Шеннона, трудно представить место, которое бы лучше подходило ему, чем «Лаборатории Белла» 1940-х годов, учитывая свойственные ему многочисленные увлечения и особый стиль работы. «Я обладал свободой делать все, что хочу, практически с первых дней моей работы, – вспоминал он. – Они никогда не диктовали мне, над чем работать».
Торнтон Фрай не просто взял Шеннона на работу в «Лаборатории», он также приписал его к математической группе, которую создал сам, чтобы быть уверенным в том, что этот талант не пропадет. У Фрая были четкие представления о роли математиков в индустрии. Кто-то назвал бы его романтиком, а кто-то – еретиком. В пространном, вдумчивом размышлении, опубликованном в «Техническом журнале» «Лабораторий», Фрай начинает с того, что указывает на очевидное: несмотря на осведомленность и просвещенность преподавателей математических факультетов университетов, в то время почти отсутствовала практическая направленность подготовки тех математиков, которые стремились «конструировать вещи, а не просто обдумывать их». «Несмотря на то что Соединенные Штаты удерживают явные лидерские позиции в области чистой математики, – писал Фрай, – нет школы, которая обеспечивала бы соответствующее математическое обучение для студента, желающего применить эти знания в области промышленных технологий, а не просто культивировать знания ради знаний».
«В наше время считается само собой разумеющимся, что математик высокого уровня может найти высокооплачиваемую работу. Но так было не всегда, и, в частности, не в мире элитных математиков начала двадцатого столетия. То, что ценилось в этих кругах, не имело почти никакого приложения вне университетских стен. Славу приносили решения абстрактных проблем, а потому вся карьера человека могла строиться вокруг поиска решений таких задач, как гипотеза Римана, гипотезы Пуанкаре и Коллатца и знаменитая теорема Ферма. Это были самые величайшие математические загадки в мире. И тот факт, что десятилетиями их никто не мог решить, делал их еще более манящими. Они воспринимались убийственно серьезно, и вопрос о том, имели ли эти решения какую-либо практическую цель или применение, был второстепенным, если вообще возникал.
Славу приносили решения абстрактных проблем, а потому вся карьера человека могла строиться вокруг поиска решений таких задач, как гипотеза Римана, гипотезы Пуанкаре и Коллатца и знаменитая теорема Ферма.
Фрай, будучи сам математиком с докторской степенью, понимал это предельно ясно.
«Типичный математик, – отмечал Фрай, – не тот тип человека, который станет осуществлять промышленный проект. Он мечтатель, не особо интересующийся вещами или долларами. Он перфекционист, не желающий идти на компромисс, имеющий дело с идеальными материями, не имеющими практической ценности. Он слишком увлечен расстилающимся перед ним широким горизонтом и не может фокусировать взгляд на самом важном».
Все это делало большинство выпускников хорошо подготовленными исключительно в том, что касается решения задач, которые имели ограниченную область применения вне математического сообщества. И промышленная лаборатория, таким образом, представляла для математика почти такую же ценность, как рыба для велосипеда. Если только…
Догадка Фрая заключалась в том, что не все математики хотели писать научные работы и гоняться за должностью. Он также предположил, что правильное окружение могло бы пойти им на пользу и дать возможность поработать над практическими задачами, заинтересовав «насущными проблемами» и «конкретными разработками». Он был среди тех немногих людей, которые могли поспособствовать реализации этой идеи, превратив феномен «промышленный математик» в новую породу «изобретателя-практика».
И он претворил в жизнь свою философию в самом сердце математической группы. Он действовал просто: инженеры «Лабораторий Белла» были «удручающе несведущи в математике». Но математика, при правильном ее применении, могла помочь им решить сложные задачи в области телефонии. В то же время математическая группа служила своеобразным ситом для любого одаренного сотрудника фирмы, который был слишком необычным, чтобы поладить с другими. «Математики – странный народец. Вы и я. Это факт, – заявил Фрай своему коллеге на собеседовании. – Поэтому в отношении любого достаточно странного субъекта, с которым вы не знаете, что делать, вы говорите: “Этот парень математик. Давай передадим его Фраю”.
Математическая группа под руководством Фрая начинала как внутренняя консультационная служба: к его математикам обращались за помощью инженеры, физики, химики и другие, но они также были свободны подбирать своих собственных внутренних «клиентов». Они были всегда рядом, чтобы помочь советом или помощью. А вопросы управления и сложные вопросы практической реализации промышленных проектов можно было оставить для других. Как отмечал Генри Поллак, «наш принцип гласил, что мы сделаем что-то один раз, но не дважды».
Это давало группе широкие полномочия, гибкие даже с учетом известной всем свободной атмосферы, царившей в «Лабораториях». Один исследовательтой поры сказал: «Наша работа заключалась в том, чтобы совать свой нос в дела каждого». По словам Фрая, «не было ничего, над чем мы не имели полномочий работать, если нам это было нужно». Сам Шеннон вспоминал: «Я работал в математической исследовательской группе, деятельность которой развивалась в свободном режиме; не столько ориентировались на проекты, сколько пытались как можно быстрее осуществить свои индивидуальные исследования… И мне нравился такой подход, когда я мог работать над своими собственными проектами».
В обмен на такую независимость математическая группа активно знакомилась с тем, как работает телефонная компания. Самые первые члены группы залезали на телефонные столбы и оперировали коммутаторами. Они осваивали математику переключений и решали трудные сетевые задачи. Подобно остальным сотрудникам «Лабораторий», они обращались друг к другу исключительно по фамилии. Со временем их практический опыт в сочетании с профессиональными знаниями позволил им углубиться в математику инженерии связи. Математическая группа в конечном счете стала восприниматься как нечто выдающееся внутри индустрии, а замысел Фрая задал новый стандарт для использования математических умов в сфере крупного частного бизнеса.
Однажды летом Шеннон уже приобщился к деятельности «Лабораторий Белла». И хотя о том времени почти не сохранилось письменных свидетельств, нам известно, что из этого вышло. Работа Шеннона в этот период отражена в двух технических отчетах, причем оба они дают представление о том, как математические навыки можно использовать для развития телефонных сетей.
Первым научным трудом Шеннона стала работа под названием «Теорема цветового кодирования». В такой сложной системе, как телефонная сеть «Лабораторий Белла», вопросы выбора цвета проводов были серьезным делом. Шеннону была поставлена задача решить следующий ребус:
«Существует ряд переключателей, реле и других устройств А, В… К, которые должны быть соединены друг с другом. Соединительные провода сначала образуют кабель, причем концевые выводы, которые соотносятся с А, выходят в одной точке, а те, что с в, – в другой, и т. д.
И чтобы различать разные провода, необходимо, чтобы все провода, выходящие из кабеля в одной точке, были разного цвета. Может быть любое количество концевых выводов, соединяющих
