...И мир загадочный за занавесом цифр. Цифровая связь - Попов Георгий Леонтьевич - Страница 16

Все многообразие окружающей нас информации ученые назвали "информационной сферой", или инфосферой. Удивителен и порой еще таинствен ее мир! Известно, что человек воспринимает информацию посредством органов чувств: зрения, слуха, осязания, обоняния. А как обмениваются информацией животные, рыбы, птицы, насекомые? Скажем, когда разговаривают между собой муравьи, они ударяют друг друга по усикам, причем при различных сообщениях возникают определенные ответы. Быть может, по принципу: каков вопрос — таков и ответ? Ученые выяснили, что обыкновенная сельдь обладает голосом. Правда, испускает она звуки очень тихие. Поэтому точнее будет сказать, что сельди "переговариваются шепотом".

А пчелы, например, общаются друг с другом посредством "телодвижения". Когда пчела-сборщица находит богатую добычу, она начинает свой "танец". Характер танца указывает, где искать добычу.

Многое в "информационном" поведении представителей фауны до сих пор остается загадкой для ученых. Как находят птицы дорогу при дальних перелетах? Почему они обладают способностью ориентироваться по заметным точкам (повороту реки, горам), по расположению солнца — днем, луны и звезд — ночью? Ведь у некоторых птиц сначала отлетают молодые, а затем старые особи, и молодым никто дорогу на зимовку не показывает.

Каким путем медузы задолго узнают о приближении шторма и поэтому заблаговременно стремятся уйти на глубину, спасая свою жизнь?

Каким образом пиявки "научились" довольно точно предсказывать погоду? Перед хорошей погодой они спокойно лежат на дне банки с водой или неторопливо плавают, перед сильным ветром — беспокойно снуют взад и вперед, перед дождем — висят вертикально одна возле другой, сильно высунувшись из воды, перед грозой — судорожно извиваются и присасываются к стеклу над водой или даже к стеклянной крышке банки.

Почему пауки перед заморозками начинают энергично плести паутину? Рассказывают, что этот долгосрочный прогноз использовали в 1794 г. французские войска на территории Голландии, когда голландцы затопили с помощью шлюзов поля и дороги так, что по ним было невозможно передвигаться. Поведение паука заставило французов дождаться крепких морозов и вступить по льду в голландский город Утрехт.

Продолжим нашу экскурсию по инфосфере. С появлением на Земле "гомосапиенса" (человека разумного) возникло и стало развиваться человеческое общество. Вместе с ним нарождалась и прочно занимала необжитые еще места в инфосфере новая информация — социальная.

На заре становления человеческого общества общение между людьми было весьма скудным. Воткнутая в землю ветка указывала, в каком направлении и на какое расстояние ушли люди.

Особо положенные камни предупреждали о появлении врагов. Зарубки на палках или деревьях сообщали об охотничьей добыче и пр. Существовала и примитивная передача сигналов на расстояние. Сообщения, закодированные в виде определенного числа выкриков или ударов барабана с изменяющимся ритмом, содержали ту или иную информацию.

Одному из величайших изобретений нашей цивилизации — письменности — пришлось преодолеть долгий, длиной в тысячелетия путь от первых наскальных рисунков до современных развитых языков. Сегодня человек, вооруженный такими мощными средствами общения, как письмо и речь, активно влияет на протекание информационных процессов в обществе. Ежедневно сотни миллионов людей пишут друг другу письма, посылают телеграммы, звонят по телефону. Ежедневно на нас обрушиваются потоки информации из газет, журналов, художественных, научных и популярных книг и статей, из кинофильмов, театральных спектаклей. Ежедневно на многих волнах ведутся радиопередачи, по нескольким каналам вещает телевидение.

Ежедневно мы сталкиваемся с массой деловой, производственной, экономической, статистической и другой информации.

Лавина информации! А если добавить к ней огромный объем информации, вылавливаемой из сети Internet, кажется, нет никакой возможности разобраться в этом информационном хаосе.

Информация, циркулирующая в человеческом обществе, или, как ее называют, социальная информация, в последние десятилетия стала предметом глубоких исследований ученых.

Выделяют три вида социальной информации: личную, связанную с теми или иными событиями в личной жизни людей; специальную, к которой относится деловая, производственная, экономическая, учетно-статистическая, научно-техническая и другая информация; и массовую, распространяемую через газеты, журналы, радую, телевидение, интернет и т. п.).

По мнению специалистов, 80–90 % информации человек воспринимает с помощью органов зрения, 10–20 % — органами слуха и только 1–2 %-органами осязания и обоняния. По-видимому, этими особенностями человеческого организма и объясняется тот факт, что основными формами существования всех видов информации в обществе являются: буквенные или цифровые тексты, устная речь и музыка, чертежи, рисунки и фотографии, подвижные изображения, т. е. те, которые связаны со зрительным и слуховым каналами приема информации.

Выше было рассказано, как цифровой или буквенный текст заменяется последовательностью нулей и единиц и как удается сохранить его в электронной памяти. Более того, в этот же "сухой" набор цифр 0 и 1 можно превратить и доверительную беседу с другом, и эмоциональный репортаж о футбольном матче, и волнующую музыку Бетховена, и поражающее воображение полотно Леонардо да Винчи "Джоконда". Кроме того, эта информация может быть законсервирована на долгие годы в миниатюрной микросхеме. И, что самое поразительное, при воспроизведении информации ничего не будет утрачено, и мы вновь уловим знакомые интонации в речи друга, почувствуем эмоциональное состояние комментатора футбольного матча и ощутим накал спортивной борьбы, получим наслаждение от виртуозного исполнения любимого музыкального произведения, испытаем трепет от соприкосновения с бессмертным творением художника.

Нам остается только распахнуть дверь еще в одну "лабораторию чудес"!

Заколдованный звук

Я взвесил звук.

Измерил и расчислил.

В загадку слова хитростью проник

И умное злодейство я замыслил -

Предать железу свой живой язык.

А. Журавлев

Мерный шум прибоя, протяжный гудок парохода, ласковое щебетанье птиц, оглушающий рев двигателей самолета, чарующие звуки музыки — мир вокруг нас наполнен самыми разнообразными звуками. Но самым удивительным феноменом природы является, пожалуй, звук человеческого голоса. Он может принимать самую неожиданную эмоциональную окраску. Мы ясно различаем, когда человек говорит с мрачными или веселыми интонациями в голосе. Голос бывает вкрадчивый и ехидный, ликующий и уверенный, испуганный и робкий…

Наши знаменитые оперные певцы И. Архипова, В. Атлантов, Е. Образцова способны с помощью звуков голоса выражать самые тончайшие оттенки человеческой души: пылкую страсть, глубокую скорбь, нежную любовь… Мы часто говорим: "чарующие звуки", "серебристый голос", и никто из нас не удивляется этим определениям.

Как же "переложить" живую человеческую речь на язык "бесстрастных" нулей и единиц, сохранив при этом богатое разнообразие красок человеческого голоса, всю гамму человеческих эмоций? А "цифровая" музыка? Сможет ли по-прежнему волновать слушателей "Лунная соната" Бетховена, извлеченная в цифровом виде из миниатюрной микросхемы, хотя и носящей громкое имя Большой Интегральной Схемы? Чтобы разобраться в том, можно ли "предать железу свой живой язык", нам необходимо кратко познакомиться с физикой и физиологией звука.

Проще начать с колебания струны. Вы тронули струну, она стала вибрировать и своим движением то сжимать, то разряжать окружающий воздух, или, другими словами, то повышать, то понижать его давление. Слои воздуха повышенного и пониженного давления начали разбегаться во все стороны от колеблющегося тела. Образовалась звуковая волна. Нечто похожее мы наблюдаем, когда бросаем камни в воду и смотрим на расходящиеся кругами волны. Гребни этих волн можно сравнить с областью сжатого воздуха, впадины — с областью разреженного воздуха.