Итак, как мы видим, – продолжил Ян Малкольм, – виды животных живут и умирают в очень изменчивой окружающей среде. Этим, вероятно, объясняются девяносто процентов всех случаев вымирания. Если море обмелеет или в нем повысится концентрация соли, океанский планктон, конечно, погибнет. Но такие сложные существа, как динозавры, дело другое. Сложные животные обособились – в прямом и переносном смысле – от перемен окружающей среды. Почему же они вымерли? В физическом плане у них были все шансы выжить. Они не должны были погибнуть – и все-таки погибли.
Я решился предположить, что сложные животные вымирают не из-за неспособности адаптироваться к изменившимся условиям жизни, а из-за собственного поведения. Позднейшие разработки в теории относительности и нелинейной динамики позволяют примерно представить себе, как это происходит. Из них следует, что сложные существа могут быстро меняться, причем не всегда в лучшую сторону. Предположим, что их поведение может изменить окружающую среду, что и приведет к упадку и смерти. Предположим, что животные могут перестать приспосабливаться. Не случилось ли все это с динозаврами? Не это ли истинная причина их вымирания? Мы никогда не узнаем. Но не случайно люди так сильно заинтересовались этим вопросом. Закат владычества динозавров позволил млекопитающим – включая и нас – встать на ноги. А отсюда мы напрямую переходим к вопросу: не повторится ли трагедия вымирания динозавров, но на этот раз с нами в главной роли? Не кроется ли на самом деле причина в нашем с вами поведении, а не в слепой судьбе или каком-то огненном метеорите с небес? На данный момент у нас ответа нет.
Малкольм усмехнулся:
– Но у меня есть пара предположений.
ПРОЛОГ
«Жизнь на грани хаоса»
Институт Санта-Фе размещается в нескольких строениях вдоль проспекта Каньон, которые прежде принадлежали монастырю. А институтские конференции проводятся в бывшей молельне. Сейчас, стоя на подиуме, в водопаде солнечного света, Ян Малкольм на мгновение театрально умолк, прежде чем продолжать лекцию.
Ему исполнилось сорок лет, и был он притчей во языцех во всем институте. Малкольм одним из первых начал разрабатывать теорию хаоса, но его многообещающую карьеру нарушило ранение во время путешествия по Коста-Рике. Ранение было весьма опасным, так что многие газеты поспешили объявить Малкольма погибшим. «Прошу прощения, что прерываю празднования в математических факультетах по всей стране, – позже съязвил он, – но оказалось, что я был мертв лишь слегка. Хирурги сотворили чудо и первыми же готовы распространяться об этом. Так что я снова здесь – так сказать, вторая производная».
Весь в черном, опирающийся на трость, Малкольм казался воплощением строгости. В институте его знали как нешаблонного аналитика и неисправимого пессимиста. Лекция под названием «Жизнь на грани хаоса», которую он прочел в этом августе, являла его типичный образ мыслей. В ней Малкольм представлял свои выкладки по теории хаоса применительно к эволюции.
Он и мечтать не мог о более компетентной аудитории. Институт Санта-Фе был основан в середине восьмидесятых годов нашего столетия группой ученых, которые решили досконально разработать теорию хаоса. Сюда съехались представители всех направлений науки – физики, экономисты, биологи, программисты. Объединяла эту разношерстную братию вера в то, что сложная структура мира скрывает от науки глобальный закон, который возможно вывести лишь с помощью теории хаоса, получившей теперь новое название – «теория сложности». Одним словом, теория сложности была объявлена «наукой двадцать первого века».
Институт исследовал огромное число сложных систем – ярмарки, нейроны в мозгу человека, движение ферментов в одной-единственной клетке, поведение перелетных птиц в стаях – и систем, настолько запутанных, что изучение их было бы невозможно без компьютерной обработки. Ученые приступили к исследованиям недавно, но успели к этому времени получить ошеломляющие результаты.
Уже на первом этапе они обнаружили, что в сложных системах проявляются определенные общие модели поведения. И пришли к выводу, что эти модели характерны для всех сложных систем. Исследователи поняли, что эти модели нельзя объяснить, анализируя каждый отдельно взятый компонент системы. Проверенный временем научный подход редукционизма[1] (чтобы понять работу часов, нужно разобрать их по винтикам) не сработает в случае со сложными системами, поскольку интересующие науку модели поведения, похоже, возникают именно из-за взаимодействия различных компонентов этих систем. Поведение систем нельзя назвать ни запланированным, ни направленным, оно просто существует – и все. Поэтому эти модели поведения получили названия «самопроизвольные».
– Что касается самопроизвольных моделей поведения, – продолжил Ян Малкольм, – то для изучения эволюции показательны две из них. Первая – это адаптация. Мы наблюдаем эту модель повсеместно. Группы людей приспосабливаются к условиям ярмарки, клетки мозга приспосабливаются к сигнальной системе, иммунная система приспосабливается к инфекции, животные приспосабливаются к среде обитания. Мы пришли к выводу, что способность к адаптации характерна для сложных систем. Возможно, именно благодаря ей эволюция продвигается к созданию все более сложных организмов.
Оратор переступил с ноги на ногу и перенес вес на трость.
– Но более важно понять, каким способом сложные системы балансируют между необходимостью упорядоченности и императивом к переменам. Сложные системы стремятся к местоположению, которое мы называем «грань хаоса». Представим себе точку, достаточно нестабильную, чтобы поддерживать перемены живой системы, и достаточно стабильную, чтобы не дать ей скатиться в хаос анархии. Это зона конфликта, где новое и старое находятся в состоянии постоянной войны. Отыскать эту грань очень сложно. Если живая система подойдет слишком близко к краю, она рискует смешаться и распасться, а если отодвинется слишком далеко, то замрет, застынет и закоснеет. Оба состояния ведут к вымиранию. Слишком много или слишком мало перемен ведут к гибели. Сложная система может процветать только на грани хаоса.