Информацию люди передают не только в пространстве, но и во времени. Как они это осуществляют и в каком из двух возможных направлений?

Как обстоит дело с переносом информации во времени? Можно ли ее "туда-сюда" двигать по этой координате? Человечество живет не только в пространстве, но и во времени. Следовательно" для связи времен есть острая потребность передавать различные сведения и во времени.

Каждый из нас ежедневно занимается передачей информации во времени, но только в одном направлении: из настоящего в будущее. В самом деле, вы записали в книжку телефон приятеля, тем самым начали передавать его в будущее. Эта передача будет длиться, пока будет существовать записная книжка. Газета, сообщающая свежие новости сегодня, становится передатчиком этих сведений в будущее. Если, скажем, человек 2000 года захочет вернуться в прошлое и узнать, что творилось на планете сегодня, когда пишутся эти строки, то он в библиотеке все узнает.

Войдя в лифт, вы нажимаете кнопку своего этажа. Лифт трогается; в его памяти хранится номер этажа, и она даст команду лифту остановиться там, где надо. Далее эта информация не нужна, и она тут же стирается.

Следовательно, зафиксировав или запомнив тем или иным способом информацию, мы делаем ее достоянием близкого или далекого будущего, в зависимости от типа запоминающего устройства.

А нельзя ли заставить информацию из будущего прийти в настоящее? Узнать, например, как будет жить человечество в том же 2000 году?

Иногда прогнозистов и футурологов называют добытчиками информации - из будущего. Они действуют по известному правилу: изучают тенденции развития человечества за истекшие десятки, сотни, а иногда и тысячи лет и пытаются их продолжить в будущее. Такие прогнозы делались в прошлом и делаются сейчас. И надо честно признаться, что жизнь иногда опрокидывает эти предсказания.

Есть еще одна возможность заглянуть в будущее. Но решившийся на это смельчак должен, во-первых, навсегда проститься с друзьями и родственниками и со всей земной цивилизацией своего времени. Во-вторых, оседлать космический корабль и, полетав на нем со скоростью, близкой к световой, вернуться на Землю. Как показал А. Эйнштейн, бег времени замедляется с увеличением скорости движения. Поэтому на корабле оно будет течь черепашьими темпами, биологические процессы в организме смельчака замедлятся, а земляне с той же скоростью будут "лететь" в свое прекрасное будущее. В зависимости от скорости полета и его длительности смельчак по возвращении может увидеть планету, прожившую уже сотни и тысячи лет! Пока таких "световых" кораблей нет. Но нет сомнений в том, что они будут.

Таким образом, пока реальной остается только передача информации из прошлого и настоящего в будущее.

Первым запоминающим устройством, или первым таким передатчиком, был, конечно, мозг животных, возникший в процессе многих миллионов лет эволюции. Выживал и побеждал тот, кто лучше помнил места добычи пищи, опасности, хорошие укрытия, водопои.

Человек, вырвавшись из царства животных благодаря труду, стал быстро совершенствовать свой мозг, свою память. Какую же информацию может вместить мозг современного человека?

Так как теория пока не в состоянии точно определить объем человеческой памяти, то имеются только приблизительные оценки этой величины. Будем измерять количество информации универсальной единицей, называемой битом. Подробно эту меру мы разберем в следующей главе. А сейчас для ориентировки отметим, что буквы и слова легко пересчитать в биты: одна буква русского алфавита содержит округленно 5 бит, значит, слово из шести букв - 30 бит.

Оценки различных ученых емкости нашей памяти колеблются в широких пределах - от 10⁶ до 10²¹ бит. Истина, по-видимому, лежит где-то около 10¹² - 10¹⁵ бит. Много это или мало?

Для ответа приведем одно число - информация, содержащаяся во всем книжном фонде публичной библиотеки имени В. И. Ленина, составляет величину порядка 1013 бит. Использует ли человек все резервы своей памяти?

К сожалению, нет. Дело в том, что скорость восприятия человеком информации, или, на языке ЭВМ, скорость ввода информации, не превышает 25 бит в секунду, то есть приблизительно одного слова в секунду. Представим себе индивидуума, который решил получить максимум информации. В течение 70 лет он ежедневно стал вбирать различные сведения со скоростью 25 бит в секунду по десяти часов в сутки без выходных. Такой ненасытный потребитель информации воспримет за жизнь не более 3 · 10⁹ бит. То есть он загрузит свой мозг не более одной тысячной его возможности, если принять емкость памяти 10¹², и не более одной миллионной, если 10¹⁵ бит. Возникает вопрос: зачем эволюция заложила такие колоссальные резервы человеческой памяти, такую огромную ее избыточность?

Пока ответа на этот вопрос нет.

Несмотря на великое совершенство человеческой памяти, она имеет и недостатки. Главным из них является то, что весь накопленный человеком опыт, вся информация, хранимая в его памяти, не передается биологическим путем его потомству, а бесследно разрушается вместе с разрушением клеток головного мозга.

Другой недостаток тот, что не всегда удается в нужный момент воспроизвести и использовать ранее запомненную информацию. Наблюдается частичное или полное забывание ее, хотя позже при некоторых условиях она может быть воспроизведена.

Для преодоления этих недостатков уже далекие наши предки пользовались простейшими запоминающими устройствами - надламывали ветки, складывали камни, делали на деревьях зарубки.

Но борьба за существование заставляла находить более совершенные способы запоминания информации. Индейцы использовали для этого разноцветные раковины; инки - узловое письмо - кипу: каждая кипу состояла из длинного основного шнура, к которому прикреплялись другие шнуры с различными узлами и бахромой разного цвета.

Появились петроглифы - высеченные на камне знаки и изображения фигур, дошедшие до наших дней. Это были первые прообразы графического способа хранения передачи информации.

В четвертом тысячелетии до нашей эры появились древнеегипетские письмена, составленные из изобразительно-образных знаков - иероглифов. Они обозначали целые понятия, отдельные слоги слов.

Революция в развитии письма, как способа фиксации речи, позволившего передавать ее на расстояние и закреплять во времени, связана с появлением и развитием буквенно-звукового (алфавитного) письма. Материальный носитель письма менялся: были глиняные плитки, потом кожа, папирус, пергамент, береста и, наконец, бумага.

Следующим не менее революционным шагом было изобретение книгопечатания. Человечество получило возможность надежно накапливать свой опыт и передавать его от поколения к поколению. Это было куда надежней, чем устные предания, песни и легенды.

На помощь книгам пришла фотография, а затем и кино.

Когда смотришь документальный звуковой цветной стереофильм, кажется, сам охотишься на тигров и зимуешь в Антарктике...

А изобретатели идут дальше: они мечтают донести до зрителя благоухание цветов и трав, запахи напитков и кушаний. Уже высказывалась идея - установить перед киноэкраном десяток сосудов с разными пахучими жидкостями и автоматически распылять пульверизаторами в зале те из них, которые сочетаются с сюжетом фильма.

Позже были изобретены устройства для записи и воспроизведения звуков. По мере развития техники они совершенствовались.

Вначале был простенький фонограф. Его сменил величественный с трубным голосом граммофон - мечта наших прабабушек и прадедушек.

Граммофон уступил место патефону, который получил гораздо более широкое распространение, чем его предшественник, и имел много модификаций.

Но и он оказался бессильным в состязании с современным звукозаписывающим и воспроизводящим аппаратом - магнитофоном.

Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) потребовало разработки принципиально новых запоминающих устройств.

Чтобы, выполнять расчеты, машина должна очень многое помнить: и правила выполнения операций, и входные данные, и промежуточные результаты, и необходимые константы, и т. д.

Устройства, способные хранить всю эту информацию, различны: бумажные перфокарты, электромагнитные реле, электроламповые реле (триггеры), линии задержки из катушек и конденсаторов, ртутные линии задержки, электронные трубки с большим послесвечением, магнитофоны.

Однако все они были громоздки, медлительны и ненадежны.

Для цифровых, или дискретных, ЭВМ, а они являются наиболее перспективными, была найдена запоминающая элементарная ячейка, состоящая из миниатюрного ферритового сердечника и нескольких витков проволоки на нем. Такой сердечник, обладающий прямоугольной петлей гистерезиса, может находиться только в одном из двух состояний намагничивания, и импульс, проходящий по виткам, легко переводит сердечник из одного состояния в другое. Так как в ЭВМ используется обычно двоичная система счисления, то одному состоянию сердечника присваивается цифра 1, а другому 0.

Емкость памяти на ферритовых сердечниках у некоторых ЭВМ достигает десятков миллионов бит, при скорости ввода их менее миллионной доли секунды.

Запоминающие устройства находят последние десятилетия широкое применение в системах связи. Оказалось, что для максимальной защиты приемника от помех приемник должен иметь свою память. Он должен помнить целую серию принятых посылок и, производя с ними некоторые математические операции, определять наиболее вероятное значение принятых сигналов.

При этом в памяти приемника должны быть записаны те основные "кирпичики", из которых на передаче набирают сообщение. В случае двоичных сигналов приемнику нужно помнить образец сигнала, которым передается 1, и образец сигнала для передачи 0. При поступлении на вход приемника из антенны некоего искаженного помехами сигнала надо установить, на какой из двух "портретов" (1 и 0) он больше похож, Делает это, конечно, не оператор, а схема, применяя определенные математические правила.

Наименьшие ошибки на выходе приемника будут тогда, когда искаженному сигналу будет присваиваться значение "портрета", на который он больше похож.

Есть методы передачи (их называют относительными), когда "портретом", с которым надо сравнивать сигнал, является предыдущая посылка. Это требует введения кратковременной памяти в приемник ровно на длительность одной посылки.