Книга: Математика с дурацкими рисунками. Идеи, которые формируют нашу реальность
Назад: Глава 23. Штаты бывают разные: пестрые, синие, красные
Дальше: Примечания
Глава 24

Хаос истории


Вы смотрите на название этой главы со справедливым скептицизмом. «История? — переспрашиваете вы. — Что вы знаете об истории, математик?» Я бессвязно бормочу что-то о моржах, налоговом законодательстве и париках в Филадельфии; ваше чувство жалости ко мне растет.

«Историки ищут причинно-следственные связи в муравейнике прошлого, — объясняете вы. — Вашим аккуратным формулам и затейливым количественным моделям не место в этом грязном человеческом царстве».

Я горблюсь и начинаю рисовать какой-то график, но вы шикаете на меня.

«Дуйте домой, математик! — говорите вы. — Уходите, пока не опозорились!»

Увы, я упустил свой шанс избежать позора в тот день, когда нарисовал в своем блоге первого кривого человечка, и поэтому, запинаясь, начинаю рассказывать свою историю.

1. Снежная буря из-за ошибки округления

Зимой 1961 года два сюрприза настигли Западное побережье США более или менее одновременно.

Во-первых, в Вашингтоне, округ Колумбия, накануне инаугурации президента Кеннеди выпало восемь дюймов снега. Тысячи ошеломленных водителей-южан, вероятно истолковав этот снегопад как сигнал наступления Армагеддона, бросили свои машины на проезжей части. Пробки были апокалиптическими. Инженерные войска США смогли расчистить путь для инаугурационного парада только с помощью сотен самосвалов и огнеметов.

Короче говоря, разразился хаос.

Во-вторых, в Массачусетсе, родном штате Кеннеди, исследователь по имени Эдвард Лоренц обнаружил курьезную вещь. С прошлого года он разрабатывал компьютерную модель погоды. Сперва нужно было ввести некие начальные условия. Дальше компьютер прогонял их через множество уравнений. В конце концов он выдавал прогноз погоды. Эти данные можно было использовать в качестве начальных условий для моделирования погоды на следующий день и шаг за шагом повторять процесс, чтобы составить прогноз погоды на месяц вперед, исходя из информации в единственной начальной точке.

Однажды Лоренц захотел воспроизвести уже полученную раньше последовательность прогнозов. Один из его технических помощников заново ввел входные данные, немного округлив их (скажем, 0,506 вместо 0,506127). Крошечные погрешности — меньше, чем могли зафиксировать метеорологические приборы, — должны были отойти на задний план. И все же прогноз погоды на период через несколько недель оказался совершенно иным. Крошечная поправка создала абсолютно новую цепочку событий.

Короче говоря, разразился хаос.

Этот момент ознаменовал рождение нового экспериментального стиля математики — междисциплинарного бунта, который вскоре получил название «теория хаоса». Эта область исследовала различные динамические системы (надвигающиеся бури, турбулентные потоки, демографические перепады) со странным набором общих черт. Они следовали простым и жестким законам. Они были детерминированы, в них не было места случайностям или вероятностям. И все же из-за тонкой взаимозависимости составных частей они не поддавались предсказанию. Эти системы могли раздувать небольшие изменения в огромные каскады, легкая зыбь от бриза вверх по течению превращалась в чудовищную волну, идущую в обратном направлении.

И Лоренц, и американская столица были ошарашены непредсказуемостью погоды. Однако между этими событиями есть гораздо более глубокая связь. Забудьте о хаосе снежной бури и подумайте о том факте, что Джон Фицджеральд Кеннеди вообще стал президентом.

Тремя месяцами ранее он одержал победу над Ричардом Никсоном, и выборы были среди самых близких к ничьей за всю историю США. Во всенародном голосовании он набрал больше всего на 0,17% и получил преимущество в Коллегии выборщиков благодаря небольшому перевесу в Иллинойсе (9000 голосов) и Техасе (46 000 голосов). Полвека спустя историки все еще спорят: что, если Кеннеди вырвался вперед благодаря подтасовке при подсчете бюллетеней? (Вердикт: может, и нет, но кто знает?) Несложно представить близлежащую параллельную вселенную, где Никсон одержал победу.

Однако чрезвычайно сложно представить, что происходило бы дальше.

Операция в заливе Свиней, Карибский кризис, убийство Кеннеди, президентство Линдона Джонсона, Билль о гражданских правах, «Великое общество», Вьетнамская война, Уотергейтский скандал, бессмертный хит Билли Джоэла «Не мы первыми открыли огонь»… Все это и многое другое зависело от решений, принятых в Белом доме. Колебание в 0,2% голосов в ноябре 1960 года могло бы поменять ход мировой истории, как ошибка округления, породившая циклон на северо-западе Атлантики.

С тех пор как я стал достаточно взрослым, чтобы заметить, что мир меняется, я терзаюсь вопросом о том, каким образом осмыслить эти перемены. Цивилизация прочерчивает путь, который априори нельзя познать, предсказать и вообразить. Как мы можем понять систему, в которой один незаметный шаг в силах повлечь за собой грандиозные и несказанные последствия?

2. Две разновидности часового механизма

«Ах, пустоголовый математик, — говорите вы. — Вы дрейфите и паникуете, как вашингтонский водитель во время снежной бури».

Я смотрю на вас, широко раскрыв глаза, как будто персонаж диснеевского мультсериала «Последний электрический рыцарь». Эй, я жажду предсказуемого мира, как и все люди на свете.

«Человеческая история не хаотична, — говорите вы. — В ней можно проследить закономерности. Народы приходят и уходят. Политические системы возникают и исчезают. Тираны восходят на престол, копят подписчиков в инстаграме и в один прекрасный день низвергаются. Все это происходило раньше, и все это произойдет снова».

Я почесываю в затылке, а потом отвечаю историей о маятнике.

На заре XVII века, когда наука впервые обратила свой четырехглазый взор на маятник, она обнаружила механизм более надежный, чем любые существующие на тот момент часы. Маятник подчинялся простому уравнению: измерьте его длину в метрах, извлеките квадратный корень, удвойте получившееся число, и вы получите длительность каждого цикла колебаний в секундах. Таким образом, существует связь между длиной и длительностью. Единство пространства и времени. Довольно круто.

Математики называют такие колебания «периодическими», то есть повторяющимися через определенный промежуток времени. Это напоминает однообразные волны или смену приливов и отливов.

Конечно, у маятника есть свои несовершенства (трение, сопротивление воздуха, истирание веревки), но эти бессмысленные фоновые шумы портят его надежность не больше, чем ветерок тревожит гору. К началу XX века лучшие маятниковые часы отставали за год всего на одну секунду. Вот почему и по сей день маятник — прекрасный интеллектуальный символ упорядоченной вселенной.

Но вот резкий поворот сюжета: двойной маятник.

Мы просто прикрепляем один маятник к другому, и они все еще подчиняются законам физики, их движение можно описать набором уравнений — так что двойной маятник должен вести себя как его двоюродный брат, верно? И все же посмотрите. Его колебания стали буйными и неравномерными. Он дергается влево, отшатывается вправо, вращается, как ветряная мельница, делает передышку, и дальше всё по новой, но иначе.

Что происходит? Ничего «случайного» в математическом смысле. Ни космических игральных костей, ни квантовых рулеток. Система основана на правилах, ею управляет гравитация. Тогда почему же двойной маятник так юродствует? Почему мы не можем предсказать его движения?

Ну, можно ответить одним словом: дело в чувствительности.

Запустите маятник из одного положения и запишите его траекторию. Затем запустите его из почти такого же положения, с отличием всего на миллиметр, и наблюдайте, как он будет двигаться по совершенно иной траектории. Технически говоря, двойной маятник чувствителен к начальным условиям. Как и в случае с погодой, крохотный сдвиг в начале может привести к существенным переменам в конце. Для того чтобы сделать правильный прогноз, вам нужно измерить его начальное положение с практически бесконечной точностью.

Итак, история напоминает вам обычный маятник или двойной?

История делает рывок вправо; тиран низвергается. Она откачивается влево; начинается война. Она как будто бы делает передышку, и проект стартапа, выношенный в калифорнийском гараже, открывает путь в виртуальный мир, кишащий смайликами. Человеческая цивилизация — это система со множеством взаимосвязей, сверхчувствительная к изменениям, с короткими интервалами стабильности и вспышками дикой активности, детерминированная, но совершенно непредсказуемая.

В математике апериодическая система может повторяться, но непоследовательно. Мы слышали, что те, кто не изучал историю, обречен повторять ее, но, похоже, ситуация еще хуже. Похоже, вне зависимости от того, сколько книг мы прочли и сколько посмотрели документальных фильмов Кена Бёрнса, мы все обречены повторять историю — и все-таки, наперекор себе, быть застигнутыми врасплох, осознавая это повторение только задним числом.

3. Игра под названием «жизнь»

«Ну, будет вам, математик, не переживайте так, — задабриваете вы меня. — Люди не настолько сложны».

Я хмурюсь.

«Не принимайте на свой счет, — говорите вы, — но вы довольно предсказуемы. Экономисты могут смоделировать ваш выбор в области финансов. Психологи могут проанализировать ваши когнитивные стереотипы. Социологи могут описать ваше чувство идентичности и разобрать по косточкам ваш выбор фото в “Тиндере”. Конечно, их коллеги, физики и химики, могут закатывать глаза и засовывать два пальца в рот, но социологи в силах достичь удивительной степени точности. Человеческое поведение поддается нашему познанию, а история — это сумма человеческих поступков. Она тоже должна поддаваться познанию, правда?»

Тогда я хватаюсь за компьютер и показываю вам игру под названием «Жизнь».

Как и для всех забавностей, для нее необходима сетка. Каждый квадрат — назовем его клеткой — может оживать и умирать. Справедливости ради нужно отметить, что слово «игра», возможно, слишком громкое, потому что «Жизнь» развивается пошагово в соответствии с четырьмя автоматическими неизменными правилами:

Вот и все. Для того чтобы начать игру, просто оживите несколько клеток. Затем наблюдайте, как игровая доска шаг за шагом меняется в соответствии с четырьмя правилами. Как будто снежный ком, который нужно просто подтолкнуть, чтобы он покатился вниз по склону. Дополнительных данных не требуется.

В этом мире, даже в большей степени, чем в нашем, получить научную степень психолога чрезвычайно просто. Просто запомните четыре правила, и вы сможете предсказать поведение любой клетки на каждом шаге с безупречной точностью. Хорошая работа, доктор.

И все же долгосрочное будущее этой системы окутано туманом. Скопления клеток взаимодействуют изощренными и труднопредсказуемыми способами. Схема наподобие той, что нарисована вверху, может привести к бесконечному росту; удалите всего одну живую клетку из исходной сетки, и рост иссякнет. Простота в малом масштабе сменяется странным и неожиданным поведением в большом масштабе.

Мне вспоминается ответ Амоса Тверски на вопрос, почему он стал психологом:

Когда мы совершаем важный выбор [в жизни], он практически случаен. Но менее важный выбор, возможно, расскажет нам больше о том, кто мы такие. Наш выбор профессии может зависеть от того, с какими учителями средней школы нам довелось встретиться. Выбор спутника или спутницы жизни может зависеть от того, кто окажется рядом в нужный момент. С другой стороны, незначительные решения очень систематичны. То, что я стал психологом, вероятно, не очень показательно. Однако то, какого рода я психолог, возможно, отражает важные черты моего характера.

По мнению Тверски, незначительные решения подчиняются предсказуемым причинам. Но крупномасштабные события — плоды дьявольски сложной системы со множеством взаимосвязей, где каждое движение зависит от контекста.

Я утверждаю, что это верно и для истории человечества. Человек предсказуем; люди непредсказуемы. Их тончайшие взаимоотношения усиливают одни паттерны и ослабляют другие, без каких-либо отчетливых перекличек, по неясным причинам.

Неслучайно, что игра «Жизнь», как и лоренцовская модель погоды, возникла в эпоху компьютеров. По самой своей природе хаос не вмещается в наше сознание. Наш разум слишком склонен сглаживать острые углы, округлять истину до удобного знака после запятой. Нам нужны мозги покрупнее и побыстрее наших собственных, чтобы покорить хаос, выявить его закономерности — или их отсутствие.

4. Не ветвь, а куст

«Хорошо, математик, — вздыхаете вы. — Я вижу, к чему вы клоните: альтернативная история. Гипотеза о том, как могла бы развиваться цивилизация, если бы в прошлом какие-нибудь важные события пошли немного иначе».

Я пожимаю плечами.

«Ну, так бы сразу и сказали! — восклицаете вы с облегчением. — Конечно, иногда в истории встречаются развилки: решающие сражения, выбор ключевого хода, поворотные моменты. Это не делает историю хаотичной. Непредсказуемой — да. Однако она подчиняется причинности и логике. Не нужно думать, что исторический анализ — дело безнадежное».

Теперь уже моя очередь вздохнуть и объяснить: нет, проблема гораздо глубже.

Начнем с бомбы — вернее, с пары бомб. В 1945 году Соединенные Штаты сбросили атомные бомбы на два японских города: Хиросиму (6 августа) и Нагасаки (9 августа). Авторы рассказов в жанре альтернативной истории не могли смириться с этим происшествием. Например, в новелле Кима Стэнли Робинсона «Счастливый удар» бомбардировщик «Энола Гей» 5 августа попал в авиакатастрофу, не сбросил бомбу на Хиросиму, изменив этим весь курс ядерной эры. Как бы то ни было, Робинсон смог рассказать лишь одну историю из триллиона возможных. Что, если бы на первой строчке перечня целей по-прежнему, как до конца июля, была японская столица Киото? Что, если бы 9 августа в городе Кокура была не дождливая, а ясная погода, и бомбу, предназначенную для него, не перенаправили бы в Нагасаки? Что, если бы президент США Гарри Трумэн осознал перед взрывом, что Хиросима — не сугубо военный (как он почему-то полагал), а гражданский объект? Возможностей настолько много, что ни один рассказ не в силах их учесть. Альтернативная история показывает нам отдельные ветви; теория хаоса предупреждает, что они срезаны с раскидистого кустарника.

Несмотря на все усилия, альтернативная история никогда не сможет справиться с подлинной природой хаоса. Коль скоро все моменты времени подспудно осевые, вести линейное повествование уже нельзя. Вот, например, еще один любимый вопрос альтернативной истории: что, если бы рабовладельческая Конфедерация выиграла Гражданскую войну в Америке? Это распространенная тема для домыслов; на сей счет высказался даже Уинстон Черчилль, известный главным образом отнюдь не как фантаст. Поэтому, когда телекомпания HBO объявила, что планирует снять шоу под названием «Конфедерация», писатель Та-Нехизи Коутс — эксперт и по истории афроамериканцев, и по альтернативно-исторической фантастике — красноречиво простонал:

Замысел «Конфедерации» ужасно неоригинален, особенно для якобы авангардной HBO. Поле рассуждений по вопросу «Что, если бы Юг победил?», вероятно, вытоптано больше, чем какая бы то ни было область американской альтернативной истории… [Рассмотрим] все вопросы, которыми пренебрегают. Что, если бы Джон Браун победил? Что, если бы Гаитянская революция распространилась по всей Америке? Что, если бы чернокожие солдаты были завербованы в начале Гражданской войны? Что, если бы коренные американцы остановили наступление белых на Миссисипи?

Альтернативная история, как правило, зацикливается на «великих людях» и «важных битвах» традиционной истории, упуская менее громкие возможности, которые подрывают на корню основы преобладающей культуры. Правила правдоподобия (какие сюжеты мы полагаем достоверными и убедительными) не всегда совпадают с правилами вероятности (какие события на самом деле едва не произошли).

Подлинный хаос — это идея, разрушающая любое повествование, мысль, анархичная, как бомба.

5. Береговая линия познанного мира

«Хорошо, математик, — говорите вы, уже на грани срыва. — Вы утверждаете, что понимание истории — обман. Что исторические тенденции — это апериодические миражи. Что наши попытки выявить причинно-следственные связи обречены, потому что в гипервзаимосвязанной системе наподобие человеческой цивилизации, где микроскопические изменения приводят к макроскопическим эффектам, всё вызывает всё. Что мы никогда-никогда не сможем предсказать, что произойдет в дальнейшем».

«Ну, если вы так ставите вопрос, то я выгляжу полным придурком», — говорю я.

Вы впиваетесь в меня глазами. Да, теперь все ясно.

Возможно, человеческая история — «почти нетранзитивная система», как говорят специалисты по теории хаоса. Она долго выглядит довольно стабильной и вдруг меняет курс. Колониализм уступает место постколониализму. Обожествление монарха уступает место либеральной демократии. Либеральная демократия уступает место анархо-капитализму, где бал правят корпорации. Как-то так. Даже если историки не в силах показать, что нас ждет за новым поворотом, они, по крайней мере, могут охарактеризовать сдвиги, произошедшие в прошлом, и пролить свет на текущее положение дел человеческих.

Хаос учит смирению. Он вновь и вновь очерчивает границы нашего познания.

В 1967 году легендарный авантюрист и математик хаоса Бенуа Мандельброт опубликовал короткую сенсационную статью под названием «Какова длина побережья Британии?». Проблема сложнее, чем кажется на первый взгляд, потому что — как ни странно — длина побережья Британии зависит от того, каким образом его измерять.

Для начала возьмите линейку длиной 10 км, и вы получите определенную длину. Затем увеличьте масштаб и возьмите линейку в 1 км. Участки, которые раньше казались прямыми, при ближайшем рассмотрении оказываются довольно извилистыми. С помощью более точной линейки вы сможете учесть бухты и мысы, которые не принимали во внимание раньше, и общая длина возрастет.

Мы еще не закончили. Возьмите стометровую линейку, и процесс повторится. Становятся видны кривизны и изгибы, которые были незаметны раньше, и вносят в общую длину свой вклад.

Мы можем повторять процесс снова и снова. Чем точнее измерения, тем длиннее становится береговая линия, — теоретически мы можем продолжать до бесконечности.

Мягко говоря, это довольно странно. В большинстве исследований более пристальный взгляд помогает прояснить ответ. Здесь все пугающе наоборот: более пристальный взгляд лишь запутывает дело. Оно никогда не упрощается, никогда не решается.

Эта схема достигает своего предела в случае снежинки Коха — математического объекта, состоящего из нагромождения зубцов на зубцах на зубцах. Хотя на этой странице она занимает мало места, длина ее границы теоретически бесконечна.

В графическом романе «Из ада», где в жанре альтернативной истории рассказано о серии убийств в лондонском районе Уайтчепел в 1888 году, писатель Алан Мур уподобляет изучение истории снежинке Коха. «Всякая новая книга, — говорит он в послесловии, — содержит новые детали, более мелкие зубцы на границе фигуры. Однако она не выходит за пределы очерченного круга: осень 1888 года, Уайтчепел».

По мнению Мура, изучение истории по-своему бездонно. Чем пристальней мы всматриваемся, тем больше видим. Конечный фрагмент пространственно-временного континуума может заключать в себе бесчисленные слои деталей, позволяющих выстраивать причинно-следственные цепочки анализа до бесконечности. Хаос порождает сложности на протяжении всего пути, картина никогда не распадается на пиксели, расследование не заканчивается, дело не упрощается.

Так что же, история хаотична, как игра «Жизнь» — простая в малом масштабе, но непредсказуемая в большом? Или она непредсказуема, как погода, — своевольные каждодневные колебания усредняются в долгосрочной перспективе, и в целом климат довольно стабилен? Или, может быть, она похожа на снежинку Коха — хаос на каждом уровне, сложность в любом масштабе? Эти три метафоры борются в моем сознании, словно три презентации в PowerPoint, спроецированные на один экран. Иногда мне кажется, что я уже на грани понимания, — но вот я заглядываю в ленту новостей, и мир вновь преображается, принимая новый облик, странный и непостижимый.

Назад: Глава 23. Штаты бывают разные: пестрые, синие, красные
Дальше: Примечания