Джеймс Глейк. Хаос. Создание новой науки

Когда я только размышлял о классификации материалов сайта, то понимал, что темой номер один должен стать системный подход. На мой взгляд, это то, в чем в первую очередь нуждаются современные менеджеры. И мне приятно, что целый ряд публикаций на эту тему пользуется популярностью у посетителей сайта. Среди лидеров следующие заметки:

Сегодня представляю еще одну книгу на эту тему. В ней популярным языком рассказывается о системной динамике, фракталах, обратных связях, о прорывных идеях в математике, физике, медицине, которые позволили создать новую науку о сложности нашего мира.

Джеймс Глейк. Хаос. Создание новой науки. – СПб.: Амфора, 2001 – 398 с.

С началом хаоса заканчивается классическая наука. Изучая природные закономерности, физики почему-то пренебрегали хаотическими проявлениями: формированием облаков, турбулентностью в морских течениях, колебаниями численности популяций растений и животных, апериодичностью пиков энцефалограммы мозга или сокращений сердечных мышц. Порождаемые хаосом природные феномены, лишенные регулярности и устойчивости ученые всегда предпочитали оставлять за рамками своих изысканий. Однако, начиная с 1970-х годов некоторые исследователи в США и Европе начинают изучать хаотические явления. Десять лет спустя понятие «хаос» дало название стремительно развивающейся дисциплине, которая перевернула всю современную науку.

Новая наука дала миру особый язык, новые понятия: фрактал, бифуркация, прерывистость, периодичность, аттрактор, сечение фазового пространства. Для некоторых ученых хаос скорее наука переходных процессов, чем теория неизменных состояний, учение о становлении, а не о существовании. Хаос вызывает к жизни вопросы, которые плохо поддаются решению традиционными методами, однако позволяют сделать общие заключения о поведении сложных систем. Все первые теоретики хаоса чувствуют, что поворачивают вспять развитие науки, следовавшей по пути редукционизма – анализа систем как совокупностей составляющих их элементарных объектов: кварков, хромосом, нейронов. Они верят, что ищут пути к анализу систем как целого.

По словам одного физика XX-й век будет памятен лишь благодаря созданию теории относительности, квантовой механики и хаоса. Теория относительности развеяла мечту о детерминизме физических событий, а хаос развенчал Лапласову фантазию о полной предопределенности развития систем.

Многие простейшие системы, как оказывается, обладают исключительно сложным и непредсказуемым хаотическим поведением. И все же в подобных системах иногда самопроизвольно возникает порядок, то есть порядок и хаос в них сосуществуют. Лишь новая научная дисциплина могла положить начало преодолению огромного разрыва между знаниями о том, как действует единичный объект – одна молекула воды, одна клеточка сердечной ткани, один нейрон – и как ведет себя миллион таких объектов.

Изучать хаос начали в 1960-х годах, когда ученые осознали, что довольно простые математические уравнения позволяют моделировать системы, столь же неупорядоченные, как самый бурный водопад. Незаметные различия в исходных условиях способны обернуться огромными расхождениями в результатах – подобное называют «сильной зависимостью от начальных условий». Применительно к погоде это выливается в «эффект бабочки»: сегодняшнее трепыхание крыльев мотылька в Пекине через месяц может вызвать ураган в Нью-Йорке.

Составляя «родословную» новой науки, исследователи хаоса обнаруживают в прошлом много предвестий переворота. Однако для молодых физиков и математиков, возглавивших революцию в науке, точкой отсчета стал именно эффект бабочки.