В какой-то из дней Лоренц решил избрать кратчайший путь, чтобы перепроверить одну конкретную симуляцию. Вместо того чтобы запустить всю последовательность с самого начала (компьютеры в то время были гораздо медленнее, чем сейчас), он начал с середины. Лоренц самостоятельно ввел числовые данные с более ранних выкладок, чтобы убедиться в том, что начальные условия ничем не отличались от того, что было ранее, после чего ушел за чашечкой кофе, предоставив машине время для выдачи нового прогноза. Новый круг должен был в точности повторить предыдущий, поскольку Лоренц не внес никаких изменений и дважды все перепроверил. Однако, когда он увидел новую выкладку, то был ошарашен: она настолько сильно отличалась от предыдущей, что создавалось впечатление, будто это «два разных прогноза погоды, которые фокусник достал из шляпы».
Лоренц корпел над этими результатами, пытаясь найти ошибки в компьютерном коде. После нескольких недель анализа он понял, в чем причина проблемы. И она была не в коде машины, а в данных. Две «идентичные» симуляции, которые он запустил, на самом деле практически ничем
не отличались друг друга. Оригинальная последовательность, на которую обратил внимание Лоренц, была произведена алгоритмом. В памяти компьютера сохранились шесть десятичных знаков каждого из значений, однако Лоренц ввел последовательность с распечатки, которая отображала лишь три знака. Он не увидел проблемы во вводе округленных чисел с распечатки, поскольку считал, что разница между 506,127 и 506 не будет иметь никакого значения.И она должна была
быть незначительной в «часовом механизме». Расчеты, успешно предсказывающие затмения, приливы-отливы и поведение комет, просты: небольшая ошибка во вводе данных приводит к небольшой неточности прогноза (например, что затмение произойдет на пару минут раньше или позже).Однако с погодой все иначе. Эта небольшая ошибка Лоренца, связанная с округлением, произошла в более взаимосвязанной и изменчивой среде, нежели пустота, через которую проходили орбиты кометы Галлея. На небольшие вихри воздуха могут повлиять такие незначительные и практически неизмеримые вещи, как взмах крыльев бабочки, и эти колебания могут оказать воздействие на большие вихри, а те, в свою очередь, способны изменить схему построения холодных и теплых фронтов. Цепь событий, которая может привести к экспоненциальному увеличению изначального возмущения, приводит к невозможности существования любых попыток более-менее точно предсказать погоду. Программа Лоренца работала корректно.
Когда несколько лет спустя Лоренц представил документ о своих изысканиях, он назвал его «Может ли взмах крыльев бабочки в Бразилии вызвать торнадо в Техасе?» После этого фраза «эффект бабочки» закрепилась в мировом лексиконе[6]
.Эффект бабочки Лоренца является физическим отображением феномена сложности
: не «сложности» в том смысле, который мы используем в нашей повседневной жизни, всеобъемлющее понятие для чего-то, что не является простым или интуитивно понятным, но сложности в более трудном, ограниченном, техническом смысле. Этот вид сложности трудно поддается описанию. Те, кто изучает его, часто опираются на комментарий судьи Верховного суда Поттера Стюарта по поводу оскорблений: «Я знаю, когда я вижу». Сложные вещи (живые организмы, экосистемы, национальные экономики) обладают различным типом построения взаимосвязанных элементов, часто взаимодействуют. Из-за плотности этих связей сложные системы содержат в себе слишком много переменных, и поэтому непредсказуемы. В случае с погодой небольшое возмущение в одном месте может вызвать серию ответных колебаний, которые влекут за собой непредсказуемые и порой серьезные последствия в другом месте из-за миллиардов крошечных взаимодействий, которые связаны как с причиной, так и со следствием. В экосистеме один вирус, который немного изменил свою структуру, может распространиться, как пожар, что приведет к огромному сокращению популяции, что, в свою очередь, приведет к определенным последствиям для всей остальной пищевой цепочки, вследствие чего изменится биологический порядок в этой экосистеме. В случае с экономикой крах одного банка может и не привести к негативным последствиям, однако способен также вызвать каскадное обрушение всей системы.Сложный и осложненный
– разные вещи. Осложненные вещи состоят из нескольких частей, но эти части относительно просто связаны: одна шестеренка поворачивается, за ней поворачивается другая и т. д. Работа осложненного устройства, такого как двигатель внутреннего сгорания, может быть сложной для понимания, но этот процесс можно разбить на серию аккуратных и точных взаимосвязей. В конце вам удастся довольно точно спрогнозировать, что произойдет, если активировать или изменить одну из составных частей устройства.