Воскресенье, 16 августа, 06:02 (UTC –4)

«DW», жилой корпус

 

Ночь прошла без приключений. Боты больше не появлялись.

Кейтаро Рока, заложив руки за спину, стоял у окна своего кабинета. Эта небольшая комната находилась на четвертом этаже и соседствовала с залом совещаний.

Старый японец, плотно сжав тонкие губы, смотрел, как из-за гор выбиваются первые солнечные лучи, возвращая в пустыню сочные краски. Еще минуту назад и земля, и небо, и горы были серыми, точно их укрывал слой пепла. Но вот — легкая вспышка — из-за зубчатых Анд появляется первый луч, и песок становится золотым, небо наполняется синью, а горы приобретают свойственный лишь Атакаме фиолетовый оттенок.

Джеп не спал всю ночь, донимая себя тревожными вопросами: «Почему боты не пошли на штурм? Они же могли отбить у нас альдостерон. Они же за этим приходили».

Но что-то в глубине души подсказывало Кейтаро, что на сей раз боты приходили не за гормоном. Им был нужен Хорт.

«Они не поняли… — ученый смотрел на темноватое отражение в стекле, с трудом преодолевая желание раскричаться и начать рвать на себе волосы. — Не поняли, что уже убили его…»

 

 

Техно-синапс

 

XXIX

 

Воскресенье, 16 августа, 7:25 (UTC –4)

«EN-3», третий инженерный корпус

 

Ребекка разбудила Тимура в полседьмого утра. Напомнила, что у него сегодня ознакомительная лекция. В семь за ним зашел Ральф. Они позавтракали в столовой, и Ральф повел Тимура на экскурсию.

При дневном свете Тимур увидел, что лабораторный комплекс состоял из пяти зданий. Вокруг расстилалась нетронутая пустыня. С северо-запада подступало изрезанное ущельями нагорье. На юге лежал белый солончак (который чилийцы называют salar).

Несмотря на ранее время, чернокожие наемники и несколько белых работников «NGF Lab» латали прорванную ограду.

После ознакомления с экстерьером Ральф повел Тимура к невысокому зданию в западной части комплекса, над входом в который синели надписи «EN-3 BUILDING» и «GATE 02».

— Кофе? — предложил нейрохимик.

Тимур чувствовал себя бодрым, хоть и мало спал, однако не отказался:

— С молоком, пожалуйста.

Они находились на втором этаже в комнате с большими окнами. Несколько круглых столов, простые стулья. В углу небольшая кухня. Немного напоминало кафетерий в торговом центре. Ральф сделал два кофе, и они с Тимуром сели за один из столиков.

— Сначала немного о комплексе, — Ральф включил принесенный с собой ноутбук. На экране появилась трехмерная модель. Тимур узнал лабораторный комплекс.

— Итак, у нас пять зданий. Вот это, самое маленькое, обозначенное «DE», — просто склад. Здесь хранятся еда, материалы для работы, горючее для генератора. Вот это, где ты ночевал, обозначенное «DW», — жилое. В его южном крыле — комнаты сотрудников, а в центральной части — столовая, комната отдыха с кинозалом, библиотека. На четвертом этаже уже знакомый тебе главный зал и несколько рабочих кабинетов. В подвале «DW» находится генератор, который обеспечивает электричеством весь комплекс, за исключением третьего инженерного корпуса. У третьего своя система питания. Остальные здания — это лаборатории. Сегодня ты в них побываешь.

DEpot (англ. Depot) — склад;

DWelling building — жилой и административный корпус;

EN-1 — первый инженерный корпус;

EN-2 — второй инженерный корпус;

EN-3 — третий инженерный корпус

 

— И вам удалось все это построить посреди пустыни?

Ральф рассмеялся скрипучим стариковским смехом:

— Официально мы занимаемся проектированием систем жизнеобеспечения для скафандров.

Тимур вдруг вспомнил, что обещал написать Алине по приезде. Она, наверное, уже волнуется и злится.

— Ральф, я могу воспользоваться вашим компьютером, чтобы отправить письмо?

Глаза у Ральфа беспокойно забегали:

— Извини, сети нет. В нынешних обстоятельствах пользоваться Интернетом в «NGF Lab» запрещено.

— Но почему?

— Я не собираюсь это обсуждать. Все вопросы к Штаерману.

Тимур решил не спорить.

 

XXX

 

— Ты имеешь представление о том, как работает головной мозг?

— Я программист, Ральф. — Тимур слегка пожал плечами и развел руками. — Биологию, честно говоря, еще в школе не любил.

— Следовало ожидать… Работу мозга изучают лучшие ученые уже триста лет. В результате мы знаем все о его строении, микроскопической структуре, о проходящих внутри него химических реакциях. С каждым годом методы измерений становятся все точнее и совершеннее. Но никто, уверяю тебя, абсолютно никто не может объяснить, как он функционирует. Каким образом беспорядочное скопление примитивных клеток создает систему, которая регулирует работу одного из самых сложных организмов в природе? Я молчу о том, что никто и понятия не имеет, как и где зарождается сознание. Стыдно сказать, но ученые XXI века, расковыряв атом вещества настолько, что зашла речь о самоисчезновении материи, не могут с уверенностью сказать, где именно появляются мысли.

— Разве это не очевидно?

— У нас до сих пор нет ни одного прямого доказательства того, что человек думает мозгом. Ученые постепенно узнавали, за что отвечает каждая часть головного мозга: мозжечок координирует движения, таламус распределяет информацию от органов чувств, гипоталамус отвечает за физиологию, гиппокамп формирует эмоции и память. Но никто не знает точно, где возникают мысли.

Тимур недоверчиво покачал головой. Ральф улыбнулся:

— Разумеется, я не утверждаю, что мы думаем пяткой или ухом, но вполне вероятно, что мысли зарождаются где-то в спинном мозге, а не в коре головного, который, как принято считать, реализовывает высшие нервные функции… Ну, довольно об этом. Напрямую это не относится к предмету нашего разговора. Я должен дать тебе базовые знания о мозге. Без них ты не сможешь двигаться дальше. — Ральф откашлялся, готовясь к длинной лекции. — Нервная система состоит из нейронов — нервных клеток. Всего их в организме человека около 100 миллиардов. Примерно 20 миллиардов приходится на головной мозг. Нейрон состоит из ядра, тела клетки и отростков. — Ральф открыл на экране ноутбука рисунок с изображением нейрона. Каждый структурный фрагмент был подписан.

— Вот смотри: короткие и разветвленные отростки (их у нейрона много) называются дендритами. Длинный отросток (обычно у нейрона он один) — это аксон. По дендритам импульс приходит в нервную клетку. Дендрит может соединяться с дендритами других нейронов, а также с аксонами и с клетками рецепторов или же принимать импульс от внешних раздражителей. По аксону нервный импульс передается от нейрона в целевую клетку (в мышцу или железу). В начале этого процесса импульсы зарождаются между дендритами, затем, когда их становится много, аксоны выстреливают и передают импульс дальше в целевые клетки, вызывая сокращение мышечного волокна, выработку гормона и прочее. Так мозг управляет всеми процессами в организме: дыханием, сердцебиением, пищеварением, движениями, эмоциями, речью. Ученые все знают о механизме передачи импульсов и их воздействии на клетки тканей, но… — Ральф выдержал паузу, чтобы придать больше веса следующим словам: — Они не в состоянии объяснить, откуда берутся сами импульсы между дендритами. Ни один нейрофизиолог мира также не ответит на вопрос, как возбуждение дендритов преобразуется в безусловно осмысленный сигнал. Каким образом взаимодействие элементарных клеток позволяет произносить слова, воспринимать абстрактные понятия, координировать движения, планировать, принимать решения?

Тимур скучал. Он предпочел бы поскорее узнать, как Кейтаро и его команда вырастили своих ботов, что такое эти боты и какое отношение к ним имеет код, написанный Тимуром три года назад. У программиста не было желания выслушивать лекцию по нейробиологии. Ральф почувствовал настроение парня.

— А теперь сосредоточься, парень! — недовольно буркнул лектор. — Это важная информация. Так вот, между нейронами существуют так называемые синаптические связи. Синапс — это место контакта между двумя нейронами или нейроном и клеткой, принимающей сигнал. — Ральф сделал небольшую паузу. — За последние двадцать лет основные подходы к изучению мозга исчерпали себя. Абляция [50], электростимуляция [51], транскраниальная магнитная стимуляция [52], магнитно-резонансная томография давно не дают новых знаний. Изучать мозг при помощи этих методов — все равно что чинить наручные часы молотком и зубилом. Исследователи сходятся в том, что дальнейшее расширение знаний о функциях мозга возможно только в том случае, если удастся объединить дендриты с массивом микроэлектродов. Инструменты должны быть того же масштаба, что и нейроны, и при этом контактировать с максимально возможным числом дендритов. Другими словами, речь идет о создании искусственного синапса, соединении живой и неживой материи на основе нанотехнологий.

— У меня на родине нанотехнологиями считается все, что меньше гаечного ключа на 24 мм, — попробовал пошутить Тимур.

Но Ральф не обратил на это внимания и продолжил:

— В начале 80-х я поступил в аспирантуру Аризонского государственного университета в Темпе. Наша группа под руководством профессора Стивена П. Массиа пять лет разрабатывала идею техно-синапса. — Ральф отпил кофе из чашки. — Основная проблема не в том, чтобы соединить органику с неорганикой. Химики давно это умеют. Нам надо было соединить дендрит с материалом, способным воспринимать импульсы и превращать их в сигнал, который мы могли бы зафиксировать.

— И вы придумали, как это сделать?

— Нет, — признался Ральф. — Приклеить дендрит к металлу успели до меня.

— То есть вы украли идею? — Тимур прикусил язык, размышляя, не ляпнул ли он лишнего.

Ральф сверкнул выцветшими глазами.

— Здесь не все так просто, юноша. Эксперименты по созданию нейронных имплантатов продолжаются до сих пор. Сейчас нейрохимики могут намертво «приклеить» дендрит к чему угодно — от обычной стали до чистого золота. Однако все опыты проходят в лабораторных условиях, на отдельно взятой клетке или группе клеток. Но пока — а я за этим внимательно слежу — никто не сумел создать подобное соединение непосредственно в мозге живого человека. Понимаешь, о чем я, Тимур? Живого человека.

— А почему?

— А потому что мозг человека — специфическая система. Для того чтобы создать искусственный синапс в голове, сначала надо доставить внутрь мозга нужный материал и катализаторы реакции. Этого можно достичь двумя путями: направить их по кровеносным сосудам в мозг либо же — проделать в черепе дырку. Рассчитывать на то, что пациент добровольно согласится на то, чтобы его череп раскалывали зубилом, по меньшей мере неразумно. Казалось бы, выход один — разработать агенты, которые с кровью будут попадать в мозг, а там произойдет соединение с дендритами. Вроде бы ничего сложного. Но на самом деле это сложнее, чем отправить Армстронга на Луну.

Тимур постепенно начинал понимать, к чему ведет Ральф.

— В организме человека есть уникальная вещь, называемая гемато-энцефалический барьер, — продолжал нейрохимик. — Его еще в XIX веке открыл Пауль Эрлих. Краситель, введенный им в кровеносную систему крысы, распространился по всем органам и тканям животного, кроме мозга. А в 1913 году ученик Эрлиха южноафриканский хирург Эдвин Гольдман показал, что краситель, введенный в спинной мозг собаки, попадает только в ткани головного и спинного мозга и не окрашивает периферические органы. Благодаря этим опытам ученые узнали о барьере между мозгом и кровью. Этот барьер защищает нервные клетки от микроорганизмов, токсинов, антител, словом, от всего, что может нанести им вред. Он выполняет функцию фильтра, через который в мозг поступают питательные вещества, а из мозга наружу выводятся продукты жизнедеятельности. Часто этот барьер становится помехой медикаментозному лечению, не пропуская в мозг лекарство. Гемато-энцефаличнский барьер и являлся препятствием для создания техно-синапса.

Ученый перевел дух и продолжил:

— Профессор Массиа делал все правильно, ему удалось сблизить микробиологию и электронику. Но его, к сожалению, интересовала только академическая карьера — конференции, статьи, монографии. — Ральф скроил презрительную гримасу. — Перевод бумаги. Массиа даже не попытался повторить опыты в мозге живого человека. Он и шагу не сделал за пределы лаборатории. Несколько раз я намекал, что исследования бессмысленны, если не развивать их, пытаясь вставить чипы в мозг живого организма. Для начала хотя бы обезьяны. Надо мной просто посмеялись… Словом, я защитил диссертацию в начале 1984 года и покинул его группу.

— И вы нашли способ обойти гемато-энцефалический барьер? — догадался Тимур.

— Да. Поэтому я считаю себя отцом техно-синапса. Идея пришла сама по себе. Как все гениальное, она была простой. Тогда я не понимал, что с ней делать, куда двигаться дальше, но точно знал, что смогу протолкнуть микрочип в мозг. Но я не спешил с публикацией результатов, пытаясь найти сферы их применения. Как ни старался, я не мог придумать ни одной актуальной сферы, где можно было бы применить мои знания. Боялся, что, как только опубликую свое открытие, эти сферы подметит кто-то другой, тут же использует мои идеи, наклепает десяток промышленных патентов и станет миллиардером, а я войду в историю, но умру в нищете.

— Деньги…

— Все в этом мире упирается в деньги, молодой человек. Так что я просто тянул время.

— А как вы пробили этот барьер в мозге?

Ральф отвел глаза. Он молчал почти минуту, после чего весьма неохотно заговорил:

— Я не пробивал, — тут он стал взвешивать каждое свое слово, как на допросе. — Барьер существует в большинстве, но не во всех частях мозга. Нейроны дна четвертого желудочка должны контролировать наличие токсинов в крови, поэтому лишены барьера. Этот желудочек — своего рода ахиллесова пята мозга. Я нашел способ, как попасть именно туда, а затем… — нейрохимик вдруг запнулся. — Впрочем, мы отклонились от темы. Тебе совсем не обязательно так глубоко во все это вникать.

Тимур понял, что Ральф все еще надеется получить за свое открытие Нобелевскую премию, когда эта чертовщина в Атакаме закончится, поэтому не склонен слишком откровенничать.

— Хорошо, Ральф. Я не настаиваю. Что было дальше?

— В 1985 году я встретил Кейтаро.

— И?

— Уйдя из группы профессора Массиа, я оказался без средств к существованию. Кейтаро пригласил меня в качестве ассистента в Токийский университет. Мы быстро сбизились. Понимая, что у меня не хватает опыта для практической реализации техно-синапса, я рассказал Кейтаро о своих идеях. — Ральф Доэрнберг нахмурился. Взгляд стал острым, как осколки вулканического стекла. — Он как раз занимался нанотехнологиями: молекулярным строительством и нанороботами. Помню, как загорелись глаза Кейтаро, когда я выложил ему теорию нейронных имплантов. После разговора чертов Джеп вынудил меня дать обещание не публиковать результаты. С этого все и началось… — Канадец отодвинулся от стола и добавил: — Допивай кофе. Я кое-что тебе покажу, а потом мы продолжим беседу.

 

XXXI

 

Ральф и Тимур спустились на первый этаж. Вошли в какую-то дверь в глубине третьего инженерного корпуса и оказались в глухом помещении без окон. Содержимое комнаты было похоже на демонстрационный зал в выставочном центре. В этом бункере вдоль стен располагались аквариумы со светло-синей прозрачной жидкостью. Между ними висели мониторы. Кое-где стояли стенды со схемами и формулами. В центре комнаты находился металлический короб с раздвижными дверями. Круглые кнопки рядом с ними указывали на то, что это лифт. Правда, непонятно было, зачем он понадобился в двухэтажном здании.

— Это у нас вроде как демонстрационно-музейный зал, — сказал Ральф, нажав выключатель у входа: экраны ожили. — Прежде чем спускаться в лабораторию микробиологии, ты должен кое-что увидеть.

Он подвел Тимура к одному из аквариумов. Вначале Тимур ничего не увидел. Перед ним был параллелепипед из стекла, заполненный прозрачным синеватым раствором, пустой внутри. В подставку аквариума был встроен дисплей с миниатюрной клавиатурой. По дисплею бежали три колонки цифр.

Вдруг жидкость в аквариуме забурлила. Словно кто-то начал перемешивать ее невидимой ложкой. Приблизив глаза вплотную к стеклу, Тимур разглядел движущееся облако, состоящее из крохотных искристых блесток, настолько мелких, что на расстоянии 30 сантиметров их невозможно было рассмотреть. Они напоминали многотысячную стаю черных грачей, мечущихся в предзакатных лучах над городом, если смотреть на них с расстояния в несколько километров. Или огромный косяк рыб, бросающихся в разные стороны, спасаясь от акулы. Только в миниатюре. Облако микроскопических искр то росло, то снова уменьшалось, выпускало «щупальца», завязывалось непостижимыми узлами и пульсировало. Оно перемещалось по аквариуму, порой замирая у стенки. Иногда исчезало совсем, оставляя после себя завихрения на воде.

Перед глазами Тимура танцевали тысячи крошечных серебряных черточек. С каждым новым па он убеждался: что бы ни плясало в аквариуме, оно живое.

— А это еще что такое?

— Рой нанороботов.

— Это робот? — Тимур с недоверием покосился на Ральфа.

— Не робот, а роботы, — поправил канадец. — Микроскопические агенты со встроенным элементом питания и наномозгом или, как его называет Кейтаро, нанопроцессором. В этом аквариуме их около двух миллионов. — Тимур недоверчиво поднял брови. — Размер тела каждого около семи микрометров [53]. Хотя кое в чем ты прав — они функционируют как одно целое, как один робот или организм. По одиночке они не способны ни к чему.

— Невероятно. — прошептал Тимур. — Они как живые.

— Так говорят все, кто их видит впервые.

На мониторе слева от аквариума появилось 3D-изображение существа, похожего на кальмара: выпуклая, эллиптической формы голова, вытянутое тело, оканчивающееся несколькими десятками щупалец в хвостовой части. Некоторые щупальца были тоньше остальных и торчали прямо, как антенны искусственного спутника. Тимур ни за что не догадался бы, как это изображение связано с демонстрационным стендом, внутри которого пульсировало черное облако, если бы не шкала масштаба внизу экрана (одно деление — 1 мкм) и подпись: «Nanorobot NB-1G|V6.0.0.14.)

Модель медленно поворачивалась вокруг центральной оси.

— Одиночный агент? — не веря собственным глазам, произнес Тимур.

3D-модель наноробота

 

Ральф кивнул. В голове у Тимура сталкивались сотни вопросов, но один был самым важным:

— Так все же — он живой?

— Как тебе сказать, — почесал подбородок Ральф. — Если ты дашь мне адекватное определение живого, я тебе отвечу. Люди, животные, птицы — безусловно, живые. А вот бактерии или вирусы? А растения? — Ральф нажал несколько кнопок на клавиатуре у аквариума. Тимур опытным глазом программиста уловил, что цифры в бегущих по дисплею колонках стали меняться в определенной последовательности. А облако сразу приобрело форму идеальной сферы. — Каждый наноробот, — продолжил Ральф, — состоит из созданных искусственно молекул ДНК. Они не способны к самовоспроизведению. В то же время они питаются, передвигаются, могут выполнять элементарные задачи, на которые их запрограммировали. Наверное, они живые. Во всяком случае, более живые, чем деревья или одноклеточные организмы.

Тимур смотрел на аквариум, посреди которого висел идеальный черный шар, отблескивающий в монохромном освещении. Блестки хаотично метались, но ни одна не выбивалась за границы геометрически правильной сферы.

— Эти нанороботы созданы для работы в составе огромной стаи в вязкой среде, например в крови. — продолжал Ральф. — При отсутствии сильного ветра такой средой может быть воздух.

— А как вы заставили их сформировать шар? — Тимур боролся с желанием засунуть руку в аквариум и потрогать сферу.

— Ты видишь старое поколение. Агенты несут в себе короткий фрагмент кода, который определяет их расположение и поведение относительно смежных агентов. Они перемещаются по принципу косяка рыб. Нет внешней силы, управляющей рыбами. Каждая рыба из группы следит за своими соседями и двигается в зависимости от их движений. Когда косяк атакует хищник, сначала уворачиваются ближайшие к нему рыбы, за ними реагируют соседние, и вот через секунду вся стая уже мчится прочь. Нечто подобное и с агентами. Я задаю функцию вида F = f (x, y, z), и рой строит трехмерную поверхность. После команды перестроиться каждый агент анализирует расположение своих соседей и занимает положение согласно формуле.

Ральф склонился над клавиатурой.

— Поверхность может быть насколько угодно сложной, — рой «поплыл», а потом вмиг застыл, сформировав фигуру, похожую на зафиксированный фотокамерой взрыв. — Можно также вводить функцию с четырьмя параметрами, где четвертая переменная — время.

Задав на панели управления формулу, Ральф отошел назад. Рой опять образовал сферу, затем она начала сплющиваться, превращаясь в эллипсоид, эллипсоид вытянулся в цилиндр с закругленными краями, а цилиндр, изогнувшись, соединил торцы в тор («бублик»). Тор снова сомкнулся в сферу, и процесс стал повторяться.

— А где еще можно использовать таких нанороботов?

— Применений масса. Начиная со шпионажа и заканчивая медициной. Японцы планировали использовать нанороботов для борьбы с раком. Введенные в кровеносную систему, они должны были отыскивать и уничтожать раковые клетки. Такая была идея. Кейтаро как раз руководил этой работой. Но проект, к сожалению, не был доведен до конца. Джеп как будто обезумел — целиком и полностью перекинулся на создание ботов.

— А как вы их программируете? Куда компилируется код каждого агента?

— У каждого есть свой мозг, образованный молекулами DRQ (2,3,5,6-тетраметил-1-4-бензокинона). Эта система может работать как микропроцессор. Одна молекула DRQ представляют собой кольцо с четырьмя отростками, которые могут занимать различные положения относительно друг друга. Шестнадцать таких молекул сведены в кольцо, в центре которого находится семнадцатая их «сестра». Вместе они образуют молекулярную машину, способную кодировать в размещении своих частей свыше четырех миллиардов комбинаций. Этого достаточно.

— Ральф, но это… этот рой в реальности реализует агентно-ориентированный подход. Вы воплотили в реальность абстракцию, которая только начинает закрепляться на теоретическом уровне.

Ральф просиял:

— Кейтаро был прав, думая, что тебе это понравится. Еще четверть столетия назад никто об этом даже и не догадывался. Не было самого понятия «разумная туманность». Никто не подозревал, сколько всего можно выжать из этого облака.

Тимур пока не мог до конца разделить его энтузиазм. Он сам работал с подобными системами. Только его агенты были виртуальными — крошечными компьютерными подпрограммами.

— Вы пробовали обучать рой? — спросил Тимур.

Агент программируется достаточно просто: «обнаружь соседа — выясни его состояние — подстрой соответственно свое». Ни на что большее он не способен. Но когда таких элементов набирается миллион, возникает эффект, называемый в программировании обусловленным поведением. Большое скопление примитивных программ-агентов начинает демонстрировать сложное поведение, на которое не был запрограммирован ни один из индивидуальных агентов.

— Мы сделали все, чтобы они не могли обучаться, — серьезно ответил Ральф. — Их память краткосрочна. Если бы мы наделили их постоянной памятью, они бы уже давно разнесли тут все на куски.

Тимур перевел взгляд на подвижное облако. Ральф подошел к лифту и нажал кнопку вызова. Двери лифта медленно открылись.

— Прошу за мной. Нас ждут более серьезные вещи.

Пока двери лифта закрывались, Тимур не отрывал глаз от аквариума. Одна мысль не давала ему покоя: «Это же хаос! Классическая хаотическая система, но только не на бумаге или в компьютере, а в реальной жизни!» Занимаясь программированием агентных систем, Тимур быстро понял, что они обладают уникальными свойствами. Они поддаются обучению, могут делать выбор, самостоятельно планировать и выполнять задания. Но есть у них и один важный недостаток: обусловленное поведение в некоторых случаях может полностью выйти из-под контроля.

 

XXXII

 

У хаоса масса проявлений. В быту под хаосом понимают полный беспорядок. Поэтому вполне естественно предположить, что теория хаоса занимается исследованием беспорядка. Редкое предположение оказывается более далеким от истины.

Теория хаоса — это наука о сложных нелинейных системах, поведение которых сильно зависит от начальных условий. Она объединяет в себе математику, физику и философию. Теория не отрицает существование упорядоченных систем. Наоборот, она занимается процессами, внешние проявления которых только на первый взгляд кажутся абсолютно случайными, но на самом деле строго детерминированы, то есть предопределены. С точки зрения такой теории, хаос — это сверхсложная упорядоченность.

Детерминированный хаос пронизывает всю нашу жизнь. Он повсюду: в переменах погоды, в турбулентных потоках в атмосфере, в радиоволнах и колебаниях струн. Человеческий мозг, невероятно сложная сеть из миллиардов нейронов, также подчиняется законам хаоса. Жаль только, что мы не до конца их понимаем.

Пионером теории хаоса стал математик и метеоролог Эдвард Лоренц. Его интерес к хаотическим системам возник случайно, когда в 1961 году он занимался прогнозированием погоды. Математическое описание большинства физических систем реализуется через итерации [54]простых формул. В формулу подставляется исходное значение исследуемой величины и рассчитывается ее значение в следующий момент времени или в ближайшей точке пространства. Затем полученный результат подставляется в ту же формулу в качестве начального значения, и вся процедура повторяется снова и снова. Лоренц выполнял вычисления на суперсовременной на тот момент вычислительной машине «McBee LGP-30» (вручную проводить итерационные расчеты невозможно). По заданным показателям модель рассчитывала погодные условия для выбранного дня. Лоренц использовал систему из двенадцати дифференциальных уравнений, которые точно описывали атмосферные процессы. Он еще не мог прогнозировать погоду, но поведение модели в целом воспроизводило погодные процессы на Земле.

Однажды Лоренцу понадобилась цепочка данных за неделю, а не для конкретного дня. Экономя время, он оборвал расчеты на третьем дне и заново запустил модель «с середины», просто введя в компьютер результаты предыдущего этапа. И вдруг оказалось, что результаты первого прогноза погоды, полученного непрерывным расчетом на семь дней, и результаты второго расчета, с использованием промежуточных данных, разительно отличаются. Лоренц стал искать ошибку, сначала в расчетах, потом в модели. Но все выглядело правильно.

В конце концов выяснилось, что промежуточные результаты, которые он распечатал и потом снова ввел в машину, были округлены до трех знаков после запятой (к примеру, +14,873 °C), а при непрерывном расчете машина использовала данные с точностью до шести знаков (+14,873491 °C). Лоренц не нашел ошибки. Модель была правильной. Разгадка крылась в самой системе. Погода оказалась настолько чувствительной к исходным значениям, что разница в несколько тысячных на второй день моделирования давала кардинально разные результаты. Если сегодня на улице +14,873 °C, через два дня будет солнечная погода. Если же на самом деле температура +14,875 °C, то при тех же условиях через два дня окна будут дрожать под натиском штормового ветра.

Так началось изучение систем, поведение которых строго детерминированно, но для их описания нужно было искать новые методы и подходы.

Сегодня теория хаоса широко используется для описания биологических систем, поведение которых наиболее хаотично из всего известного нам. Она применяется при моделировании роста популяций в зависимости от различных факторов, развития эпидемий, отклонений в сердечной деятельности, например аритмии.

Неприметная фраза «сложные системы, чрезвычайно зависящие от исходных условий», затесавшаяся в определение процесса, имеет колоссальное значение. В ней — вся суть. На обыденном языке это означает: даже если нам известны все законы и зависимости, определяющие поведение хаотической системы, из-за колоссальной чувствительности к исходным условиям мы не знаем, как система будет себя вести в будущем. Мы можем изменить погоду, можем заставить атмосферу вести себя иначе, не так, как до нашего вмешательства, но мы никогда не узнаем, что будет дальше. Минимальное отклонение в исходном состоянии приведет к тому, что, разгоняя тучи, мы вызовем ураган.

 

XXXIII