Холодильник Эйнштейна. Как перепад температур объясняет Вселенную - Пол Сен

Роман развивался быстро. По словам Левор, однажды вечером вскоре после знакомства Шеннон, воспользовавшись своим ключом, привел ее в комнату, где стоял аналоговый компьютер MIT, и там, среди шкафов с электрическими реле и электронными лампами, они занялись любовью. Левор нравилось, что Шеннон любит стихи и обладает достойной художника восприимчивостью, несмотря на свою принадлежность к стану ученых, и эта особенность его личности оказала влияние на его последующую работу. “Он такой милый, такой веселый, с ним так приятно быть вместе”, — таким Левор запомнила Шеннона в те годы. Он даже прокатил ее на самолете, воспользовавшись недавно полученной лицензией, и “испугал до жути”. Через несколько месяцев, в январе 1940 года, они поженились и решили провести медовый месяц в Нью-Гэмпшире, где радость им подпортил хозяин гостиницы, который оказался антисемитом и не позволил им снять номер, потому что Левор была еврейкой.

Позже в тот же год супруги переехали в Принстон, где Шеннон получил стипендию в Институте перспективных исследований. Там супруги вращались в кругу лучших в мире математиков и физиков, куда входили Герман Вейль, Джон фон Нейман и Эйнштейн, который поселился в Принстоне, после того как ему пришлось уехать из Германии в 1933 году. Однако в жизни Шеннонов наступила черная полоса. Их роман, расцветший так быстро, столь же быстро и сошел на нет. Левор казалось, что Шеннон изменился. Он находил принстонскую атмосферу слишком душной и отталкивающей, и его природная жизнерадостность пропала. “Я пыталась отвести его к психоаналитику, но он сопротивлялся, — вспоминала впоследствии Левор. — Он становился все более угрюмым. Я поняла, что если он не сумеет справиться с этим, то я не смогу остаться с ним”. Левор — единственная, кто писал и говорил об этой стороне характера Шеннона, которого обычно называют игривым и чудаковатым, но все-таки не стоит забывать, что из близких знакомых Шеннона она одна отличалась чуткостью, достойной писателя.

На брак давили и другие вещи. Левор не хотела мириться со своим положением жены ученого и мечтала о карьере сценаристки. Они с Шенноном развелись всего через год после свадьбы, и Левор переехала в Лос-Анджелес. Там она начала писать сценарии и снова вышла замуж — на этот раз за симпатизирующего левым писателя, который разделял ее политические взгляды. Супруги вступили в Коммунистическую партию и следующие тридцать лет жили в изгнании в Европе, попав в американский черный список.

Клод Шеннон, опечаленный уходом Левор, совершил гораздо более короткое путешествие из Принстона обратно в Нью-Йорк. Там он тоже нашел дело своей жизни. Летом 1941 года он устроился на работу математиком в Лаборатории Белла.

Седьмого декабря того же года японская авиация нанесла бомбовый удар по Перл-Харбору. Ученые Лабораторий Белла стали работать на нужды обороны, и Шеннона назначили на совершенно секретный проект по созданию системы шифрования радиотелефонных звонков SIGSALY Цель состояла в том, чтобы обеспечить функционирование защищенного трансатлантического канала коммуникаций для общения высших эшелонов союзных войск. Шеннону предстояло проанализировать применявшийся системой метод шифрования и убедиться в его надежности.

Первый звонок по SIGSALY между Лондоном и Вашингтоном состоялся 15 июля 1943 года. Система оказалась чрезвычайно удачной. В ходе войны SIGSALY обслужила около трех тысяч высокоуровневых телефонных переговоров, включая некоторые переговоры Рузвельта и Черчилля. Хотя немецкие радисты перехватывали сообщения в зашифрованной форме, у них не получалось расшифровать ни единого слова. После войны следователи союзных государств обнаружили служебное письмо немецкого дешифровального управления, в котором оценивалась возможность взлома шифра SIGSALY. В нем говорилось: “Пока успехов не наблюдается”.

Работа с SIGSALY позволила Шеннону получить непосредственный опыт обращения с новейшей коммуникационной технологией. Он воспринял технологию, как Карно воспринял паровую машину, и разглядел в ней не только конструктивные сложности, но и фундаментальные идеи. “Что такое сообщение? — задумался он. — Насколько длинным оно должно быть для передачи смысла? Существует ли однозначный математический способ оценить размер единицы информации?” Днем Шеннон трудился в Лабораториях Белла, а вечером возвращался в свою квартиру в Гринвич-Виллидж и допоздна занимался собственными расчетами.

Но работа с SIGSALY дала ему не только это. В конце 1942-го и начале 1943 года Шеннон почти ежедневно встречался с единственным в мире человеком, который мог тягаться с ним в сфере криптографии, коммуникаций и вычислений и который в интеллектуальном отношении казался родственной ему душой. Это был великий британский математик и дешифровщик Алан Тьюринг.

К концу 1942 года Алан Тьюринг уже сыграл важнейшую роль при взломе британцами кода шифровальной системы “Энигма”, которую немцы использовали для защиты своих военных коммуникаций, и тем самым заслужил репутацию ведущего британского криптографа. Когда руководство американской разведки сообщило британцам о SIGSALY, те отправили Тьюринга в Лаборатории Белла, чтобы оценить систему.

Шеннон и Тьюринг не работали над SIGSALY вместе — правительства их стран были одержимы секретностью, а потому единственной темой, которой ученые не могли касаться в своих разговорах, была дешифровка сообщений. Тем не менее между Шенноном и Тьюрингом быстро завязалась крепкая дружба. Зимой 1942-43 годов они почти каждый день встречались за чаем в кафетерии Лабораторий Белла. “У нас с Тьюрингом было невероятно много общего”, — вспоминал впоследствии Шеннон с характерной сдержанностью. Он пояснял: “У нас были мечты. Мы с Тьюрингом обсуждали возможность создания функциональной модели человеческого мозга. Можно ли сконструировать компьютер, равный человеческому мозгу или даже сильно превосходящий его?” Они также обсуждали принципы, лежащие в основе всех форм коммуникации. “Я несколько раз излагал свои представления о теории информации, — рассказывал Шеннон, — и все это было ему интересно”.

Когда война закончилась, интеллект Шеннона получил свободу. Освободилось и его сердце, поскольку он начал встречаться с Бетти Мур, которая впоследствии стала его второй женой. Талантливый математик, Мур работала вычислителем и проводила математические расчеты для инженеров Лабораторий Белла. Они с Шенноном любили джаз и обожали возиться с электроникой. Вскоре Мур стала резонатором для идей Шеннона и начала поддерживать его чудачества, в том числе жонглирование и катание по коридорам лабораторий на моноцикле. Руководство, в свою очередь, не запрещало Шеннону веселиться, не ставило ему конкретных задач и поощряло его в стремлении быть собой. “Мне никогда не говорили, над чем работать”, — вспоминал он.

Такая стратегия имела огромный успех. Среда Лабораторий Белла позволила удивительному разуму Шеннона совместить знания, полученные в разных ситуациях — при устройстве телеграфной линии из колючей проволоки, при работе с SIGSALY, при беседах с Аланом Тьюрингом, — и сделать одно из величайших научных открытий современности. В 1948 году он изложил свои соображения в статье “Математическая теория связи”, опубликованной в техническом журнале Лабораторий Белла.

Статья Шеннона не достигала и тридцати страниц, но позволила людям впервые в истории измерить информацию совершенно объективным и четко определенным образом. Что это значит? Фотография, роман, картина — примеры информации. Шеннон предоставил нам способ числового сравнения их относительных размеров. Важность этой идеи сложно переоценить. Это значит, что мы, например, можем представить в количественном выражении все телефонные звонки в мире и точно определить, какую сеть необходимо построить для их передачи. Но плюсы не ограничиваются практической стороной дела. Шеннон нашел объективное определение информации, подобно тому как Уильям Томсон в Шотландии в 1850-х годах сумел дать определение температуре, разработав абсолютную температурную шкалу.