Порядок или хаос?

Автор: Марта Блейкфилд (англ. Martha Blakefield)

Прославляет ли хаос Бога? Не волнуйтесь, речь не о вашем деревянном шкафе или типичном воскресном утре в вашем доме. Хаос о котором я говорю, это новая область научных исследований, называемая «теорией хаоса».

stock.xchng

Научная мысль поднялась на новую высоту когда Ньютон обнаружил, что одни и те же законы объясняют падение яблока и отвечают за вращение луны вокруг земли. С тех пор как он открыл и сформулировал законы управляющие движением во вселенной, ученые принимают допущение, что вселенная работает как часы, подчиняясь нескольким простым законам.

Ученые описывали кажушиеся сложными системы с помощью сравнительно простых уравнений. Они были уверены, что могут взглянуть на мир, выяснить как он работает, написать соответствующее уравнение, а затем вписать в него числа и предсказать любой итог. Некоторые ученые думали, что в конце концов, они научатся описывать все во вселенной с помощью простых математических уравнений. Они даже думали, что смогут найти одну систему уравнений, описывающую каким образом сформировалась и функционирует вся вселенная – «теорию всего».

Но даже по мере разработки уравнений для все новых и новых систем вселенной, ученых продолжают озадачивать необъяснимые феномены и системы, которые, похоже, действуют наперекор законам, предложенным для объяснения этих действий. Раскачивание орбит планет, турбулентность в потоках воздуха обтекающих крыло самолета, изменения численности популяций животных – всегда рано или поздно наступает момент, когда эти системы перестают подчиняться тем простым уравнениям, которые ученые придумали для них.

Эти необъяснимые явления вызвали любопытство научного сообщества. Ученые обнаруживают хаос там, где они ожидали увидеть порядок. Но потом, при более внимательном рассмотрении, среди видимого хаоса они находят необъяснимый порядок. С развитием быстродействующих и более мощных компьютеров, они обрели способность проверять уравнения, на которые они полагались в течении многих лет. Они обнаружили, что при определенных условиях, некоторые из этих уравнений производят «хаотические» результаты. Затем они пришли к выводу, что эти системы, которые казались такими беспорядочными, на самом деле следуют странным и замысловатым закономерностям.

wikimedia commonswikimedia commons

Один ученый-метеоролог по имени Эдвард Лоренц создал компьютерную модель погоды и получил странные результаты. Он обнаружил, что незначительные различия в начальных погодных условиях производят радикальные изменения на выходе модели. В течение долгого времени метеорологи подозревали, что это так и есть на самом деле. Они даже дали этому явлению специальное название – «эффект бабочки». Это название исходило из «шутливой веры в то, что если бабочка помашет крыльями в Азии, то через несколько дней или недель эти ее действия повлияют на погоду в Нью Йорке.»¹

Когда Лоренц создал уравнения, описывающие подобные различия и запустил их в компьютер, то на полученных графиках он обнаружил, что эти «хаотические» уравнения произвели данные с предсказуемостью необычного типа. Линия на графике представляла собой согнутую цифру восемь в форме многомерной бабочки. Но странность состояла в том, что хотя линия всегда повторяла по сути одну и ту же форму, она никогда не воспроизводила в точности одну и ту же форму, и ни одна точка на графике не пересекалась с любой другой точкой. Со времени открытия Лоренца, ученые обнаружили много новых примеров «странных аттракторов», как их теперь называют.

Попросту говоря, эти уравнения снова и снова описывают одну и ту же общую форму, но никогда в точности не повторяют себя. Другие хаотические уравнения производят сложные ветвящиеся рисунки, которые повторно воспроизводят себя, но в уменьшающемся масштабе – каждый ветвящийся рисунок становится маленькой копией предыдущего рисунка, в точности как мы видим в строении многих растений (см. Рис. 1).

Все хаотические системы, по-видимому, обладают необычной чувствительностью к начальным условиям. Они являются системами в которых кажущиеся неважными изменения в итоге приобретают весьма значительные различия. Ученые обнаружили присутствие «хаоса» в астрономии, эпидемиологии, метеорологии, ветровой турбулентности, фондовом рынке и человеческом теле. Именно изучение человеческого тела привело некоторых ученых к пониманию важности хаоса.

Ари Голдбергер из Гарвардской Школы Медицины считает, что он не только обнаружил тот факт, что ритм человеческого сердца хаотичен, но что хаос необходим для работы сердца. Когда он сравнил вариации в биении сердца здорового человека с вариациями пациента страдающего от болезни сердца, то оказалось, что здоровое сердцебиение более хаотично.²

Возможность того, что хаотическое поведение это не отклонение от нормы, но напротив, является неотъемлемой частью построения некоторых систем, для ряда ученых стало откровением.

Когда мы рассматриваем изысканно сложные упорядоченности в хаотических системах, мы видим, что для теории выбрано неверное название. «Хаос» обычно означает некий беспорядок или путаницу. Но в данном случае, то что выглядело хаосом, при более внимательном рассмотрении оказалось еще одним слоем более сложного порядка в созданной Богом вселенной. Ученые используют слово «хаос» для обозначения простых вещей, которые ведут себя неожиданно сложным образом – вещей, которые нас удивляют и препятствуют нашей способности предсказывать их поведение в будущем. Некоторые специалисты, по мере того как они узнают все больше нового об этом явлении, предлагают для него разные названия, например “комплексификация” (complexification) или «наука о сюрпризах».

«По традиции, специалисты приписывали эти сюрпризы внешним влияниям или несовершенству данных… . Но теперь, ученые изучающие окружающий нас мир с помощью мощных компьютеров, начинают понимать, что сюрпризы неизбежны. Системы подобные погоде… содержат встроенные в них сюрпризы. Они всегда будет вести себя неожиданным образом, независимо от степени нашего понимания. Их природа такова, что они делают такие вещи, которые мы не можем предсказать.»³

Тем не менее, ученые надеются, что эти новые уравнения позволят разработать метод способный предсказывать будущее поведение систем более точно чем сейчас. И через много лет, когда мы будем думать, что мы, наконец, разработали эти новые законы нашего сложного мира, мы несомненно обнаружим новое множество явлений, которые не подчиняются нашим формулировкам природного закона.

Мудрый ученый понимает, что всезнающий и всемогущий Творец способен создать вселенную, для полного познания которой потребуется больше, чем все время существования человечества. И через это, творение познает природу Творца (Римлянам 1: 20).

«Слава Божия – облекать тайною дело, а слава царей – исследовать дело» (Притчи 25: 2).