Пиксель. История одной точки - Элви Рэй Смит

долгие годы был изгнан из Парижа в провинцию. Но в результате Фурье, огражденный от суеты интеллектуальной столицы, создал свою великую идею мира как суммы волн. Котельников, защищенный от заключения в ГУЛАГ хорошими отношениями с женой Маленкова, одного из архитекторов сталинского террора, построил чрезвычайно успешную карьеру и продолжал работать над обширным полем возможностей своей теоремы отсчетов. Характер Фурье закалила Французская революция; на долю Котельникова пришлась Октябрьская революция 1917 года, а также череда войн: Первая мировая, Гражданская, Вторая мировая, холодная… Тиранами Фурье были Робеспьер и Наполеон, тиранами Котельникова — Сталин, Маленков, Берия и Абакумов, а в их лице — само тоталитарное государство.

В биографии пикселя мы не раз обнаружим, что общепринятая версия событий не всегда соответствует действительности. Подлинная история зачастую лучше и интереснее, а к тому же еще и правдива. Владимир Котельников, а не Клод Шеннон первым представил миру теорему отсчетов.

Параллели между этими двумя изобретателями поразительны. Котельников много лет возглавлял Институт радиотехники и электроники Академии наук СССР (ныне Российской академии наук), который теперь носит его имя. Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) изначально был американским Институтом радиоинженеров. IEEE вручает Премию Шеннона за исключительный вклад в теорию информации (первым ее получил сам Шеннон), а в 2000 году, ознаменовав начало нового тысячелетия и Великой цифровой конвергенции, наградил Владимира Котельникова медалью Александра Грэма Белла. Иронично что имя Александра Белла носила Bell Labs, в которой всю жизнь проработал Клод Шеннон.

Хотя именно Котельников принес миру теорему отсчетов, Америку с ней познакомил Шеннон. Говорить о феномене «множественного открытия» не приходится — Шеннон никогда не претендовал на лавры первооткрывателя этой идеи. Мы снова встретимся с Шенноном в следующей главе, где государство снова выступит в роли тирана, но на этот раз угроза будет исходить с Запада.

На девяносто пятый день рождения Котельникова, в 2003 году — в семидесятую годовщину доказательства теоремы отсчетов, — в Екатерининском зале Кремля президент Путин наградил его орденом «За заслуги перед Отечеством» I степени.

Котельников умер 11 февраля 2005 года. Он пережил Шеннона всего на четыре года, но оба успели увидеть новое тысячелетие и новую эру, к созданию которой они приложили руку.

Основная цель следующей главы — перейти от Цифрового Света в реальном мире к мирам нереальным. В ней мы сосредоточимся на третьей великой основополагающей идее Цифрового Света — на вычислительных машинах. Пиксели, о которых мы говорили до сих пор, были взяты из реального мира. Среди них, например, те пиксели, которые Котельников регистрировал радиолокатором в полярных областях Венеры, или, если на то пошло, любые из бесчисленных пикселей, которые мы ежедневно фиксируем камерами мобильных телефонов. Вычислительные машины позволяют создавать очень разнообразные, но полностью вымышленные миры. Они позволяют нам генерировать — или создавать — пиксели с нуля. Когда эти пиксели путем разбрасывания и сложения в соответствии с теоремой отсчетов превращаются в изображение, мы видим мир, которого не существует. Как такое возможно?

3. Вычисления Тьюринга: одиннадцатьдесят одиннадцать дизиллионов

Валентайн: Жизни бы не хватило. И карандашей. Даже представить трудно, сколько дней она на это угрохала. А до сути так и не добралась. Теперь же достаточно нажимать клавишу. Одну и ту же клавишу. Снова и снова. Итерация. На все про все — несколько минут. Сегодня пара месяцев моей работы — это целая жизнь Томасины наедине с карандашом и бумагой. Тысячи страниц. Десятки тысяч! И такая скукотища!

Ханна: Ты хочешь сказать, что проблема только в этом? В нехватке времени и бумаги? В скуке? Валентайн! Проблема только в этом?

Валентайн: Нет. Проблема в том, что без серьезной причины на это жизнь не кладут. И вообще…

Ханна: Прости. Что «вообще»?

Валентайн: Вообще, это делают только чокнутые.

— Том Стоппард. «Аркадия»

Компьютер — это экзистенциальная загадка, замаскированная под бытовую технику. В то время как обычные приборы лишены трансцендентности, компьютер содержит ее в двойной дозировке. Во-первых, это самый гибкий инструмент, когда-либо созданный человеком. Он позволяет нам делать гораздо больше различных вещей, чем мы способны вообразить. Во-вторых, это самый мощный усилитель, которым когда-либо пользовался человеческий разум. Он поднимает нашу способность делать эти вещи на невообразимую высоту. Гибкость и Усиление — двойная мощь компьютеров.

Человеком, который в удивительном озарении гения подарил нам идею полноценной вычислительной машины — сам он называл ее «универсальной машиной», — был Алан Мэтисон Тьюринг.

Святой Тьюринг

Он появился на свет в Лондоне 23 июня 1912 года. Его дата рождения расположена почти точно посередине между датами рождения Котельникова и Шеннона, героев предыдущей главы. Тьюринг в 22 года начал преподавать в Королевском колледже Кембриджа, в 34 года получил Орден Британской империи, в 38 лет стал членом Королевского общества Исаака Ньютона и умер от отравления цианидом, не дожив до 42 лет, 7 июня 1954 года. В отличие от Котельникова и Шеннона, ему не довелось встретить новое тысячелетие и увидеть Великую цифровую конвергенцию.

Для нас, первого поколения студентов-информатиков, Тьюринг был таинственной фигурой. Нам рассказывали о его великой идее — концепции машинных вычислений, — но человек, придумавший ее, оставался загадкой. Сквозь туман, скрывающий личность Тьюринга, доносились настойчивые слухи о его самоубийстве.

Затем в 1983 году неожиданно вышла биографическая книга Эндрю Ходжеса «Игра в имитацию», которая наконец привлекла внимание к Тьюрингу как человеку. Нашлось объяснение и атмосфере тайны вокруг его личности: Тьюринг помог взломать код нацистской шифровальной машины «Энигма», что приблизило победу в войне. Но его работа в Блетчли-Парке была совершенно секретной, а любые сведения о ней тщательно охранялись в соответствии с британским Законом о государственной тайне.

Не менее сенсационным оказался другой факт: Тьюринг был открытым геем. Не скрывать свою ориентацию требовало изрядного безрассудства, ведь гомосексуальность все еще считалась преступлением. Когда его арестовали за «непристойное поведение» в 1952 году, он не мог использовать свои заслуги по спасению Англии, чтобы избежать наказания. Закон о государственной тайне перевешивал обвинения в непристойных действиях. Вынужденный выбирать между тюремным заключением и химической кастрацией, он предпочел последнюю, чтобы продолжать научную работу. В результате его стройное тело марафонца (рис. 3.1) стало дряблым из-за гормонов, а также у него начала расти грудь. Возможно, именно чувство униженности заставило его (предположительно) съесть отравленное яблоко — сцена смерти как будто взята прямо из диснеевской «Белоснежки».

Эндрю Ходжес, физик-теоретик из Королевского колледжа и активист британского движения за права геев, приоткрыл завесу тайны. Раскопав всю эту историю, он изложил