Игра разума. Как Клод Шеннон изобрел информационный век, 1. Гэйлорд

Часть 1

1. Гэйлорд

110 алмазов, «и ни одного маленького», 18 рубинов, 310 изумрудов, 21 сапфир, 1 опал, 200 колец из чистого золота, 30 цепочек из чистого золота, 83 золотых крестика, 5 золотых кадильниц, 197 золотых часов и 1 громадная золотая чаша для пунша – и все это именно в том месте, на которое указал шифр. Это содержимое пиратского клада, зарытого на глубине пяти футов в земле Южной Каролины, в тени сучковатого тюльпанного дерева. Но история не заканчивается находкой. Она заканчивается шифром.

Уильям Легран обнаружил его на старом пергаменте, выброшенном на берег после кораблекрушения. На протяжении нескольких месяцев он изучал шифр при свете камина, чтобы разгадать его, и теперь, заполучив клад, спокойно сложил пересчитанные алмазы в углу, подробно объясняя все молодому человеку, которого он нанял, чтобы выкопать клад.

Все гораздо проще, чем выглядит:

53##+305))6*;4826) 4#.) 4#); 806*;48+81 160))85;;]8*;: #*8+83

(88)5*+;46(;88*96*?;8)*#(;485);5*+2:*#(;4956*2(5*=4)81 18*;

4069285);)6+8)4##;1#9;48081;8:8#1;48+85;4)485+528806*81

(#9;48;(88;4(#?34;48)4#;161;:188;#?;

Посчитай, как часто появляются эти символы, а потом сравни их с самыми распространенными буквами в английском языке. Предположим, что самый часто встречающийся символ – это самая часто встречающаяся буква: 8 означает «Е». Самое распространенное слово в английском языке – это частица «the», значит, нужно искать повторяющуюся трехбуквенную последовательность, заканчивающуюся на 8. Последовательность 48 встречается семь раз: если она шифрует частицу «the», то мы знаем, что; обозначает «Т», а 4 обозначает «Н». От этих трех букв переходим к новым буквам.;(88 может быть только «tree», а значит, (означает «R». Каждый разгаданный символ помогает разгадать новые символы, и вскоре из общего «шума» вырисовываются указания, где зарыт клад.

Эдгар Алан По написал шестьдесят пять рассказов. Этот рассказ, «Золотой жук», единственный заканчивается лекцией по криптоанализу. И это любимый рассказ Клода Шеннона.

В этом месте заканчиваются границы Гэйлорда, штат Мичиган. Дороги становятся непролазными от грязи и переходят в картофельные поля. Центральная улица, Мейн-стрит, остается всего в нескольких кварталах позади. Впереди тянутся поля и загоны для откорма скота, мичиганские яблочные сады, участки леса из клена, бука, берез, стоит лесоперерабатывающая фабрика, которая производит доски и брус. Колючая проволока проходит вдоль дорог и между пастбищами, и Клод гуляет вдоль оград – особенно вдоль одного участка длиной в полтора километра.

К участку Клода подведено электричество. Он сделал это сам: подсоединил на обоих концах сухие электрические батарейки и вставил свободную проволоку во все промежутки, чтобы ток шел непрерывно. В качестве изоляции он использовал все, что было под рукой: кожаные ремни, горлышки от стеклянных бутылок, сердцевину кукурузного початка, кусочки автомобильной камеры. Панели с кнопками, установленные в двух местах – одна в доме Шеннона на улице Норт-Сентер, вторая в доме его друга в полукилометре, – превращали этот участок колючей проволоки в импровизированный частный телеграф. Даже несмотря на то, что проволока была изолирована, «телеграф» молчал месяцами, покрытый снегом и льдом в два пальца толщиной. Но когда ограда оттаивала и Клод чинил линию, электричество снова бежало от дома к дому, и друзья снова могли общаться со скоростью света, и, что лучше всего, с помощью шифра.

В 1920-е годы, когда Клод был еще мальчиком, порядка трех миллионов фермеров переговаривались по таким вот сетям в тех местах, где телефонная компания посчитала для себя невыгодным тянуть линию. Это была американская народная сеть. Более совершенные, чем у Клода, системы позволяли передавать голос по заборной проволоке до ближайшего коммутационного щитка, который обычно располагался в магазинах или у кого-то на кухне. Но самый интересный участок ограды в Гэйлорде был тот, который передавал информацию Клода Шеннона.

И откуда только берутся такие мальчики?

Сообщая о свадьбе родителей Клода Шеннона, газета «Otsego County Time» дала сбивавшее с толку объявление: «Бракосочетание Шеннона и Вулф: свадьба состоялась в Лансинге в среду. Дата бракосочетания держалась в строжайшем секрете». Судя по газетной статье, Клод Шеннон-старший умудрился жениться в тайне от всех.

В тот вторник, 24 августа 1909 года, к концу третьего лета Шеннона в этом городе, на двери его мебельного магазинчика появилась табличка: «Если что-то понадобится, обращайтесь к Д. Ли Морфорду». В тот вечер Шеннон-старший уехал ночным поездом в Лансинг, к родителям своей невесты, Мэйбл Вулф. «То безразличие, которое мистер Шеннон проявил в ожидании поезда, запаздывавшего почти на час, говорило о том, что он абсолютно доволен тем, что никто и не догадывается о его отъезде», – сообщалось в газете. На следующий день, в шесть часов, он женился на Мэйбл. Церемония прошла скромно. На невесте было «свадебное платье из белой парчи с кружевом по кокетке и сетчатая вуаль с диадемой, отделанной мелким жемчугом». Похоже, жених утаил информацию о свадьбе, только чтобы свести число гостей к приемлемому количеству.

Несмотря на то что газета выразила удивление неожиданным отъездом Шеннона в Лансинг, оставшаяся часть статьи была сплошь искренними и добрыми пожеланиями от жителей маленького городка. «Мистер Шеннон, жених, за то время, что он проживает в нашем городе, обрел много добрых друзей по работе и просто так, – отмечалось в газете, – а мисс Вулф, невеста, за годы преподавания в местной средней школе успела полюбиться многим жителям. Мистер и миссис Шеннон, примите поздравления от нашей газеты Times и ваших многочисленных друзей».

Это ничем не примечательное свадебное объявление, размещенное на первой полосе газеты, ярко свидетельствует о масштабе городка Гэйлорд, штат Мичиган. Но в то же время Шенноны были теми людьми, дата свадьбы которых должна была быть известна всем. Клод-старший и Мэйбл были яркой полоской на ткани Гэйлорда. Они были общительными и активными прихожанами местной методистской церкви. В центре Гэйлорда стояли два известных сооружения, построенных Клодом-старшим: здание почты и салон для показа образцов мебели с масонской ложей, скрытой наверху.

Клод Элвуд Шеннон-старший родился в 1862 году в Оксфорде, штат Нью-Джерси. Он был коммивояжером и прибыл в Гэйлорд в самом начале нового века, положившись на удачу. Он сделал свою ставку – выкупил бизнес, связанный с мебелью и похоронными принадлежностями, полагая, что это прибыльное дело. «Это то, что должно быть в каждом доме. Самое лучшее. Новый стиль более привлекателен. Зайдите и взгляните на нашу новую линию мебели», – было написано в стандартном газетном объявлении, подписанном «К. Э. Шеннон, мебельщик». Во времена детства Клода-младшего Гэйлорд был городом с населением в 3000 человек, а Клод-старший был отцом города: членом школьного комитета, комитета по вопросам бедных, окружного комитета по организации ярмарок, владельцем похоронного бюро, членом масонской ложи и покровителем Ордена Восточной звезды – тот тип республиканца, для которого было придумано слово «непоколебимый».

Самым значительным временем его карьеры стали одиннадцать лет, которые он провел, работая судьей по делам о наследстве, завещаниях и опеке округа Отсего – именно тогда его стали называть «судья Шеннон». Он решал вопросы, связанные с земельными участками, разрешал некрупные финансовые споры, выполнял функции публичного нотариуса и считался местным политиком и видной фигурой. Его общественная работа, пусть и скромная и осуществлявшаяся в свободное время, была оценена по достоинству. В 1931 году в местной газете были опубликованы две колонки с кратким биографическим очерком в честь двадцатипятилетнего юбилея «прибытия» мистера Шеннона в город, где его описывали как «одного из наших самых патриотически настроенных граждан, движимых заботой об интересах общества…»: «За долгие годы он заработал себе репутацию успешного бизнесмена, во многом благодаря его великолепным исполнительским качествам и настойчивости в достижении целей». Клод-младший впоследствии найдет не так много слов, чтобы охарактеризовать своего отца: умный, сдержанный. «Иногда он помогал мне собирать мой детский конструктор, – вспоминал он, – но на самом деле отец не прививал мне особой любви к наукам». Клоду-старшему было уже шестьдесят девять лет, когда сын окончил среднюю школу. Клод был поздним ребенком.

Мэйбл Вулф стала второй женой Клода-старшего. Она вышла за него замуж в возрасте двадцати девяти лет, довольно поздно для женщины по меркам того времени. Она была на восемнадцать лет моложе своего супруга, родилась в Лансинге 14 сентября 1880 года и была представительницей первого поколения американцев. Ее отец эмигрировал из Германии, поступив на службу в армию Союза, прошел Гражданскую войну в США, будучи снайпером, и умер еще до того, как Мэйбл, его последний ребенок, появилась на свет. Ее овдовевшая мать с трудом растила шестерых детей одна в незнакомой стране. Лишь немногие женщины в аграрном штате Мичиган имели высшее образование; у Мэйбл Вулф оно было. Она приехала в Гэйлорд с «блестящими рекомендациями» своих профессоров и занялась тем, что считалось в то время обычной работой для образованной и независимой женщины: преподаванием.

Со временем Мэйбл возглавила Гэйлордскую среднюю школу, проработав на этом посту семь лет. Она была, по всеобщему признанию, активным и энергичным учителем и администратором. Она тренировала первую в школе женскую баскетбольную команду и находила деньги на форму и поездки. Но, несмотря на всю ее успешную работу, в 1932 году в газете было напечатано следующее:

«На собрании школьного комитета было решено не брать на работу учителем в ближайший учебный год замужних женщин в силу финансовых причин. Если муж в состоянии содержать семью, то было бы несправедливо лишать незамужних женщин возможности заработать. Миссис Мэйбл Шеннон, миссис Лайонс и миссис Мелвин Кук будут исключены из школьной системы в соответствии с этим правилом».

Но на тот момент Мэйбл уже было чем заняться помимо преподавания. Она была певицей и музыкантом местного значения, стала членом библиотечного комитета и общества «Пифийские сестры» и прослужила срок в качестве президента Гэйлордского научного клуба. В то свободное время, когда она не занималась делами Красного Креста или родительского комитета, она пела своим красивым контральто на городских мероприятиях и проводила музыкальные вечера в гостиной дома Шеннонов. В 1905 году она получила главную роль королевы Елизаветы в оперетте «Две королевы», поставленной в местном оперном театре.

Расположенный в центре северной части мичиганского центрального плато, Гэйлорд получил свое название в честь работника мичиганской центральной железной дороги, которая связывала множество подобных отдаленных городков со стремительно растущим пересадочным центром в Чикаго. Судьба Гэйлорда определялась его топографией и климатом, идеальным для здешних миллионов гектаров леса.

Леса обеспечивали развитие лесообрабатывающей промышленности. И первые поселенцы готовы были сражаться с климатом в обмен на щедрые запасы белой канадской сосны и твердой древесины. Но климат был суров, с температурами ниже нуля и бескрайними снежными озерами. Местные историки, ведущие хронологию тех мест начиная с 1856 года, сделали вывод, возможно, чтобы потрафить самим себе, что суровый климат наложил отпечаток на характер и душевные качества местных жителей. «Тот факт, что первые поселенцы Северного Мичигана сталкивались с гораздо более серьезными трудностями, обеспечивая себя жилищем и всем необходимым, развило в них ту степень агрессивной энергии, что стала местной отличительной чертой… сформировав великолепный тип настоящего мужчины и настоящей женщины – самодостаточных, сильных, целеустремленных, предприимчивых и добродетельных».

К тому времени, когда Клод-старший и Мэйбл стали родителями – их дочь Кэтрин родилась в 1910 году, а малыш Клод-младший в 1916 году, – первые поселенцы давно покинули эти места. Границы города и местные отрасли производства были определены: Гэйлорд славился своим сельским хозяйством и лесозаготовками, а также легкой промышленностью. По мере расширения сети железных дорог Гэйлорд оказался на пересечении ключевых линий. Он стал главным городом округа. На Мейн-стрит начали открываться банки и компании, а население города росло и селилось вокруг них. И все же Гэйлорд оставался скорее деревней, чем городом, отличаясь своим подходом к решению дел: десять бочек, лесовозные сани, мощные колеса для транспортировки древесины.

Гэйлорд был местом, где буквально каждое событие становилось темой для обсуждения. Вот некоторые заголовки и выдержки из окружной газеты: «Девушка из Висконсина убила волка шваброй», «Женщина, курившая сигарету на Мидвей, привлекла внимание, и далеко не всем понравилось это зрелище», «Дровосек умер от апоплексического удара», «Верн Мэтте потерял палец», «Собираем всех желающих обсудить свойства артишока». А как-то в сентябре в газете напечатали поэму длиной в целую заметку, посвященную наступлению дивной осенней поры: озёра днем, как голубые зеркала, и «блики серебра» ночью, а начищенная до блеска луна такая яркая, что может осветить печатную страницу.

Клоду было три года, когда открылась местная закусочная под названием «Шугар Боул» – еще один заголовок местной газеты. Вот что сообщалось в статье: «Первая фирма на Мейн-стрит, которая установила наружную светящуюся вывеску. В те дни Мейн-стрит была такой темной, что однажды группа “Вилладж Бэнд” дала концерт после наступления темноты, играя под этой вывеской».

Биографии гениев часто начинаются с историй о слишком требовательных родителях. Можно вспомнить отца Бетховена, пытавшегося сделать из сына чудо-ребенка. Или отца Джона Стюарта Милля, заставлявшего своего сына учить греческий уже с трех лет. Или отца Норберта Винера, заявившего на весь мир, что, имея достаточно времени и придерживаясь строгой дисциплины, он может сделать гения даже из метлы. «Норберт всегда чувствовал себя так, словно он и есть эта метла», – отмечал впоследствии его современник.

В сравнении с этим детство Шеннона было самым обыкновенным. Не было никаких упоминаний о том, что в детские годы Клод подвергался излишнему давлению со стороны родителей. И если он и демонстрировал какие-то признаки раннего развития, то не столь заметные, чтобы о них писать или упоминать в местной прессе. На самом деле гордостью семьи была его старшая сестра: она с отличием окончила школу, в совершенстве овладела игрой на фортепьяно и забрасывала своего брата математическими задачками, которые придумывала сама. Она также считалась «одной из самых популярных девушек Гэйлорда». «Она была образцовой ученицей, и я за ней не поспевал», – признавался Шеннон. Годы спустя он высказал предположение, что, возможно, некоторая детская ревность спровоцировала его изначальный интерес к математике: заметная увлеченность его старшей сестры цифрами вдохновила и его.

В ранние школьные годы Клод тоже добивался успехов. В 1923 году в возрасте семи лет он выиграл конкурс по сочинению для третьеклассников в честь Дня благодарения. Его сочинение называлось «Бедный мальчик»:

«Жил-был бедный мальчик, который думал, что у него никогда не будет ужина в День благодарения, потому что он думал, что все его друзья забыли о нем.

Но даже если они и забыли о нем, один человек не забыл, потому что он решил сделать сюрприз для маленького мальчика ранним утром в День благодарения.

Итак, рано утром, когда он проснулся в День благодарения, он обнаружил у двери корзину с разными вкусностями. Там было так много разной вкусной еды, и он так радовался весь день и никогда не забывал этого доброго человека».

Клод играл на альтгорне и участвовал в школьных музыкальных спектаклях. Пятьдесят девять лет спустя он все еще помнил имена своих одноклассников. Вот что он написал учителю, который у него был в четвертом классе:

«Спустя полвека в памяти всплывают некоторые имена: Кенни Сиссон, Джимми Нельсон, Ричард Корк, Лайл Титер (который покончил собой), Сэм Куа, Рей Стоддард, Мэри Глазго, Джон Криске, Уиллард Томас (толстячок), Хелен Роджерс (толстушка), Кэтлин Аллен (умная девочка), Хелен Маккиннон (красивая девочка), Мэри Фитцпатрик и, конечно, Родни Хатчинс».

Он держал в руках копию черно-белого снимка четвертого класса 1924-25 гг., столь уменьшенную при копировании, что понадобилась лупа, чтобы рассмотреть лица детей и его собственное лицо восьмилетнего мальчика. Худой и застенчивый, даже в те годы; внимательный взгляд. Он также вспомнил, конечно же, из собственного опыта, что «мальчики в тех классах обычно влюблялись наивной подростковой любовью в своих симпатичных учительниц».

Вспоминая о своих годах учебы теперь уже с позиций умудренного опытом человека, Шеннон отмечал, что его интерес к математике, помимо детского соперничества, объяснялся очень просто: она легко давалась ему. «Я думаю, что человека обычно привлекает то занятие, с которым он легко справляется», – признавался Шеннон. В старших классах Клод проучился три года; он окончил школу на год раньше всех остальных детей на снимке. Но при этом он не был лучшим учеником в классе. Когда в 1932 году в местной газете назвали трех учеников – круглых отличников из его школы, Шеннона среди них не было.

Он обожал науку и не любил факты. Или, точнее, не любил те факты, которые он не мог подвести под общее правило и обобщить их. Так, например, он с трудом выносил химию. «[Она] всегда казалась мне немного скучной, – писал он своему учителю годы спустя, – слишком много изолированных фактов и слишком мало общих принципов, на мой вкус».

Его ранние таланты проявлялись и в области механики, и в точных науках. Клод мог часами конструировать руль модели самолета, или пропеллерный вал, или игрушечную лодку. Все сломанные в Гэйлорде радиоприемники, похоже, проходили через его руки. 17 апреля 1930 года тринадцатилетний Клод участвовал в слете бойскаутов и занял «первое место в конкурсе на подачу сигналов». Целью конкурса было передать сообщение по принципу азбуки Морзе ярким сигнальным флагом (красный цвет лучше всего заметен на фоне неба) на длинном шесте из орешника. И ни один скаут в округе не «говорил» так быстро и точно, как Клод.

Посредственным сигнальщикам требовались паузы, чтобы подумать. Самые лучшие, и среди них Клод, действовали, как автоматы. Движение флагом вправо означало точку, влево – тире. Аналогично принципу действия телеграфа, точки и тире создавали «разрывы» в воображаемом электрическом токе и складывались в слова. Шеннон был человеком-телеграфом.

Аналогично принципу действия телеграфа, точки и тире создавали «разрывы» в воображаемом электрическом токе и складывались в слова. Шеннон был человеком-телеграфом.

В их семье эти таланты передавались по наследству – ну, может быть, через поколение. Похоже, Клод пошел в своего деда, Дэвида Шеннона-младшего, который мог похвастаться личным патентом под номером 407,130 на ряд усовершенствований для стиральной машины, в том числе поршня и клапанов для сброса «грязи, осадка и мусора». Дэвид Шеннон умер в 1910 году, за шесть лет до рождения своего внука. Но для Клода-младшего, с его тягой к механике, наличие в семье сертифицированного изобретателя было предметом особой гордости.

И внук унаследовал дедовскую страсть мастерить. «Еще мальчиком я сконструировал много вещей с механической начинкой, – вспоминал он. – Конструкторы и электрическое оборудование, радиоприемники и все в таком роде. Я помню, что у меня была радиоуправляемая лодка». Соседка Клода Ширли Хатчинс Джидден в интервью «Отсего Херальд Таймс» высказала мнение, что Шеннон и ее брат, Родни Хатчинс, были двумя конспираторами. «Они с моим братом всегда были чем-то заняты – все их проекты были безопасными, но очень изобретательными». В другом интервью она сообщила: «Клод был мозгом, а Родни – зачинщиком». Один их эксперимент был особенным: самодельное подъемное устройство, которое двое мальчиков собрали в сарае Хатчинсов. Ширли была «подопытным кроликом», первой, кто прокатился на подъемнике. И это, несомненно, красноречиво говорит о качестве работы мальчиков (или об удаче женщины), раз она вспомнила об этой истории даже семь десятилетий спустя. Это было одним из их многочисленных хитроумных изобретений, включая вагонетку во дворе Хатчинсов и личный проволочный телеграф. «Они постоянно что-то замышляли», – вспоминала Джидден.

Совсем не удивительно, что Клод боготворил Томаса Эдисона. И все же сходство между ним и Эдисоном было не просто случайностью: у них был общий предок – Джон Огден, пуританин каменотес, который покинул родной Ланкашир (Англия) и пересек Атлантику, чтобы строить зерновые мельницы и плотины. Вместе со своим братом Огден воздвиг первую постоянную церковь на Манхэттене, в трех километрах от того места, где три века спустя его потомок Клод Шеннон заложит основы века информации.

Постройка сооружения была завершена к весне 1644 года – готическая церковь с двумя остроконечными башнями на южной оконечности острова, укрепленная стеной голландской крепости. Деревянная черепица на крыше означала, что время и дожди превратят ее в подобие дорогой синевато-серой шиферной плитки. Говорят, что Огден, который продумал все детали постройки, от фундамента до розы ветров, был сухопарым мужчиной с орлиным носом и упрямым, как кремень. Он был одним из строителей «нового мира».

«Большинство из нас, – замечал Клод, – менее требовательны, чем можно предположить, в выборе своих идолов: из несметной армии героев мы выбираем тех, кто уже напоминает нам нас самих». Возможно, именно так и случилось с Клодом и его дальним родственником Эдисоном – пусть даже Шеннон обнаружил эту связь спустя годы после отъезда из Мичигана. Счастливчики те, кто знает, что их идол принадлежит их собственной семье, а Клод был именно таким счастливчиком.