Джеймс Глик: Хаос. Создание новой науки

Джеймс Глик: Хаос. Создание новой науки. — Переводчик: Нахмансон М. С., Барашкова Екатерина

Издательство: Corpus, 2020 г.

Серия: Книги Политеха

Книги я обычно читаю, но эту слушала в аудиоформате.

Джеймс Глик — замечательный автор. Он изучал английский язык в Гарвардском университете, а потом работал в в газете «Нью-Йорк таймс» на разных должностях, в том числе и научным журналистом. Вышло так, что он познакомился со многими учеными и получил представление о науке того времени. Он собрал все что знал, переработал и издал книгу «Хаос. Создание новой науки» (1987 г.). Книга «выстрелила» и стала очень популярной. Глик построил прекрасный дом, уволился из газеты и сделал своим жизненным занятием писание книг. Книгу о хаосе он переработал в 2008 году, и перевод с этого переработанного издания вышел недавно в издательстве Corpus (перевод старого издания выходил раньше в Амфоре).

Если вы мало знакомы с теорией хаоса, я советую читать, а не слушать — в книге много рисунков. Я их себе хорошо представляла, так что меня все устраивало.

Название вполне передает содержание: о том, что такое теория хаоса и об истории ее создания. Хаотические явления есть везде: и в образовании облаков, и в течении нефти по нефтепроводу, в росте популяций в биологии, в биржевых котировках и биении наших сердец… Но до 20 века ученые не рассматривали хаотические явления, сторонились их.

Когда физики не видели устойчивой связи между начальным и конечным положением системы, считалось, что в довольно сложной системе присутствует «шум» или «случайная погрешность», что настоящие физики должны по возможности обойтись без шумов и случайных погрешностей. Математик Джеймс Йорк писал, что физиков учили не замечать хаос.

И только со временем накопилось много удивительных примеров: полностью детерминированные, очень простые модели порождали явления, выглядевшие совершенно неупорядоченными и непредсказуемыми. А иногда в них самопроизвольно возникал порядок, как будто хаос и порядок переплетаются удивительным образом.

Один из признаков хаоса — сильная зависимость от начальных условий. Еще один — наличие перемешивания. В пример я приведу отображение «Кошка Арнольда» (к сожалению, книжки у меня нет, картинку я позаимствовала у кого-то в интернете, причем не из первоисточника).

Отображение квадрата в себя происходит в два этапа. Сначала линейное растяжение, а потом складывание обратно в квадрат. И это преобразование происходит раз за разом.

Мы видим, что 1) преобразование описывается очень просто;

2) имеется сильная зависимость от начальных условий (две точки, близки на исходном рисунке, могут оказаться очень далеко, даже после небольшого числа итераций)

3) имеется перемешивание — по принципу изготовления слоеного теста.

А вот картинка с этим же отображением, но на картинке настоящий кот. Посмотрите, как из этого хаоса возникают упорядоченные узоры (на трехсотой итерации картинка возвращается к началу):

Автор изображения: Claudio Rocchini - Own Work (It's not proper Arnold's cat but my black cat, due copyright restrictions), CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1350710

Джеймс Глик знаком со многими действующими лицами зарождавшейся науки и очень интересно рассказывает о них, зачастую основываясь на эксклюзивных интервью. Даже если вы пропустите всю научную часть, и прочитаете только биографии разных людей (некоторые и так читают), — все равно будет интересно.

Я слушала книгу как детектив. Одну за другой автор рассказывает истории, как кто-нибудь замечал хаотические явления, пытался их осмыслить, даже публиковал статьи,… и все опять затихало. Ты все время ждешь, что сейчас-то все данные соберутся и выстроятся в осмысленную картинку — но этого не происходит. Из нашего времени видно, что до создания новой науки оставалась пара шагов, но сделать их было очень сложно.

Если представить себе теорию хаоса как небо, — книжка показывает, как время от времени там и сям возникали огоньки. Когда Лоренц открыл свой принцип крыла бабочки, лишь немногие оценили его открытие, и еще много лет после него физики и биологи переоткрывали уже открытое. Математик Стивен Смейл создал исследовательскую группу для изучения динамических дисциплин, — и только лет через 10 физики поняли, что здесь математика встречается с физикой. Филипп Маркус обнаружил хаос, изучая Красное Пятно на Юпитере. Бенуа Мандельброт придумал фракталы. А загадочные русские тоже создали исследовательскую группу, но их работы на западе долго никому не были знакомы.

Джеймс Глик рассказывает нам о том, как отдельные огоньки постепенно, год за годом сливались в сияние новой науки. (Видимо, ее созданию поспособствовали компьютеры, они позволили проводить математические эксперименты и наработать данные для создания математических моделей. Этот момент в книге практически не освещен, что сделало ее технически проще и популярнее.)

Формул в книге почти нет; те, что есть, — не сложны для восприятия на слух. Это говорит о том, что математики в книге не так много, — для кого-то это плюс, а для кого-то минус. Я всегда воспринимала теорию хаоса как часть математики, и для меня был ценным взгляд с другой стороны.

Некоторые западные авторы настолько мало говорят о достижениях российской науки, что это просто непорядочно. Джеймс Глик все-таки рассказывает и о том, как развивалась теория хаоса, КАМ-теория в России.

Чтец — Константин Корольков — читает внятно, пару раз ошибся в специальных терминах, в целом слушать комфортно.

Кстати, аудиокнигу я взяла в библиотеке и уже вернула: https://www.litres.ru/dzheyms-glik/haos-sozdanie-novoy-nauki-63574516/. Московские библиотеки подключены к системе litres. Если вы записаны в библиотеку, многие книги можно взять почитать в электронном виде на litres. Расскажите, пожалуйста, как с этим в других городах?