Голодные ослы

Мы показали, что избавление антихрупкой системы от случайности – это не всегда хорошая идея. Рассмотрим ситуацию, в которой стандартным действием является добавление фактора случайности, необходимого антихрупкой системе как топливо.

Осел, одинаково страдающий от голода и от жажды и застывший на равном расстоянии от пищи и воды, неизбежно погибнет от недоедания и обезвоживания. Спасти осла можно, если случайно подтолкнуть его в одном или другом направлении. «Буриданов осел» – метафора, названная по имени средневекового философа Жана де Буридана, который – в числе других, очень сложных вещей – предложил и этот мысленный эксперимент. Когда какие‑то системы застыли в опасном тупике, разбудить и освободить их под силу случайности – и только случайности. Ясно, что отсутствие случайности в этом случае тождественно гарантированной смерти.

Пробуждение системы при помощи случайного шума с целью улучшить ее работу применяется во многих областях. Явление стохастического резонанса добавляет случайный шум в качестве фона, и в итоге вы слышите звуки (скажем, музыку) куда яснее. Мы видели, что психологический эффект гиперкомпенсации помогает нам отличить сигнал от шума; здесь данное свойство системы является уже не психологическим, а физическим. Слабые сигналы SOS, слишком слабые, чтобы их могли уловить удаленные приемники, могут стать слышимыми на фоне шума и случайных помех. Добавленное к сигналу хаотичное шипение поднимает его существенно выше порога чувствительности и превращает в слышимый. В подобной ситуации случайность – лучшая помощница, к тому же она поставляется бесплатно.

Рассмотрим металлургический отжиг – способ придания металлу большей прочности и однородности. Отжиг состоит в нагреве и контролируемом охлаждении материала, благодаря чему увеличивается размер кристаллов и устраняются их дефекты. Ситуация здесь та же, что и с буридановым ослом: нагрев заставляет атомы покинуть первоначальное положение и пройти через фазы с высокой свободной энергией; охлаждение дает атомам больше шансов стать частями новой, более крепкой структуры.

Ребенком я постиг чем‑то схожий с отжигом принцип, наблюдая за тем, как мой отец, человек традиций, ежедневно при возвращении домой стучал по деревянному барометру. Он осторожно ударял по корпусу прибора, а затем считывал с циферблата домашний прогноз погоды. Удар по барометру приводил стрелку в движение и позволял ей найти верное положение равновесия. Это частное проявление антихрупкости. Вдохновленные металлургией математики используют ее методы в компьютерном моделировании – так, существует алгоритм имитации отжига, позволяющий находить больше общих оптимальных решений проблем. Решений, на которые можно наткнуться только случайно.

Случайность отлично работает, когда речь идет о поиске чего‑либо, – иногда превосходя в этом отношении человека. Натан Мирволд сообщил мне о вызвавшей полемику статье, опубликованной в журнале Science в 1975 году. Статья доказывала, что случайное бурение по сути эффективнее любого другого из методов геологоразведки, применявшихся в то время.

Как ни парадоксально, так называемые хаотические системы, в которых имеют место колебания, называемые хаосом, могут быть стабилизированы добавлением случайности. Я был на удивительной демонстрации этого эффекта, которую организовал один докторант. Сначала он заставил шарики хаотично скакать по столу в ответ на размеренные колебания столешницы. При этом шарики двигались резко и неизящно. Затем он щелкнул тумблером – и скачки, как по волшебству, сделались размеренными и плавными. Вот секрет волшебства: хаос превратился в порядок не потому, что в системе стало меньше хаоса, а потому, что в нее добавили случайные, абсолютно случайные колебания малой интенсивности. После этого красивого эксперимента меня переполнило воодушевление; мне хотелось останавливать прохожих на улице и говорить им: «Я люблю случайность!»

Дата добавления: 2015-07-20