Джеймс глейк хаос. создание новой науки в Старом Осколе: 100-товаров: бесплатная доставка, скидка-35% [перейти]
Партнерская программаПомощь
Старый Оскол
Каталог
Каталог Товаров
Одежда и обувьОдежда и обувь
СтройматериалыСтройматериалы
Текстиль и кожаТекстиль и кожа
Здоровье и красотаЗдоровье и красота
Детские товарыДетские товары
Продукты и напиткиПродукты и напитки
ЭлектротехникаЭлектротехника
Дом и садДом и сад
Мебель и интерьерМебель и интерьер
Сельское хозяйствоСельское хозяйство
ПромышленностьПромышленность
Все категории
ВходИзбранное
Глейк Джеймс «Хаос. Создание новой науки«
ПОДРОБНЕЕКнига АСТ «Хаос» Глик Д. Издательство: АСТ
ПОДРОБНЕЕJames Gleick: Chaos Производитель: JAMES
ПОДРОБНЕЕGleick James «Chaos» Издательство: Vintage Books
ПОДРОБНЕЕХаос. Создание новой науки Тип: набор для опытов, Наука: метеорология, Пол: для девочек, для
ПОДРОБНЕЕВнимание самому важному. От стресса и хаоса к осмысленности и концентрации Тип: книга,
ПОДРОБНЕЕВнимание самому важному. От стресса и хаоса к осмысленности и концентрации. Нин Джеймс
ПОДРОБНЕЕДжеймс Глик «Хаос. Создание новой науки» Издательство: Corpus
ПОДРОБНЕЕВнимание самому важному. От стресса и хаоса к осмысленности и концентрации. Нин Джеймс
ПОДРОБНЕЕВнимание самому важному. От стресса и хаоса к осмысленности и концентрации Производитель: Манн,
ПОДРОБНЕЕGenius: The Life and Science of Richard Feynman. Гений: жизнь и наука Ричарда Фейнмана | Глейк Джеймс, Gleick James
ПОДРОБНЕЕВнимание самому важному. От стресса и хаоса к осмысленности и концентрации Производитель: Манн,
ПОДРОБНЕЕ-20%
1 079
1349
Глик Джеймс «Хаос. Создание новой науки» Издательство: Corpus
ПОДРОБНЕЕВнимание самому важному. От стресса и хаоса к осмысленности и концентрации | Нин Джеймс Бренд:
ПОДРОБНЕЕДжеймс Нин: Внимание самому важному. От стресса и хаоса к осмысленности и концентрации Возраст: для
ПОДРОБНЕЕДжеймс Глик «Хаос. Создание новой науки«
ПОДРОБНЕЕПутешествия во времени. История. Джеймс Глик
ПОДРОБНЕЕSmart Reading «Ключевые идеи книги: Информация. История. Теория. Поток. Джеймс Глик» Издательство:
ПОДРОБНЕЕДжеймс Глик «Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана» Издательство: Манн, Иванов и Фербер, Переплет:
ПОДРОБНЕЕДжеймс Глик: Хаос. Создание новой науки Тип: набор для опытов, Наука: метеорология, Пол: для
ПОДРОБНЕЕДжеймс Глик: Хаос. Создание новой науки Тип: набор для опытов, Наука: метеорология, Пол: для
ПОДРОБНЕЕХаос. Глик Джеймс
ПОДРОБНЕЕДжеймс Глик «Хаос»
ПОДРОБНЕЕВнимание самому важному. От стресса и хаоса к осмысленности и концентрации Бренд: Манн, Иванов и
ПОДРОБНЕЕКлючевые идеи книги: Информация. История. Теория. Поток. Джеймс Глик | Smart Reading Тип: книга
ПОДРОБНЕЕХаос. Создание новой науки Тип: набор для опытов, Наука: метеорология, Пол: для девочек, для
ПОДРОБНЕЕХаос. Создание новой науки | Глик Джеймс Тип: набор для опытов, Производитель: АСТ, Наука:
ПОДРОБНЕЕХаос. Создание новой науки Книги Миру Пол: для девочек, для мальчиков, унисекс
ПОДРОБНЕЕ2 страница из 18
Джеймс глейк хаос. создание новой науки
Цветущая сложность: правила жизни в хаотическом мире
Книга американского писателя и журналиста Джеймса Глика посвящена становлению науки о хаосе, возникшей на рубеже 1960–1970 годов прошлого века и буквально за десятилетие изменившей нашу картину мира, которая с тех пор только прирастает невообразимой сложностью, гармоничностью и красотой. В рамках совместного проекта «Горького» и премии «Просветитель» Иван Козлов выбрал из книги десять фактов, которые проливают свет на то, какое огромное влияние теория хаоса оказала и продолжает оказывать на современную физику и нашу повседневность.
Джеймс Глик. Хаос. Создание новой науки. М.: АСТ; Corpus, 2021. Серия «Книги Политеха». Перевод с английского Михаила Нахмансона и Екатерины Барашковой. Cодержание
Книгу Джеймса Глика нельзя назвать легким чтением для тех, кто совсем уж далек от современной физики — она содержит довольно много формул, графиков и теоретических выкладок, без которых повествование просто не могло бы обойтись. Но это не должно никого смущать: в действительности книга представляет собой не столько естественнонаучный ликбез, сколько захватывающее историческое исследование, посвященное подвижникам и энтузиастам от науки. Благодаря усилиям героев книги область физики, изначально считавшаяся непопулярной, маргинальной, абстрактной и даже пугающей, стала для всех нас ключом к новому миропониманию. Вот лишь малая часть фактов, которые служат этому доказательством:
1. Хаос повсюду
Часто заявления о том, что какое-либо новшество «перевернуло современную науку» или «изменило наше миропонимание», на поверку оказываются в той или иной степени преувеличенными. Но только не в случае с наукой о хаосе. В самом начале книги Джеймс Глик прямо говорит, что с началом хаоса классическая наука заканчивается. Конечно, речь не о бытовом или мифологическом понимании этого слова: в нашем случае под хаосом подразумевается поведение нелинейной системы, которое выглядит случайным, хотя и определяется детерминистическими законами.
«Изучая природные закономерности, физики почему‑то долго пренебрегали хаотическими проявлениями: формированием облаков, турбулентностью в морских течениях, скачками численности популяций растений и животных, колебаниями пиков энцефалограммы мозга или сокращений сердечных мышц. <…> Как утверждают современные теории, хаос присутствует везде: закручивается струйка сигаретного дыма, трепещет и полощется флаг на ветру, капли воды из подтекающего крана одна за одной то срываются вниз, то словно выжидают. Хаос обнаруживается и в капризах погоды, и в траектории движения летательного аппарата, и в поведении автомобилей в дорожной пробке, и в том, как струится нефть по нефтепроводу».
Глик констатирует: каковы бы ни были особенности конкретной системы, ее поведение подчиняется одним и тем же недавно открытым закономерностям. Осознание этого факта повлияло на множество самых разных сфер нашей жизни. Оно «заставило управляющих компаниями пересмотреть отношение к страхованию, астрономов — под другим углом взглянуть на Солнечную систему, а политологов — изменить мнение о причинах вооруженных конфликтов».
2. «Эффект бабочки» — случайное открытие метеоролога
Минимальные различия в исходных условиях способны обернуться огромными расхождениями в результатах — этот феномен называется «сильной зависимостью от начальных условий», но нам он более известен под названием «эффект бабочки». Именно с него, по сути, и начались все современные изыскания в области хаоса (во всяком случае, так считает Джеймс Глик, хотя есть и другие точки зрения). И этим мы обязаны математику и метеорологу Эдварду Лоренцу. Он создал довольно примитивный компьютер, с помощью которого изучал и прогнозировал погоду, вводя в машину различные массивы данных. Однажды он заметил, что при одних и тех же исходных данных вычисления сильно отличаются друг от друга: дело было в довольно грубом округлении до тысячных долей. Точнее, тогда оно вовсе не считалось грубым с точки зрения исследователя. А вот с точки зрения теории хаоса — более чем.
«Небольшая числовая погрешность походила на еле уловимое дуновение ветерка. Казалось, малозаметные перемещения воздушных масс неизбежно затухнут или погасят друг друга, не успев вызвать крупномасштабные изменения погоды. И все‑таки в системе уравнений Лоренца малые погрешности оказались катастрофическими. <…> Стоит возникнуть незначительному и кратковременному погодному явлению — а для глобального прогноза таковыми могут считаться и грозовые штормы, и снежные бури, — как предсказание утрачивает актуальность. Погрешности и случайности множатся, каскадом накладываясь на турбулентные зоны атмосферы, начиная от пылевых вихрей и шквалов и заканчивая воздушными токами в масштабах целого материка, отслеживать которые удается лишь из космоса».
3. Игрушки часто становились подходящими моделями для исследований хаоса
Еще на рубеже 60–70 гг. исследователи динамики хаоса обнаружили, что неупорядоченное поведение простых систем является своеобразным процессом созидания. Глик со свойственной ему поэтичностью пишет, что причудливые объекты, которые попадали в поле зрения исследователей, имели разные свойства — были конечными и бесконечными, устойчивыми и не очень, — но всегда обладали «очарованием жизни». Для ученых такие объекты становились чем-то вроде игрушек, а иногда, наоборот, игрушки в их руках превращались в экспериментальные модели. Автор (по-видимому, изрядно очарованный идеей о том, что научные открытия могут поджидать нас прямо на полках «Детского мира»), подробно описывает одну из таких игрушек под названием «Космические шары», или «Небесная трапеция»:
«Конструкция представляет собой два шарика, закрепленных на противоположных концах стержня, который, в свою очередь, подобно поперечине буквы Т, крепится к маятнику сверху. Третий шар, более массивный, чем первые два, крепится к основанию буквы Т. Качание маятника сопровождается свободным вращением верхнего стержня. Внутри у всех трех шариков находятся маленькие магниты. Однажды запустив устройство, вы наблюдаете, как оно работает. В его основание встроен электромагнит с автономным питанием, и всякий раз, когда нижний шарик приближается к основанию, он получает легкий магнитный толчок. Временами устройство качается устойчиво и ритмично, но порой его бесконечно изменчивое и не перестающее удивлять движение напоминает хаос».
4. Хаос может зажигать черные дыры
Это не сенсационный фантастический подзаголовок, а прямая цитата из текста. Говоря об исследованиях проявлений хаоса в Большом взрыве, Глик пишет буквально следующее:
«Астрономы уже обнаружили следы хаоса в буйной активности на поверхности Солнца, щелях в поясе астероидов и распределении галактик. Левин и ее коллеги нашли их также в теории Большого взрыва и в черных дырах. Они полагают, что свет, захваченный черной дырой, может попадать на нестабильные хаотичные орбиты и выходить обратно, делая черную дыру на мгновение видимой. Да, хаос может зажигать черные дыры».
Кстати, одно из неоспоримых достоинств книги — в том, что ее автор не просто проводил изыскания или работал с внушительным списком источников, но непосредственно общался с большинством героев, в результате чего в конце работы у него накопилось более двух сотен интервью. Одной из собеседниц Глика стала упомянутая в цитате Жанна Левин, астрофизик и космолог из Барнард-колледжа Колумбийского университета. Комментируя свои исследования, она отметила: «У меня есть рациональные числа, фрактальные множества и разнообразные по‑настоящему прекрасные выводы. Поэтому, с одной стороны, люди напуганы, а с другой — заворожены».
Пожалуй, этих людей очень легко понять.
5. В культуре хаос был принят теплее, чем в науке
Действительно, пока ученые продолжают спорить о содержании и сути самого понятия хаоса, культура (в том числе массовая) не задает лишних вопросов и просто берет его в оборот. Точнее, давно уже взяла.
«Некоторые аспекты хаоса — как правило, разные — были позаимствованы, с одной стороны, современными теоретиками менеджмента, а с другой — теоретиками литературы постмодерна. Оба лагеря нашли применения для фраз вроде „упорядоченный беспорядок”, особенно часто встречающихся в названиях диссертаций. <…> Художники, равно как и скульпторы, нашли вдохновение в словах и образах фрактальной геометрии».
По мнению автора книги, самым мощным художественным воплощением этих идей стала пьеса Тома Стоппарда «Аркадия», один из персонажей которой — математик, обнаруживающий хаос вокруг себя. «Странные штуки, — говорит он, — оказываются математикой реального мира». Что до «эффекта бабочки», то Глик справедливо замечает, что он уже давно стал чуть ли не клише из области поп-культуры. По подсчетам автора, он послужил источником вдохновения по меньшей мере двух фильмов, вошел в сборник «Цитаты Барлетта», стал темой музыкального клипа и тысячи сайтов и блогов в интернете. На наш субъективный взгляд, примеров можно было бы насчитать значительно больше.
6. В снежинке скрыта вся сущность хаоса
Форма снежинки очень давно интересовала физиков, но в ее образовании задействовано слишком много разных факторов, поэтому ученые довольно долго не могли решить, какие из них следует принимать во внимание. Относительно недавно они получили возможность учесть фактор поверхностного натяжения. Традиционно допускалось, что он незначителен, но, как мы уже уяснили, происходящее в ничтожных масштабах способно сыграть решающую роль:
«Сердцевина новой модели снежинки являет собой самую сущность хаоса: хрупкий баланс между стабильностью и неустойчивостью, мощное взаимодействие сил атомарного и обычного, макроскопического уровней. Там, где рассеивание теплоты создает преимущественно неустойчивость, поверхностное натяжение порождает устойчивость. <…> В то время как рассеивание является по преимуществу крупномасштабным, макроскопическим процессом, поверхностное натяжение сильнее действует на микроскопическом уровне. Именно на микроуровне поверхностные эффекты обнаружили бесконечную чувствительность к молекулярной структуре отвердевающего вещества».
С помощью этого примера Глик иллюстрирует тот факт, что сильная зависимость от начальных условий служит целям созидания, а не разрушения. Ветвление лучиков снежинки в каждый конкретный момент зависит от множества факторов, она становится почти симметричной, но каждая снежинка летит по своей траектории — и это тоже накладывает отпечаток: «В итоге конечная форма снежного кристалла отображает все изменения погодных условий, действию которых он подвергался, а количество их комбинаций безгранично».
7. Универсального математического определения хаоса не существует
И эта деталь как нельзя более красноречиво говорит о том, насколько непростым может оказаться постижение теории. Чтобы проиллюстрировать тезис, Джеймс Глик приводит несколько разных вариантов определений подряд. Так, математик и поэт Филип Холмс считал, что хаос — это сложные апериодические притягивающие орбиты некоторых динамических систем. Китайский физик Хао Байлинь определял хаос как тип порядка, которому несвойственна периодичность. Ученый Брюс Стюарт из Брукхейвенской национальной лаборатории на Лонг-Айленде был уверен, что хаос — это явно беспорядочное, повторяющееся поведение в простой детерминистской системе, похожей на работающие часы. Физик-теоретик Родерик Дженсен думал, что хаос представляет собой иррегулярное и непредсказуемое поведение детерминистских нелинейных динамических систем. А Джеймс Крачфилд полагал, что это динамика с положительной, но ограниченной метрической энтропией, то есть поведение, которое порождает информацию, но не является полностью непредсказуемым. И это, конечно, далеко не полный перечень вариантов.
8. Хаос может приблизить создание полноценного ИИ
Как мы уже отмечали, наука о хаосе оказалась в той или иной степени применимой во множестве сфер жизни — нашлось ей применение и в сфере разработки искусственного интеллекта. В частности, среди тех исследований, которые искали способ моделирования символов и воспоминаний.
«Физик, представлявший идеи как некие зоны с расплывчатыми границами, обособленные, но отчасти совпадающие, притягивающие, словно магниты, но не препятствующие движению, естественно, обращался к понятию фазового пространства с „бассейнами притяжения”. Подобные модели обладали подходящими элементами: точками стабильности среди зон неустойчивости, а также областями с изменчивыми границами. Их фрактальная структура предполагала как раз ту особенность бесконечного возврата к самой себе, которая лежит в основе способности разума генерировать идеи, решения, эмоции и иные проявления сознательной деятельности».
Описав эти перспективы (в равной степени пугающие и интригующие), Глик заключает: что бы ни думали о хаосе специалисты, исследующие процесс познания, они не могли больше моделировать разум как статическую структуру.
9. Наука о хаосе применима в медицине
Глик пишет, что сегодня ряд физиологов использует понятие «динамические заболевания», говоря о расстройствах различных систем организма человека, нарушениях координации или управления. Он приводит одно из определений, в котором происходящие в организме человека процессы сведены к уже знакомой нам схеме: «Системы, которые в нормальном состоянии колеблются, внезапно прекращают колебания или начинают осциллировать иным, неожиданным образом, а те системы, которые обычно не подвержены циклическим изменениям, вдруг обнаруживают их». Например, речь может идти о расстройствах дыхания или об одной из форм лейкемии, при которой меняется соотношение белых и красных кровяных телец и тромбоцитов.
«Некоторые ученые полагают, что к тому же разряду недугов может принадлежать и шизофрения, наряду с некоторыми типами депрессии. Но физиологи начали рассматривать хаос и как состояние здоровья. Давно уже стало ясно, что нелинейность в процессах обратной связи служит целям регулирования и управления».
10. Хаос — это поэтично
Не слишком значительная с точки зрения основной темы, но характерная деталь. В книге Джеймса Глика довольно часто встречаются поэтические вставки. Если абстрагироваться от стиля повествования и (пожалуй, даже несколько чрезмерной) восторженности автора, можно сказать, что сама тема к этому некоторым образом обязывает. Глик, неоднократно вспоминает разные строфы из произведений американского поэта Уоллеса Стивенса, а рассуждая о ключевом для книги феномене «сильной зависимости от начальных условий», приводит известный детский стишок:
Не было гвоздя — подкова пропала,
Не было подковы — лошадь захромала,
Лошадь захромала — командир убит,
Конница разбита, армия бежит,
Враг вступает в город, пленных не щадя,
Оттого что в кузнице не было гвоздя.
Однако обилие поэзии в книге — не только заслуга автора. Ее герои, ученые и исследователи, тоже нередко апеллируют к поэтическим строкам. Так, рассуждая о самоподобии в природе, Глик пишет, что Бенуа Мандельброт любил цитировать это стихотворение Джонатана Свифта:
Натуралистами открыты
У паразитов паразиты,
И произвел переполох
Тот факт, что блохи есть у блох.
И обнаружил микроскоп,
Что на клопе бывает клоп,
Питающийся паразитом,
На нем — другой, ad infinitum.
Хаос и редукционизм — Роберт Сапольски Рокс
Сегодняшняя лекция посвящена теории Хаоса. Назначенная книга — « Хаос » Джеймса Глейка. Частью того, что анализируется, является редуктивная наука, которая в основном представляет собой концепцию, согласно которой мы можем копать глубже и во все меньшие части вещи и в конечном итоге получать знания об этой вещи. Таким образом, мы можем перейти от утверждения, что у людей есть чувства, к людям с лимбической системой, к людям с нейротрансмиттерами и так далее, и на каждом уровне мы приближаемся к фундаментальным строительным блокам. Затем считается, что эти блоки непротиворечивы — вычислите их с научной точки зрения, и вы сможете воспроизвести результаты. Часть теории хаоса состоит в том, что возможности сокращения (вспомните кварки) бесконечны, и что в определенный момент мы столкнемся с принципом неопределенности Гейзенберга и закончим случайностью. По мере прочтения лекции ему будут приходить на ум предыдущие темы, такие как предыдущие пункты о лобной коре, самой сложной части человека, наименее ограниченной генами.Гены — это редукционизм. Прыгающие гены, факторы транскрипции, эпигенетические влияния и т. д. представляют собой хаос, поскольку фундаментальные паттерны изменяются непредсказуемым образом или, по крайней мере, способами, которые не контролируются и не определяют в традиционном смысле.
Фома Аквинский. 3 вещи, которые Бог не может сделать.
1. Грех.
2. Сделать копию Себя.
3. Составьте треугольник с углом больше 180 градусов.
Наука важнее религии. Вселенная в порядке с абсолютами. И у нас есть введение редукционизма. Понять сложную систему, разбив ее на части. Поймите их, и вы получите целое.
Это основа науки.
Линейность. Аддитивность. Сложите составные части вместе, и вы сможете получить конечный результат. Если вы знаете начальное состояние, вы можете понять, каким будет конечный результат.
И если это упрощение, то есть план, который указывает системе, как она должна выглядеть в конечном итоге.
Примечательно, что изменчивость, возникающая в данных, рассматривается как мусор, шум, ошибка прибора, от которой нужно избавиться. Мысль состоит в том, что способ избавиться от этого состоит в том, чтобы быть более редуктивным; чем ближе вы подходите, тем меньше должно быть изменчивости. В конце концов вы сможете измерить истинную, символическую норму.
В Chaos Глейк отмечает, что трудноизмеримые системы в основном игнорировались и считались ненаучными. В HumBio вспомните сегмент наследуемости — наука сводится к одной контролируемой переменной в лаборатории, получает результаты и затем называет их научной истиной. Здесь много места для неточностей, поскольку реальные системы гораздо чаще бывают изменчивыми.
Человеческое тело, таким образом, понижается. Тело, органы, клетки и т.д.
Но это работает не для всего. Хьюбел и Вайзель — теория отдельных бабушкиных нейронов, точек, линий, кривых. .. Суть в том, что один нейрон хранит одну вещь, от простого к сложному.
Но похоже, что кора работает в системах и сетях.
Раздвоенные системы. Масштаб бесплатно. Все точки ветвления на нейронах разветвляются (дендритные деревья). Кровеносная система также раздваивается. Как и легочная система.
Как и в случае с нейронами, не хватает генов для кодирования разветвляющейся системы ген за геном. Это не может быть редуктивным, точечным решением.
Шанс. Броуновское движение. Клеточный материал отличается от первого деления.
Вывод состоит в том, что самые интересные вещи нельзя регулировать простым и упрощенным способом.
Детерминированный + Периодический.
Детерминированный + Апериодический. Вот тут-то и появляется наше водяное колесо. Оно якобы не линейное, а периодическое; схема просто сложная.
Недетерминированные (случайные элементы).
Хаотичный узор, который никогда не повторяется. Когда количество добавленной силы пересекает порог, она переходит от периодического или апериодического паттерна к паттерну, который больше не имеет повторяющейся наблюдаемой структуры. Магическое число кажется 3; есть 3 различных паттерна в повторяющейся структуре, и вы приближаетесь к хаотической системе.
С этими странными аттракторами картина на самом деле не повторяется — где-то на этом миллионном десятичном знаке есть незначительное изменение, которое, в свою очередь, приводит к немного другому следующему значению. Эти различия усиливаются с каждым новым значением; это так называемый эффект бабочки (незначительное воздействие крыльев незначительно изменяет окружающую среду…)
Фрактал — информация, которая кодирует шаблон и имеет сходные черты с предыдущими элементами с таким же типом сложности и изменчивости. Подумайте о бифуркациях.
Таким образом, наука сталкивается с проблемой, что изменчивость — это система, и единственный способ получить точные, достоверные данные — включить «шум». Редуктивные подходы все еще могут быть очень эффективными, просто данные не будут отражать абсолютную реальность.
Хаос в Apple Books
Описание издателя
Блокбастер, ставший классикой современной науки, два десятилетия назад познакомивший мир с эффектом бабочки и ставший международной сенсацией, теперь дополнен видео и современной графикой
В 1960-х небольшая группа радикальных мыслителей нарушила незыблемый фундамент современного научного мышления, придав новое значение крошечным экспериментальным нарушениям, которые ученые давно научились игнорировать. Они сказали, что незначительные различия в данных в конечном итоге приведут к огромным различиям, и сложные системы, такие как погода, экономика и поведение людей, внезапно станут яснее и красивее, чем когда-либо прежде. В этой обновленной версии своей основополагающей работы Джеймс Глейк излагает новое видение хаотической вселенной. Интервью с ведущими теоретиками, видео-предисловие автора и анимационная графика, изображающая такие понятия, как знаменитый аттрактор Лоренца — понятие, которое породило теорию хаоса, — дополняют элегантную прозу Глейка. Никогда еще хаос не было так легко понять. «Прекрасно ясно. . . У Глейка есть талант романиста к описанию своих ученых и их окружения, умение находить подходящие аналогии и чувство драматического и поэтического».0069 San Francisco Chronicle
ИЗДАТЕЛИ ЕЖЕНЕДЕЛЬНО
Здесь Глейк авантюрно пытается описать революционную науку о «хаосе», вызывающе абстрактный новый взгляд на природу в терминах нелинейной динамики.