Хаос. Создание новой науки

Многие другие ученые начали применять математический формализм хаоса к изучению проблемы искусственного интеллекта. В частности, динамика систем, блуждающих между «бассейнами притяжения», привлекла тех, кто искал способ моделирования символов и воспоминаний[390]. Физик, представлявший идеи как некие зоны с расплывчатыми границами, обособленные, но отчасти совпадающие, притягивающие, словно магниты, но не препятствующие движению, естественно, обращался к понятию фазового пространства с «бассейнами притяжения». Подобные модели обладали подходящими элементами: точками стабильности среди зон неустойчивости, а также областями с изменчивыми границами[391]. Их фрактальная структура предполагала как раз ту особенность бесконечного возврата к самой себе, которая лежит в основе способности разума генерировать идеи, решения, эмоции и иные проявления сознательной деятельности. Что бы ни думали о хаосе специалисты, исследующие процесс познания, они не могли больше моделировать разум как статическую структуру. Двигаясь от нейронов по восходящей, они выявили целую иерархию уровней, которая обеспечивает взаимодействие микро– и макромасштабов, столь характерное для турбулентности в жидкостях и для других сложных динамических процессов.

Структура, зарождающаяся среди бесформенности, – такова главная прелесть живого и его основная загадка. Жизнь извлекает порядок из моря неустойчивости. Эрвин Шрёдингер, один из создателей квантовой механики и представитель тех немногих физиков, которые размышляли над вопросами биологии, объяснил это тем, что живому организму присущ «удивительный дар концентрировать в себе некую „струю порядка“ и таким образом избегать распада на хаос атомов»[392]. Будучи физиком, Шрёдингер отчетливо понимал, что структура живой материи отличается от тех форм материи, которыми занималась его наука. Основным «кирпичиком» в здании живого организма ему представлялся апериодический кристалл (понятия ДНК тогда еще не существовало). «В физике до настоящего момента мы имели дело лишь с периодическими кристаллами. Эти крайне интересные и сложные объекты составляют одну из наиболее чарующих и сложных материальных структур, с помощью которых неживая природа ставит ученого в тупик, и все же по сравнению с апериодическими кристаллами они довольно просты и скучны»[393]. Различия, о которых пишет Шрёдингер, можно сравнить с разницей между обоями и гобеленом, между регулярным повторением определенного узора и богатейшими вариациями творения художника. Физиков учили понимать лишь рисунок обоев, поэтому неудивительно, что их вклад в биологию оказался столь невелик.

Точка зрения Шрёдингера была необычной. Мысль, что жизнь одновременно и упорядоченна, и сложна, выглядела трюизмом. Представление об апериодичности как источнике особых свойств живого граничило с мистикой. Во времена Шрёдингера ни математики, ни физики по-настоящему не поддержали его идею. Для анализа иррегулярности как основного компонента жизни еще не существовало инструментов. Но сейчас они есть.

Глава 11

Хаос

Что лежит за ним?

Никак не менее чем классификация составляющих хаоса обозревается здесь.

Герман Мелвилл. «Моби Дик»

Новые убеждения, новые определения. Второй закон термодинамики, загадка снежинок и игра в кости. Возможность и необходимость.

Несколько десятков лет назад Эдвард Лоренц размышлял о загадках атмосферы, Мишель Эно – о звездах, Роберт Мэй – о балансе в природе. Бенуа Мандельброт был безвестным математиком из корпорации IBM, Митчелл Фейгенбаум – студентом городского колледжа Нью-Йорка, Дойн Фармер – мальчишкой из Нью-Мексико. В те времена большинство ученых-практиков придерживались определенных взглядов на феномен сложности. Взгляды эти были настолько очевидными для них, что не нуждались в словесном изложении. Прошло некоторое количество времени, прежде чем стало возможно четко сформулировать, в чем эти убеждения заключались, и вынести их на всеобщее рассмотрение. Они сводились к следующему.

Поведение простых систем является простым. Механическое приспособление вроде маятника, электрический колебательный контур, гипотетическая популяция рыб в пруду – до тех пор, пока все подобные системы могут быть сведены к нескольким вполне понятным, совершенно детерминистским законам, их долгосрочное поведение стабильно и предсказуемо.

Сложное поведение подразумевает сложные причины. Механическое устройство, сложная электрическая схема, реальная популяция животных в мире дикой природы, поток жидкости, биологический орган, пучок частиц, шторм в атмосфере, экономика целой страны – системы явно нестабильные, непредсказуемые и неконтролируемые. Состояние их зависит от множества независимых параметров и подвергается воздействию случайных факторов извне.