Андрей Сафонов - Пушистые логарифмы

К таким выводам приходила физика вплоть до XX века. Но потом что-то начало сдвигаться.

Сначала Эйнштейн придумывает свою теорию относительности, которая подвинула в сторонку физику Ньютона. Последняя осталась эффективной для описания локальных процессов, но потеряла монополию на объяснение всего. Тем не менее в парадигме Эйнштейна места для свободы не больше, чем на территории демона Лапласа. Время у него превратилось в четвертое измерение пространства – будущее уже есть, так же как прошлое и настоящее. Это просто точки в четырехмерном геометрическом многообразии, а то, что мы воспринимаем их не так, – наши проблемы.

Однако ветер свободы все-таки ворвался в науку. При изучении микроскопических частиц энергии – квантов – обнаружилось, что эти частицы ведут себя совершенно странным образом. Оказалось, есть некий принцип неопределенности, из которого вытекает: определить положение частицы можно только в рамках теории вероятности, т. е. элемент детерминизма классической физики исчезает. Демон Лапласа не сможет просчитать пути квантовых объектов, т. к. они, по крайней мере отчасти, подчиняются законам случайности.

Из открытий квантовой физики выросло множество научных и философских концепций. Одной из наиболее ярких стала теория хаоса Ильи Пригожина. Илья был блестящим математиком и химиком русского происхождения и, по его словам, всю жизнь пытался разгадать парадокс времени. Неужели мир – просто предсказуемые бильярдные столкновения частиц, или есть нечто большее? Илья обратился к работам французского философа Анри Бергсона, считавшего, что время нельзя сводить к пространству, что время есть непрестанное становление нового. Можно сказать, Пригожин нашел математическую интерпретацию для идей Бергсона. Да, уравнения Ньютона работают, когда речь идет о кеглях или движении Луны. Но когда мы попадаем в мир квантов, в мир хаотической динамики, то сталкиваемся с таким понятием, как бифуркация – в определенные моменты система может с равной вероятностью развиваться по одной из траекторий. Точно так же, как в определенный момент человек может сделать выбор: свернуть налево или направо, быть или не быть. Таким образом, однозначного будущего в рамках этой концепции нет – есть постоянный выбор между потенциальными возможностями, и возможности способны влиять на настоящее, как бы притягивая его к себе (см. ниже статью про аттракторы). На смену железной руке необходимости приходят артистические руки, рисующие друг друга.

Что означали для науки эти сдвиги в парадигмах? Очень многое.

К примеру, то, что научный взгляд на мир не противоречит свободе, не противоречит ответственности за свои поступки, не противоречит творчеству. Вселенная напоминает скорее не ньютоновские часы и не демона Лапласа, а гигантскую мастерскую, где создается нечто абсолютно новое. Кто это новое создает – только ли человек, природа или некий высший разум, ткущий узоры из квантов, – современная наука оставляет за скобками.

В 1972 г. американский математик и метеоролог Эдвард Лоренц выступил с лекцией, в которой сделал сногсшибательное утверждение: взмах крыла бабочки в Бразилии может привести к изменениям в атмосфере, которые в свою очередь приведут к торнадо в Техасе. Свой вывод он подкрепил компьютерной моделью, убедительно показывающей, что да, может. Изыскания Лоренца положили начало математической теории хаоса. А термин «эффект бабочки» со временем стал популярной метафорой того, как ничтожные изменения начальных условий приводят к самым непредсказуемым последствиям. История дает массу иллюстраций для данного эффекта: так, в августе 1914-го выстрел молодого террориста Гаврила Принципа в австрийского эрцгерцога привел к началу Первой мировой войны, а пьяная выходка в баре английского парламентария Эрика Джойса в 2012 г. привела к изменению в руководстве лейбористской партии, что послужило причиной выхода Британии из Евросоюза.

С эффектом бабочки мы постоянно сталкиваемся и в обычной жизни: иногда от того, куда человек сворачивает на перекрестке, зависит встреча с будущим супругом, а от случайно брошенных слов учителя – выбор будущей профессии. Если допустить, что любое событие имеет такие далеко идущие следствия, то мы окажемся в совершенно непредсказуемом и хаотическом мире. К счастью, эффект бабочки работает не всегда: мы видим, как стабильно восходит каждое утро солнце, знаем, как стабильно циркулирует кровь в венах, а легкие вдыхают и выдыхают воздух.