Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах, стр. 104
Клеточные автоматы Лэнгтона демонстрируют точно такие же три возможных исхода: (1) они гибнут; (2) они продолжают работать вечно; (3) они находятся в пограничном состоянии, и сложно сказать, что произойдет дальше.
Вычисления, которые прекращаются, соответствуют льду. Вы получаете ответ — и все. Это полный порядок. Ситуация твердо заморожена, и в долгосрочной перспективе не слишком интересна.
Вычисления, которые продолжаются вечно, похожи на воду: все течет. Это хаос, отсутствие ясности. В течение какого-то времени это может быть интересным, но в долгосрочной перспективе довольно тривиально, так как мы не получаем никакого результата.
Наиболее интересные вычисления балансируют на грани между замороженным и жидким: мы не знаем, будет ли когда-нибудь конец. Подобные вычисления часто происходят на грани между твердым и жидким — близко к переходу от льда к воде. И именно в подобных пограничных ситуациях происходят интересные вещи.
Интересный вычислительный процесс, в ходе которого обрабатывается информация, должен быть способен выполнять две задачи: хранить информацию и стирать информацию. Если невозможно хранение информации, невозможным будет и ее накопление. Если невозможно стирание, будут невозможными вычисления, которые происходят по пути сочетания информации. Система, способная выполнять что-то интересная, следовательно, должна уметь накапливать и стирать; помнить и двигаться; удерживать и отпускать; замерзать и течь. Система также должна позволять этим процессам происходить рядом друг с другом.
Идея Лэнгтона заключается в том, что существуют только эти две базовые формы — замерзшая и жидкая — в любой динамической системе, которая может быть эмулирована клеточным автоматом. На практике это означает, что любая физическая система может характеризоваться только одним из двух базовых состояний — твердое или жидкое.
В конечном итоге существуют только эти два базовых состояния или базовые фазы, и все интересное происходит на границе между ними; на границе между хаосом и порядком; на границе между водой и льдом; на границе между конечным и бесконечным вычислительным процессом.
Как раз там, где мы не можем знать, будет ли всему этому конец.
«Вычисления могут появляться спонтанно и становиться доминирующими в динамике физических систем, когда эти системы находятся в состоянии перехода между твердой и жидкой фазой», — пишет Лэнгтон, добавляя: «И может быть, самый интересный подтекст этого — возможность того, что жизнь нашла свое происхождение как раз вблизи подобного перехода». 21
Другие исследователи, особенно Джеймс Кратчфилд из Беркли, Калифорния, которые поначалу критически отнеслись к предположениям Лэнгтона, пришли к тем же выводам,22 используя схожие методы: именно на границе между порядком и хаосом происходит все самое интересное. Здесь, на краю хаоса, мы можем вести вычисления, в которых могут возникнуть новые структуры.
Интересно не то, что мы можем получить сок или другие вкусности из холодильника, а кубики льда — из морозилки. Интересно смешивать их в напитки.
В 1988 году немецкий физик и исследователь хаоса Петер Рихтер предложил раннюю версию этих идей в своей фразе «красота границ». Наблюдая компьютерные изображения явлений из теории хаоса и фракталы, Рихтер пришел к анализу того, где селятся на Земле люди: побережья, реки, горные цепи и ущелья. У границ. У перехода от одного элемента к другому.
Красота границ появляется потому, что граница между морем и сушей — это место, где происходит что-то сложное и интересное. Море само по себе тривиально, и такой же тривиальной легко становится суша. Но когда эти две стихии встречаются на побережье или в устье реки, может произойти удивительное — к примеру, то, что большая часть жизни на Земле обнаруживается на границе между морем и воздухом или на границе между сушей и воздухом.
То же касается и нашей жизни: если мы находимся только в одной области, наши жизни не столь интересны, как могли бы быть, если бы мы жили на границе между различными областями, где на нас воздействует больше факторов и, следовательно, исход неясен.
Естественные науки интересуются либо порядком, либо хаосом; либо ньютоновской обратимостью, либо термодинамической необратимостью; либо простотой, либо сложностью.
Исследование запутанности приняло свою настоящую форму, когда Бернардо Хуберман и Тэд Хогг в 1986 году указали: сложное находится как раз на полпути между хаосом и порядком. Через несколько лет Крис Лэнгтон, Джеймс Кратчфилд и другие смогли показать, что все интересное происходит тогда и там, где порядок встречается с хаосом.
Запутанность вырастает на краю хаоса.
В конечном итоге именно поэтому знания простых уравнений и примеров из школьных учебников недостаточно. Даже если мы знаем формулы для мира, из формул мы не можем постичь, каков мир. Даже если мы сведем многообразный мир к короткому описанию, мы никогда не будем в состоянии реконструировать этот мир из своего описания.
П.В. Андерсон добавил, как мы уже знаем: «Способность свести все к простым фундаментальным законам не подразумевает способности начать с этих законов и реконструировать Вселенную».
Но именно это мы сознательно пытаемся сделать с искусственными жизнями, которые мы проживаем в своей технологической цивилизации.
Глава 15. Нелинейная линия
В 1877 году, когда планета Марс находилась необычно близко к Земле, всего на расстоянии 60 миллионов километров, итальянский астроном Джованни Скиапарелли объявил, что он открыл каналы — canali — на поверхности соседа Земли. Эти каналы представляли собой колоссальную систему соединенных друг с другом структур, покрывавших всю поверхность Марса. Разглядеть их очень сложно, так как возмущения в земной атмосфере значительно затрудняют изучение поверхностей планет. Фотографировать также невозможно: атмосферные возмущения означают, что образ Марса в окуляре телескопа оказывается полностью смазанным. Но Скиапарелли потом провел много лет, нанося на карту широкую систему соединенных друг с другом линий на поверхности Марса.
В 1892 году, когда Скиапарелли сообщил, что ухудшающееся зрение заставляет его прекратить исследования, исключительно богатый американский дипломат Персиваль Лоуэлл решил построить обсерваторию в той области, где атмосферные возмущения очень низки — Фрагстафф, Аризона — чтобы продолжить изучение каналов.
Изучения планет Персиваля Лоуэлла оказались очень важными, и не в последнюю очередь потому, что он начал поиски девятой и самой удаленной планеты Солнечной системы. Его поиски увенчались успехом в 1930 году, когда последователь Лоуэлла в обсерватории, Клайд Томбо, открыл планету, которая была названа Плутоном — не только в честь бога царства смерти, но и потому, что ее название начиналось с инициалов Лоуэлла.
Но Лоуэлла больше всего занимало изучение марсианских каналов, которое он и продолжал до своей смерти в 1916 году. Лоуэлл полагал, что ему удалось увидеть широкую систему прямых каналов, соединявших темные участки, разбросанные по поверхности планеты. Полагали, что эта замысловатая система прямых линий составляла ирригационную систему планеты, которая собирала воду с марсианских ледовых полюсов и доставляла ее в сухие области поблизости от экватора. Марс — это совершенно точно сухая планета, так что жизни приходилось добывать воду с полюсов, которые, как и полюса Земли, покрыты вечным снегом.
Много лет спустя американский астроном и научный писатель Карл Саган описывал это так: «Поворотным пунктом всех споров было то, что каналы были прямые, а некоторые из них проходили в виде огромных кругов на протяжении тысяч миль. Подобные геометрические конфигурации, как полагал Лоуэлл, не могли быть результатом геологических процессов. Линии были слишком прямыми. Они могли быть только продуктом интеллекта».
Следовательно, спорные заключения Лоуэлла были такими: Марс не только являлся домом для живых существ, но еще и полностью цивилизованной планетой, жизнь на которой регулировалась таким образом, что скудная влага могла быть распределена по всей ее поверхности.