Как информация управляет миром - Сезар Идальго

В 1950-х и 1960-х годах идея информации взяла науку штурмом. Информация была принята во всех академических областях в качестве мощной концепции, пересекающей границы разных наук. Информация не была ни микроскопической, ни макроскопической[3]. Ее можно было записать на глиняных табличках или плотно упаковать в цепочке ДНК. Для многих практических целей масштаб информации был не важен. Эта независимость от масштаба сделала идею информации привлекательной для ученых всех областей, которые приняли эту концепцию и наделили ее особенностями своей дисциплины.

Биологи восприняли эту идею в результате исследования того, как гены кодируют наследственную информацию. Инженеры, вдохновленные работами Шеннона, изобретали передатчики и приемники, оплетая мир аналоговыми и цифровыми сетями. Ученые, работавшие в сфере компьютерных технологий, психологи и лингвисты предприняли попытки смоделировать мозг с помощью электронных мыслящих машин. После того как ХХ век изжил атомный дух времени, новым тузом в руке у каждого стала информация.

Идея информации также нашла свое место в социальных науках, и в частности в экономике. Фридрих Хайек, австрийский экономист и современник Шеннона, утверждал, что цены передают информацию о предложении и спросе на товары. Это помогло выявить информацию, необходимую для работы «невидимой руки» Смита. Как писал Хайек, «в системе, в которой знание соответствующих фактов распределено среди многих людей, цены могут координировать их отдельные действия».[4]

Идея информации также помогла экономистам понять некоторые важные проблемы рынка. Джордж Акерлоф прославился, показав, что рынки могут не работать, если люди обладают асимметричной информацией о качестве товаров, которые они хотели бы обменять.[5] Параллельно с этим Герберт Саймон, эрудит, который внес вклад в экономику, организационную теорию и сферу искусственного интеллекта, выдвинул идею ограниченной рациональности, которая сосредоточивалась на поведении экономических субъектов, имеющих ограниченную информацию о мире.

На протяжении ХХ века идея информации постепенно приобрела глобальное значение. Однако по мере роста ее популярности мы стали забывать о телесности информации, которая тревожила Больцмана. Слово информация стало синонимом неземного, нефизического, цифрового, невесомого, нематериального. Однако информация имеет физическую природу, так же, как атомы Больцмана или энергия их движения. Информация не является твердым телом или жидкостью. У нее нет особых частиц, однако она обладает такой же физической природой, как движение и температура, которые также не имеют собственных частиц. Информация бестелесна, но она всегда физически воплощена. Информация – это не вещь, а, скорее, соотношение физических вещей. Это физический порядок, подобный различным комбинациям при перемешивании колоды карт. Однако удивительным для большинства людей является то, что информация не имеет смысла, хотя бессмысленный характер информации, равно как и ее телесность, часто понимается неправильно.

В 1949 году Клод Шеннон и Уоррен Уивер опубликовали небольшую книгу под названием «Математическая теория связи». В ее первом разделе Уивер описал концептуальные аспекты информации. Во втором разделе Шеннон описал математику того, что теперь нам известно как теория информации.

Для правильного понимания теории информации Шеннону и Уиверу нужно было отстраниться от слова «информация» в его разговорном смысле. Уивер описал это различие в начале своего эссе: «Слово “информация” в данной теории используется в особом смысле, и его не следует путать с обычным способом употребления. В частности, понятие “информация” нельзя путать с понятием “значение”».[6]

Шеннон также отметил это в начале своего раздела, используя аргументы из области инженерии вместо семантических различий: «Фундаментальная проблема связи заключается в точном или приблизительном воспроизведении в одной точке сообщения, взятого из другой точки. Часто эти сообщения имеют значение… Эти семантические аспекты коммуникации [относящиеся к смыслу сообщения] не имеют отношения к инженерной задаче».[7]

Однако почему Шеннон и Уивер так стремились отделить информацию от значения? На это были как технические, так и философские причины. С технической точки зрения Шеннон был заинтересован в строительстве машин, которые могли бы передавать информацию независимо от смысла сообщения. Смешение информации со значением сбивало с толку при решении инженерной задачи. С философской точки зрения Шеннон и Уивер понимали, что их слова «информация» и «значение» относятся к принципиально различным понятиям. Люди и некоторые машины способны интерпретировать сообщения и наделять их смыслом. Однако то, что передается по проводам или посредством электромагнитных волн, это не значение, а всего лишь информация.

Людям сложно отделить информацию от значения, поскольку мы склонны к интерпретации сообщений. Мы наделяем сообщения смыслом автоматически, ошибочно полагая, чтозначение сообщения заключается в самом сообщении. Однако это не так. Это только иллюзия. Значение выводится из контекста и уже имеющегося знания. Значение – это интерпретация, которую познающий субъект, например человек, дает сообщению, но которая отличается от физического порядка, передающего данное сообщение, а также от самого сообщения. Значение возникает тогда, когда сообщение достигает формы жизни или машины, способной обрабатывать информацию. Оно не заключено в чернильных пятнах, звуковых волнах, лучах света или электрических импульсах, передающих информацию.

Подумайте о фразе «11 сентября». Когда я произношу эту фразу, большинство американцев автоматически вспоминают об атаке на башни-близнецы в 2001 году. Чилийцы обычно думают о государственном перевороте в 1973 году. Однако, произнося фразу «11 сентября», я могу просто сказать своим студентам о том, что в этот день я планирую вернуться в Массачусетский технологический институт. Как видите, значение придаете вы. Оно не является частью сообщения, хотя так может показаться. Значение – это то, что мы бесшовно присоединяем при интерпретации сообщений, поскольку людям свойственно интерпретировать проявления физического порядка. Однако эта цельность не означает то, что значение и информация являются одним и тем же.

Чтобы создать машину, которая могла бы передавать информацию, независимо от значения сообщения, Шеннону требовалась формула для оценки минимального количества символов, необходимых для кодирования сообщения. Основываясь на работе Гарри Найквиста и Ральфа Хартли, Шеннон приблизительно определил объем информации, требуемый для передачи сообщения через чистый или подверженный помехам канал. Он также оценил экономичность коммуникации, обусловленную корреляциями в структуре сообщений, например тем фактом, что в английском языке буква t чаще предшествует букве h, чем букве q. Философские рассуждения Шеннона привели его на математический путь, подобный тому, который прошел Больцман. В конце пути Шеннон вывел основную формулу для максимально эффективного кодирования произвольного сообщения. Эта формула позволяла заключить информацию в магнитном диске, электромагнитных волнах или в чернилах на бумаге. Формула Шеннона была идентична той, которую Больцман предложил почти пятьдесят лет назад.[8] Это совпадение не было случайностью.

Совпадение формул Шеннона и Больцмана говорит о физической природе информации. Эта физическая реальность имеет решающее значение для понимания того, как изучение атомов может помочь нам разобраться в экономике. По большей части естественные науки сосредоточивались на описании нашей Вселенной, начиная с атомов и заканчивая людьми, соединяя простоту атома со сложностью жизни.[9] Социальные науки фокусировались на связях между людьми, обществом и экономикой, рассматривая человека в качестве основополагающего блока – социального и экономического атома, если можно так выразиться. Тем не менее это разделение не обошлось без потерь, поскольку механизмы, позволяющие информации накапливаться, преодолевают барьеры, отделяющие неживое от живого, живое от социального и социальное от экономического.

Поэтому я посвящу следующие страницы описанию механизмов, которые способствуют росту объема информации на всех уровнях, начиная с атомов и заканчивая экономиками. Не от атомов к людям или от людей к экономике, как это обычно делается. Это поможет нам навести мосты между физическими, биологическими, социальными и экономическими факторами, которые способствуют накоплению информации, а также ограничивают нашу способность ее обрабатывать. К способности обработки информации относится вычисление, и на уровне человека она требует «программного обеспечения», которое мы называем «знанием» и «ноу-хау». В результате получится книга об истории нашей Вселенной, основанной не на стреле времени, а на стреле сложности.