О демонах
Недостатки теории Шеннона послужили причиной тому, что параллельно с теорией информации возникла и начала развиваться теория ценности информации. В настоящее время теория ценности информации имеет достаточно богатую литературу, в которой предлагаются различные подходы. Сущность их так или иначе сводится к тому, что ценность некоторого сообщения следует измерять в соответствии с тем эффектом, который достигается в результате приема этого сообщения. Идея представляется заманчивой по той простой причине, что, к примеру, на бегах возможность знать заранее, какая лошадь придет первой, явно принесла бы ощутимый эффект. Что касается нас, то упоминание о ценности информации заставляет вспомнить о демонах.
В первой беседе мы говорили, что Н. Винер считал Дж. Максвелла, и совершенно справедливо, основоположником теории автоматического управления. С тем же успехом можно считать Дж. Максвелла основоположником теории ценности информации. Размышляя о статистических свойствах газов, состоящих из отдельных молекул, Дж. Максвелл предложил такую мысленную модель. Имеется ящик, разгороженный перегородкой на две равные части. В перегородке проделаны два отверстия, снабженные заслонками, и возле каждого отверстия сидит демон.
Сначала обе половинки ящика заполнены газом, причем температура газа, а следовательно, средняя скорость его молекул в обеих половинах ящика одинакова. Дальше происходит следующее. Один демон следит за молекулами, находящимися в левой половине ящика. Каждый раз, когда он видит быструю молекулу, движущуюся в сторону отверстия, он открывает заслонку. Наоборот, перед медленной молекулой, движущейся в том же направлении, заслонка закрывается. Второй демон следит за молекулами, находящимися в правой половине, и выполняет противоположные действия, то есть пропускает через отверстие медленные молекулы и закрывает заслонку перед быстрыми молекулами.
В результате подобной деятельности в правой части ящика собираются более быстрые молекулы, то есть температура там повышается, а в левой собираются более медленные молекулы, и это приведет к понижению температуры. Тепло как бы станет перетекать от более холодного тела к более теплому, что запрещено вторым началом термодинамики. Дж. Максвелл и придумал свою модель как попытку опровергнуть универсальность второго начала.
Демоны Максвелла вызвали бурную полемику и описаны, наверное, в сотнях изданий. Мы рискнули повторить здесь рассказ о демонах, поскольку вывод, который мы собираемся сделать, несколько отличается от общепринятого. Если модель Максвелла действительно работает, то это дает возможность оценивать знание (открывая и закрывая заслонку, демон знает направление и скорость молекулы) непосредственно в единицах температуры или в единицах энергии. Это и есть не что иное, как ценность информации. Осуществимы или нет демоны Максвелла? На этот счет существует общепринятая точка зрения, которую, в частности, изложил Н. Винер в своей «Кибернетике». Поскольку мы много раз цитировали его книгу, сделаем это и сейчас.
