Конец науки: Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки

Хорган Джон

Авторы отметили, что цифровые модели приобретают все большее влияние в дебатах по вопросам глобального потепления, уменьшения запасов нефти, пригодности мест захоронения ядерных отходов и так далее. Их статья была предназначена служить предупреждением о том, что «доказательство и легализация цифровых моделей природных систем невозможны». Единственные предположения, которые могут быть подтверждены, то есть может быть доказана их истинность, — это те, которые относятся к чистой логике или математике. Это закрытые системы, все их компоненты основаны на аксиомах, являющихся истинными по определению. Два плюс два равно четыре по общему согласию, а не потому, что уравнение соответствует какой-то внешней реальности. Природные системы всегда

открыты, указывают Орескес и ее коллеги; наши знания о них всегда являются неполными, примерными, и это в лучшем случае; мы никогда не можем быть уверены, что не пропустили какие-то относящиеся к делу факторы.

«То, что мы называем данными, — объясняли они, — это знаки природных явлений с умозаключениями, к которым мы имеем неполный доступ. Многие выводы и предположения могут быть подтверждены на основании опыта (и могут быть оценены некоторые сомнения), но степень, в которой наши предположения выдержат любое новое изучение, никогда не может быть определена априори. Таким образом, высказанные предположения делают систему открытой». Другими словами, наши модели всегда являются идеализациями, приближениями, догадками.

Авторы подчеркнули, что, когда модель точно копирует или даже предсказывает поведение реального явления, она все равно не доказана. Никогда нельзя быть уверенным, рождается ли соответствие из какого-то истинного совпадения между моделью и реальностью или является случайным. Более того, всегда возможно, что другие модели, основанные на других предположениях, могут дать те же результаты.

Орескес и ее соавторы отметили, что философ Нэнси Картрайт (Nancy Cartwright)назвала цифровые модели «работой воображения». Они пишут: «Даже не принимая ее точку зрения, мы можем рассмотреть этот аспект: модель, подобно роману, может резонировать с природой, но это не „реальная" вещь. Как и роман, модель может быть убедительной — она может казаться истинной, если она соответствует нашему опыту природного мира. Но точно так же, как мы можем раздумывать, в какой мере герои романа взяты из жизни и в какой мере они являются вымышленными, мы можем спросить и про модель: сколько основано на наблюдениях и измерениях доступных явлений, сколько основано на суждениях, базирующихся на имеющейся информации, а сколько сделано для удобства?…Мы должны признать, что модель может подтвердить наши предубеждения и поддержать неверную интуицию. Поэтому модели наиболее пригодны, когда они используются для того, чтобы бросить вызов существующим формулировкам, а не для подтверждения или доказательства их».

Цифровые модели лучше срабатывают в одних случаях, чем в других. Они особенно хорошо работают в астрономии и физике частиц, потому что имеющие отношение к делу предметы и силы точно соответствуют их математическим определениям. Более того, математика помогает физикам определить то, что по-другому неопределимо. Кварк — это чисто математическая конструкция. У него нет смысла, кроме его математического определения. Свойства кварка — очарованность, цвет, странность — это математические свойства, не имеющие аналогов в макроскопическом мире, который мы населяем. Математические теории менее непреодолимы при применении к более конкретным, комплексным явлениям, таким как что-либо в биологическом косме. Как указывал биолог Эрнст Майр, каждый организм уникален и меняется с каждой минутой. Поэтому математические модели биологических систем, обычно имеют меньшую предсказательную силу, чем физика. Мы должны также с осторожностью относиться к их способности представлять истину о природе.

Самоорганизованная критичность Пера Бака

Этот тип философского скептицизма раздражает Пера Бака (РегВаК). Бак — датский физик, который переехал в США в семидесятые годы. Это высокий, полный мужчина, любящий подраться очкарик, со множеством своих мнений. Пытаясь убедить меня в превосходстве

сложности над другими типами науки, он насмехался над предположением, что физики, занимающиеся элементарными частицами, могут открыть секрет существования путем зондирования постоянно снижающихся уровней материи.

— Секрет не в том, чтобы глубже и глубже погружаться в систему, — утверждал Бак с четким датским акцентом. — Секрет в том, чтобы идти в другом направлении [141] .

Физика частиц мертва, объявил Бак, убита своим собственным успехом. Большинство этих исследователей, отметил он, «думают, что они все еще делают науку, когда на самом деле они просто разгребают беспорядок после вечеринки». То же самое истинно и в плане физики твердого тела, области, с которой Бак начинал свою карьеру. Тот факт, что тысячи физиков работали над высокотемпературной сверхпроводимостью — в основном тщетно, — показал, насколько недостаточной стала область: «Очень мало мяса, и очень много жаждущих его съесть». Что касается хаоса (который Бак определил так же узко, как Джеймс Йорке), то к 1985 году— за два года до того, как была опубликована книга Глейка «Хаос», — физики пришли к базовому пониманию процессов, лежащих в основе хаотического поведения.

141

Я брал интервью у Бака в Нью-Йорке в августе 1994 г.

— Вот как идут дела! — рявкнул Бак. — После того как что-то дошло до масс, оно закончилось. (Сложность, конечно, является исключением из правила Бака.) Бак испытывал только презрение к ученым, довольствующимся просто рафинированием и расширением работ пионеров.

— В этом нет необходимости! Нам здесь не нужна команда уборщиков!

К счастью, сказал Бак, многие таинственные явления продолжают сопротивляться научному пониманию: эволюция видов, человеческое познание, экономика.

— Общее у этих вещей то, что они очень большие и имеют много степеней свободы. Мы называем это комплексными системами. И в науке будет революция.

Эти вещи в скором времени станут самостоятельными науками, точно так же, как за последние 20 лет самостоятельными науками стали физика частиц и физика твердого тела.

Бак отвергал «псевдофилософский, пессимистический, нерешительный» взгляд, заключающийся в том, что эти проблемы просто слишком сложны для наших крошечных человеческих мозгов.

— Если бы я думал, что это правда, то я бы не занимался тем, чем занимаюсь! — воскликнул Бак. — Нам следует быть оптимистичными, конкретными, и тогда мы можем пойти дальше. И я уверен, что через 50 лет наука будет выглядеть совсем по-другому в сравнении с тем, как она выглядит сейчас.

В конце восьмидесятых Бак и двое его коллег предложили теорию, быстро ставшую лидирующим кандидатом на общую теорию сложности, — самоорганизованную критичность. Его парадигматическая система — это куча песка. По мере того как ты добавляешь песок на верх кучи, она приближается к тому, что Бак называет критическим состоянием, при котором даже одна дополнительная песчинка, опущенная на верх кучи, может вызвать лавину по бокам. Если кто-то планирует размер и частоту лавин, происходящих в этом критическом состоянии, то результаты соответствуют тому, что известно как степенной закон: частота лавин обратно пропорциональна некоторой степени размера кучи.

Бак отдает должное пионеру хаоса Бенуа Мандельбро за то, что тот указал, что землетрясения, колебания рынка ценных бумаг, исчезновение видов и многие другие явления демонстрировали образец поведения в соответствии со степенным законом. (Другими словами, все явления, которые Бак определял как комплексные, также были и хаотическими.)

— Поскольку экономика, геофизика, астрономия и биология имеют эти одинаковые черты, тут должнабыть теория, — сказал Бак.