Хаос. Создание новой науки - Джеймс Глик

Весьма ценная в техническом плане для начала компьютерной эры, теория информации Шеннона мало что привнесла в философию. Удивительным образом та часть теории, которая привлекла внимание специалистов других областей, может быть выражена одним-единственным термином – энтропия. Как объяснял Уоррен Уивер в классическом изложении теории информации, «человек, впервые сталкивающийся с понятием энтропии в теории коммуникаций, вправе ощутить волнение, он вправе заключить, что встретил нечто основополагающее, важное»[328]. Концепция энтропии восходит к термодинамике: на ней основан второй закон термодинамики, гласящий, что Вселенная и каждая изолированная система в ней неизбежно стремится к нарастанию беспорядка. Разделите бассейн на две части, поставив между ними перегородку. Наполните одну часть водой, а другую – чернилами. Дождитесь, пока поверхность успокоится, а затем уберите перегородку. Вы увидите, что лишь посредством случайного перемещения молекул вода и чернила со временем перемешаются. Этот процесс никогда не повернется вспять, сколько ни жди – хоть до конца света. Именно поэтому часто считается, что второй закон термодинамики – это тот физический принцип, который уподобил время одностороннему уличному движению. Энтропия – наименование того свойства систем, которое увеличивается согласно второму закону: перемешивания, беспорядочности, случайности. Это понятие легче постичь интуитивно, не пытаясь измерить его в реальной жизни. Как с достаточной степенью достоверности можно оценить, насколько хорошо перемешались два вещества? Можно взять случайный набор молекул смеси и пересчитать молекулы каждого из этих веществ в нем; но какой вывод вы сделаете, если получите результат «да – нет – да – нет – да – нет – да – нет»[329]? Вряд ли вы скажете, что энтропия большая. Другой способ заключается в подсчете только четных молекул; но что, если получится последовательность «да – нет – нет – да – да – нет – нет – да»? Порядок проявляется таким образом, что делает бесполезным любой алгоритм подсчета. Дополнительную сложность в теорию информации добавляют проблемы смысла и представления. Последовательности вроде такой: οι оюо оюо оою ш ою и оо ооо оою ш ою il оюо о ооо ооо… – могут показаться упорядоченными только наблюдателям, знакомым с азбукой Морзе и творчеством Шекспира. И как тогда быть с топологически замысловатыми узорами странного аттрактора?

Роберт Шоу узрел в аттракторах движущую силу информации. Согласно его первоначальной и главнейшей концепции, хаос указывает естественный путь возврата к физическим наукам в обновленной форме, к тем идеям, которые теория информации почерпнула из термодинамики. Странные аттракторы, соединяющие порядок и беспорядочность, открыли новую перспективу в вопросе измерения энтропии систем. Они являются эффективными «перемешивателями», что создают непредсказуемость и таким образом повышают энтропию. По представлениям Шоу, они порождают информацию там, где ее ранее не существовало.

Однажды Норман Паккард, читая журнал Scientific American, наткнулся на сообщение о конкурсе эссе, объявленном Луи Жако[330]. Стоило подумать об участии: Жако, французский финансист, выдвинувший собственную теорию относительно структуры Вселенной, галактик внутри галактик, обещал победителю солидный приз. Для участия в конкурсе принимались любые очерки, так или иначе касающиеся предмета интересов самого Жако. («Они получат груды писем от всяких чудаков», – предрекал Фармер.) Состав жюри впечатлял: туда входили светила французской науки. Впечатлял и денежный приз. Паккард показал объявление Шоу. Работу нужно было представить на конкурс не позднее 1 января 1978 года.

К этому времени члены группы регулярно встречались в большом старом доме неподалеку от побережья. Они притащили туда мебель с блошиного рынка и компьютерное оборудование, применявшееся в основном для работы над теорией рулетки. Шоу держал там пианино, на котором наигрывал мелодии эпохи барокко или просто импровизации на классические и современные темы. Встречаясь у побережья, физики выработали собственный стиль исследований: процедуру оценки идей, просеивания их сквозь сито целесообразности, штудирования литературы и написания своих работ. В конечном счете молодые люди научились довольно эффективной совместной работе над статьями для научных журналов. Впрочем, первая статья была подписана именем Шоу – одна из немногих, которые он напишет, – и он работал над ней в одиночку, что было довольно характерно. И что не менее характерно, он опоздал.

В декабре 1977 года Шоу отправился на первый семинар, посвященный хаосу и проходивший в Нью-Йоркской академии наук[331]. Профессор, руководивший работой Шоу, когда тот еще писал диссертацию по сверхпроводимости, оплатил ему проезд, и Роберт, не смущаясь отсутствием приглашения, прибыл вживую послушать доклады ученых, которых знал только по публикациям. Давид Рюэль, Роберт Мэй, Джеймс Йорк – молодому физику эти люди внушали благоговейный трепет. Как, впрочем, и плата за номер в отеле «Барбизон» – целых тридцать пять долларов! Астрономическая для него сумма. Слушая доклады, он мучился противоречивыми чувствами. С одной стороны, было ясно, что, сам того не ведая, он двигался по уже детально изученной территории, а с другой – что-то подсказывало Шоу: он способен вынести на обсуждение новую важную идею. Он привез незаконченный вариант своей статьи о теории информации, написанный от руки и подколотый в скоросшиватель черновик. Попытки найти пишущую машинку – сначала в гостинице, а затем в местных ремонтных мастерских – успеха не имели. Шоу был вынужден увезти работу назад. Уже потом, когда друзья начали расспрашивать о деталях поездки, он поведал, что кульминацией встречи стал ужин в честь Эдварда Лоренца, который наконец удостоился всеобщего признания, столь долго обходившего его стороной. Когда знаменитый ученый вошел в комнату, робко держа под руку жену, все присутствующие, встав со своих мест, приветствовали его аплодисментами[332]. Шоу был поражен тем, насколько перепуганным при этом выглядел виновник торжества.

Несколькими неделями позже, во время поездки в штат Мэн, где у его родителей был дачный домик, Шоу все-таки отправил статью на конкурс Жако[333]. Новогодние праздники уже миновали, но начальник местной почты великодушно проставил на конверте более раннюю дату. Очерк – смесь эзотерической математики и умозрительной философии, которую иллюстрировали похожие на кадры мультфильмов рисунки Криса Шоу, брата Роберта, – был удостоен похвального отзыва. Шоу получил достаточную сумму наличными, чтобы оплатить путешествие в Париж, где он мог получить награду. Достижение было скромным, но пришлось очень кстати, поскольку отношения группы динамических систем с факультетом становились все более натянутыми. Молодые ученые отчаянно нуждались в любых проявлениях доверия извне, какие только могли снискать. Фармер забросил свою астрофизику, Паккард покинул нивы статистической механики, а Крачфилд все еще не был готов к тому, чтобы сделаться аспирантом. На факультете чувствовали, что ситуация выходит из-под контроля.