Креативный вид. Как стремление к творчеству меняет мир - [23]
В процессе дезинтеграции, после того как целое было разложено на части, некоторые из частей можно просто опустить. Для инсталляции «Облака Супер Марио» художник Кори Аркангел взял за основу графику компьютерной игры Super Mario Brothers и удалил все элементы, кроме облаков. Затем он сделал проекцию на большие экраны. Посетители наблюдали, как мимо них мирно проплывают на экране величественные нарисованные облака.
Прием мышления, когда одни элементы исключаются, а другие сохраняются, часто ведет к появлению технических инноваций.
В конце XIX века фермеры получили возможность заменить лошадей паровым двигателем. К сожалению, с первыми тракторами не все пошло гладко: фактически эти агрегаты годились только для твердых дорог, они были настолько тяжелыми, что трамбовали почву и уничтожали посевы. Несколько помог переход на двигатель внутреннего сгорания, но сами тракторы по-прежнему оставались громоздкими и трудноуправляемыми.
Трактор с паровым двигателем XIX в.
Механическая вспашка могла так и не стать реальностью. Но затем Гарри Фергюсон предложил идею: убрать раму и корпус и установить сиденье прямо над двигателем. Его модель «Черный трактор» отличалась скромным весом и эффективностью. Благодаря сохранению одних частей конструкции и исключению других зародилось современное тракторостроение[57].
Почти сто лет спустя стратегия разложения целого на составляющие и исключения некоторых из них изменила область обмена музыкой. В 1982 году немецкий профессор предпринял попытку запатентовать систему предоставления музыкальных треков по запросу, когда пользователи могли бы заказывать композиции по телефонным линиям. Из-за большого размера аудиофайлов изобретение сочли невозможным, и немецкое патентное ведомство отказалось его одобрить. Профессор предложил аспиранту по имени Карлхайнц Бранденбург заняться проблемой сжатия данных[58]. Первые схемы сжатия применялись к речи, но их недостатком было то, что они воспринимали все типы файлов как одинаковые. Бранденбург разработал адаптивную модель, которая гибко реагировала на источник звука. Это позволило ему создать схемы сжатия, соответствующие особенностям слухового восприятия человека. Бранденбург знал, что слух выборочен: например, громкие звуки маскируют более слабые, низкочастотные маскируют высокочастотные. Благодаря этому он мог исключить или уменьшить число «неслышимых» частот без особой потери качества. Больше всего хлопот Бранденбургу доставила песня Сюзанны Веги Tom’s Diner: потребовалось несколько сотен попыток, чтобы запись передавала все нюансы звучания голоса певицы. Через несколько лет упорной работы Бранденбургу с коллегами наконец удалось найти оптимальный баланс между минимальным размером файла и точностью воспроизведения. При качестве, приемлемом для человеческого уха, размер аудиофайлов сократился на 90 %.
Поначалу Бранденбург сомневался, имеет ли разработка практическую ценность. Но всего через несколько лет началась эпоха цифровой музыки, и компрессия стала необходимой, чтобы поместить как можно больше треков в iPod. Работая с акустическими данными и гибко исключая «неслышимые» частоты, Бранденбург с коллегами разработали схему МР3-сжатия, которая применяется к большей части музыки в сети. Спустя еще несколько лет термин «МР3» обогнал по числу поисковых запросов в интернете слово «секс»[59].
Часто оказывается, что нам требуется гораздо меньше информации, чем мы думаем. С этим столкнулись Мануэла Велозо из Университета Карнеги — Меллон и ее команда при разработке CoBot — робота-помощника, который выполняет мелкие поручения, связанные с активными передвижениями по коридорам здания. Робота снабдили датчиками для трехмерного обзора пространства перед собой. Однако встроенные процессоры не справлялись с обработкой такого объема данных в режиме реального времени, и CoBot часто зависал. Д-р Велозо и ее коллеги поняли, что роботу нет необходимости анализировать все лежащее перед ним пространство, чтобы определить препятствие: ему нужны только три точки на плоскости. Хотя датчики фиксируют большой объем информации, алгоритм обрабатывает лишь малую часть, при этом задействовано менее 10 % вычислительных возможностей компьютера. Когда алгоритм определяет, что три точки находятся в одной плоскости, CoBot знает, что перед ним препятствие. Аналогично тому, как МР3-сжатие использует тот факт, что мозг человека обращает внимание не на все, что слышит, роботу нет необходимости «видеть» все, что фиксируют его датчики. Он видит лишь набросок, но этого достаточно, чтобы избегать препятствия. В открытом пространстве CoBot беспомощен, но его ограниченный обзор идеально адаптирован для помещения. Бесстрашный робот сопроводил не одну сотню посетителей в офис доктора Велозо — и всё благодаря стратегии разделения целого на части.
Стратегия дезинтеграции и исключения частей привела к появлению новых способов исследования головного мозга. Нейробиологи, изучающие ткани мозга, давно столкнулись со сложностью: мозг содержит сети связей между нейронами, спрятанные настолько глубоко, что их невозможно увидеть. Обычно ученые решали эту проблему, разрезая мозг на очень тонкие сегменты — одна из форм дезинтеграции, — а затем восстанавливая изображение каждого сегмента и кропотливо собирая их все в полноценную цифровую модель мозга. Поскольку огромное число нервных соединений разрушается в процессе разрезания на сегменты, компьютерную модель, к сожалению, можно считать лишь приблизительной.
