Разъясняя свои взгляды, Эйнштейн многократно подчеркивал роль наблюдателя, который может находиться в состоянии покоя или в состоянии движения. По теории относительности Эйнштейна, невозможно ввести в систему наблюдателя без одновременного введения идеи сообщений, а также фактически без возвращения физики, так сказать, к квазилейбницианскому состоянию, тяготеющему, напомню, к оптике. Теория относительности Эйнштейна и статистическая механика Гиббса радикально противоречат друг другу, поскольку Эйнштейн, подобно Ньютону, рассуждает преимущественно в понятиях абсолютно строгой динамики и не пользуется идеей вероятности. А вот концепция Гиббса является вероятностной по самой своей сути. При этом обе указанные теории олицетворяют собой заметный сдвиг в воззрениях физиков, благодаря чему восприятие мира как такового, как действительно существующего, сменилось, в том или ином смысле, восприятием мира, который случается наблюдать, а былой наивный реализм физики уступил место отношению, которое оценил бы одобрительной улыбкой епископ Беркли.

Пожалуй, тут будет уместно рассмотреть некоторые связанные с энтропией положения, о которых уже говорилось в предисловии. Как мы сказали, идея энтропии выражает несколько наиболее важных отличий механики Гиббса от ньютоновской механики. На взгляд Гиббса, мы обладаем физической величиной, которая принадлежит не внешнему миру как таковому, а некоторому набору возможных внешних миров, и потому относится к области ответов на ряд специфических вопросов, каковые можно задать о внешнем мире. Физика ныне становится не обсуждением внешней Вселенной, которую можно рассматривать как общий ответ на все вопросы о ней, а совокупностью ответов на гораздо более конкретизированные вопросы. Фактически нас уже не заботит изучение всех возможных выходящих и входящих сообщений, которые возможно получить и посылать; нас теперь интересует теория куда более специфических входящих и выходящих сообщений, что подразумевает измерение уже далеко не бесконечного объема информации, содержащегося в этих сообщениях.

Сами по себе сообщения выступают формой структуры и организации. Действительно, возможно воспринимать группы сообщений как обладающие энтропией, подобно группам состояний внешнего мира. Энтропия является мерой дезорганизации, а информация, передаваемая группой сообщений, является мерой организации. В самом деле, возможно интерпретировать информацию, передаваемую в сообщении, как фактическое отрицание ее энтропии и как отрицательный логарифм ее вероятности. Иными словами, чем более вероятно сообщение, тем меньше информации оно содержит. Например, словесные клише куда менее содержательны, чем великолепные стихи.

Я уже упоминал, что Лейбниц интересовался автоматами; этот интерес разделял, кстати, его современник Блез Паскаль, который внес весомый вклад в разработку прибора, известного сегодня как настольный арифмометр[11]. В согласном ходе часов, установленных на одно и то же время, Лейбниц видел образец предустановленной гармонии своих монад. Ведь техника, воплощенная в автоматах той эпохи, была техникой часовых мастеров. Давайте рассмотрим движение крохотных фигурок, кружащихся в танце на крышке музыкальной шкатулки. Они движутся в соответствии с определенной структурой, но эта структура была задана заранее, и предыдущая активность этих фигурок практически никак не связана с их последующим движением. Вероятность того, что они отклонятся в своем движении от заданной структуры, равна нулю. Да, налицо сообщение, однако это сообщение передается от механизма музыкальной шкатулки танцующим фигуркам – и обрывается. Сами фигурки никак не коммуницируют с внешним миром, не считая обозначенной односторонней коммуникации с заранее настроенным механизмом музыкальной шкатулки. Они слепы, глухи и немы и не могут нарушить своим поведением обусловленную структуру.

Противопоставим этому поведение человека – или любого мало-мальски разумного животного, например котенка. Я зову котенка, и он поднимает голову. Я послал ему сообщение, которое он принял своими органами чувств и на которое отвечает действием. Котенок голоден и издает жалобное мяуканье. На сей раз уже он выступает источником сигнала. Котенок играет с клубком, подвешенным на нитке. Клубок сдвигается влево, и котенок ловит его левой лапой. Данное сообщение обладает весьма сложной формой, нервная система котенка принимает его и передает посредством неких нервных окончаний суставам, мускулам и сухожилиям, и через нервные сигналы, транслируемые этими органами, животное осознает свое фактическое положение в пространстве и напряжение своих тканей. Лишь благодаря таким органам возможно выполнять действия, требующие перемещения конечностей.

Я противопоставил предопределенное поведение крошечных фигурок на крышке музыкальной шкатулки контингенциальному, произвольному поведению людей и животных. Однако не следует полагать, что музыкальная шкатулка является типичным образцом деятельности всех машин.

Прежние машины – в особенности это верно для ранних попыток сконструировать автоматы – действительно функционировали по принципу замкнутого часового механизма. Но современные автоматические машины, например управляемые ракеты, неконтактные взрыватели, автоматы для открывания дверей, управляющее оборудование на химических заводах и прочие составляющие нынешнего арсенала автоматических машин с военными или промышленными функциями, обладают органами чувств, то есть наделены рецепторами, которые принимают сообщения извне. Эти рецепторы могут быть простейшими фотоэлектрическими элементами, которые изменяют электрический заряд, когда на них падает свет, и которые способны отличать свет от тьмы; или могут быть настолько сложными, насколько сложны по устройству телевизионные приемники. Они могут измерять напряжение благодаря колебаниям, возникающим в электропроводимости подведенного к ним провода, или измерять температуру посредством термопары, то есть прибора из двух различных, но соединенных друг с другом металлов, через которые проходит ток, когда один из концов контакта нагревается. Любой инструмент из набора конструктора научного оборудования представляет собой возможный орган чувств, и с его помощью возможно считывать показания дистанционно, если добавить к цепи соответствующий электрический аппарат. Следовательно, мы располагаем машиной, работа которой обусловлена ее взаимодействием с внешним миром и происходящими в последнем событиями, причем такие машины находятся в нашем распоряжении уже некоторое время.

Нам знакома также машина, воздействующая на внешний мир посредством сообщений. Автоматическое фотоэлектрическое устройство открывания дверей известно каждому, кто бывал на вокзале Пенсильвания-стейшн в Нью-Йорке. Оно используется и во многих других зданиях. Когда сообщение, состоящее в прерывании пучка света, передается на аппарат, это сообщение воздействует на дверь, и та открывается, позволяя пассажиру пройти.

Шаги между запуском машины такого типа через органы чувств и выполнением поставленной перед машиной задачи могут быть элементарными, как в случае с электрической дверью, или же быть, по сути, какой угодно степени сложности – в пределах ограничений нашей инженерной техники. Сложным мы называем действие, когда некие данные, передаваемые (будем далее определять эту операцию как ввод) с целью оказать воздействие на внешний мир (это воздействие далее определяется как вывод), могут претерпевать большое число комбинаций. Под комбинациями имеются в виду как объединения вводимых в настоящий момент данных, так и операции с ранее накопленными данными, чей запас мы называем памятью. Эти данные хранятся в самой машине. Наиболее сложными среди сконструированных на сегодняшний день машин, способных преобразовывать вводные данные в исходящие, являются быстродействующие электронные вычислительные машины, о которых я расскажу ниже более подробно. Выбор режима работы этих машин производится при помощи особого рода ввода (часто это происходит с применением перфорированных карт, магнитофонных лент или намагниченных проволок); вводимые данные определяют способ, которым машина будет выполнять конкретную операцию, в отличие от способов выполнения других операций. Вследствие частого использования перфорированных карт или магнитных лент (tape) для управления такими машинами процесс передачи данных, которые вводятся подобным образом и которые предписывают машине тот или иной режим работы по комбинированию информации, называется тейпингом (taping)[12].