Сложность и возникновение
Большинство из тех радикальных новаторов в науке, которые подарили нам теорию хаоса, теперь переключились на более актуальную тему Сложности. Это научное направление занимается изучением сложных систем, которым удается сформировать свой собственный тип порядка. Иногда это подразумевает скрытую за сложностью простоту, особенно когда одни и те же простые, но при этом озадачивающие модели возникают в совершенно разных типах сложных систем. Взять хотя бы сходство между экономическим спадом и ураганом, которые зарождаются почти одинаково и имеют схожие причины, свойства и последствия. Или сходство развития города с развитием эмбриона.
Наука о сложности строится на выводах из теории хаоса, но добавляет к ним три новые темы. Во-первых, она фокусируется на сложных системах обратной связи и показывает, что они иногда дают удивительные результаты. Во-вторых, как предупреждал Филип Андерсон, которого во всем мире считают отцом концепции сложности, сложность связана с Возникновением, то есть с тем, что поведение группы или «целого» довольно сильно отличается от суммы характеристик ее индивидуальных компонентов. Сочетая индивидуальные единицы — отдельных потребителей, молекулы воды, клетки тела, организации, птиц и прочее — в группы — в рынки, пары, в крылышко бабочки, в компанию, стаю, — у нас может возникнуть нечто совершенно неожиданное и отличное от того, с чего мы начали. И, в-третьих, предметом наибольшего интереса науки о сложности являются Самоорганизующиеся системы — системы, которые начинают действовать в похожем или случайном состоянии, но каким-то образом организуют сами себя, причем совершенно спонтанно, в крупномасштабную модель.
Самоорганизующиеся системы
Спонтанная самоорганизация — это увлекательная вещь, особенно когда индивидуальных компонентов очень много, и они явно не связаны друг с другом. Адам Смит (хотя и сам этого не знал) был одним из родоначальников концепции сложности, когда говорил о «невидимой руке», которая, как нам кажется, направляет эгоистические намерения миллионов производителей на удовлетворение эгоистических интересов миллионов потребителей*. Подумайте о миллиардах взаимосвязанных нейронов в вашем мозгу, производящих результат, о котором наверняка ни один из индивидуальных нейронов даже мечтать не мог, и при этом организованных так эффективно, что вы понимаете то, о чем я вам рассказываю. Подумайте о том, как город, начинавшийся практически как одна семья, вскоре разделяет себя на расовые, социальные и прочие группы. Самоорганизация, между прочим, не всегда оказывается плодотворной силой. Подумайте о том, что крах на бирже, ураган, землетрясение или метеорит тоже организуют себя из составных частей. Подумайте о том, как атомы соединяются в молекулы, формируя между собой химические связи, и что появившиеся молекулы сильно отличаются по свойствам от атомов и намного сложнее их.
Или подумайте об Интернете. Никто не планировал его эволюцию из исследовательского инструмента правительства и университетов в то, чем он стал сегодня: глобальной сетью, снабжающей потребителей информацией и силой, которые под-
* Адам Смит фактически определил несколько путей, которыми экономика автоматически перестраивалась в соответствии с тем, что сегодня мы назвали бы «механизмом обратной связи». Он показал, что высокие цены стимулируют производство товаров, а низкие препятствуют производству и таким образом приближают предложение к спросу. Он также показал, как размеры зарплаты и капитала ускоряют желательные перемены.
стегнули такую мощную и быструю революцию в промышленности и корпоративных структурах, какой мир еще не видел. У Интернета есть собственная жизнь, и ему самому решать, чем он станет в дальнейшем.
Сложные системы адаптивны
Ко всему прочему, сложные самоорганизующиеся системы еще и адаптивны. Они приспосабливаются к своему окружению и стараются повернуть ход событий в свою пользу. Мозг развивается и учится. Виды эволюционируют. Города поглощают инвестиции и благоустраиваются. Рынки разрастаются, специализируются и адаптируются к давлению со стороны важных отдельных рынков.
Сложность связана с эволюцией естественным отбором. Например, колония термитов регулирует численный состав своих каст сочетаниями активируемых личинками химикатов. Если колонии не хватает солдат, то запах, испускаемый ими внутри термитника, падает ниже определенного уровня, и тогда инкубатор личинок начинает автоматически производить больше солдат, которые физически отличаются от других термитов. Джон Тайлер Боннер показал, как этот тип самоприспосабливающейся сложности возник в результате естественного отбора*. Если это происходит в природе, то очень интересно, можно ли считать возникновение сложных систем, таких как города и экономические уклады, частью того же процесса эволюции путем естественного отбора?
Теоретики сложности, такие как Джон Холланд, объясняют это тем, что у сложных адаптивных систем обычно множество ниш, у каждой из которых свои роль и место. Кроме того, постоянно открываются новые ниши — для новых хищников, ниши для новой добычи, новых симбиотических партнеров, новых паразитов. По мере открытия новых ниш система меняется. Она никогда не сможет достичь равновесия.
* Джон Тайлер Боннер. Эволюция сложности путем естественного отбора (John Tyler Bonner. The Evolution of Complexity by Means of Natural Selection. 1988, Princeton University Press, Princeton).
На грани хаоса
Сложные системы балансируют на Грани хаоса, в любопытном состоянии между порядком и беспорядком, статус-кво и радикальными инновациями, стабильностью и трансформацией. Следует отметить, что у каждой сложной системы своя комбинация порядка и случайности, они всегда действуют в пределах границ и структуры порядка. Невозможно заниматься самоорганизацией, не имея границ. Когда сложная система оказывается на грани хаоса, она пересекает эту границу и становится чем-то другим. Как заметил Джон Хорген, «все интересное случается на грани хаоса"*.
Биологи используют «эффект грани» для описания тенденции к увеличению разнообразия и плотности организмов, скапливающихся на границах между общинами. В теории сложности «грань хаоса» используется для описания сложных систем, потому что они одновременно обладают элементами порядка и элементами текучести. Кристалл не является сложной системой, потому что его структура идеально упорядочена, и менять в ней нечего. Другая крайность — это кипящая жидкость, которая является скорее хаотической, чем сложной системой — в ней порядка слишком мало. В отличие от них в сложных системах, будь то амеба, фондовая биржа или экономика, всегда есть и порядок, и достаточно текучести, чтобы было что менять.
Биолог Э. О. Уилсон сказал:
« Система, которая желает развиться быстрее всех, дожисна оказаться между границ, а точнее прямо на грани хаоса, — обладая порядком, но ослабив связи с некоторыми своими частями настолько, чтобы ей было легко измениться».
Правило статуса/размера Зипфа
Блестящий экономист Пол Кругман доказал, что города, являясь сложными самоорганизующимися и адаптивными систе-
* Джон Хорген, статья «От сложности к недоумению» (John Horgen. «From complexity to perplexity» // Scientific American, June, 1995).
мами, ведут себя совершенно разными способами. Многие из его аргументов сложны для неспециалистов, но один легкодоступный для понимания касается размера американских городов*. Оказывается, они подчиняются Правилу статуса/размера Зипфа, автором которого является профессор филологии в Гарварде Джордж Зипф. Правило гласит, что население города в любой стране обратно пропорционально его статусу. Если правило работает точно, то во втором по статусу городе страны население будет вдвое меньше первого, в третьем жителей должно быть втрое меньше, чем в первом, и так далее.