Запретная археология

Порождения хаоса

Теория хаоса является инструментом, с помощью которого могут быть поняты очень сложные системы, например, такие, как эволюция. Но поняты как единое целое, а не как раздробленные факты, как это часто случается.

Традиционная физика заходит в тупик, когда пытается понять и предсказать поведение в таких сложнейших системах, как, скажем, изменения погоды, турбулентность текущей в трубе воды или рост населения — приводим лишь несколько примеров. Теория хаоса создала методику, которая способна уловить скрытую структуру во внешне, казалось бы, хаотичных явлениях, из которых складываются эти системы, — структуру, которая выглядит как модель.

Объяснение хаоса было обнаружено в 1961 году д‑ром Эдвардом Лоренцем, ученым, работавшим в области предсказания погоды. Он решил повторить результат компьютерного расчета, чтобы подробнее изучить один конкретный отрезок последовательности. Чтобы сэкономить время, он начал с середины программы, и вместо того чтобы ввести данные полностью, до шестого десятичного знака, он опустил три последних знака каждого числа. Он полагал, что если и будут какие‑то изменения, то минимальные. Он полностью прогнал программу, ожидая, что она продублирует первую. После чего отошел выпить кофе.

Когда он вернулся, то обнаружил, что произошло нечто весьма неожиданное: результат повторного расчета — график — сперва выглядел идентично первому, тому, который он уже распечатал, но потом стремительно стал расходиться с ним — сначала немного, а затем кардинально. Это стремительное нарастание скорости дивергенции теперь называют «лавинообразным низвержением в хаос». Очень крошечная, внешне незначительная ошибка, которую внес д‑р Лоренц, опустив последние знаки чисел, быстро привела к совершенно непохожему результату.

Из этого д‑р Лоренц вывел два принципа хаоса. Первый — чувствительность к начальным условиям; мелкие события могут создавать в конечном итоге крупные последствия. Второй — важность обратной связи со средой. Существует постоянное взаимодействие между развивающейся системой и ее окружением, происходит постоянное воздействие в ту и другую сторону: система меняется совершенно непредсказуемым образом.

Теоретики хаоса вглядываются в модель поведения различных систем, а образцы хаотических систем демонстрируют сходные черты: те же модели, что наблюдаются в узорах снежинок, наблюдаются и в турбулентной воде, и в ритме сердцебиений, и в рисунке набегающих на берег волн.

Одним словом, кажущиеся на первый взгляд беспорядочными явления на поверку обнаруживают скрытый порядок.