Джеймс Глик - Хаос. Создание новой науки

Дойн Фармер, высокий, худощавый, рыжеватый уроженец Техаса, быстро приобрел репутацию красноречивого оратора группы [320]. В 1977 году ему исполнилось двадцать четыре и он был полон энергии и энтузиазма – генератор идей во плоти. При первой встрече его даже частенько принимали за хвастуна. Норман Паккард, тремя годами младше, был товарищем Фармера с детских лет. Как и Фармер, он вырос в городке Сильвер-Сити, штат Нью-Мексико, а в Санта-Круз прибыл той осенью, когда Фармер взял год отпуска и направил все свои силы на то, чтобы попытаться приложить законы движения к игре в рулетку. Дойн приступил к решению этой задачи со всей серьезностью, но идея была притянута за уши. Тем не менее больше десяти лет Фармер и группа с периодически меняющимся составом юных физиков, профессиональных игроков и просто сочувствующих пыталась вывести закон рулетки. Фармер не оставил этого занятия, даже когда перешел на работу в теоретический отдел Национальной лаборатории в Лос-Аламосе. Просчитывались отклонения и траектории, писалось и переписывалось программное обеспечение, в ботинки встраивались миниатюрные компьютеры, и совершались набеги на близлежащие казино. Но ни один из методов не оправдал ожиданий. Все члены группы, кроме Шоу, так или иначе занимались этим проектом. И надо сказать, он научил их быстро анализировать динамические системы. Однако это не помогало убедить физический факультет Санта-Круза в том, что Фармер воспринимает науку всерьез.

Четвертым членом группы динамических систем стал Джеймс Крачфилд, самый младший из всех и единственный уроженец Калифорнии. Невысокого роста, крепко сбитый, виртуоз виндсерфинга, Крачфилд, что было важнее всего, чувствовал компьютер как самого себя. В Санта-Круз он приехал, еще будучи студентом, ассистировал Шоу в его дохаосных опытах по сверхпроводимости, затем на год перебрался, как говорили в Санта-Крузе, «на ту сторону холма» – работал в исследовательском центре IBM в Сан-Хосе, – пока в 1980 году не стал аспирантом физического факультета. К тому времени, покрутившись уже два года возле лаборатории Шоу, он ринулся изучать математику, необходимую для постижения динамических систем. Как и остальные члены группы, Крачфилд оставил позади проторенную тропу исследований.

Лишь весной 1978 года на факультете окончательно поняли, что Шоу забросил свою диссертацию по сверхпроводимости, хотя был очень близок к ее завершению. До этого коллеги убеждали его, что неважно, если иссяк интерес к работе, надо преодолеть все последние формальности, получить ученую степень и двигаться дальше, к новым академическим успехам. Хаос таковых не сулил. Никто в Санта-Крузе не обладал должной квалификацией, чтобы читать курс по дисциплине, не имевшей даже названия. Равно как ни у кого еще не было ученой степени по ней, не говоря уже об отсутствии вакансий, доступных для выпускников с такой специализацией. Все упиралось еще и в денежный вопрос: физические исследования в Санта-Крузе, как и в любом американском университете, финансировались преимущественно Национальным научным фондом и другими федеральными ведомствами путем предоставления грантов сотрудникам факультета [321]. Военно-морские силы США, Военно-воздушные силы, министерство энергетики, ЦРУ выделяли крупные суммы, не ставя условием немедленное применение разработок в гидро– и аэродинамике, энергетике или разведке. Работающий на факультете физик получал достаточно средств, чтобы приобрести лабораторное оборудование и выплачивать стипендии своим ассистентам – аспирантам, участвующим в гранте. Руководитель покрывал их расходы на фотокопирование, оплачивал дорогу на конференции и даже выделял некоторую сумму, чтобы они могли отдохнуть на каникулах. В противном случае аспиранты были бы в финансовом отношении брошены на произвол судьбы. Такова была система, от которой Шоу, Фармер, Паккард и Крачфилд отказались по доброй воле. Когда по ночам стало пропадать разное электронное оборудование, его искали в лаборатории Шоу, где тот прежде проводил низкотемпературные эксперименты. Время от времени один из четырех ученых обращался в ассоциацию аспирантов с просьбой выделить сотню долларов. Иногда физический факультет сам находил эту сумму. В результате группа обзавелась графопостроителями, преобразователями, электронными фильтрами. Специалисты по физике элементарных частиц, обитавшие на первом этаже, имели в своем распоряжении небольшой цифровой компьютер, обреченный попасть на свалку. Вскоре он перекочевал в лабораторию Шоу. Фармер поднаторел в использовании чужих вычислительных машин. Однажды летом его пригласили в Национальный центр атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, где огромные компьютеры решают задачу по моделированию погоды в мировом масштабе. Мастерство, с которым Фармер урывал ценившееся на вес золота время этих машин, ошеломило метеорологов.

Хорошую службу молодым ученым сослужило их умение обращаться со всякого рода «железками». Шоу с детства только и делал, что копался во всяких устройствах [322]. Паккард еще мальчишкой ремонтировал в Сильвер-Сити телевизоры. Крачфилд принадлежал к первому поколению математиков, которым логика компьютерных процессоров казалась естественным языком. Само здание физического факультета, располагавшееся в тени секвой, ничем не отличалось от прочих строений такого рода – те же бетонные полы и вечно нуждающиеся в покраске стены, – однако в комнате, где работали адепты хаоса, царила особая атмосфера: там громоздились стопки бумаг, на стенах фотографии таитянок перемежались с изображениями странных аттракторов. Почти каждый час, но чаще ночью, нежели утром, случайный посетитель мог наблюдать, как члены группы заново устанавливают схемы, отсоединяют шнуры от наборной панели, спорят о самосознании и эволюции, регулируют экран осциллографа или просто с упоением смотрят, как сверкающая зеленая точка, чья орбита мерцает и подрагивает, словно живое существо, вычерчивает бесконечную кривую.

«На самом деле всех нас привлекло одно и то же: мысль, что можно наблюдать детерминизм, но в какой-то степени нереальный, – признавался Фармер. – Идея о том, что классические детерминистские системы, которые мы изучали, способны генерировать случайность, казалась интригующей, и мы двигались дальше, чтобы понять, что дает ход этому явлению.

Нельзя по достоинству оценить такое открытие, если в течение шести или семи лет человеку не вбивали в голову все стандартные курсы физики. Нас учили, что существуют классические системы, где абсолютно все определяется начальными условиями, и есть системы квантовой механики, где явления тоже предопределены, но необходимо учитывать, что возможности по сбору исходных данных о системе ограниченны. Что же касается понятия „нелинейный“, то его мы встречали лишь в конце учебника. Так студент-физик изучал курс математики, где самая последняя глава была посвящена нелинейным уравнениям. Обычно мы ее пропускали, а если и нет, то усваивали только одну рекомендацию: нужно свести эти нелинейные уравнения к линейным, чтобы получить приблизительные решения. Мы расписывались в собственной беспомощности.