Машина мышления. Заставь себя думать

А какие траектории! Одни частицы беспорядочно меняли направление, словно бы бросаясь из стороны в сторону, другие — степенные, размеренные — медленно дрейфовали в жидкости.

«Они что, живые?!» — именно такой была первая реакция Роберта Броуна на обнаруженный им эффект «броуновского движения».

Но только Броуна озарила эта счастливая мысль и подумалось о лаврах величайшего из первооткрывателей, как научная дисциплина и академическая выучка заставили его провести дополнительный следственный эксперимент.

Очевидно, что глина — неживая материя, она мертва. Что если провернуть тот же трюк и посмотреть на поведение частиц глины под микроскопом?

Если они не будут двигаться на предметном стекле — а как ещё может быть? — то никто не сможет усомниться в том, что Броун сделал выдающееся открытие.

Ну, дальнейшую историю вы все, я полагаю, знаете: частицы глины так же бесновались в капле жидкости, как и частицы пыльцы.

«Броуновское тело» двигалось не потому, что имело свою «волю», и не потому, что оно было «живо», а как раз наоборот.

В чём действительная причина движения его «тела», Броун так и не узнал, а само его открытие в скором времени практически забылось.

Славу Роберту Броуну вернул Альберт Эйнштейн. Именно в его статье 1905 года была сформулирована молекулярно-кинетическая теория, позволяющая количественно описать феномен броуновского движения¹².

«Броуновское тело» лишь кажется живым, потому что живым нам кажется всё, что движется вопреки действию гравитации и прочих видимых нами сил.

Однако мы же можем и не видеть действующие силы, как в случае с пыльцой Броуна.

Беспорядочное движение микроскопических броуновских частиц обусловлено, как теперь всем хорошо известно, тепловым движением молекул жидкости или газа, в среде которых они находятся (рис. 6).

Рис. 6. Воздействие невидимых глазу под микроскопом частиц среды на броуновское тело.

Траектория движения броуновского тела под этими воздействиями.

Мы не видим эти молекулы, не видим эти атомы, мы видим лишь следствие их движения, которое механически передаётся «броуновскому телу». И у нас возникает иллюзия, что «тело» Броуна движется само по себе.

Ничего не напоминает эта аналогия? Да, очень даже.

И в самом деле, мы не видим тех «сил», которые орудуют в нашем мозге. Мы видим лишь их следствие — движение собственной мысли. Возникает ли она спонтанно, сама по себе? Потому что мы взяли и создали, удумали её?

Нет, конечно. Контролируем ли этот процесс?..

Тут опять не будет однозначного ответа. Точнее, он есть, но его опять-таки сложно понять — слишком специфичен этот «контроль». Поэтому давайте я снова вернусь к той же метафоре.

Сколь бы примитивным ни казался феномен «броуновского движения» — вроде бы в школе его изучают, и что ещё о нём думать? — в реальной жизни всё куда сложнее.

Броуновское движение частицы в вязкой среде относится к так называемым немарковским, то есть случайным, процессам. Впрочем, особенность немарковских процессов (в отличие от марковских) в том, что они случайны, но лишь до определённого момента.

По этой причине немарковский процесс ещё называют «случайным процессом с памятью», где под «памятью» понимается то состояние, которое система уже приобрела в своём прошлом.

Проще говоря, сначала на какой-то объект и впрямь оказываются случайные воздействия, что и определяет его «бытие» (например, какую-то траекторию движения в жидкости или газе).

Но постепенно эти случайные воздействия приводят к тому, что у объекта появляется как бы собственное движение, которое уже само по себе начинает влиять на внешние, воздействующие на него факторы.

В случае броуновского движения так всё и происходит: тело, двигаясь в вязкой среде, увлекает за собой частицы, находящиеся в окружающей его среде, а потому их влияние на броуновское тело меняется под воздействием самого этого тела.

То есть характер движения среды, в которой находится броуновское тело, начинает зависеть от того, как до этого — в прошлом — двигалось броуновское тело под воздействием этой среды. Круг отношений как бы замыкается, превращаясь во взаимо-взаимовлияние.

Если представить себе чисто случайный процесс — марковский, — то он будет в определённом смысле линейным, отражающим состояние среды, в которой находится объект.

Однако в случае немарковского процесса возникают, так скажем, эксцессы (рис. 7).