Значение бабочки. Почему «эффект бабочки» интерпретируется совершенно неверно

Некоторые ученые видят, как их работы появляются в заголовках различных публикаций. Иная же судьба постигла Эдварда Лоренца, метеоролога из МИТа (Массачусетского технологического института), который стал свидетелем того, как термин из его гипотезы стал крылатой фразой. Ученый, умерший в апреле 2008 года, создал одно из самых заманчивых и запоминающихся понятий, которое когда-либо проникало в массовую культуру из лабораторных стен – «эффект бабочки»: идея, заключающаяся в возможности того, что даже маленькие, незначительные события могут иметь масштабные последствия. Название этого феномена происходит из предположения Лоренца о том, что причиной мощнейшего шторма может быть взмах крыльев маленькой бабочки на другом конце света.

Попав в массовую культуру, эффект бабочки превратился в метафору, означающую, что существуют, казалось бы, незначительные моменты, которые меняют историю и формируют судьбы. Сначала такие «незначительные» события сложно распознать, но впоследствии они формируют целую нить причин и следствий, и уже в ретроспективе становятся очевидными, меняя курс одной человеческой жизни или мировой истории в целом.

В фильме «Эффект бабочки» 2004 года (мы посмотрели его за вас, если вы случайно еще не удостоили его своим вниманием) Эштон Катчер путешествует назад во времени, меняя некоторые события в своем детстве так, чтобы повлиять на настоящее, хотя и с несколько мрачными последствиями. В драме 1990 года «Гавана» Роберт Редфорд, умный картежник, говорит Лене Олин: «Бабочка может взмахнуть своими крыльями над каким-нибудь цветком в Китае и тем самым вызвать ураган на Карибах. Можно даже рассчитать вероятность».

Подобные заимствования из теории Лоренца могут показаться убедительными ничего не подозревающим зрителям, но они все имеют одну большую проблему: все они интерпретируют данную гипотезу с точностью до наоборот. Важнейшей мыслью в эффекте бабочки является то, что мы как раз НЕ можем с легкостью отследить значимое событие и его связь с настоящим. Утверждая, что взмах крыльев бабочки может вызвать шторм, мы должны в конце концов задать себе следующий вопрос: как можно с уверенностью утверждать, какое событие вызвало шторм, если это может быть нечто такое маленькое как бабочка? Труд Лоренца дает нам возможность посмотреть на проблему причинно-следственных связей с новой стороны, но простых ответов в нем совсем нет.

Известные ссылки на эффект бабочки в поп-культуре могут свидетельствовать о плохом знании физики, но они также и хороший показатель того, как люди воспринимают науку. Они выявляют пропасть между тем, что общество ожидает от научных исследований, а это поток точных ответов о мире вокруг, и настоящей современной наукой, которая тащит нас в царство неопределенности.

Эффект бабочки — это только с первого взгляда простая идея, которая была выведена из сложной сферы исследований. Будучи всего лишь ассистентом на факультете метеорологии в МИТе в 1961 году, Лоренц создал раннюю компьютерную программу, которая могла симулировать изменения в погоде. Однажды он изменил только один из множества показателей, отражающих атмосферные условия (заменил .506127 на .506). Это крошечное изменение преобразовало весь его долгосрочный прогноз. А в 1972 году ученый развил эту мысль в своей работе: «Прогнозирование: взмах крыльев бабочки в Бразилии вызовет торнадо в Техасе?»

В своей работе Лоренц заявляет, что обширные последствия небольших атмосферных изменений выявляют две проблемы: практическую – ограниченность долгосрочных прогнозов погоды, и философскую – невозможность отследить тот переломный момент, который приведет к определенному результату. Неисчислимое количество взаимосвязей в природе, замечает Лоренц, означает то, что взмах крыльев бабочки может вызвать торнадо или же, откуда нам знать, предотвратить его. Таким образом, если мы и делаем какое-либо небольшое изменение в окружающем мире, мы никогда не знаем, что было бы, если бы мы не вмешивались, так как последующие за этим перемены невозможно отследить и восстановить, ибо они очень сложны и запутаны.

Так, основная мораль эффекта бабочки полностью противоречит высказыванию персонажа Роберта Редфорда: крайне сложно рассчитать подобные вещи с высокой точностью. В мире много бабочек. А торнадо в Техасе может быть вызвано бабочкой в Бразилии, Бали или Будапеште. По правде говоря, мы не можем знать. «Люди не могут измерить и рассчитать все со стопроцентной точностью, – утверждает Роберт Девани, профессор математики в Бостонском университете. – Если вы хоть сколько-нибудь просчитаетесь, последствия ваших изменений могут быть ужасными». Когда небольшие неточности имеют такое огромное значение, можно утверждать, что наш мир совершенно непредсказуем.

Более того, Лоренц обнаружил гораздо более четкие границы нашего знания. Он доказал, что даже модели физических систем с несколькими достоверно известными переменными (скажем, нагретый газ, клубящийся в закрытом пространстве) могут приводить к неисчислимому количеству результатов, каждый из которых будет непредсказуем и неповторим. Это и есть основополагающая концепция теории хаоса, приверженцы которой иногда утверждают, что Лоренц помог развеять ньютоновскую гипотезу о полностью предсказуемой вселенной.

«Лоренц пошел дальше, чем просто бабочка, – говорит Керри Эмануэль, профессор факультета МИТа, занимающийся планетарными и атмосферными исследованиями. – Утверждение о том, что некоторые системы невозможно предсказать, какими бы точными не были исходные условия, это основательная идея». Вместо восприятия науки как сферы, в которой любое предположение имеет место быть, если есть достаточное количество данных, Лоренц предлагает посмотреть на нее с другой стороны, утверждая, что наша способность к анализу и прогнозированию сама по себе ограничена.

Однако же в воображении обывателя эта маленькая красивая бабочка стала метафорой для удивительной цепочки событий, приводящей к определенному результату. Так, в 2007 году сайт Smartmoney.com, занимающийся исследованием рынка, процитировал Лоренца, а затем предположил, что гипотетические проблемы в компании Sony могли оказать воздействие на целую сеть грузоотправителей, продавцов и инвесторов: «Одна бабочка, в данном случае японская бабочка, запускает целый процесс в цепочке партнеров». Данный пример никак не связан с природой, а относится к сфере социальной, и тем паче такие заявления вызывают скептицизм.

Тот факт, что мы представляем себе эффект бабочки, возможно и позволяет объяснить некоторые события в повседневной жизни, однако это знание высвобождает нашу страстную жажду к согласованию своих догадок с наукой. Это говорит о наших завышенных ожиданиях по отношению к миру вокруг нас, и что он должен быть понятен. Мы хотим верить, что все происходит не просто так, и мы можем отследить причины, какими маленькими бы они не были. Но сама природа бросает вызов этим ожиданиям. Это всего лишь вероятность, а не строгая причинно-следственная связь, и эта вероятность сегодня диктует ученым, как им постигать различные системы – от субатомных частиц до ураганов. «Люди хватаются за возможность того, что небольшие события могут привести к глобальным изменениям, – рассуждает Эмануэль, – но они ошибаются на счет самой физики мироздания. Люди хотят привязать определенные причины к определенным событиям, и не могут принять беспорядочность и случайность мира».

Таким образом, если глобальное потепление и может быть причиной ураганов, это еще не значит, что ураган Катрина был вызван именно этим. Наука помогает нам понимать вселенную, но в случае с Лоренцом эта помощь выражается в том, чтобы устанавливать границы нашего понимания.

Источник: naked-science.ru