Размышляя над этим сном на следующее утро, он понял: «Если мой потенциометр мог управлять ручкой на самописце, то нечто подобное, при соответствующем инженерном решении, могло управлять зенитным орудием». Паркинсон озвучил свою идею старшим коллегам по «Лабораториям», те передали ее вверх по цепочке, и в итоге войска связи получили готовое решение. Прибор управления зенитным огнем Т-10, построенный спустя несколько лет, стал кульминацией сна Паркинсона. Этот проект явился итогом кропотливой работы «Лабораторий» в области связи. Создавая свой прибор, они заимствовали не только язык радио и телефонии, который был им прекрасно знаком, но и составные части этих изобретений. Позднее переименованный в М-9, этот прибор будет активным участником боевых действий: всего было произведено и доставлено на поля сражений свыше 1500 М-9. Благодаря прибору М-9, направляющему орудие, количество снарядов, которые требовались в среднем, чтобы поразить одно вражеское воздушное судно, сократилось с нескольких тысяч до сотни.
Сглаживание представляло собой процесс редактирования информации без увеличения времени расчета.
К созданию этих приборов приложили руку многие люди, в том числе Шеннон. «Думаю, что Англия была бы полностью уничтожена, если бы они не получили этих приборов», – говорил он по окончании войны. И если пилотируемые самолеты могли уйти от зенитного огня, «жужжащие бомбы и самолеты-снаряды V-1 шли по идеально прямым линиям и со сравнительно умеренной скоростью, так что их полет можно было очень хорошо спрогнозировать с помощью этих приборов наведения орудия». «Они сбивали примерно 95 % целей, еще до того, как были доставлены в Англию. И я уверен, что, если бы у них не было этих приборов, Англия проиграла бы войну», – утверждал Шеннон.
Непосредственная работа Шеннона заключалась в решении проблемы «сглаживания». Ранние аналоги приборов управления огнем могли выдавать ошибочные данные, что приводило к неравномерным движениям орудия. Сглаживание представляло собой процесс редактирования информации без увеличения времени расчета. Результат работы Шеннона, представленный в пяти технических документах, был двойным: усовершенствованная модель Т-10 и отчет по статистике сглаживания. Первый результат так никогда и не увидел свет, а второй имел ключевое значение в процессе боевых действий.
Что мог почерпнуть для себя Шеннон из всего этого? Историк Дэвид Минделл сформулировал это следующим образом: «Робота, проведенная “Лабораториями Белла” в области управления огнем, породила новое видение технологий, в результате чего можно было управлять разными видами механизмов (радарами, усилителями, электрическими двигателями, компьютерами) в аналитически схожих условиях. Эта работа проложила дорогу теории информации, системной инженерии и теории автоматического регулирования. Она обеспечила не только создание нового оружия, но и возникновение представления о сигналах и системах. С помощью идей и посредством людей это представление впиталось в инженерную культуру и стало технической и концептуальной основой информационной эпохи».
Другими словами, хоть данная исследовательская работа и принесла мгновенные дивиденды, реальным источником ценности была аналогия. Прорыв в науке, осуществленный посредством аналогии, имеет богатую историю. Говорят, что работа Галилео над созданием маятника началась в церкви в Пизе. Там он застыл, наблюдая за покачивавшимся на ветру светильником и отсчитывая его движения своим пульсом. У Ньютона, конечно же, было яблоко. Эйнштейн представлял себя бегущим наперегонки с лучом света. Если говорить о Шенноне, то возникает вопрос: не была ли работа по отслеживанию уклончивой, но предсказуемой траектории полета самолета интенсивным курсом обучения вероятностному мышлению? Если положение воздушного судна лучше всего определяется подобным способом – исходя из того, где, вероятней всего, должна была быть цель, а не где она была, – тогда какие еще цели можно наметить подобным способом?
В отчете Шеннона по этой теме, подготовленном им совместно с двумя другими исследователями, подчеркивается факт, что данная проблема – это «особый случай передачи, управления и расходования интеллекта…»: «Вводные данные… представляют собой цепочки последовательностей во времени, подобные сводкам погоды, биржевым курсам, статистическим отчетам и прочему». Эта мысль предвосхитила ключевое понятие более поздней работы Шеннона: источники «интеллекта» – будучи столь разными, как, например, траектория полета снаряда, выводимые данные биржевого телеграфного аппарата, электрические импульсы телеграфной линии и «команды» клеточного ядра, – оказывается, имели нечто общее.
Но все эти идеи еще предстояло обдумать в будущем. В тот момент главное заключалось в том, что работа Шеннона, осуществленная им для Национального исследовательского комитета по вопросам обороны, впечатлила высшие инстанции. «Он проделал для нас потрясающую работу», – отмечал впоследствии Уивер. Фрай, который впервые наблюдал Шеннона в работе летом 1940 года, теперь имел более чем достаточное подтверждение его способностей. И уже совсем скоро ему предложили работать в «Лабораториях» в качестве математика-исследователя на постоянной основе.
Шеннон, вероятно, воспринял это предложение с облегчением – не только в профессиональном плане, но и в личном. Рассказы того времени дают нам представление о человеке, находящемся на грани – и это понятно. Ожидание начала войны и переживания по поводу его рухнувшего брака подкосили Шеннона. «Какое-то время казалось, что он на грани нервного срыва, – вспоминал Уивер. – Именно Торнтон Фрай в первую очередь заслуживает похвалы за то, что вытащил его из этого состояния и предложил ему работу в “Лабораториях”. Все остальное – уже история».
10. Шестидневная рабочая неделя
Это война не было войной ученых, в ней участвовали все. Ученые, забыв о своем привычном профессиональном соперничестве, как того требовал здравый смысл, щедро делились своими знаниями и опытом и в то же время многому учились.
Головное отделение «Лабораторий Белла», располагавшееся в Вест-Виллидж на Манхэттене, представляло собой научную сборную солянку: химические лаборатории, обширные производственные помещения и «лабиринт из отдельных испытательных лабораторий для телефонов, кабелей, переключателей, проводов, катушек индуктивности и почти бесчисленного набора других важных предметов». Теперь в работе были новые оборонные проекты, и сотни новых лиц проходили здесь потоком, в том числе люди в военной форме. Даже несмотря на то, что несколько сотен сотрудников «Лабораторий Белла» отправились на действительную военную службу накануне нападения на Перл-Харбор, штат компании был раздут до предела: всего за несколько лет число сотрудников выросло с 4600 до 9000 человек. Было запущено свыше 1000 исследовательских проектов, каждый представлял собой маленькую деталь огромной военной машины. Темп работы ускорялся соответственно. «Шестидневная рабочая неделя стала нормой», – пишет Гертнер.
Было запущено свыше 1000 исследовательских проектов – каждый представлял собой маленькую деталь огромной военной машины.
«Лаборатории Белла» были не единственными, кто ощущал дыхание войны. Противостояние по ту сторону океана ставило новые задачи для научной элиты страны и многих научных учреждений. Как объяснял Фред Каплан, вспоминая существование науки в годы войны, «это была война, в которой таланты ученых использовались в беспрецедентном, непомерном масштабе». Стоял ряд вопросов, требовавших скорейшего решения. А ученые обладали тем уникальным набором знаний и умений, что требовался для осуществления подобных задач. Каплан перечислил лишь несколько:
«Сколько тонн взрывчатого вещества должна содержать бомба, чтобы нанести определенный объем повреждений определенным видам целей? В каком боевом порядке должны летать бомбардировщики? Должно ли воздушное судно быть максимально оснащено боевыми орудиями или же его следует лишить всякой защиты, чтобы сделать легче и маневреннее? Сколько зенитных орудий следует расставить вокруг стратегической цели? Если говорить коротко, как именно следует применять эти новые орудия, чтобы добиться максимального эффекта?»
Целое поколение физиков и математиков выросло на подобных задачах.
Один из самых вдумчивых анализов математических свершений военной эпохи представил Д. Баркли Россер, профессор Висконсинского университета, опросивший примерно 200 математиков, которые, как и он, трудились на оборону страны. Россер отмечал, что математики играли роль катализаторов, ускоряющих исследовательский процесс и разработку новых технологий, которые в противном случае были бы получены опытным путем и не скоро.
«Отношение большинства ученых, вынужденных решать поставленные перед ними задачи, было таковым, что, даже если данная задача не была чисто математической, но при этом требовалось какое-то решение в максимально сжатые сроки, они брались за нее… В отсутствии компетентного специалиста, способного дать ответ на вопрос посредством математики, человек, перед которым стояла эта задача, вынужден был бы прибегнуть к методу проб и ошибок. А это могло бы обойтись очень дорого, да к тому же отнять массу времени. Все мечтали о том, чтобы война побыстрее закончилась.
И хотя математики воротили нос от большинства задачкоторые им ставили, они не подавали виду и с энтузиазмом работали над их решением».
И поэтому сотни блестящих математических умов мира откладывали свои исследования в сторону, наступали на горло собственной гордости и собирались в научных форпостах в Лос-Аламосе, Блетчли-парке, Тукседо-парке и в «Лабораториях Белла» – там, где военные контракты познакомили вчерашнего выпускника Клода Шеннона с новейшими военными технологиями и достижениями научной мысли.
Если говорить о таких людях, как Вэнивар Буш, Джеймс Конант, Джон фон Нейман, Д. Роберт Оппенгеймер и других, то война лишь сняла завесу с их деятельности. Их приглашали на военные консилиумы, с ними советовались президенты; для решения задач, которые перед ними ставились, им доверяли миллионы долларов вместе с людьми и материальными ресурсами. Многие из этих людей уже успели зарекомендовать себя в мире науки и инженерного дела, но в военное время их работа получила также широкое общественное признание.