Хаос. Создание новой науки - Джеймс Глик

«Игра хаоса». Каждая новая точка ложится случайным образом, но постепенно вырисовывается изображение папоротника. Вся необходимая информация закодирована в нескольких простых правилах.

«Если рисунок достаточно сложен, правила также будут непростыми, – пояснял Барнсли. – С другой стороны, если объект содержит в себе скрытый фрактальный порядок – а основное наблюдение Бенуа заключается в том, что множество явлений в природе обладают им, – тогда с помощью нескольких правил его можно расшифровать. В данном случае модель окажется более занимательной, чем та, что создана при помощи евклидовой геометрии. Ведь известно, что, взглянув на краешек листа, мы не увидим прямых линий»[309]. Его первый папоротник, созданный на небольшом персональном компьютере, точно соответствовал изображению в книге, хранимой ученым с детских лет. «Этот образ ошеломлял своей достоверностью. Любой биолог без труда идентифицирует его».

Барнсли с удовлетворением констатировал, что в некотором смысле природа играет в «игру хаоса», только на свой лад. «Огромного количества информации, которую несет в себе спора, хватает для кодирования лишь одного вида папоротника, – замечал ученый. – Таким образом, существует предел преобразованиям, с помощью которых может расти папоротник. Неудивительно, что нам удается отыскать равноценную краткую информацию для описания папоротников. Было бы странно, если бы дела обстояли иначе».

Но являлась ли случайность необходимой? Хаббард, также размышлявший о параллелях между множеством Мандельброта и биологическим кодированием информации, выходил из себя при одном лишь упоминании о том, что такие процессы зависимы от вероятности. «Во множестве Мандельброта нет ничего случайного, – возражал он, – как нет ничего случайного ни в одном из явлений, которые я исследую. Не думаю также, что возможность случайности имеет прямое отношение к биологии, где любая случайность и хаотичность равносильны смерти. Все здесь в высшей степени структурированно. Исследуя вегетативное размножение растений, вы видите, что порядок, в котором распускаются листья на ветках, всегда один и тот же. Множество Мандельброта подчиняется необычайно точной схеме, не оставляя места случаю. Я подозреваю, что, когда кто-нибудь наконец выяснит, как устроен мозг, ко всеобщему изумлению обнаружится, что существует непостижимо четкая схема для конструирования этого органа. Сама же идея случайности в биологии весьма призрачна»[310].

Впрочем, метод Барнсли отводит случайности скромную роль инструмента. Использование его дает детерминистские и предсказуемые результаты. Наблюдая за вспыхивающими на экране точками, невозможно догадаться, где появится cледующая, – это зависит от того, как ляжет «монетка» внутри компьютера. И все же почему-то мерцание всегда остается внутри границ, очерчивающих нужную фигуру на дисплее. В этом отношении назначение случайности обманчиво. «Она отвлекает внимание, – разъяснял Барнсли. – Случайность важна для получения изображения некоторой инвариантной меры, существующей на фрактальном объекте. Сам же объект не зависит от случайности. Со стопроцентной вероятностью мы снова и снова рисуем то же изображение. С помощью вероятностного алгоритма мы тестируем фрактальный объект и получаем о нем много глубоких сведений. Нечто подобное происходит, когда мы, войдя в незнакомую комнату, в определенном порядке, который также стоит признать случайным, перескакиваем взглядом с предмета на предмет и получаем достаточное представление об этой комнате. Она такова, какова она есть. Объект существует невзирая на то, что нам приходится предпринимать»[311]. Точно так же существует и множество Мандельброта. Оно существовало еще до того, как Пайтген и Рихтер придали ему художественную форму, до того, как Хаббард и Дуади постигли его математическую суть, и даже до того, как сам Мандельброт открыл его. Оно появилось, когда наука создала подходящий контекст – набор комплексных чисел и понятие итерированных функций, – а потом просто ждало своего часа. Или, возможно, оно возникло даже раньше, когда природа начала организовывать саму себя посредством простых физических законов, повторяемых с бесконечным терпением, всюду одинаковых.

Санта-Круз и шестидесятые. Аналоговый компьютер. Было ли это наукой? “Мы все смотрели вдаль”. Измерение непредсказуемости. Теория информации. От микромасштабов к макромасштабам. Подтекающий кран. Аудиовизуальные преимущества. Конец эпохи.

В городке Санта-Круз, лежащем в часе езды к югу от Сан-Франциско, расположен один из самых молодых кампусов Калифорнийского университета, похожий на иллюстрацию к сборнику волшебных сказок[312]. Некоторые говорят даже, что он выглядит скорее как национальный парк, чем как учебное заведение. Согласно духу времени, архитекторы постарались сохранить каждое имеющееся на территории дерево. Здания, соединенные узкими тропинками, уютно укрываются в тени секвой. Кампус выстроен на вершине холма, так что время от времени его обитателям выпадает случай полюбоваться заливом Монтерей, искрящимся на солнце. Открывшись в 1966 году, отделение Калифорнийского университета в Санта-Крузе за несколько лет стало одним из самых престижных кампусов во всем штате. Студенты связывали его с именами многих идолов интеллектуального авангарда: здесь читали лекции Норман Оливер Браун, Грегори Бейтсон, Герберт Маркузе и выступал музыкант Том Лерер. Созданные с нуля факультеты оставляли противоречивое впечатление, и физический не являлся исключением; там трудилось около пятнадцати ученых, энергичных и в основном молодых, ставших своими в разношерстной среде блестящих нонконформистов, которых привлекал Санта-Круз. Физики находились под влиянием идеологии свободомыслия, но, поглядывая на юг, в сторону Калифорнийского технологического института, понимали, что им необходимо задать высокие исследовательские стандарты, доказав тем самым серьезность своих намерений.

Одним из аспирантов, в чьей серьезности никто не сомневался, был Роберт Стетсон Шоу, уроженец Бостона и выпускник Гарварда, старший из шести детей в семье доктора и медсестры. По возрасту он превосходил большинство однокурсников: в 1977 году ему исполнился тридцать один год. Учеба Шоу в Гарварде несколько раз прерывалась из-за службы в армии, жизни в общине и других неожиданных поворотов судьбы, происходивших между этими событиями. Роберт не знал, что привело его в Санта-Круз[313]. Он никогда не видел кампус – только буклет с изображением секвой и рассказом о новых течениях в философии образования. Шоу обладал тихим, даже робким нравом. Будучи способным исследователем, он почти закончил свою диссертацию, посвященную сверхпроводимости. До полного завершения работы осталось лишь несколько месяцев, и никому не было особого дела до того, что он впустую тратил время, играя с аналоговым компьютером на нижнем этаже физического факультета.