Остаться в живых

Для описания систем Перроу использовал техническую терминологию. Он называл эти системы «тесно соединенными». По его словам, могут происходить неожиданные и сложные взаимодействия компонентов системы и сил, которые в ней возникают. Несчастный случай происходит только в тесно соединенной системе, компоненты которой способны к непредсказуемому взаимодействию (мы не говорим о других сбоях, происходящих практически постоянно).

Компоненты и силы, способные к такому разрушительному взаимодействию, могут быть скрытыми и сложно предсказуемыми. Например, альпинисты не могли предвидеть всю мощь кинетической энергии, которая возникает в созданной ими страховочной системе. Они видели, что техника остановки падения, используемая другими альпинистами, работает прекрасно, и были уверены, что так же она будет работать и в их случае. Кофеварка и туалет на борту авиалайнера, по замыслу их создателей, не должны приводить к авиакатастрофам, однако известны и такие случаи.

Авиалайнер — прекрасный пример сложной и тесно соединенной системы: в ней заложена масса взрывоопасного горючего, она летит с огромной скоростью и функционирует на очень зыбкой границе между стабильностью и ее отсутствием. Незначительные усилия способны вывести эту систему из состояния баланса, что высвобождает заложенную в ней огромную кинетическую энергию. В этом смысле самолет можно сравнить со страховочной системой альпинистов, энергия которой появилась благодаря работе их мускулов и электрохимическим реакциям, происходившим во время восхождения. Альпинисты забирались все выше и выше, накапливая потенциальную кинетическую энергию в страховочной системе, тесно связанной веревкой. Происшедшее с ними позже было похоже на то, как лопается воздушный шарик, в котором воздух или энергия мгновенно и в больших количествах высвобождаются после укола булавкой. Альпинисты могли бы выжить, даже если спускались бы по склону вообще без какой-либо системы страховки.

В условиях тесно соединенной системы последствия сбоя быстро распространяются. В системе, которая не так плотно и тесно связана, последствия сбоя не распространяются на не пораженные сбоем отдельные участки. Хорошим примером тесно соединенной системы являются поставленные в ряд фишки домино — достаточно сбить одну, чтобы упали все. Если поставить фишки домино на приличном расстоянии друг от друга, то упадет всего одна фишка, если ее сбить. Если альпинисты не шли бы в связке, то упавший Уорд не увлек бы с собой всех остальных. Если альпинисты точно понимали бы, где верх, а где низ, то не встали бы прямо над Хиллманом и Биггсом. За появление трагедий в подобных системах некого винить, у подобных случаев нет причины. Причина кроется в самой природе системы, которая является самоорганизующейся.

Книга Перроу вышла в то время, когда ни теория хаоса, ни понятие самоорганизующихся систем не были широко известны и тем более всеми приняты. Тем не менее в его работе прослеживаются следы их влияния. Теория хаоса возникла потому, что в естествознании существовал большой пробел в области понимания беспорядка. Будь то живой организм или текущая вода, куда бы мы ни посмотрели, мы увидим беспорядочность. Турбулентность, непредсказуемое поведение, сбитая периодичность природных циклов, начиная от погоды и кончая ростом популяции животных. Классическое естествознание игнорировало эти непредсказуемости и для объяснения мира использовало идеализированные системы, что оставляло бóльшую часть мира совершенно без объяснений. Ошибки расчетов Ньютона просто игнорировали, и так было до того, пока Эйнштейн их не объяснил. Традиционная экономическая наука исходила из рациональности. На такой же основе было построено традиционное обучение методам выживания. Ни тот ни другой подходы не учитывали непредсказуемых реальностей действительного мира.

Смысл теории хаоса в том, что сложные и турбулентные системы (например, погода) имеют в основе простые составляющие (вода, воздух, земля) и управляются простыми законами (законы гравитации и теплообмена). Одной из характеристик подобных систем является то, что незначительное изменение первоначальных условий, которое даже сложно измерить, может привести к абсолютно иным условиям. Можно неоднократно проверять это уравнение и каждый раз приходить к одному и тому же результату. Но при увеличении нагрузки на систему возникают отклонения, и результат становится непредсказуемым.

Метеоролог из Массачусетского технологического института Эдвард Лоренц занимался в начале 1960-х годов компьютерным моделированием погоды и случайно пришел к выводу, что минимальное изменение первоначальных условий (одна часть из одной тысячи) может привести к абсолютно иным погодным условиям. Свое открытие он назвал «эффектом бабочки» [29] , которое Глейк в книге «Хаос» описал как «представление о том, что движение воздуха, вызванное взмахом крыльев бабочки в Пекине сегодня, может привести к появлению шторма в Нью-Йорке на следующий месяц».

29

Видимо, здесь не обошлось без влияния знаменитой «бабочки» из рассказа Рэя Брэдбери «И грянул гром» (1952).

В классической науке ученые стараются прогнозировать результат, после чего проводят эксперимент для подтверждения своей гипотезы. Однако естественные системы не ведут себя так предсказуемо. Можно говорить об их составляющих и деталях, однако невозможно предсказать результат из взаимодействия. Можно долго объяснять принципы создания погодных условий, исходя из школьной математики и физики, но невозможно с абсолютной точностью сказать, что в ближайшем будущем пройдет дождь. Можно знать о том, что молния ударит в определенных условиях, но невозможно знать, когда и куда именно она ударит. Когда я был подростком, то часто шутя говорил отцу: когда живешь рядом с ученым, то начинаешь понимать, что ученые мужи знают так много, что, кажется, не знают ничего. Классическая наука не в состоянии предсказать поведение облака — ведь оно представляет собой всего лишь определенное скопление капель воды, которыми движет теплый воздух и сила притяжения. Системы безопасности и обучение самым разным видам безопасности являются видом прогнозирования, поскольку их цель — контролировать будущее.

Теория хаоса рассматривает подобные, кажущиеся хаотичными системы как что-то основанное на простых и понятных математических действиях. Результаты действия систем одинаковы в любом масштабе. Облако выглядит совершенно одинаково, как на него ни посмотри — вблизи или издалека. Береговая линия тоже. Многие произведения искусства нравятся нам по причине их так называемой фрактальной природы. Собор Парижской богоматери прекрасен в любом масштабе. Издалека мы наблюдаем башни и приятную для глаза форму. По мере приближения начинаем замечать детали фасада вплоть до самых маленьких скульптур. Материя ведет себя точно так же. Ты думаешь, что нашел мельчайшую частичку, но после этого находишь то, из чего эта частичка состоит.

Теорию самоорганизации, которую иногда называют теорией сложности, создали во многом те же люди, которые работали над теорией хаоса. Теория самоорганизации объясняет фундаментальные вопросы: откуда берется порядок? как идея порядка соотносится со вторым законом термодинамики, который утверждает, что все стремится к еще большему беспорядку? Теория сложности в некотором смысле является продолжением хода мыслей, породивших теорию хаоса; о ней иногда говорят, что она существует «на границе хаоса». (Кроме того, звучали возражения против соединения двух теорий — сложности и хаоса, — а также против использования слова сложность.) У этих теорий одинаковый постулат, формулируемый следующим образом: «Изменения, дезорганизация и серьезные последствия как результат тривиальных на первый взгляд событий. Эти изменения объясняются существованием где-то глубоко-глубоко определенного закона». Теория сложности — смелая попытка объяснить сразу все, и в определенных вопросах ей это удалось лучше, чем теории относительности Эйнштейна или квантовой механике Нильса Бора.

Альпинисты на пике Маунт-Худ испытали на себе страшные последствия вынутого изо льда ледоруба страховки. Подобные чрезвычайные происшествия — часть способности природного механизма создавать самоорганизующиеся системы в пограничных областях, то есть опасных зонах. Альпинисты не понимали, что стали частью системы, вышедшей на критический уровень — на котором, по всей вероятности, она находилась всегда, — и что в подобной ситуации малейший дисбаланс может вывести ее из равновесия.

Датский физик Пер Бак в 1980-х годах провел эксперимент, который на визуальном уровне убедительно продемонстрировал — хотя конкретно этой цели ученый перед собой не ставил, — как в природных условиях происходят несчастные случаи. Бак хотел показать, как функционируют самоорганизующиеся системы. Он взял кучу песка (или создал компьютерную модель этой кучи) и механизм наподобие песочных часов, сыплющий сверху песок. Куча песка росла и при достижении определенной высоты разваливалась. Она не становилась ни выше, ни ниже. Куча продолжала равномерно расти и периодически разваливаться. Митчелл Уолдроп замечает в книге «Сложность»: «Куча песка является самоорганизующейся. Она сама достигает стабильной формы без посторонней помощи». Никто не программировал, что куча песка начнет разваливаться. Такая характеристика — это особенность простой системы. Куча песка находилась в состоянии, которое некоторые ученые называют «критическим», хотя по поводу использования этого термина есть много спорных вопросов. Уолдроп пишет: «Критическое состояние кучи песка напоминает критическую массу плутония, в котором вещество хотя и находится на грани начала цепной реакции, но сама реакция все-таки не начинается». Песок падает и время от времени сползает. Периодически возникает большая лавина, от которой разрушается вся куча, но может подолгу ничего и не происходить.

В самой природе диоксида кремния нет ничего, что могло бы определить поведение кучи песка. Можно до бесконечности применять законы физики и исследовать химический состав песчинки, но так никогда и не найти ответ на вопрос, почему куча песка разваливается. Тем не менее этот эффект кучи — прекрасный пример того, что происходит во всей природе. Кроме прочего он объясняет, почему Перроу считает катастрофы обычной характеристикой определенных систем. Названные им тесно связанные и сложные системы являются также системами самоорганизующимися. Несчастные случаи — это, если угодно, коллапсы в технологических кучах песка, коими являются ядерные реакторы и авиалайнеры. Подобные системы пребывают в состоянии потенциального и перманентного сбоя того или иного оборудования. Большинство коллапсов микроскопические, такие как сломанный выключатель, перегоревшая лампа, треснувшая резиновая прокладка или сбой системы, который, по нашему мнению, скоро пройдет. Однако эти мелочи, точно так же как и периодические незначительные колебания земной коры в зоне повышенной сейсмической активности, напоминают о большом коллапсе, который рано или поздно произойдет.