— Любой человек, работающий на Уолл-стрит и наблюдающий за тем, что происходит, знает, что колебания происходят из цепных реакций системы. Они происходят из соединения различных агентов: банкиров, покупателей, воров, грабителей, правительств, экономики и чего-то там еще. Традиционная экономика не имеет описания этого явления.
Могут ли математические теории объяснить смысл культурных явлений? Бак застонал, услышав вопрос.
— Я не понимаю, что означает «смысл», — сказал он. — В науке ни у чего нет смысла. Она просто наблюдает и описывает. Она не спрашивает атом, почему он двигается влево, если подвергается воздействию магнитного поля. Так и ученым, занимающимся общественными науками, следует наблюдать поведение людей, а затем выводить его последствия для общества.
Бак признавал, что такие теории предлагали статистические описания, а не специфические предсказания.
— Идея в том, что мы не можем предсказывать. Но тем не менее мы можем понять эти системы, которые мы не можем предсказать. Мы можем понять, почему их нельзя предсказать.
Это, в конце концов, и было тем, чего достигли термодинамика и квантовая механика, также являющиеся пробабилистическими теориями. Модели должны быть не слишком специфичны, но достаточно специфичны, чтобы их можно было опровергнуть, сказал Бак.
— Я думаю, что это безвыигрышная игра — делать очень специфичные и детальные модели. Это не дает никакого понимания, просто инженерия, — фыркнул Бак.
Когда я спросил, думает ли он, что исследователи когда-нибудь сойдутся на одной истинной теории комплексных систем, уверенности у Бака поубавилось.
— Это гораздо более неустойчивая ситуация, — сказал он.
Он сомневался, например, достигнут ли ученые когда-либо общей теории мозга. Но они могут найти «некоторые принципы — надо надеяться, что их не так много, — которые руководят поведением мозга». Он думал с минуту, затем добавил:
— Я думаю, что это более долгосрочная вещь, чем, например, теория хаоса.
Бак также боялся, что растущая антипатия федерального правительства к чистой науке и его увеличивающийся упор на практическое применение могут помешать прогрессу в изучении сложности. Все более трудно заниматься наукой ради науки; наука должна быть полезной. Большинство ученых заставили делать «ужасно скучные вещи, которые не могут реально заинтересовать». Его собственный основной работодатель, Брукхавенская национальная лаборатория, заставляет людей делать «ужасающие вещи, невероятную чушь». Даже такой оптимист, как Бак, вынужден был признать крайне бедственное состояние современной науки.
Самоорганизованная критичность была разрекламирована среди других и Элом Гором (Al Gore) . В бестселлере 1992 года «Земля в равновесии» (Earthin the Balance) Гор раскрыл, что самоорганизованная критичность помогла ему понять не только чувствительность окружения к потенциальным подрывам, но также «изменения в его собственной жизни». Стюарт Кауффман нашел родство между самоорганизованной критичностью, гранью хаоса и законами сложности, которые он увидел в своих компьютерных моделях биологической эволюции. Но некоторые исследователи считают, что модель Бака не дает даже достаточно хорошего описания его парадигматической системы — кучи песка. Эксперименты физиков Чикагского университета показали, что кучи песка ведут себя совершенно по-разному, в зависимости от размера и формы песчинок. Поведение лишь очень немногих куч соответствует степенному закону, предсказанному Баком. Более того, модель Бака может быть слишком общей и статистической по своей природе, чтобы на самом деле пролить свет на любую из систем, которые она описывает. В конце концов, многие явления могут быть описаны так называемой гауссовой кривой, более известной как колоколообразная кривая. Но лишь немногие ученые станут заявлять, например, что уровень способности человека мыслить и видимая яркость галактик должны иметь в своей основе общий механизм.
Самоорганизованная критичность на самом деле совсем не теория. Как прерывистое равновесие самоорганизованная критичность — это просто описание, одно из многих беспорядочных колебаний, шумы, проходящие через природу. По собственному признанию Бака, его модель не может генерировать ни специфических предсказаний о природе, ни имеющих значение проникновений в суть. Тогда какой от нее толк?
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]
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.
Еще более необычным лидером Института Санта-Фе является Мюррей Гелл-Ман (Murray Gell-Manri) . Гелл-Ман — главный редукционист. В 1969 году он получил Нобелевскую премию за открытие объединяющего порядка среди пугающе разнообразных частиц в потоке, льющемся из ускорителей. Он назвал свою систему классификации частиц «восемь дорог к истине», в соответствии с буддийским учением. (Это название было шуткой, как часто подчеркивал Гелл-Ман, а вовсе не показателем его приверженности мнению, что физика и восточный мистицизм имеют что-то общее.) Он проявил чутье, определив общность в сложности (и придумав термины), когда предположил, что нейтроны, протоны и множество других частиц, живущих меньше, состоят из триплетов более фундаментальных частиц, называемых кварками. Теория кварков Гелл-Мана была широко продемонстрирована ускорителями и остается краеугольным камнем стандартной модели физики частиц.
Гелл-Ман любит вспоминать, как он нашел неологизм «кварк», внимательнейшим образом читая «Поминки по Финнегану». (Фраза звучит следующим образом: «Три кварка для мистера Марка!») Этот анекдот служит показателем того, что у Гелл-Мана слишком мощный и беспокойный интеллект, чтобы удовлетвориться одной только физикой частиц. В соответствии с «личным заявлением», которые он раздает репортерам, его интересы включают не только физику частиц и современную литературу, но также и космологию, политику контроля над ядерным вооружением, естественную историю, историю человечества, рост народонаселения, археологию и эволюцию языков. Кажется, что Гелл-Ман, по крайней мере в какой-то степени, знаком с большинством основных языков мира и с многими диалектами; ему нравится рассказывать людям об этимологии и поправлять местное произношение их имен. Он был одним из крупнейших ученых, первыми присоединившихся к массовому движению сложности. Он помогал основать Институт Санта-Фе и в 1993 году стал его первым профессором, работающим на полную ставку. (До этого он почти 40 лет был профессором в Калифорнийском технологическом институте.)
Гелл-Ман бесспорно один из самых выдающихся ученых нашего времени. (Его литературный агент Джон Брокман сказал, что Гелл-Ман «имеет пять умов, и каждый из них умнее, чем ваш».) При этом он, может быть, и один из самых раздражающих ученых. Практически все, кто знает Гелл-Мана, могут рассказать о его стремлении рекламировать свои собственные таланты и принижать таланты других. Он продемонстрировал эту черту практически сразу же, как только мы встретились в 1991 году в ресторане в Нью-Йорке, за несколько часов до того, как ему предстояло сесть в самолет, вылетающий в Калифорнию. Гелл-Ман — невысокий мужчина с короткими седыми волосами и скептической ухмылкой. Всегда в больших черных очках. Только я сел, как он начал рассказывать мне — пока я устанавливал свой диктофон и вынимал блокнот, — что авторы, пишущие о науке, это «ужасное племя», невежды, которые всегда все путают. На самом деле только ученые способны представить свою работу массам. В дальнейшем я чувствовал себя менее оскорбленным, поскольку стало ясно, что Гелл-Ман также презрительно относится и к большинству своих коллег. После серии особо уничижительных комментариев о некоторых физиках Гелл-Ман добавил:
— Я не хочу, чтобы вы цитировали, как я оскорбляю людей. Это нехорошо. Некоторые из этих людей — мои друзья.
Чтобы растянуть интервью, я заказал лимузин, который доставил нас обоих в аэропорт. Уже в аэропорту я сопровождал Гелл-Мана, пока он регистрировал билет, а затем ждал своего рейса в зале ожидания для пассажиров, летящих первым классом. Он пожаловался, что у него недостаточно денег, чтобы взять такси, когда он приземлится в Калифорнии. (Гелл-Ман тогда еще не переехал на постоянное место жительства в Санта-Фе.) Если я смогу дать ему в долг немного наличных, то он выпишет чек на мое имя. Я дал ему 40 долларов. Вручая мне чек, Гелл-Ман посоветовал мне не получать по нему наличные, потому что его подпись, вероятно, когда-нибудь будет очень ценной. (Я получил наличные по чеку, но оставил себе фотокопию[145].)
Подозреваю, Гелл-Ман сомневается, что его коллеги в Санта-Фе обнаружат что-то на самом деле глубокое, что-то, приближающееся, например, к его собственной теории кварков. Однако если чудо случится и тем, кто занимается хаососложностью, каким-то образом удастся достичь чего-то важного, Гелл-Ман хочет разделить» с ними славу. Поэтому он обращает свое внимание на целый спектр современных наук — от физики частиц до хаоса и сложности.
Предполагаемый лидер хаососложности Гелл-Ман поддерживает взгляд на мир, удивительно похожий на взгляд архиредукциониста Стивена Вайнберга, хотя, конечно, Гелл-Ман не формулирует его таким же образом.
— Я понятия не имею, что написал Вайнберг в своей книге, — сказал Гелл-Ман, когда я спросил его во время интервью в Санта-Фе в 1995 году, согласен ли он с тем, что Вайнберг писал о редукционизме в «Мечтах об окончательной теории». — Но если вы прочитаете мою книгу, то увидите, что об этом сказал я.
Далее Гелл-Ман повторил некоторые из основных тем своей книги 1994 года «Кварк и ягуар» (The Quarkand the Jaguar) . Для Гелл-Мана наука — это иерархия. Наверху находятся теории, работающие везде в известной Вселенной, такие, как второй закон термодинамики и его собственная теория кварков. Другие законы, например относящиеся к генетической трансмиссии, работают только здесь, на Земле, и явления, которые они описывают, требуют большого количества беспорядочности и исторических случайностей.
— Благодаря биологической эволюции мы видим гигантское число исторических событий, огромное количество случайностей, которые могли бы произойти другими путями и произвести другие формы жизни, а не те, которые мы имеем на Земле, конечно, сдерживаемые селекционным давлением. Затем мы переходим к человеческим существам — и характеристики человеческих существ определяются, в огромном большинстве, историей. Но тем не менее есть четкое определение, основанное на фундаментальных законах и истории или на фундаментальных законах и специфических обстоятельствах.
Редукционистские пристрастия Гелл-Мана можно увидеть в его попытках заставить своих коллег по Институту Санта-Фе заменить термин «сложность» на его неологизм «плектика».
— Слово основывается на индоевропейском plec, которое является основой слов «простота» и «сложность» (simplicity and complexity) в английском языке. Так что в плектике мы пытаемся понять отношение между простым и сложным, и в частности как мы переходим от простых фундаментальных законов, управляющих поведением всей материи, к сложному устройству, которое мы видим вокруг нас, — сказал он. — Мы пытаемся создавать теории о том, как работает этот процесс в общем и в особых случаях и как эти особые случаи относятся к общей ситуации. (В отличие от термина «кварк» «плектика» так и не прижилась. Я никогда не слышал, чтобы кто-то еще, кроме Гелл-Мана, использовал этот термин, — ну если только чтобы посмеяться над пристрастием к нему самого Гелл-Мана.)
Гелл-Ман отрицал возможность открытия его коллегами единой теории, которая включит в себя все комплексные адаптивные системы.
— В этих системах огромные различия, основанные на силиконе, на протоплазме и так далее. Это не одно и то же.
Я спросил Гелл-Мана, согласен ли он с принципом «„Больше" — значит „другое"», предложенным его коллегой Филипом Андерсоном.
— Я понятия не имею, что он сказал, — ответил Гелл-Ман пренебрежительно.