Кибернетика и другие катастрофы

 

История полна провалившихся попыток создать математическую теорию, которая бы объясняла и предсказывала широкий спектр явлений, включая социальные. В XVII столетии Лейбниц фантазировал о логической системе, столь всеобъемлющей, что она могла бы решить не только все математические вопросы, но также философские, моральные и политические[142]. Мечта Лейбница дожила и до наших дней. Со времен Второй мировой войны ученые были временно зачарованы по крайней мере тремя теориями: кибернетикой, теорией информации и теорией катастроф.

Кибернетика в основном была создана одним человеком, Норбертом Винером (Norbert Wiener), математиком из Массачусетского технологического института. Подзаголовок его книги 1948 года «Кибернетика» (Cybernetics) открывал его амбиции: «Управление и связь в живом организме и машине». Винер основал этот неологизм на греческом термине kybernetes, или рулевой. Он заявил, что можно создать одну, всеохватывающую теорию, которая объяснила бы работу не только машин, но и всех биологических явлений, от одноклеточных организмов до национальной экономики. Все эти сущности обрабатывают информацию и действуют в соответствии с информацией; все они используют такие механизмы, как положительная и отрицательная обратная связь и фильтры для отличия сигналов от шума.

К шестидесятым годам кибернетика потеряла свой блеск. Выдающийся инженер-электрик Джон Р. Пирс (John R. Pierce) в 1961 году отметил, что «в этом столетии мир кибернетики был использован наиболее обширно в прессе, в популярных и окололитературных, если не полуграмотных, журналах»[143]. Кибернетика все еще имеет последователей на изолированных территориях, например в России (которая в советскую эпоху была очень восприимчива к фантазиям об обществе как о машине, которая может быть точно настроена, если следовать указаниям кибернетики). Влияние Винера сохраняется в поп-культуре США, если не в самой науке: мы обязаны Винеру словами «киберпространство», «киберпанк» и «киборг».

Теория информации тесно связана с кибернетикой. В 1948 году ее представил Клод Шеннон (Claude Shannon), математик из «Белл Лабораториз», в статье, состоящей из двух частей, под названием «Математическая теория связи» (A Mathematical Theory of Communication), Великое достижение Шеннона — это изобретение математического определения информации, основанное на концепции энтропии в термодинамике. В отличие от кибернетики теория информации продолжает процветать — в рамках ниши, для которой она была предназначена. Теория Шеннона была создана для повышения качества передачи информации по телефонной или телеграфной линии, подверженной электрическим помехам или шумам. Эта теория все еще служит основой кодирования, упаковки, зашифровывания и других аспектов обработки информации.

К шестидесятым годам теория информации заразила другие дисциплины за пределами связи, включая лингвистику, психологию, экономику, биологию и даже искусство. (Например, некоторые умники пытались состряпать формулы, соотносящие качество музыки с ее информационным содержанием.) Хотя теория информации в результате влияния Джона Уилера («это из частицы») и других наслаждается в физике периодом возрождения, ей еще требуется сделать свой вклад в эту науку каким-нибудь конкретным способом. Сам Шеннон сомневался, приведет ли к чему-либо определенное применение его теории. «Почему-то люди думают, что она может что-то сказать им о смысле, — однажды заявил он мне, — но она не может и не предназначалась для этого».

Возможно, самой широко навязываемой метатеорией была теория, примерно названная теорией катастроф, изобретенная французским математиком Рене Томом (Rene Thorn) в шестидесятые годы. Том разработал теорию как чисто математический формализм, но затем и он, и другие начали заявлять, что она способна помочь вникнуть в суть широкого спектра явлений, демонстрирующих дискретное поведение. Величайшим трудом Тома была выпущенная в 1972 году книга «Структурная стабильность и морфогенез» (Structural Stabilityand Morphogenesis), которая получила восторженные отклики в Европе и США. Обозреватель лондонской «Таймс» отметил, что «невозможно кратко описать впечатление от книги. Есть только одна книга, с которой ее можно сравнить, и это — „Математические начала натуральной философии" (Principia) Ньютона. Обе представили новые концептуальные рамки для понимания природы, и обе в равной степени ведут дальше к безграничным размышлениям».

Уравнения Тома открыли, как кажущаяся упорядоченной система может подвергнуться резким «катастрофическим» смещениям из одного состояния в другое. Том и его последователи предполагали, что эти уравнения способны помочь объяснить не только такие чисто физические процессы, как землетрясения, но также биологические и социальные явления, такие, как возникновение жизни, метаморфоза превращения гусеницы в бабочку и коллапс цивилизаций. К концу семидесятых начались контратаки. Два математика объявили в «Нейчур», что теория катастроф — «это одна из многих попыток свести весь мир к одной мысли». Они назвали это «привлекательной мечтой, но мечтой, которая не может быть истинной». Другие критики заявляли, что работа Тома «не дает новой информации ни о чем» и является «преувеличением, да при этом она еще и не совсем честна».

Хаос в определении Джеймса Йорке прошел тот же цикл, бум — спад. К 1991 году по крайней мере один пионер теории хаоса, французский математик Давид Руэлль (David Ruelle), начал сомневаться, не прошла ли его область свою кульминационную точку. Руэлль изобрел концепцию странных аттракторов, математических объектов, которые имеют фрактальные свойства и могут быть использованы для описания поведения систем, которые не имеют периодического характера. В книге «Случай и хаос» (Chanceand Chaos, 1991) Руэлль отмечает, что хаос «был наводнен толпами людей, которых привлекает успех, а не заключенные в нем идеи. И это меняет интеллектуальную атмосферу к худшему… Физика хаоса, несмотря на частые победные заявления о „новых" прорывах, имела падающий выход интересных открытий. Надо надеяться, что, когда сумасшествие пройдет, трезвая оценка сложностей предмета приведет к новой волне высококачественных результатов».

??? [144]

 

 

«Больше» — значит «другое»

 

Даже некоторые исследователи, связанные с Институтом Сайта-Фе, кажется, сомневаются, что наука может достичь совершенной унифицированной теории комплексных явлений, о которой мечтают Джон Холланд, Пер Бак и Стюарт Кауффман. Один из скептиков — это Филип Андерсон (Philip Anderson), известный своим упрямством физик, который в 1977 году получил Нобелевскую премию за работу по сверхпроводимости и конденсированному состоянию материи и был одним из основателей Института Санта-Фе. Андерсон — пионер антиредукционизма. В «„Больше" — значит „другое" » (More Is Different), эссе, опубликованном в «Сайенс» в 1972 году, Андерсон утверждает, что физика частиц, а на самом деле и все редукционные подходы, имеют ограниченную способность объяснять мир. Реальность — это иерархическая структура, доказывал Андерсон, каждый уровень в некоторой степени независим от уровней, находящихся выше и ниже. «На каждой стадии необходимы совершенно новые законы, концепции и обобщения, требуется вдохновение и осознание того, что каждый следующий уровень столь же важен, как и предыдущий, — отмечал Андерсон. — Психология — это не прикладная биология, также как и биология — это не прикладная химия».

«„Больше" — значит „другое" » стало объединяющим лозунгом теорий хаоса и сложности. Иронично, но принцип предполагает, что так называемые антиредукционные эффекты не могут привести к унифицированной теории комплексных, хаотических систем, такой, которая пролила бы свет на всё, начиная от иммунных систем до экономики, как считали сторонники хаососложности, подобные Баку. (Принцип также предполагает, что попытка Роджера Пенроуза объяснить разум терминами квантовой механики была порочной.) Андерсон признал это, когда я посетил его в Принстоне, где он жил и работал.

— Я не думаю, что есть теория, объясняющая всё, — сказал он. — Считаю, что есть базовые принципы, которые имеют обширное применение, такие как квантовая механика, статистическая механика, термодинамика и нарушение симметрии. Но вы не должны поддаваться искушению, думая, что если у вас есть хороший общий принцип на одном уровне, то он будет работать на всех уровнях. (О квантовой механике Андерсон сказал: «Мне кажется, что никакой ее модификации в обозримом будущем не предвидится».)

Андерсон согласился с биологом Стивеном Гоулдом, что детерминистскими законами жизнь формируется в меньшей степени, чем случайными, непредсказуемыми обстоятельствами.

— Наверное, предубеждение, которое я пытаюсь выразить, — в пользу естественной истории, — рассуждал Андерсон.

Андерсон не разделял веру некоторых своих коллег из Института Санта-Фе в силу компьютерных моделей, способных пролить свет на комплексные системы.

— Поскольку я знаком с глобальными экономическими моделями, — пояснял он, — я знаю, что они не срабатывают! Я всегда думаю, не полны ли модели глобального климата, океанской циркуляции и подобные им ложной статистики или ложных измерений.

Даже если модели станут более детальными и реалистичными, то вовсе необязательно, что вопрос будет решен, отметил Андерсон. Например, возможно, чтобы компьютер смоделировал фазу перехода жидкости в стекло, «но вы что-нибудь узнали? Вы стали это лучше понимать, чем раньше? Почему бы просто не взять кусок стекла и не сказать, что оно прошло стадию перехода? Почему нужно смотреть в компьютер, чтобы увидеть фазу перехода? Это же абсурдно! В какой-то момент компьютер не скажет вам, что делает сама система».

И тем не менее, заметил я, кажется, что среди некоторых его коллег держится прочная вера, что они когда-нибудь найдут теорию, которая развеет все тайны.

— Да, — сказал Андерсон, качая головой. Внезапно он взмахнул руками и крикнул, как неофит: — Я наконец увидел свет! Я всё понял! — Он опустил руки и уныло улыбнулся. — Вы никогда не поймете всё, — сказал он. — Когда кто-то понимает всё, это значит, что он сошел с ума.

 

 

⇐ Предыдущая22232425262728293031Следующая ⇒

Поделиться: