Хаос. Создание новой науки

К досаде молодых ученых, оказалось, что они не создали ничего нового, а всего лишь развили готовую идею настолько, насколько было возможно с точки зрения практики, научившись измерять показатели Ляпунова и соотносить их с другими важными характеристиками. Используя компьютерную анимацию, они строили серии движущихся картин, иллюстрировавших биения порядка и хаоса в динамических системах. Проделанный ими анализ ясно показывал, каким образом некоторые системы, будучи неупорядоченными в одном направлении, могут оставаться вполне определенными и устойчивыми в другом. Один из таких своеобразных фильмов демонстрировал, что происходит с крошечным кластером соседствующих точек на странном аттракторе – олицетворением начальных условий – по мере развития системы во времени. Кластер начинал «распыляться», теряя фокус, превращался в точку, затем – в маленький шарик, который у некоторых типов систем быстро распространялся по всему аттрактору. Такие аттракторы представляли интерес при изучении перемешивания. У других аттракторов распространение шло лишь в определенных направлениях: шарик превращался в ленту, хаотичную по одной оси и упорядоченную по другой. Создавалось впечатление, будто в системе уживаются упорядоченный и хаотический импульсы – и они обособленны. В то время как один импульс приводил к случайности и непредсказуемости, другой работал словно точнейшие часы. И оба могли быть определены и измерены.

Хаотическое перемешивание. Одна капля перемешивается быстро, другая, расположенная чуть ближе к центру, почти вовсе не перемешивается. В экспериментах Джулио Оттино и других ученых с реальными жидкостями процесс перемешивания – повсеместно встречающийся как в природе, так и в промышленности, но при этом все еще слабо изученный – оказался очень тесно связан с математикой хаоса. Поведение жидкостей обнаруживало процессы растяжения и складывания, которые возвращали ученых к подкове Смейла.

Наибольший вклад исследований, проведенных в Санта-Крузе, в науку о хаосе оказался связан с разделом математики, в котором присутствует изрядная доля философии, – с теорией информации[326]. Эта теория была создана в конце 1940-х годов Клодом Шенноном, американским инженером, трудившимся в компании BellTelephoneLaboratories. Он назвал свою работу «Математическая теория коммуникации», но, поскольку речь в ней шла об особом понятии, называемом информацией, за новой дисциплиной закрепилось наименование «теория информации». То был продукт века электроники. Линии связи и радиопередачи несли в себе нечто определенное, в недалеком будущем компьютерам предстояло хранить это «нечто» на перфокартах или магнитных цилиндрах, и все же оно не являлось знаниями и само по себе не обладало смыслом. Основными единицами этого загадочного предмета служили не идеи, не понятия и даже не всегда слова или числа. Независимо от того, нес ли он в себе смысл или бессмыслицу, инженеры и математики могли его измерять, пересылать по линиям передач и проверять такие передачи на точность. Слово «информация» было таким же словом, как и все остальные, но люди должны были запомнить, что они используют специальный, свободный от оценочных суждений термин, не связанный привычными коннотациями с фактами, обучением, мудростью, пониманием и просвещением.