Сезар Идальго - Как информация управляет миром
Сначала давайте поэкспериментируем с обращением скорости каждого шарика, используя низкую степень точности. Например, если скорость конкретного шарика в направлении оси х vx = 0,2342562356237128… [м/с], мы просто обратим данное значение, взяв только первые два знака после запятой (то есть новым значением будет vx= –0,23). Будет ли этого простого обращения достаточно, чтобы воспроизвести фильм в обратном направлении? Конечно, нет. Описываемая здесь система с триллионами шариков, которые никогда не теряют энергию, по определению является хаотичной, а это означает, что небольшие различия в начальных условиях накапливаются в геометрической прогрессии с течением времени. Хаотичность системы предполагает, что точность до двух знаков после запятой недостаточна, чтобы поместить шарики на траекторию, которая естественным образом вернет в их исходное положение. Но только лишь в точности дело или существует какое-то фундаментальное ограничение? Могли бы мы обратить время вспять при достаточной точности наших измерений и действий?
Вооружившись нашими воображаемыми машинами, мы можем повторно провести этот мысленный эксперимент с большей точностью, однако пока точность является конечной, мы не сможем обратить время вспять. Вместо использования нескольких знаков мы могли бы указать скорость с точностью до десяти, двадцати или ста знаков после запятой. Однако обратить время вспять по-прежнему будет невозможно, поскольку в хаотической системе неточность наших измерений будет накапливаться. Пользуясь математическим языком, можно сказать, что в данном случае важность цифр инвертируется. Обычно при наличии длинного ряда цифр цифры, которые находятся левее, имеют большую важность, чем цифры, находящиеся правее (особенно если речь идет о вашем банковском счете). Однако в хаотической системе это не так, поскольку в такой системе не первая, а последняя цифра становится доминирующей. Тем не менее, независимо от точности измерений, справа от любого числа всегда существует цифра. Таким образом, даже не учитывая принцип неопределенности Гейзенберга (который ограничивает нашу точность до нескольких десятков знаков), мы можем заключить, что фильм всегда будет выглядеть так, как будто он воспроизводится в обычном направлении, за исключением того короткого периода времени, когда мы будем вбрасывать энергию в систему путем изменения скорости частиц с помощью наших машин.
Таким образом, время необратимо в статистической системе, потому что хаотичная природа систем, содержащих большое количество частиц, предполагает то, что для обращения эволюции системы потребовался бы бесконечный объем информации. Это также означает, что статистические системы не могут вернуться, поскольку существует бесконечное количество путей, совместимых с любым настоящим. По мере движения вперед статистические системы быстро «забывают», как возвращаться. Эту бесконечность Пригожин называет барьером энтропии, она обеспечивает точку зрения на время, которая не связана с пространством, как в теориях, выдвинутых Ньютоном и Эйнштейном. Для Пригожина прошлое не только недоступно, его просто не существует. Прошлого нет, хотя оно было. В нашей Вселенной нет ни прошлого, ни будущего, а только настоящее, которое вычисляется в каждый конкретный момент. Глубина этой мгновенной природы реальности помогает нам объединить статистическую физику с вычислением. Мгновенная Вселенная Пригожина предполагает, что прошлое недоступно, поскольку оно невычислимо на микроуровне. Барьер энтропии Пригожина запрещает настоящему эволюционировать в прошлое, за исключением случаев с идеализированными системами, вроде маятника или планетарных орбит, которые выглядят одинаково при движении вперед и назад (при отсутствии диссипаций).
* * *Мы начали эту главу с вопроса о необратимости времени и происхождении информации. Мы узнали, что вместе взятые эти вопросы представляют собой загадку, поскольку время течет по направлению от порядка к беспорядку, несмотря на то, что сложность нашего мира увеличивается. Вселенский рост энтропии, как кажется, противоречит росту объема информации, однако это не так, поскольку у Вселенной есть определенные приемы, позволяющие информации возникать в четко определенных карманах. В этих карманах в изобилии присутствует энергия, но диапазон температур позволяет веществам существовать в твердом состоянии, поскольку в твердых телах информация сохраняется дольше.
Термодинамика Вселенной, которую я описал в данной главе, помогает нам понять обстоятельства, при которых может возникать информация. Тем не менее способность Вселенной порождать сложность, которую мы наблюдаем из окна, не является непосредственным следствием действия этих простых механизмов. Чтобы объем информации по-настоящему увеличивался, Вселенной необходим еще один прием, которым является способность материи производить вычисления.
Эта вычислительная способность материи, которая может быть реализована как в простых химических системах, так и в сложных формах жизни, например деревьях или людях, является ключевой способностью, которая позволяет информации накапливаться в том месте Вселенной, которое мы считаем своим домом. Этой вычислительной способности и тому, как она соотносится с людьми и человеческими сообществами, будет посвящена третья часть книги, в которой исследуется способность систем накапливать знания и ноу-хау. Эта вычислительная способность и ограничения, обусловленные ее воплощением в человеке, поможет нам объяснить причины роста объема информации в обществе.
Однако прежде чем продолжить, мы должны разобраться с физическим аспектом информации, который тесно соотносится с людьми, то есть с информацией, которую мы производим с помощью наших человеческих знаний и ноу-хау. Это не телесность ДНК или замороженных водоворотов, а телесность простых и сложных продуктов, которые мы производим и обмениваем, начиная от макарон и заканчивая авиалайнерами. Таким образом, далее мы подробно опишем составляющие нашу экономику объекты, ориентируясь на воплощенную в них информацию и их неочевидные способности, обусловленные ею. Это позволит нам рассматривать продукты не только в качестве физического воплощения информации, но и в качестве механизма передачи чего-то более важного, чем сообщения: способов практического применения знаний и ноу-хау.
Часть II
Кристаллизованное воображение
Этот мир – просто холст для нашего воображения.
Генри Дэвид ТороЯ часто устаю от обработки информации. Я двигаюсь так быстро, как только могу, однако мир невообразимо обширен и изменчив. Я отвечаю на электронные письма, забираю вещи, комментирую черновики, готовлю слайды, выступаю, обдумываю соглашения, придумываю аргументы, создаю дизайны для сайтов, оцениваю работы, пишу предложения, подготавливаю отчеты, думаю над алгоритмами, делаю снимки, летаю на самолетах, пакую багаж, даю советы, получаю консультации, делаю бутерброды, нажимаю кнопки в лифте, пытаюсь что-нибудь вспомнить и, конечно, работаю на клавиатуре, переставляя слова.
Я являюсь небольшим мобильным нейроном в огромной социально-экономической Вселенной. Я передвигаюсь, часто не зная куда. Побуждаемый поступающими отовсюду сигналами, я пытаюсь приспособиться и сбалансировать свое желание что-то сделать с моим желанием жить общественной жизнью. Конечно, это не всегда легко.
Это, в двух словах, и есть жизнь: передвижение и обработка информации, увеличение ее объема в процессе действия в социальном контексте. Мы тратим свою жизнь на передачу незначительных объектов и значимых сообщений: объектов, усиливающих нашу способность обрабатывать информацию, и сообщений, влияющих на наше поведение и отношение к другим. Мы формируем социальные структуры, чтобы компенсировать свои ограниченные возможности, и эти социальные структуры научаются обрабатывать информацию. Таким образом, мы порождаем информацию в объектах и словах. Мы создаем свое окружение, начиная с самого значимого и заканчивая самым незначительным, постоянно служа росту объемов информации.
На следующих страницах я опишу социальные и экономические механизмы, которые способствуют накоплению информации в экономике. Эти механизмы являются расширением трех принципов, описанных мной для физических систем, однако в данном случае они преобразованы с учетом сложностей социальных и экономических систем.[53]
Способность нашего общества накапливать информацию требует притока энергии, физического сохранения информации в твердых объектах и, конечно, нашей коллективной способности производить вычисления. Приток энергии, который поддерживает рост объема информации на нашей планете, разумеется, обеспечивается солнцем. Растения получают эту энергию и преобразуют ее в сахар, а со временем они превращаются в минеральное топливо, которое мы называем нефтью. Однако наш вид приобрел способность сохранять информацию в течение длительного времени. Мы научились накапливать информацию в объектах, начиная с момента создания первых каменных топоров, и заканчивая изобретением новейшего компьютера. Создание этих твердых предметов требует не только энергии, но и нашей распределенной способности производить вычисления. Способность нашего вида к вычислению требует функционирования социальных сетей, а значит, она подвержена влиянию институтов и технологий. Кроме всего прочего эти институты и технологии подразумевают фрагментацию человеческих языков, дискриминацию, доверие, а также наличие технологий коммуникации и транспортировки. Неадекватно функционирующие институты и технологии могут ослабить нашу способность к образованию сообществ, необходимых для накопления знаний и ноу-хау, что, в свою очередь, может ограничить скорость роста объема информации.
