Евгений Седов - Одна формула и весь мир

• Название: Одна формула и весь мир
• Автор: Евгений Седов
• Издательство: "Знание"
• Жанр: Физика
• Год: 1982

---

Все это вытекает из описанной методики эксперимента. В самом деле, вероятность извлечения любой из букв одинакова, то есть выполняется уже знакомое нам условие:

Ра = Рб=... =Ря= 1/32

Чтобы это условие не нарушилось, мы настоятельно рекомендовали после извлечения карточки возвращать ее к коробку и тщательно снова все перемешивать.

Заметим, что вероятность извлечения пустой карточки, соответствующей интервалу между словами, также равна 1/32. Поэтому-то такими несуразно длинными получились слова нашего странного текста: каждое слово, формируемое описанным способом, состоит в среднем из 32 букв, то есть на каждые 32 наугад извлеченные буквы попадется в среднем один интервал.

В реальных текстах средняя длина слова составляет примерно 6 букв. Это значит, что в реальных текстах интервал встречается примерно в 5 раз чаще, чем в нашем эксперименте. Значит, его вероятность для реального текста составляет не 1/32, а 5/32 ≈ 1/6 ≈ 0,17.

Так же обстоит дело и с остальными буквами вероятность их появления в реальных текстах значительно отличается от 1/32 .

Для определения реальных значений вероятностей появления букв в письменных текстах фиксировали частоту появления каждой буквы на протяжении сотен и тысяч страниц.

В результате такого учета было установлено, что чаще всего в русских текстах появляется буква «О»  (ро = 0,09), а реже всего буква «Ф» (рф = 0,002) [6].

**Сравните с вероятностью появления тех же букв в описанном эксперименте: Ро = Рф =1/32 ≈ 0,03

 Чаще, чем буква «О» и другие буквы, появляются в русских текстах интервалы между словами. Их вероятность составляет ринтервала = 0,17.

Благодаря тому, что вероятности появления различных букв в реальных текстах неодинаковы, их энтропия (беспорядочность) меньше, чем в экспериментальном, искусственном тексте. Реальные тексты отличаются от энтропийного определенным порядком чередования букв.

Чтобы уяснить, как возникает порядок, попытаемся составить текст, в котором соблюдались бы реальные вероятности появления букв. Для этого нам придется вновь поместить карточки с буквами в общую коробку, но теперь понадобится не 32 карточки, а значительно больше, потому что число карточек должно быть пропорционально вероятностям появления букв (например, на две карточки с буквой «Ф», имеющей вероятность Pф = 0,002, должно приходиться 90 карточек с буквой «О», имеющей вероятность Рo = 0,09 и т. д.).

Впрочем, можно не тратить времени на приготовление множества карточек с буквами. Тот же эксперимент можно проделать без карточек, используя обычный печатный текст. Ведь в тексте каждая буква будет встречаться именно с той частотой, которая соответствует ее вероятности.

Если, закрыв глаза, наугад переворачивать страницы и указывать на букву, а затем приписывать ее к ряду ранее таким же образом отобранных букв, то вы получите новый искусственный текст, в котором частота появления букв будет соответствовать вероятности их появления в русском тексте. Действуя таким образом, Р. Л. Добрушин получил фразу, помещенную в нижеприведенной таблице под номером 2.

 

Мы намеренно расположили фразу № 2 рядом с ранее полученной искусственной фразой № 1, чтобы читатель мог наглядно убедиться, насколько возрос порядок в тексте после того, как мы учли реальные вероятности появления букв.

В чем проявляется порядок? Во-первых, исчезли из текста слова несуразно длинные. Это произошло потому, что мы учли реальную вероятность появления интервала между словами (Ринтервала = 0,17).

Во-вторых, в отличие от фразы № 1, где друг за другом следовали 5 или 6 согласных букв (ЖТЛФВНЗ и т. п.), во фразе № 2 гласные и согласные буквы чередуются более или менее равномерно, потому что учтены реальные вероятности появления и тех и других. Благодаря этому слова фразы № 2 стали более или менее «удобочитаемы», в отличие от фразы № 1, где сколько бы вы ни старались, вам не удастся произнести вслух такие сочетания букв, как БЬДЩ или ЖТЛФВНЗ.

Впрочем, и во фразе № 2 порядок не столь велик, чтобы всю эту фразу можно было «озвучить». Ну как, например, произнести стоящий в начале слова ЬУЕМЛОЛЙК-ЗБЯ мягкий знак?

По всей видимости, в нашей упорядоченной фразе № 2 еще не учтены все правила, по которым строятся реальные тексты. Чтобы сделать еще один шаг, приближающий наши искусственные фразы к фразам реальных текстов, давайте несколько усложним эксперимент. Будем учитывать вероятности не только отдельных букв, но л их сочетаний. Для этого снова раскроем наугад какую-нибудь книгу и из случайно выбранного слова выпишем четыре буквы, идущие одна за другой, например ВЕСЕ. Теперь будем скользить глазами по строчкам текста до тех пор, пока не встретим в тексте сочетание ЕСЕ (три последние буквы нашей записи ВЕСЕ). Выпишем ту букву, которая следует за сочетанием ЕСЕ (если, к примеру, встретившееся нам сочетание ЕСЕ принадлежит слову «ПЕРЕСЕЛЕНИЕ», то выпишем следующую за сочетанием ЕСЕ букву Л). Теперь записанное нами сочетание букв превратилось в ВЕСЕЛ. Снова запоминаем три последние буквы СЕЛ и ищем такое же сочетание в реальном тексте. Допустим, что такое сочетание встретилось нам в словах «присел на скамейку». В этом тексте следом за сочетанием СЕЛ следует интервал. Значит и в «конструируемом» нами тексте интервал должен следовать за сочетанием ВЕСЕЛ.

Все описанные манипуляции были проделаны с английскими текстами Шенноном и с русскими текстами Добрушиным. В результате Добрушин получил «странную фразу», помещенную в нашей таблице под № 3.

Подобную фразу может сочинить электронная машина если, подбирая сочетания букв по заданной программе она будет учитывать хранящиеся в ее памяти вероят ности различных 4־буквенных сочетаний, встречающихся в текстах различных книг. Эта «машинная речь», хотя и далека от человеческой речи, все же по некоторым формальным признакам очень напоминает обычный, осмысленный текст. По этим признакам можно даже найти во фразе № 3 составное сказуемое (ВЕСЕЛ ВРАТЬСЯ), дополнения (НЕ СУХОМ, НЕПО, КОРКО) и т. п.

Заметим, кстати, что описанная процедура составления фраз очень напоминает один из приемов каббалы. Многие прорицатели, используя случайный набор слогов из священных (или из «черных», то бишь дьявольских) книг, пытались разгадывать и истолковывать таинственный смысл полученных слов и фраз. Считалось, что таким образом они вступают в общение с духом, подсказавшим эти фразы или слова. Мы с вами не станем уподобляться прорицателям и не будем гадать, какой каббалистический смысл вкладывал дух во фразу ВЕСЕЛ ВРАТЬСЯ НЕ СУХОМ И НЕПО И КОРКО. В ней нет, разумеется, никакого тайного смысла, а есть лишь смысл вполне очевидный: ее вероятностная структура приближается к вероятностной структуре обычных осмысленных фраз.

Все полученные Добрушиным искусственные фразы сведены нами в таблицу. К ним добавлена еще одна фраза, которой мы присвоили № 4. Она выписана наугад прямо из текста и, следовательно, соответствует всем грамматическим и фонетическим правилам русского языка Теперь окинем взглядом снизу вверх всю таблицу: перед нами картина распада и деградации: буквы, которые в нижней фразе соблюдали осмысленный строгий порядок, постепенно «сбиваясь с толку», в конце концов настолько между собой перемешались, что превратились в полную абракадабру (фраза № 1).

Превращение фразы № 4 сначала во фразы № 3 и № 2, а затем во фразу № 1 — это модель перехода всякой упорядоченной системы в состояние термодинамического равновесия, то есть такого хаоса, при котором энтропия становится максимальной, а вероятности выравниваются, приближаясь к условию

р1 =р2= .. =рn= 1/n

Теперь попробуем на те же фразы посмотреть в обратном порядке, перемещая взгляд сверху вниз, от фразы № 1 к фразе № 4. Перед нами предстанет модель всех накапливающих порядок антиэнтропийных процессов Элементы системы (в рассматриваемом случае система — это текст, а элементы системы — отдельные буквы) сначала следуют друг за другом в любых сочетаниях, не соблюдая правил, не «обращая внимания» на то, какие элементы появились до них (фраза № 1). Первый проблеск порядка появился после того, как частоты появления элементов системы стали соответствовать вероятностям появления тех же элементов в структуре реальных упорядоченных систем (фраза № 2). Порядок в системе существенно увеличился после того, как стали учитываться вероятности сочетаний ее элементов, определяемые правилами образования слогов в тексте (фраза № 3).