлопот тем, кто учился английскому произношению. И «взрывные», гортанные звуки кавказских языков, и щелкающие звуки, которые имеются только в бушменском и готтентотском языках коренных обитателей Южной Африки.

Дети всего мира, к какой бы нации и расе они ни принадлежали, издают одни и те же звуки. «Язык лепета» у них один и тот же. А «языков взрослых», как вы уже знаете, существует не одна тысяча.

В чем же дело? Казалось бы, так естественно: из всеобщего «детского языка» развивается всеобщий «язык взрослых».

Вероятно, так и было бы, если бы язык был подобен явлениям природы, если бы он был унаследован биологически, как мы наследуем цвет волос, форму носа, цвет глаз. Но в том-то и дело, что язык не «растет», подобно дереву или животному. Язык — продукт общества, а не природы.

Под влиянием родителей и окружающих близких детский лепет превращается в человеческую речь. Русский ребенок заучивает «а», «о», «э» и другие звуки русского языка. Маленький англичанин заучивает «ти эйч», маленький бушмен — щелкающие звуки бушменской речи.

Первоначально, как мы уже говорили, в детском лепете можно найти почти все звуки речи любого языка. Но под влиянием взрослых, под влиянием коллектива остаются только нужные звуки, звуки того языка, на котором говорят окружающие. И этот язык становится родным.

Поток звуков речи непрерывен. Каждый язык как бы просеивает его сквозь «сито». Этим «ситом» являются фонемы — «атомы языка». На них строится бесконечное разнообразие слов и фраз устной речи.

От 10 до 80 фонем — таковы пределы, в которых расположено число «атомов языка». Из этих «атомов» строятся затем «молекулы» — корни слов, частицы и другие значимые единицы языка, называемые морфемами. В любом языке мира их не больше двух тысяч.

Из морфем строятся слова: их число, как мы уже говорили, превышает десятки и сотни тысяч. А число возможных предложений, которые можно построить из этих тысяч слов, практически бесконечно.

Таким образом, из нескольких десятков «атомов»-фонем строится все неисчерпаемое богатство и разнообразие человеческой речи. И, чтобы воспринимать ее, человеческому мозгу не нужно хранить в своей памяти (да он и не смог бы сделать этого!) колоссальное количество особенностей речи. Достаточно, чтобы в «воспринимающем устройстве» хранились признаки фонем, «сито», через которое проходит поток звуков.

Точно так же, «по-человечески», предполагают ученые научить машину воспринимать звуковую речь.

ГОВОРЯЩИЕ МАШИНЫ

Вместо «эталонов слов», которые хранятся в машинной «памяти», в нее будут помещены «эталоны фонем». С ними-то и будет сопоставляться поток звуков речи. И даже не целых фонем, а их составных частей.

Мы называли фонемы «атомами языка». Но и атом состоит из более простых элементарных частиц: протонов, электронов, нейтронов. Почти точно так же и фонемы состоят из более мелких единиц.

Чем отличается звук «д» от звука «т»? Почему мы отличаем «дом» от «тома», «трава» от «дрова», «дот» от «тот»? Потому, что звук «д» произносится звонко, а «т» — глухо. Так же, благодаря звонкости или глухости, различаются «б» и «п», «с» и «з» в русском языке, да и во многих других языках мира. Значит, принцип «звонкость — глухость» будет одной «элементарной частицей», составляющей отдельные атомы-фонемы.

Звуки речи могут быть гласными или согласными. Об этом вы узнали еще в первых классах на уроках русского языка. Точно так же и во всех языках мира. Значит, найден еще один всеобщий признак, еще одна «элементарная частица».

Современной физике известно свыше 30 элементарных частиц. А лингвисты сумели найти во всех языках мира лишь 12 различительных признаков, «элементарных частиц» языка, из которых строятся фонемы. И если мы сумеем вложить в «память» машины эти признаки, она сможет «понимать по-человечески» на любом языке мира. Нетрудно сделать и обратную процедуру — научить машину выдавать ответы не на машинном языке чисел, а «по-человечески», в виде устной речи. Если мы сумеем научить ее слушать, то легко сможем научить и «разговаривать вслух».

Уже делаются первые опыты по созданию «говорящих машин». Задача усложняется тем, что человеческая речь несет не только смысловую информацию — информацию, которую нам дают «кодовые единицы», фонемы.

В самом деле, вспомните, как вы здороваетесь со_ старшими и как со своими школьными друзьями. Безусловно, разница в произношении есть, хотя вы произносите одни и те же фонемы. По голосу мы можем узнать наших близких. По голосу можно узнать, из какой области Советского Союза происходит человек. Ведь произношение москвича, уральца и жителя южных районов страны различается, хотя произносятся одни и те же фонемы.

Наконец, по голосу мы можем судить даже о состоянии человека: сердится ли он или радуется, устал он или полон сил, здоров или болен. Короче говоря, количество информации, которое передается с помощью тембра голоса, громкости и интонации может быть очень велико. Ученые даже подсчитали, как соотносится количество смысловой, фонемной информации с общим количеством несмысловой.

При нормальном разговоре количество дополнительной, несмысловой информации, содержащейся в интонации, громкости, индивидуальных особенностях голоса равно примерно Зк от всей смысловой информации. При очень быстром разговоре, когда мы хотим как можно быстрее передать смысл сообщения, величина дополнительной, несмысловой информации резко уменьшается. Она равна лишь '/з смысловой.

Зато при медленном разговоре, когда есть возможность подчеркнуть то или иное слово интонацией, тембром голоса или другими выразительными средствами, несмысловая информация может в полтора раза превышать количество смысловой!

Как видите, дополнительные средства выразительности в языке могут нести даже большее количество информации, чем основные. К тому же эта несмысловая информация может изменить содержание всей смысловой. Например, когда мы говорим иронически: «Голова!» или «Здравствуйте!» Благодаря интонации совершенно меняется смысл восклицаний.

Учесть все особенности несмысловой информации, которую передает человеческая речь, очень трудно. На первых порах, очевидно, мы будем разговаривать с машинами ровным, бесстрастным голосом, отчетливо произнося слова, безо всякой скороговорки. Но и такой разговор вслух сулит поистине сказочные возможности.

Человек сможет обходиться без пультов, кнопок, ручек и рычагов для управления «умными машинами». Летчик не будет смотреть на приборы: автомат

сам доложит ему о курсе, скорости и высоте полета. Такие же «говорящие приборы» появятся и в диспетчерской комнате, и в кабине космического корабля. То, о чем ныне пишут фантасты, станет обычной житейской практикой.

Придет время, когда и особенности интонации смогут быть изучены с помощью чисел. Тогда автоматы смогут стенографировать и переводить устную речь с одного языка на другой. «Умные машины» смогут обучать правильным оборотам речи, произношению, богатству интонации.

«Сезам, отворись!» — говорил когда-то сказочный Али-Баба, и волшебная дверь открывалась. Точно так же открывалась она и для любого другого человека, который знал нужное слово.

G помощью кибернетики и точного языкознания эти чудеса арабской сказки могут быть превзойдены. Волшебная дверь будет открываться лишь тогда, когда голос хозяина произнесет заветные слова. Ведь каждый человек имеет свои индивидуальные особенности голоса, которые могут быть записаны в «память» машины. И машина сможет узнавать людей по их голосу!

ЗАКЛЮЧЕНИЕ МАШИНЫ И МЫ

Вы, наверное, читали о мальчике Маугли, воспитанном волками в джунглях Индии. Слыхали, может быть, и о приемыше обезьян — Тарзане. Эти разумные и мудрые дети джунглей, которые потом быстро овладели человеческой культурой и разочаровались в ней, конечно, плод фантазии писателей.

Наука знает не вымышленных, а настоящих детей джунглей — людей, вскормленных дикими животными, Среди этих зверей-воспитателей — волки, леопарды, павианы, медведи и даже овца! Когда люди — питомцы животных — попадали затем в человеческое общество, они ничем не отличались от своих воспитателей-зверей.

У них были нормальные голосовые связки, но вместо человеческой речи дети джунглей издавали нечленораздельный звериный вой. У них были две ноги, но они предпочитали ходить на четвереньках. Их психология, поведение, ум, образ жизни также были не человеческими, а звериными. Оторванные от общества людей, воспитанники животных стали зверями. Человеческого происхождения оказалось недостаточно, чтобы стать человеком. Для этого нужны другие люди, коллектив людей.

Средства связи, различные языки, будь это наш звуковой язык или «язык жестов», барабанная сигнализация или письмо, являются нервами общества. Благодаря им коллектив людей существует именно как коллектив, а не собрание отдельных лиц.

Системы связи, которыми пользуются люди, сложны и многообразны. Чем больше этих систем знает человек, тем он богаче духовно, тем разностороннее его личность. Вспомните, как изменился ваш внутренний мир с тех пор, как вы научились читать! И как обогащается он, по мере того как вы овладеваете иностранными языками, знаковыми системами различных наук — математики, физики, химии.

Число средств связи, которыми пользуются люди, неуклонно растет. Они становятся все гибче и совершеннее. Но не только человек пользуется ими. Благодаря кибернетике в обмене информацией приняли участие и машины.

Электрический ток, его работа — основа «электронного мозга». Перевод сведений на «язык электричества» для обработки их «электронным мозгом» потребовал создания специального «машинного языка», строгого и однозначного.

Электричество стало вычислять и даже «рассуждать», производя логические действия.

У машины нет ни своего мнения, ни воображения. Она выполняет только точные приказы. Теория информации, математическая лингвистика, математическая логика и ряд других новых наук позволили начать перевод человеческих знаний на язык чисел, доступный машине.

«Электронный мозг» примет задания не только как последовательность чисел. Он начинает «учиться грамоте», читая печатные тексты, «понимать по-человечески» и отвечать на человеческом языке. Машины непосредственно включаются в системы связи, цементирующие общество людей. Придет время, когда человек сможет повелевать машинами, не прибегая ни к перфокартам, ни к кодированию. «Электронный мозг» сделает сам перевод человеческих слов на язык чисел.

Первые попытки такого перевода уже делаются за рубежом и в нашей стране. Например «коммерческий переводчик», сконструированный одной из американских фирм, может получать указания не только в виде двоичных чисел, но и в виде фраз английского языка. Анализируя стандартные фразы-приказы, вроде «перейти к следующей операции», «повторить сначала» и т. п., машина

Без участия человека переводит их на свой язык чисел и выполняет программу.

Новосибирские программисты разработали специальную машинную программу, названную ими «сибирским языком», с помощью которой происходит автоматический перевод с «языка математики» на «язык машины», язык машинных команд и правил действия. Мы уже рассказывали о том, какого кропотливого и тщательного труда требует этот перевод от программиста. С помощью «сибирского языка» задание машине можно давать в виде математических формул, а не специальных машинных команд. И не только формул: машина «понимает» и многие служебные слова, вроде «функция», «вектор», «процедура».

Прежде чем создать «сибирский язык», ученым пришлось провести большую исследовательскую работу, изучить методы программирования, применяемые человеком, и только потом превратить эти методы в формальные правила, доступные «пониманию» машины.

«Эти правила удалось выразить в виде 43 000 машинных команд…», — сообщил читателям газеты «Комсомольская правда» 10 октября 1964 года заведующий отделом программирования Вычислительного центра Сибирского отделения АН СССР А. Ершов.

«Применение систем автоматического программирования… — говорит он далее, — вдвое повышает производительность труда и по крайней мере вдвое сокращает потребность в техниках-программистах. Экономический эффект от применения системы на двадцати вычислительных машинах — 4 миллиона рублей в год».

Таким образом, программист должен только разработать программу и записать ее на языке математики — дальнейший перевод на свой «машинный язык» сделает сама машина с помощью «сибирского языка».

Работы по автоматическому программированию рука об руку идут с другими работами по созданию специальных «машинных языков», на которые можно было бы автоматически, без помощи людей, переводить человеческие языки.

Повлияет ли «разговор с машинами» на наш человеческий язык — основное средство связи между людьми?

Безусловно, повлияет!

Ведь оно тогда станет и основным средством связи между людьми и машинами.

«Разговор с машинами» приучит нас к точности. Вполне возможно, что столь же точны станут люди и в деловых разговорах не с машинами, а с другими людьми.

Влияние этой машинной точности уже чувствуется во многих областях науки: языкознании, психологии, логике. Определение должно быть настолько четким и точным, чтобы быть понятным не только людям, но и машинам. Автоматический перевод, изучение работы мозга с помощью «мозга электронного», ввод устной и письменной речи в машину заставляет ученых стремиться к этой «нечеловеческой точности».

Когда мы сможем повелевать роботами с помощью нашего голоса, мы и сами приучимся не «бросать слов на ветер». Тем более, что и обучение в школе будет производиться с помощью «обучающих машин». Роботы уже в наши дни начинают помогать экзаменаторам, помогать в обучении языку.

Значит ли это, что человеческий язык станет машинизироваться, всецело походить на сухой язык машин? Если говорить о наших делах, то, конечно, такой язык был бы очень кстати. Да он, вероятно, и будет таким.

Но ведь не только для деловых разговоров нужен человеку язык да и другие средства связи. Весь бесконечный мир чувств и мыслей, весь неисчерпаемый запас словаря, все богатство и гибкость нашей родной речи, безусловно, сохранятся.

Ученые сравнивают иногда отношение живого человеческого языка и искусственных языков, будь это символические знаки науки или «машинный язык», с отношением глаза к микроскопу.

«Вследствие широкой применимости глаза, вследствие его способности приспосабливаться к самым различным обстоятельствам, глаз имеет большое преимущество по сравнению с микроскопом… Но как только научные задачи предъявляют большие требования к остроте различения, обнаруживается, что глаз не может с ними справиться. Напротив, микроскоп самым совершенным образом приспособлен для решения именно таких

задач, но как раз поэтому негоден при решении всех остальных».

Возможно, что в нашем обществе станут развиваться как бы два языка. Один, деловой и точный, для разговора с машинами, для обмена точной информацией между людьми (вроде сообщений о погоде, о самочувствии и т. д.). Другой язык, всецело человеческий, будет становиться все более тонким и гибким, все более поэтичным и художественным. Он всегда будет совершенствоваться вместе с развитием человеческого общества, вместе с ростом сознания людей. И человек сохранит его для себя.

Оглавление

Глава 1 ЛЮДИ И ЗНАКИ ЕЗОП БЫЛ ПРАВ

«ЯЗЫК ЖЕСТОВ»

ПЕРЕДАЧА «ПОСЛЕДНИХ ИЗВЕСТИЙ»

УДИВИТЕЛЬНЫЙ ЯЗЫК ГУАНЧЕЙ

«ЯЗЫКИ» ВНЕ ЯЗЫКА

«ГОВОРЯЩИЕ» РИСУНКИ

НАУКА О ЗНАКАХ И ЯЗЫКАХ

Глава 2 НЕ ТОЛЬКО ЛЮДИ ГОВОРЯТ ЛИ ЖИВОТНЫЕ!

«ЯЗЫК» ОБЩЕСТВЕННЫХ НАСЕКОМЫХ

«ОБЕЗЬЯНИЙ ЯЗЫК»

ПРИЗНАКИ ОТЛИЧИЯ

«РАЗГОВОР» С ЖИВОТНЫМИ И МАШИНАМИ

РОБОТЫ

ЖЕЛЕЗНЫЕ ПОМОЩНИКИ

Глава 3 «ЯЗЫК МАШИН» ПРЕДЫСТОРИЯ «ЭЛЕКТРОННОГО МОЗГА»

МЕХАНИЧЕСКИЙ СЧЕТ

НА ЯЗЫКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

«НУЛЬ И ЕДИНИЦА» — «ПРАВДА ИЛИ ЛОЖЬ»

«НУЛЬ ПИШЕМ, ОДИН В УМЕ…»

ПОИСКИ «САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ»

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЯЗЫК МАШИНЫ

А КАК ЖЕ ЯЗЫКИ ЛЮДЕЙ

Глава 4 СИГНАЛЫ, БИТЫ, БУКВЫ ИНФОРМАЦИЯ И СВЯЗЬ

ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ — БИТ

ЗАЧЕМ НУЖНЫ ЛОГАРИФМЫ!

БИТЫ И БУКВЫ

ЗАПАС ПРОЧНОСТИ» ЯЗЫКА

БИТЫ МЕРЯЮТ ПОЭЗИЮ

ЯЗЫК И КИБЕРНЕТИКА

Глава 5 «КЛАДЕЗЬ ЗНАНИЙ» ТРИ ВЕЛИЧАЙШИХ БЛАГА

ИСТИНА — В СРАВНЕНИИ

А ПАМЯТЬ!

В ПОИСКАХ ЯЗЫКА

КИБЕРНЕТИКА И ХИМИЯ

«МАШИНА-УЧЕНЫЙ»

«ИНФОРМАРИЙ» БУДУЩЕГО

Глава 6 ЗДРАВСТВУЙ, ЗВЕЗДНЫЙ БРАТ! КОСМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

БРАТЬЯ ПО РАЗУМУ

КАКИЕ ВЫ, ГАЛАКТИАНЕ!

ВОЗМОЖНОСТЬ ВЗАИМОПОНИМАНИЯ

ОСНОВА КОСМИЧЕСКОГО ЯЗЫКА

«БИП» = 1, «БИП-БИП» = 10…

КАК ОБЪЯСНИТЬ, КТО МЫ!

В ОЖИДАНИИ РАЗГОВОРА

21 ИЛИ 31

БЫТЬ МОЖЕТ, С НАМИ УЖЕ ГОВОРЯТ!

Глава 7 ЗАГАДОЧНЫЕ ПИСЬМЕНА ЗАГАДКИ ПИСЬМЕННОСТИ МАЙЯ

«ВСЕМОГУЩАЯ СТАТИСТИКА»

НЕРАЗГАДАННЫЕ ТАЙНЫ

«ТАЙНА ЗА СОТНЯМИ ПЕЧАТЕЙ»

ГОВОРЯЩИЕ ДОЩЕЧКИ КОХАУ РОНГО-РОНГО

НОВЫЕ УСПЕХИ ДЕШИФРОВКИ

Глава 8 МАШИННЫЙ ПЕРЕВОД ЧТО ТРУДНЕЕ!

ВПЕРВЫЕ В МИРЕ

«МЫ МОГЕМ СДЕЛАТЬ»

ТЬМА-ТЬМУЩАЯ

СКОЛЬКО НУЖНО СЛОВ

ТОЛЬКО ЛИ СТАТИСТИКА!

ФОРМУЛЫ ГРАММАТИКИ

ЯЗЫК-ПОСРЕДНИК

«АТОМЫ СМЫСЛА»

Глава 9 СКАЖИ ПО-ЧЕЛОВЕЧЕСКИ «ОРГАНЫ ЧУВСТВ» АВТОМАТОВ

ПЕРФОКАРТЫ

«МАГНИТНЫЕ ЧЕРНИЛА»

ОБРАЗЫ И БУКВЫ

РАЗГОВОР ВСЛУХ

ФОНЕМЫ И ЗВУКИ

ГОВОРЯЩИЕ МАШИНЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ МАШИНЫ И МЫ Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg