Полый человек

Он обнаруживает, что одна из отправных точек появления современной математики хаоса – это наша неспособность предсказать погоду. Даже суперкомпьютер «Крэй X-MP», производящий вычисления со скоростью восемьсот миллионов операций в секунду, не справляется с этой задачей. За полчаса работы он точно предсказывает завтрашнюю погоду во всем Северном полушарии. За день лихорадочной деятельности суперкомпьютер выдает десятидневный прогноз.

Но через четыре дня прогноз начинает расходиться с реальностью, а любая попытка заглянуть в будущее дальше чем на семь дней оказывается гаданием на кофейной гуще… Даже для «Крэй X-MP», перебирающего переменные со скоростью шести миллионов в минуту. Метеорологов, специалистов в области искусственного интеллекта и математиков раздражала эта неудача. Такого не должно было случиться. Тот же компьютер способен предсказать движение миллиардов звезд на годы вперед. Почему же, спрашивали они, погоду – с ее большим, но конечным числом переменных – так трудно предсказать?

Чтобы выяснить это, Джереми должен изучить работы Эдварда Лоренца о хаосе.

В начале 1960-х годов математик по имени Эдвард Лоренц, переквалифицировавшийся в метеоролога, стал использовать один из примитивных компьютеров того времени, «Ройял Макби LGP-300», для вычисления переменных, обнаруженных Зальцманом в уравнениях, которые «управляют» простой конвекцией, подъемом горячего воздуха. Лоренц нашел в уравнении Зальцмана три переменных, которые действительно оказались значимыми, исключил остальные и запустил состоящую из электронных ламп и проводов машину «Ройял Макби LGP-300», чтобы та решала уравнения со скоростью одной итерации в секунду. В результате получился…

…хаос.

Переменные, уравнения, данные – все оставалось тем же, но кажущиеся простыми краткосрочные прогнозы превращались в противоречивое безумие.

Лоренц проверил вычисления, провел анализ линейной стабильности, удивился и начал все снова.

Безумие. Хаос.

Ученый открыл так называемый «аттрактор Лоренца», в котором траектории цикла уравнений вокруг двух долей имеют явно случайный характер. Из хаоса Лоренца следует очень точная закономерность: нечто вроде сечения Пуанкаре, которое подтолкнуло Эдварда к пониманию явления, названного им «эффектом бабочки» в прогнозировании погоды. Проще говоря, «эффект бабочки» Лоренца говорит о том, что одна бабочка, взмахивающая крыльям в Китае, вызовет крошечные, но неизбежные изменения в атмосфере. Это слабое изменение накладывается на другие слабые изменения, и погода… меняется. Непредсказуемо.

Полный хаос.

Джереми сразу же понимает, как применить работу Лоренца и более поздние исследования хаоса к данным Джейкоба.

Анализ этих данных, выполненный Бременом, показывает: то, что разум человека воспринимает через отстраненную и искажающую линзу чувств, представляет собой всего лишь беспрестанный коллапс волн вероятности. Вселенная, свидетельствуют данные Голдмана, точнее всего описывается фронтом стоячей волны, состоящим из этих вихревых возмущений хаоса вероятности. Человеческий разум – всего лишь еще один фронт стоячей волны, на что указывают исследования самого Джереми, нечто вроде суперголограммы, составленной из миллионов цельных, но меньших по размеру голограмм – наблюдает за этими явлениями, превращает волны вероятности в упорядоченную серию событий («Самим фактом наблюдения, – объяснял Джереми своей жене в поезде, – наблюдатель, похоже, заставляет вселенную выбирать: волна или частица…») и продолжает заниматься своим делом.

Бремен затрудняется найти пример для этой непрерывной структуризации неструктурируемого, пока не наталкивается на статью со сложными математическими расчетами, которые использовались для анализа ориентации орбиты Гипериона, спутника Сатурна, данные о которой передал пролетавший мимо «Вояджер». Орбита Гипериона в достаточной степени подчиняется законам Кеплера и Ньютона, чтобы ее можно было точно предсказать с помощью линейной математики на многие десятилетия вперед. Но ее ориентация, то есть расположение трех осей, не подчиняется никаким законам.

Гиперион кувыркается, и его движение просто невозможно предсказать. Ориентация его орбиты определяется не случайным воздействием гравитации и законами Ньютона, которые могут быть учтены достаточно опытным программистом и рассчитаны достаточно мощным компьютером, а динамическим хаосом со своей собственной логикой – и отсутствием логики. В безмолвном вакууме в окрестностях Сатурна действует «эффект бабочки» Лоренца, а его жертва – маленький бугристый Гиперион, беспорядочно кувыркающийся в пространстве.

Но Джереми обнаруживает, что даже в таких непредсказуемых океанах хаоса могут существовать островки линейной причинности.