Создатель примитивной компьютерной программы доказал, что жизнь и сознание могут появляться в простых физических системах

 Консультационный центр MATLAB компании SoftLine распространил интервью основателя программы Mathematica Стефена Вольфрама, которое крупнейший математик и физик современности дал журналисту Маркусу Кроуну, назвавшему своего собеседника «Ньютоном нашего времени».

С.Вольфрам, создатель теории сложных систем и основатель программы Mathematica утверждает, что изобрел новый вид науки, базирующейся на простых компьютерных программах, а не на уравнениях. Вольфраму на это понадобилось 20 лет, 10 из которых он посвятил обдумыванию и упорной работе, за это время он не написал ни одной публикации.

Стефен Вольфрам рассказал, как 20 лет назад он начал интересоваться несколькими различными научными направлениями, относящимися к исследованию явлений самоорганизации, в т.ч. формирования галактик и работы мозга: «Казалось, что они все имеют одинаковые принципы развития». Ученому стало понятно, что проблема лежит в инфрастуктуре науки, но не в сложности предметов изучения. В результате С.Вольфраму удалось нарушить трехсотлетнюю традицию науки, основанной на использовании математических уравнений для моделирования природы.

«Это действительно работало хорошо, пока Ньютон и его друзья определяли орбиты планет и тел, однако, это никогда не работало с более сложными явлениями в физике, такими как турбулентная жидкость. И в биологии это было совершенно бесполезным» – отметил С.Вольфрам. «Если уравнения не являются правильной инфрастуктурой для моделирования мира, то их место могут занять простые компьютерные программы».

Чтобы создать принципиально новую по форме научную теорию для мировых явлений, Стефен начал экспериментировать с очень простыми программами, называемыми cellular automata (клеточный автомат), реализующими принцип работы «логической машины», предложенный Turing и Post задолго до создания компьютеров в первой половине прошлого века. С другой стороны, в работе указанных программ отражается также принцип известных цепей Маркова.

Ученый начал со строки ячеек, каждая из которых черная или белая. Затем ниже делается новая стока и используется определенное правило для изменения цвета каждой ячейки по цвету ее соседей на верхней строке. Далее операция повторяется многократно. Вольфрам провел эксперимент для получения ответа на вопрос, что случится, когда, например, старт берется с одиночной черной ячейки в строке и предполагается, что всегда получится что-нибудь очень простое.

Обнаружилась «замечательная вещь» – интуиция совершенно неправильна и в результате компьютерного моделирования был раскрыт, как считает автор, «основной секрет природы» – эксперименты убедили, что природа использует простые программы для создания всех сложностей мира, которые человек видит вокруг себя.

Далее ученый проработал множество деталей, опубликовал ряд статей и привлек заинтересованных людей, в результате раздел «сложных систем» приобрел популярность, был создан журнал и исследовательский центр. Однако, как считает сам автор, «люди поняли только часть из того, что я сделал. Остальное оказалось большим умозрительным скачком. История говорит, что если сделано так много, то это дело продолжалось бы, даже если пустить его на самотек».

Следующая задача – нужно было создавать программы, затем изучать, что они делают как можно более эффективно. Потребовались новые идеи, чтобы заставить программные системы делать это. Оказалось, что известный факт, о том, что можно вывести всю сложность программы Mathematica из совершенно простых «примитивов» был важным предположением. Это позволило автору программы продемонстрировать с ее помощью, как природа использует для создания всего разнообразия своих законов простые вещи – программа Mathematica была «инструментом и вдохновением».

В описании автора программа Mathematica – это законченная среда для технических вычислений, позволяющая выполнять огромное количество вычислений, создавать графики и документы, взаимодействовать с Интернет и т.д., в настоящее время уже несколько миллионов людей используют ее, что сделало автора миллионером.

Кроме того, автор накопил огромное количество доказательств своей идеи, что простые программы, подобные клеточному автомату, являются ключом к множеству важных явлений в природе. В физике, например, можно окончательно объяснить, почему второй закон термодинамики работает, т.е. физические системы стремятся необратимо стать хаотичными. В биологии ученый открыл, что такие вещи, как жизнь и сознание, могут появляться в различных физических системах. Следовательно, я не верю в «антропические» аргументы, которые утверждают, что для возникновения жизни необходимы звезды, галактики и бесконечное время.

При попытке представить свои идеи как можно более ясно ученый столкнулся с трудностями: «Обычно новое направление в науке начинается гораздо медленнее, с подключением множества людей. Однако, вещи, которые я делаю сейчас, достаточно необычны, так что я вынужден был строить весь новый смысловой каркас самостоятельно. Я посвятил около 100 миллионов строчек огромному проекту «A New Kind of Science» – эта книга предназначена всем, она совершенно нова, так что не существует специалистов. Может оказаться, что быстрее разберутся в ней люди, имеющие хорошие интеллектуальные навыки, однако, ничего не знающие в науке.

В завершение интервью ученый сказал: «Почти ничего в ежедневном мире не будет очевидно в программе. Эти вещи появятся, когда программа запустится. Определить, как это работает, и что может появиться, относительно трудно. Так что нет ничего мистического в знаменитом Эйнштейновском наблюдении, что наиболее непостижимая вещь во вселенной это то, что она постижима».

Книга «Новый вид науки» (New Kind of Science) будет опубликована компанией Wolfram Research Inc. в январе 2002 г.