Критическая масса

Фонд Дмитрия Зимина «Династия» продолжает знакомить российских читателей с лучшими научно-популярными книгами мира. Вслед за «Краткой историей почти всего на свете» Билла Брайсона, изданной в прошлом году¹, «Династия» представляет книгу Филипа Болла «Критическая масса: как одни явления порождают другие». Она признана лучшей научно-популярной книгой 2005 года, за что ее автор получил престижную международную премию «Авентис».

Какую науку «популяризирует» Филип Болл? Самую что ни есть актуальную — науку о нас самих, людях, о нашем поведении, о нашем взаимодействии, о том, как из этого взаимодействия возникают различные социальные структуры и само человеческое общество. Но это не привычный нам блок социальных наук, которые многие читатели если и признают науками, то лишь на словах. Недаром на первое место в названии книги вынесены слова «критическая масса», которые сразу задают естественно-научный тон. Итак, книга Филипа Болла — о так называемой социальной физике, о применении моделей естественных наук, математики, физики, химии, биологии, к описанию социальных явлений. И не только о применении, но и о применимости и границах этой применимости. Это приятно отличает книгу Ф. Болла от творений многих восторженных апологетов той или иной новомодной концепции, преподносящих ее как истину в последней инстанции и универсальный закон мироздания. Как тут не вспомнить высказывание Вольфганга Паули: «Если теоретик говорит об «универсальном», это означает чистую бессмыслицу». Ф. Болл и не говорит, он просто описывает различные модели, их исходные положения и следствия, подчас неожиданные, и предлагает читателю поразмышлять вместе с ним о том, насколько нарисованная моделью картина соответствует окружающему нас миру и нашему представлению о нем, что, согласитесь, не всегда одно и то же.

Такой взвешенный подход обусловлен жизненной историей и профессиональным опытом Ф. Болла, поэтому скажем несколько слов о самом авторе (более подробное описание, включая интервью с Ф. Боллом, см.²). Филип Болл был удостоен степени бакалавра по биологии в Оксфорде и защитил кандидатскую диссертацию по физике в Бристольском университете. В течение десяти лет он работал редактором отдела физики журнала «Nature», а также публиковал научно-популярные статьи в разных изданиях. Диапазон его тем чрезвычайно широк — от биохимии до квантовой физики и материаловедения, от космологии до молекулярной биологии. Сейчас 45-летний писатель и научный журналист работает в «Nature» внештатным редактором-консультантом, ведет колонку на сайте новостей этого издания и все свободное время посвящает популяризации науки: чтению лекций и написанию книг. «Критическая масса» — это уже девятая его книга, которой предшествовали «Н₂0: биография воды», «Элементы», истории из жизни молекул, книги о химии будущего, новых материалах XXI века и самоорганизации в природе.

«Критическая масса» выбивается из этого ряда, потому что в ней Филип Болл впервые обратился к рассмотрению социальных явлений с позиций законов статистики и физики. Именно эта книга принесла ему всемирное признание в виде премии «Авентис», вручаемой Королевским обществом Великобритании. И это при том, что его конкурентами выступали выдающиеся мастера жанра, такие как Роберт Уинстон, Ричард Фортей и блистательный Ричард Докинз. Что же привлекло внимание высокого жюри?

Полагаю, что, во-первых, сама тема. Мы худо-бедно научились понимать природу, протекающие в ней процессы, выявили основные причинно-следственные связи, и теперь неплохо было бы разобраться с нашим собственным поведением, как индивидуальным, так и коллективным. Именно эти вопросы выходят на первый план в информационном или постиндустриальном обществе, недаром в последние три десятилетия в западной науке наблюдается все больший крен в сторону социальных дисциплин. Растет число исследований в этой области, в том числе по применению физических моделей для описания общественных явлений. Филипу Боллу, вероятно, первому удалось обобщить все эти работы в рамках одной книги.

Итак, второе достоинство книги — широта охвата. Прокладывание дорожек в парке и выбор стратегии в «холодной войне», рост городов и образование семейных пар, биржевые крахи и паника при пожаре в дискотеке, образование пробок на дорогах и формирование границ государств, миграция населения и образование этнических сообществ, функционирование фирм и проблемы преступности, посещение интернет-сайтов и посещение баров, структура мировой Паутины и сетей общения людей — всех тем не перечесть. Все это интересно само по себе. Когда же в столь разных явлениях начинают проступать общие закономерности, это становится интересным вдвойне.

Но помимо широты охвата книгу отличает еще и глубина. Автор не ограничивается ссылками на физические и математические модели, используемые для описания общественных явлений, он в доступной форме знакомит читателя с элементами статистической физики и неравновесной термодинамикой, фрактальной геометрией, физикой ферромагнетиков и сверхкритических флюидов, теорией игр, теорией графов и многими другими теориями. Из широко известных терминов ни разу не упоминается разве что... критическая масса, но она незримо присутствует во всех разделах как некая величина, по достижении которой хаос индивидуальных движений превращается в коллективное поведение. Все это покоится на прочном философском фундаменте. В книге читатель найдет краткое изложение учений Платона, Гоббса, Канта, Конта, Милля, Бентама, Кондорсе, Кропоткина и других мыслителей, включая Карла Маркса, естественно, в рамках, соответствующих тематике книги.

И наконец, еще один срез — исторический. Автор показывает развитие идей социальной физики, начиная с вышедшей во второй половине XVII века книги Томаса Гоббса «Левиафан», и щедро насыщает повествование историческими деталями — политическим фоном, воззрениями в обществе, господствовавшими на тот момент, примечательными фактами биографий великих мыслителей и ученых. Тем самым Филип Болл привносит «человеческий фактор» в изложение математических и физических теорий, как бы зеркально отражая основную задачу книги — применение этих теорий для описания человеческого поведения. Но меня поразила еще одна особенность книги Филипа Болла. Помня известное правило, что каждая формула в книге вдвое сокращает круг читателей, автор ухитрился при изложении сложнейших теорий и моделей обойтись без единой формулы. (Впрочем, одна все же имеется, великая S = k logW, но лишь как надпись на могильном камне Людвига Больцмана.) И все это не в ущерб ясности изложения и доступности понимания. Это высший пилотаж «научпопа», так что премию Филип Болл получил вполне заслуженно.

В аннотации к американскому изданию «Критической массы» отмечается, что книга «в некотором смысле является провокацией». Допускаю, что некоторые читатели и без этой подсказки испытывают определенную настороженность. Как можно проводить параллели между поведением бездушных атомов и поведением нас, людей, наделенных разумом и свободной волей? Что общего между электрическими и гравитационными силами, с одной стороны, и силами влечения и отталкивания между людьми — с другой? Да что там атомы, нас и с животными-то сравнивать нельзя. Они, как и вся природа, просто существуют, без цели, тогда как мы постоянно ставим перед собой новые цели, размышляем о лучших путях их достижения, договариваемся с другими людьми об объединении усилий, создаем новые социальные формы, которых нет и не может быть в природе. И в то же время как можно предсказать поведение сообщества людей, если поведение каждого отдельного человека непредсказуемо? Тут за примерами далеко ходить не надо, достаточно посмотреть в зеркало на самого себя, бьющего кулаком в лоб: «И зачем я это сделал (сделала)?!» И вообще: «Нам не дано предугадать, как слово наше отзовется». •

Подобные возражения сопровождают «социальную физику» на всем ее * долгом пути, измеряемом даже не десятилетиями, а столетиями. И наиболь-

шее отторжение она вызывает у специалистов, занимающихся социальными науками, которые настоятельно рекомендуют «физикам» не лезть в чуждую для них область, где их модели неприменимы «в принципе». Самое удивительное, что создание статистической физики в значительной мере стимулировалось успехами социальной статистики. Собственно, социальная статистика на заре своего развития встречала похожие возражения, большинству казалась кощунственной сама идея предсказания количества рождающихся мальчиков (девочек) и количества смертей, когда все, по крайней мере в то время, находилось в руках Божьих. Однако идея описания больших масс людей с помощью некоторых усредненных параметров оказалась очень плодотворной, что побудило физиков применить этот подход для описания поведения частиц неживой материи. Статистическая физика быстро обогнала в своем развитии социальную статистику, которая становилась все более прикладной дисциплиной и даже удостоилась уничижительной характеристики Марка Твена: «Есть три вида лжи: ложь, наглая ложь и статистика». Пути двух наук разошлись, специалисты в области социальных наук в силу специфики образования не могли использовать в своих исследованиях математические модели, разработанные в физике. С другой стороны, физики не рисковали заниматься описанием общественных явлений, человек как объект исследования представлялся куда более сложным, чем атом или молекула. И лишь во второй половине XX века эти две области науки вновь двинулись навстречу друг другу, осторожно и даже боязливо.

«Конечно, человек — чрезвычайно сложное создание природы. Можно даже сказать, что каждый отдельный человек сложнее общества, ибо несет в себе все социальное (через свои социальные роли) и все природное, причем как индивидуальное, личностное, так и общечеловеческое, определенное всей историей человеческого рода»³. «Социальная физика» и не покушается на описание и предсказание поведения отдельного человека, особенно взятого в отрыве от его социального окружения. Но ведь мы и не можем оторваться от своего окружения, мы далеко не всегда вольны в своих поступках, мы так или иначе учитываем мнение окружающих, следуем определенным правилам поведения и во многих случаях копируем, пусть бессознательно, поведение других людей. Это как при прогулке в парке: если к намеченной цели ведет протоптанная в целине тропинка, то мы пойдем именно по ней, еще более утаптывая ее. Вследствие этого сообщество людей в определенном смысле проще отдельно взятого человека и поддается, по крайней мере потенциально, достаточно строгому математическому описанию и предсказанию.

В то же время человек постоянно вступает во взаимодействие с другими людьми по самым разным поводам. Это взаимодействие рождает коллективное поведение с его паттернами, которых нет и не может быть у отдельно взятого индивида или небольшой группы людей. А в итоге возникает собственно общество. И здесь физико-математические модели могут принести неоценимую пользу, поскольку позволяют выявить механизм возникновения таких структур и паттернов поведения, закономерности их развития и возможные причины гибели. Более того, подчас эти модели позволяют установить наличие таких структур. То, что ранее представлялось хаотичным, бессистемным, случайным, в рамках некой модели приобретает четкую структуру, подчиняющуюся определенным законам развития, например, бурление толпы на торговой улице или рост мегаполиса. Становится вдруг понятным, почему некоторые общественные образования проявляют удивительную устойчивость во времени, несмотря на изменение социальных условий, тогда как другие, казавшиеся «вечными», распадаются под действием ничтожных и случайных причин.

В сущности, применение физических моделей предлагает нам совершенно новый подход к анализу общественных явлений: не описание существующих форм, «ставшего», а анализ динамики возникновения и развития общественных форм, «становления». Традиционное «линейное» мышление заменяется нелинейным с положительными и отрицательными обратными связями, с неизбежным на каких-то этапах хаосом, со случайностями и отклонениями от нормы, с внезапно образующимися и столь же внезапно распадающимися структурами и ассоциациями, то есть со всем тем, что отличает реальную жизнь от застывшей схемы.

Нет смысла подробно описывать то, что читатель и так увидит в предлагаемой книге. Гораздо важнее, на наш взгляд, кратко описать то, чего он не увидит. Нельзя объять необъятное, каждый автор при написании книги, тем более научно-популярной, выбирает те примеры, которые кажутся ему более важными и близкими по духу. Филип Болл при этом выборе руководствуется англо-американскими традициями. Среди физических объектов, привлекаемых в качестве «образца сравнения», он отдает явное предпочтение ферромагнетикам и сверхкритическим флюидам, оперирует терминами теории хаоса и теории сложности. Но, возможно, вы уже заметили, что все описанное в нашей научной литературе относится к компетенции синергетики, которая даже не упоминается в книге Ф. Болла. За счет этого из рассмотрения выпали обширный пласт исследований, многие важные физические модели и значимые имена. Назовем лишь некоторые. Основоположником современной синергетики считается Герман Хакен, профессор неоднократно упоминаемого Ф. Боллом Штутгартского университета, создавший модель когерентного лазерного излучения. Именно оно подсказало название новой теории: «синергетика» означает на греческом «совместное действие». Согласно Г. Хакену, синергетика есть наука о взаимодействии, она имеет дело с изучением кооперативного поведения элементов систем.

Аналогичные модели были разработаны российскими учеными академиком А.А. Самарским и членом-корреспондентом РАН С. П. Курдюмо- вым (1928-2004) применительно к физике плазмы и процессам горения. Основополагающие исследования в области физической химии были выполнены лауреатом Нобелевской премии, основателем всемирно известной «брюссельской школы» И. Пригожиным (1917-2003). Ф. Болл упоминает в своей книге лишь последнего, не уделяя, впрочем, его работам достойного их внимания. А ведь все перечисленные авторы были пионерами не только в своих областях естественных наук. Одними из первых они стали применять свои модели для описания социальных явлений, а их статьи и книги, в том числе научно-популярные, в немалой степени катализировали исследования в рассматриваемой области (укажем лишь на некоторые^{4 6}, последние и доступные отечественному читателю). В 1980-х годах синергетическая модель Г. Хакена была расширена для описания человеческого поведения — в основном стараниями его близкого коллеги С. Келсо. В настоящее время модель Хакена—Келсо—Бунц используется как базовая при изучении работы человеческого мозга, умственной деятельности и поведения человека. Синергетический подход используется во французских научных центрах, где исследуют сложные самоорганизующиеся системы и сложное мышление, в первую очередь в Центре междисциплинарных исследований (социология, антропология, история) под руководством Э. Морена и К. Фишлера (некоторые результаты см.⁷).

Социальной физикой в нашей стране занимаются преимущественно математики. Московская синергетическая школа, которую основали А. А. Самарский и С. П. Курдюмов, опирается в основном на коллективы Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, Института математического моделирования РАН, а также факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М.В. Ломоносова. Одно из основных достижений этой школы — исследование так называемых режимов с обострением, то есть режимов сверхбыстрого развития процесса, когда характерные величины неограниченно возрастают за конечное время, называемое временем обострения. Разработанные модели используют в метеорологии (катастрофические явления в атмосфере Земли), в экологии (рост и вымирание биологических популяций), нейрофизиологии (моделирование распространения сигналов по нейронным сетям), эпидемиологии (вспышки инфекционных заболеваний), экономике (описания «экономического чуда» в государствах Юго-Восточной Азии), науковедении (информационный взрыв, вспышки творческой активности), демографии (рост населения Земли), социологии (анализ роста преступности, алкоголизма, наркомании). Новое интересное направление исследований — так называемая математическая история, применяющая математические и, в частности, синергетические модели для описания исторических процессов. Все это активно обсуждается на международных и российских конференциях по синергетике, программы которых частично или полностью посвящены применению физико-математических моделей для описания социальных процессов. Об этом пишут в книгах, издаваемых в нашей стране. В одном только издательстве КомКнига/URSS в серии «Синергетика: от прошлого к будущему» (председатель редколлегии — замдиректора Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН профессор Г. Г. Малинецкий) за последние пять лет вышло около трех десятков книг.

Круг тем, интересующих российских ученых, несколько отличается от описанных в книге Ф. Болла: это катастрофы, режимы с обострением и, конечно, «будущее России в зеркале синергетики». Что ж, тем интереснее будет читать эту книгу, которая расширяет наши представления об общественных явлениях и структурах, которыми занимается «социальная физика».

В заключение несколько слов о том, зачем все это нужно, что может извлечь человечество из описываемых исследований, что может извлечь читатель из чтения этой книги.

Во-первых, лучшее понимание окружающего нас мира, взаимосвязанности всего на свете и важности взаимодействия людей. Понимание, конечно, не самоцель, знание механизма социальных явлений поможет нам лучше организовать нашу жизнь, построить более гармоничный мир, будет укреплять наши силы в ситуациях, когда прилагаемые усилия не приносят немедленного результата, и повысит нашу ответственность за собственные действия в ситуациях неустойчивости, когда очень слабые возмущения, случайные ошибки, неосторожные поступки и даже слова могут вызвать катастрофические последствия.

Во-вторых, строгую научную основу для прогнозирования будущих событий и, что не менее важно, понимание того, что можно предсказать и с какой вероятностью, а что нельзя предсказать в принципе. Яркий пример — прогноз погоды. Более или менее точный прогноз можно дать только на несколько дней. Также достаточно обоснованно моделирование долговременных климатических изменений, носящих циклический характер. Но вот прогноз на один-два месяца вперед невозможен. В книге Ф. Болла читатель найдет много примеров подобной непредсказуемости, относящихся к экономике, политике и даже к такому обыденному явлению, как заполненность любимого бара в пятницу вечером. Уверяю вас, что после прочтения этой книги вы будете слушать многие высокоумные комментарии на телевизионном экране с иронической улыбкой. С другой стороны, многие события, кажущиеся непредсказуемыми, как выясняется, вполне поддаются прогнозу, одни события порождают другие, какие-то наши действия запускают цепь событий, которые приводят к предсказуемому, закономерному результату. Для участников событий он может быть неожиданным и даже нежелательным. В этом случае модели социальной физики подсказывают нам, как мы можем предотвратить такое развитие событий и можем ли мы их предотвратить в принципе. А далее мы вольны поступать в соответствии с древней мудростью: прилагать все усилия, чтобы изменить то, что мы в силах изменить, и смиряться с тем, что нам неподвластно.

Существенно, что социальная физика не указывает, как надо жить, не предлагает одного-единственного решения, она говорит о множественности путей развития сложных систем, к каковым относится, несомненно, и человеческое общество, представляет спектр альтернатив, выбор между которыми зачастую находится в нашей воле. Как писал И. Валлерстайн: «Мы стали бы мудрее, если бы формулировали наши цели в свете неопределенности и рассматривали эту неопределенность не как нашу беду и временную слепоту, а как потрясающую возможность для воображения, созидания, поиска»⁸.

Еще один урок, который читатель может извлечь из книги Ф. Болла: сотрудничество между людьми лучше обмана и вражды, делать добро не только приятно, но полезно и выгодно. Только на путях сотрудничества, совместной работы мы можем сделать наш мир более гармоничным, безопасным, справедливым.

Все эти мысли удивительно емко выразил более века назад великий русский провидец и философ Н.Ф. Федоров: «Час не настанет, время не приблизится, если мы останемся в бездействии. Слепая сила могуча, пока не пробудилась разумная. Предсказывать можно лишь злое, как следствие бездействия и слепоты, как побуждение к действию и знанию. Доброе можно лишь делать. Доброе и благое можно не предсказывать, а лишь предуказывать, направлять в одно сознательное действие»”.

Так начнем же наше движение к сотрудничеству и лучшему миру с чтения книги Филипа Болла.

Генрих Эрлих Москва, 2008

ЛИТЕРАТУРА

1. Брайсон Б. Краткая история почти всего на свете. М.: Гелеос, 2007.668 с.

2. Стрельникова ЛН. «Химия и жизнь». 2005, № 8. С. 64-65; «Московские новости», 2005, № 19; http://www.mn.ru/print/issue/2005-19-ll.

3. Князева ЕН., Курдюмов С.П. Синергетика: Нелинейность времени и ландшафты коэволюции. М.: КомКнига, 2007. 272 с.

4. Хакен Г. Самоорганизующееся общество//Будущее России в зеркале синергетики. М.: КомКнига/URSS, 2006. С. 194.

5. Капищ СП., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: КомКнига/URSS, 2003.

6. Пршожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 1986; М.: КомКнига/URSS, 2005.

7. Морен Э. Метод. Природа Природы. М.: Прогресс-Традиция, 2005.

8. Валлерстайн И. Конец знакомого мира. Социология XXI века. М.: Голос, 2003. С. 326.

9. Цит. по: Горский А.К., Сентицкий Н.А. Сочинения. М.: Раритет, 1995. С. 130.