Ритм вселенной. Как из хаоса возникает порядок - Стивен Строгац

Никому до сих пор не удалось найти правило, которое срабатывало бы каждый раз. Мировой рекорд поставило правило, которое позволяло получить правильный результат примерно в 82 % случаев – то есть оно правильно классифицировало примерно 82 % всех исходных условий как «большинство лампочек включено» или «большинство лампочек выключено», уложившись в заданное время. Первое правило, которое могло бы показаться вам подходящим для проверки – «правило большинства», согласно которому каждая лампочка подражает тому, что делает большинство ее соседей, – совершенно неработоспособно. Сеть замыкается в неком «полосатом» состоянии, в котором блоки включенных смежных лампочек перемежаются с блоками выключенных лампочек. Такой результат совершенно неприемлем для нас, как неприемлемо жюри суда присяжных, которое неспособно вынести вердикт по причине разделения мнений. Предполагается, что такая сеть должна сойтись к единодушному вердикту, когда все лампочки либо включены, либо выключены.

Мы с Дунканом предположили, что сеть тесного мира, составленная из лампочек[249], должна решить эту задачу более эффективно, чем первоначальная кольцевая структура. Превращение небольшого числа связей в произвольные «перемычки» должно предоставить возможность удаленным лампочкам быстрее общаться между собой, что, вероятно, предотвратит застревание в «полосатом» состоянии. Мы изучили действие «правила большинства» в кольцевых сетях с разными объемами произвольной переустановки связей. Как и ожидалось, когда объем произвольной переустановки связей был очень незначительным, «правило большинства» по-прежнему не срабатывало: полученная система была неотличима от первоначального кольца и в очередной раз скатывалась в тупиковое «полосатое» состояние. Когда мы увеличили объем переустановленных связей, какое-то время функционирование сети оставалось плохим, но затем, после достижения определенного порога, резко улучшалось. Это происходило примерно на том этапе, когда от каждой лампочки исходила одна «перемычка», в среднем. В этом режиме «правило большинства» начало работать блестяще, правильно классифицируя примерно 88 % всех первоначальных конфигураций. Другими словами, довольно примитивное правило («правило большинства») в случае его применения к эффективной архитектуре (тесный мир) позволило достичь результатов, которые превзошли мировой рекорд.

В такой сети самопроизвольно вырабатывалась способность к вычислению после внесения даже незначительных изменений в схему соединений этой сети. Это позволяет сделать вывод о том, что использование архитектуры тесного мира может оказаться весьма эффективным способом решения других задач коллективного вычисления – способом, который придает огромную дополнительную силу даже простейшим локальным правилам. Возникает даже соблазм предположить, что процесс эволюции мог использовать эту архитектуру при формировании нервных систем живых организмов.

Важность системы связей тесного мира оказывается еще более очевидной при рассмотрении процессов распространения инфекций. Все, что может распространяться – инфекционные заболевания[250], компьютерные вирусы, идеи, слухи и т. п., – будет распространяться гораздо эффективнее и быстрее в тесном мире. Менее очевидным моментом является то, что буквально нескольких «перемычек» может оказаться достаточно для того, чтобы создать тесный мир.

Необычайная эффективность «перемычек» была трагически проиллюстрирована распространением СПИД[251] в Северной Америке, подстегнутым, как полагают, так называемым «нулевым пациентом», неразборчивым в своих половых связях франкоговорящим канадским стюардом, который летал в самолетах по всему миру и был завсегдатаем саун в Сан-Франциско, Лос-Анджелесе, Ванкувере, Торонто и Нью-Йорке. По меньшей мере 40 из 248 мужчин, у которых был диагностирован СПИД, вступали в половые связи с ним или с одним из его предыдущих партнеров.

Аналогично, эпидемиологи из Великобритании обратили внимание на новую, и весьма тревожную, картину распространения ящура в ходе самой последней вспышки этого опасного заболевания. Ящур – вирус, характеризующийся высокой вероятностью заражения; этому инфекционному заболеванию подвержены коровы, свиньи, овцы и прочие парнокопытные животные[252]. Распространение этого заболевания влечет за собой катастрофические последствия для промышленного животноводства. Во время последней вспышки, которая случилась в 1967 г., вирус распространялся главным образом воздушно-капельным путем (хотя его переносчиками могут также быть птицы и животные; более того, он может переноситься даже на обуви и одежде). Из примерно 2000 случаев заболевания ящуром свыше 95 % было локализовано в радиусе 100 км от источника вспышки. Однако нынешняя эпидемия в Великобритании уже охватывает область в радиусе 500 км от источника. Полагают, что столь существенная разница объясняется изменениями, которые в последнее время имели место в сельском хозяйстве, особенно возросшими перевозками скота между разными регионами, достаточно удаленными друг от друга, что в данном случае послужило механизмом образования «перемычек». Вирус ящура уже перекинулся с Англии на Ирландию, Францию и Голландию; лишь с 2000 г. вспышки этого заболевания отмечались в 34 странах. Хотя эпидемия ящура еще не добралась до Соединенных Штатов (по крайней мере на момент написания этой книги) и вообще вирус не появлялся на территории Соединенных Штатов с 1929 г., это не может быть поводом для самоуспокоенности. Острословы заметили недавно по этому поводу, что «мы живем не просто в “глобальной деревне” – мы живем на “глобальной ферме”».

Распространение по интернету компьютерных вирусов и компьютерных червей также демонстрирует действенность системы соединений в тесном мире. Рассмотрим пример компьютерного червя Love Bug, который автоматически передавался каждому, кто оказывался в списке контактов пользователя, ставшего жертвой этого червя. С учетом того, что онлайн-сообщество, по-видимому, кластерировано в виде достаточно узких кругов друзей и знакомых, которые практически не общаются с теми, кто не входит в их кластер, кажется несколько странным, что червю Love Bug удалось буквально за несколько дней инфицировать столь большое количество компьютеров в глобальном масштабе: ведь можно было ожидать. что он будет бесконечно циркулировать в каком-то узком сообществе (кластере). Предполагают, что в сети существовало несколько соединений большого радиуса действия, которые позволяли червю переходить из одного социального мира в другой. К счастью, следует отметить, что «перемычки» играют не только отрицательную роль в нашей повседневной жизни. В конце 1960-х годов социолог Марк Грановеттер провел опрос сотен специалистов и технических работников на предмет того, как они нашли свое нынешнее место работы[253]. Вот что он вспоминал об этом в ходе интервью на радио.