Космос в клеточку: Стивен Вольфрам и его опасная научная революция

Из науки в бизнес и обратно

Стивен Вольфрам родился в Лондоне, переехал на учебу в США и получил докторскую степень по физике в 21 год. В середине 1980-х он ушел в бизнес, приступив к разработке Mathematica.

Эта программа стала одной из первых широко распространенных систем компьютерной алгебры с современным графическим интерфейсом — чем-то вроде очень продвинутого калькулятора.

В 2002 году Вольфрам выпустил книгу «Наука нового типа» (A New Kind of Science) — 1200-страничное исследование клеточных автоматов. Труд стал бестселлером, про автора написали многие издания, в их числе Wired и The New York Times. О популярности Вольфрама говорит то, что режиссер Дени Вильнев в 2016-м привлек его к работе над фильмом «Прибытие». С помощью его ПО ученые пытались расшифровать инопланетный язык. В кадре был виден реальный рабочий код, написанный сыном Вольфрама Кристофером.

В 2020-м году, после создания еще двух крупных продуктов (базы данных WolframAlpha и языка программирования Wolfram Language), Вольфрам вернулся к научным исследованиям и открыл охоту на новую фундаментальную физическую теорию.

Несмотря на множество новых идей, ученый по-прежнему пытался построить модель Вселенной на основе клеточных автоматов. С их помощью он надеялся объяснить основные физические законы, а также процессы, происходящие в астрономии, биологии, медицине и человеческом сознании.

Клетки Вселенной

Клеточные автоматы — простые модели, напоминающие крестики-нолики на бесконечной доске. Самый известный пример такой структуры — игра «Жизнь», придуманная математиком Джоном Конвеем.

Одно из главных открытий Вольфрама, сделанное еще 1983 году, — клеточный автомат под названием «Правило 30». Первые несколько десятков шагов симуляции выглядят так (каждая строчка — это следующее «поколение» автомата, которое зависит от конфигурации на предыдущем этаже):

Вольфрам обнаружил, что простые правила порождают сложное и непредсказуемое поведение. В получившейся фигуре есть и хаотические каскады, и островки порядка. Единственный способ узнать состояние автомата на сотом или тысячном шагу — это запустить симуляцию и посмотреть, к чему она приведет.

Изучение «Правила 30» и других подобных моделей постепенно убедило Вольфрама в том, что сама физическая Вселенная представляет собой подобие огромного клеточного автомата. Он работает на основе ряда простых инструкций, приводящих к сложной картине — миру, который мы видим вокруг себя.

«Из крошечных, бесструктурных правил начали возникать пространство, время, относительность, гравитация и намеки на квантовую механику», — объяснял исследователь. Во многом в работе помогло развитие языка Wolfram Language, который после многолетнего развития научился строить сложные схемы.

Откуда в простейших математических моделях могут взяться гравитация или материя? По мнению Вольфрама, их напоминают определенные черты его симуляций. Например, электрон — это локально стабильная конфигурация, что-то вроде полосок, которые видны в клеточном автомате «Правило 110».

Продвигаясь от простых физических концепций к сложным, Вольфрам и его единомышленники, как они заявляют, нашли в своих моделях аналоги теории относительности, квантовой механики и теории струн.

В идеале, ученый надеется обнаружить одно единственное правило (инструкцию, программу) и одну единственную модель, которая совпадет с наблюдаемой вселенной. По его оценке, придется проследить примерно 10^500 поколений такого клеточного автомата, чтобы достичь нынешнего состояния космоса. Это число, в котором после единицы идут 500 нулей. Для сравнения, количество атомов во Вселенной оценивается в 10^80.

Культ личности и вредные идеи

Еще в начале 2000-х, после публикации «Науки нового типа», крупные ученые высказались скептически о подходе Вольфрама. В числе критиков оказались лауреат Нобелевской премии по физике Стивен Вайнберг и футуролог Рэй Курцвейл.

Одной из главных проблем было то, что Вольфрам оторвался от научного сообщества и перестал выпускать статьи в рецензируемых журналах. Книгу он издал самостоятельно, иллюстрациями служили картинки из программы, которую он сам же и разработал.

Косма Шализи, профессор статистики из Университета Карнеги-Меллон, назвал проект Вольфрама «монструозной эгоманией». Шализи был возмущен, что его коллега не снабдил исследование ссылками на работы предшественников.

Спустя 20 лет Вольфрам по-прежнему работает в академическом «вакууме», а его результаты не признаются серьезными учеными. После запуска Physics Project журнал Scintific American опубликовал статью «Физики критикуют теорию всего Стивена Вольфрама». Претензии остались те же, что и в начале 2000-х: отказ от публикаций в рецензируемых журналах, отсутствие количественных, проверяемых результатов и — излишняя уверенность в своих силах.

Ученого обвинили в том, что он эксплуатирует миф «гения-одиночки (обычно белого мужчины), трудящегося в безвестности» и после долгих лет «выходящего из затворничества, победоносно неся перед собой частичку Истины». Сам Вольфрам на вопрос, почему он не публикуется в научных журналах, ответил: «Я не верю в анонимную экспертную оценку… Это все большая история про коррумпированную, нечестную игру».

Пренебрегая стандартами академических исследований, Вольфрам рискует повторить путь других деятелей маргинальной науки, чьи спорные работы захватили коллективное воображение. Например, в последние годы широко обсуждалась история Майка и Джона Мью, британских ортодонтов, предложивших псевдонаучную методику исправления прикуса. Хотя их открытия не были подтверждены, в интернете «мьюинг» стал трендом, продвигаемым в сообществах инцелов и ассоциирующимся с мизогинией. «Пока инцелы расхваливали отца и сына Мью, к ним присоединились представители альт-райтов, обсуждая теории об идеализированной мужской красоте», — писала в 2020 году газета The New York Times.

Вольфрам старается держаться в стороне от политики, но и он был замечен в сомнительных связях. Ученый неоднократно посещал подкаст Лекса Фридмана, друга Илона Маска. Как отмечает Business Insider, Фридман периодически предоставляет площадку для конспирологических заявлений Канье Уэста, Джо Рогана и Джордана Питерсона.

Отдельная проблема — создание подобия «культа», в чем Вольфрама обвинял Косма Шализи, когда критиковал «Науку нового типа». Инициатор Physics Project проводит ежегодную летнюю школу, вручает гранты и другими способами привлекает молодых ученых в свой проект.

По мнению Шализи, увлечение теориями Вольфрама «отбросит отрасль на годы назад». Профессорам вузов придется еще долго «перепрограммировать» студентов и аспирантов, которые всерьез восприняли клеточную философию.

В любом случае, история Physics Project еще не завершена. Стивен Вольфрам продолжает двигаться к заявленной цели — искать модель, лучше всего совпадающую с наблюдаемой вселенной. В августе 2024 года, отмечая 65-летие, ученый писал, что планирует развивать проект во многих направлениях, от создания новой науки «инфрагеометрии» и изучения черных дыр до молекулярного программирования и разработки универсального языка.