Люди любят законы и стремятся к предсказуемости. Но, как и наша Вселенная, которая процветает на энтропии, нам нужно беспорядок, чтобы процветать

Буддийские монахи из монастыря Намгьял в Индии участвуют в ритуале, который включает в себя создание замысловатых узоров цветного песка, известного как мандалы. В каждой мандале, размером до трех метров, каждая мандала требует пару недель кропотливой работы, в которой несколько монахов в оранжевых одеждах наклоняются над плоской поверхностью и царапают металлические пузырьки.

Флаконы выбрасывают песок из крошечных носиков, по несколько зерен за раз, на участки, ограниченные тщательно измеренными меловыми следами. Медленно, медленно, делается древний узор. После того, как все закончится, монахи произносят молитву, останавливаются на минуту, а затем подметают все это за пять минут.

Хотя я не был свидетелем этого конкретного ритуала, я видел несколько мандал во время своих путешествий по Юго-Восточной Азии. Для буддистов создание и уничтожение мандалы символизирует непостоянство земного существования. Но ритуал также напоминает мне о глубоком симбиозе порядка и беспорядка в основе нашего мира.

Несколько удивительно, что природа требует не только расстройства, но и процветания. Планеты, звезды, жизнь, даже направление времени — все зависит от беспорядка. И мы, люди, тоже. Особенно если вместе с беспорядком мы объединяем такие понятия, как случайность, новизность, спонтанность, свобода воли и непредсказуемость.

Мы могли бы поместить все эти идеи в одну и ту же психическую корзину. В оппозиционной категории порядка мы можем собрать вместе такие понятия, как системы, закон, разум, рациональность, образец, предсказуемость. Хотя разные кластеры концепций не являются зеркальными отражениями друг друга, как сумерки и рассвет, у них много общего.

Наше первобытное влечение как к порядку, так и к беспорядку проявляется в современной эстетике.

Нам нравится симметрия и паттерн, но мы также наслаждаемся некоторой асимметрией.

Британский историк искусства Эрнст Гомбрич считал, что, хотя люди испытывают глубокое психологическое влечение к порядку, совершенный порядок в искусстве неинтересен.

«Однако мы анализируем разницу между обычным и неправильным, — писал он в смысле порядка (1979), — мы должны в конечном счете быть в состоянии объяснить самый основной факт эстетического опыта, тот факт, что восторг находится где-то между скучной скукой и смятением».

Слишком много порядка, мы теряем интерес.

Слишком много беспорядка, и нечего интересовать.

Моя жена, художник, всегда ставит в угол цвета своего холста, чтобы сделать картину более привлекательной.

Очевидно, что наше визуальное сладкое место находится где-то между скучно и спутанностью, предсказуемостью и новизной.

У людей противоречивая связь с этой связью порядка и расстройства.

Нас попеременно притягивают от одного к другому.

Мы восхищаемся принципами и законами и порядком.

Мы принимаем причины и причины.

Мы ищем предсказуемость.

Часть времени.

В других случаях мы ценим спонтанность, непредсказуемость, новизну, неограниченную личную свободу.

Нам нравится структура западной классической музыки, а также бесплатные пробежки или импровизированные ритмы джаза.

Нас тянет к симметрии снежинки, но мы также наслаждаемся аморфной формой облака высокого класса.

Мы ценим регулярные особенности чистопородных животных, а также очарованы гибридами и дворняжками.

Мы могли бы уважать тех, кому удается жить разумно и вести прямую жизнь.

Но мы также уважаем индивидуалистов, которые ломают форму, и мы прославляем дикую, необузданную и непредсказуемую в себе.

Мы странное и противоречивое животное, мы люди.

И мы обитаем космосом столь же странно.

Вы можете увидеть творческое напряжение нексуса порядка-беспорядка в нашей науке и нашем искусстве.

В своем законе плавающихся тел, сформулированных в 250 г.

до н.э.

Архимед прообразовался наступающим век науки, когда он выражал один из первых количественных законов природы: «Любое тело, полностью или частично погруженное в жидкость, испытывает восходящую силу, равную весу жидкости, смещенной».

Другими словами, тело опускается только до уровня, где вес смещенной жидкости равняется весу тела.

Чтобы проверить этот элегантный закон, Архимед снова и снова проводил эксперимент с различными объектами разных форм и размеров, а также с различными жидкостями, такими как вода и ртуть.

(В греческой агоре были доступны весы для взвешивания пшеницы, соленой рыбы, стекла, меди и серебра.) Очевидно, что мир масс и сил был логичным, рациональным, поддающимся количественному определению, предсказуемым.

Но два столетия ранее Сократ, который, как безумный, безумный, который, как безумие, приходит к двери, приходит к двери, невысокого, с мошенническим носом и выпуклыми глазами, — празднует творческую силу безумия: «Кто, не имеющий прикосновения муза в душе, приходит к двери и думает, что попадет в храм по помощи искусства, — говорит он, и его поэзия не допущены, и не будут ли вступать в храм Творчество всегда было связано с новизной, неожиданностью и тем, что психологи и нейробиологи называют дивергентным мышлением: способность исследовать множество различных направлений и решений проблемы спонтанно и неопрятно.

Конвергентное мышление, напротив, является более логичным и упорядоченным пошаговым подходом к проблеме.

Французский математик Анри Пуанкаре в 1910 году описал беременность одного из своих математических открытий как танцы между ними: 15 дней я стремился доказать, что не может быть [ математические] функции, подобные тем, которые я с тех пор назвал функциями фуксии.

Я был тогда очень невежествен: каждый день усаживался за рабочий стол, останавливался час или два, пробовал большое количество комбинаций и не достигал результатов.

Однажды вечером, вопреки моему обычаю, я пил черный кофе и не мог уснуть.

Идеи толпами поднимались; я чувствовал, что они сталкиваются, пока пары не сцепились, так сказать, стабильную комбинацию.

К следующему утру… несомненно, часть нашего творчества прогорает синтезом сближения и расхождения, работающих вместе в симфонии.

Критическая роль беспорядка в природе не была сформулирована до тех пор, пока через 2000 лет после того, как Сократ похвалил безумного поэта.

Задача перешла к немецкому физику Рудольфу Клаузиусу.

Он родился в 1822 году в Померании, в регионе, разделенном между Германией и Польшей, и получил образование в Берлинском университете.

Возможно, под влиянием своего религиозного отца, преподобного, Клавзий вел принципиальную жизнь.

«Главная характеристика — его искренность и верность», — так описал Клаузиуса в 1888 году его брат Роберт.

«Все преувеличения были против его характера».

Как и Альберт Эйнштейн, Клаузиус был физиком-теоретиком, то есть вся его работа, включая его основополагающую работу по беспорядку, состояла из математических подвигов, совершаемых карандашом и бумагой.

Великая статья Клаузиуса о беспорядке «О движущейся силе тепла» (1850 г.) была опубликована в том же году, когда он стал профессором физики в Королевской артиллерийской и инженерной школе в Берлине.

В этой статье Клаузиус показал, что изменение физического мира связано с неизбежным движением порядка к беспорядку.

В самом деле, без потенциала беспорядка ничто в космосе никогда не изменится, как ряд вертикальных домино, которые жестко держались на месте, или как завершенная буддийская мандала, запертая в хранилище банка, в х уилят метлы Намгьял.

«Жар» встречается в названии статьи Клаузиуса, потому что растущее расстройство часто связано с передачей тепла от горячих тел к холоду, но концепция более общая.

В более поздней статье Клаузиус придумал термин энтропия как количественную меру беспорядка.

Слово происходит от греческого ἐν (en), что означает «в», а τροπή (tropē), что означает «преобразование».

Именно увеличение энтропии связано с трансформацией, движением, изменением в мире.

Чем больше беспорядок, тем больше энтропия.

Последние два предложения из статьи Клаузиуса 1850 года: 1.

Энергия Вселенной постоянна2.

Энтропия Вселенной стремится к максимальному порядку, неизбежно уступающему беспорядку, и энтропия увеличивается до тех пор, пока она не сможет увеличиться.

Именно это движение движет миром.

Чистые комнаты становятся пыльными.

Храмы медленно рушатся.

По мере взросления кости становятся ломкими.

В конце концов, звезды выгорают, опустошая свою горячую энергию в холод космоса, но при этом они дают тепло и жизнь окружающим планетам.

Мы живем за счет этого неустанного роста беспорядка.

Беспорядок также является ответом на глубокий вопрос: почему есть что-то, а не ничего?

Даже нечто столь же фундаментальное, как направление времени, определяется движением порядка к беспорядку.

Если это кажется нелепым заявлением, подумайте о стеклянном кубке, падающем со стола и разбитом на пол — переход от порядка к беспорядку самого очевидного.

Фильм о мероприятии выглядел бы для нас нормальным.

Но если бы мы увидели фильм с разбросанными осколками стекла, прыгающими с пола и собирающимися в полностью сформированный кубок, расположенный на краю стола, мы бы сказали, что фильм проигрывался задом наперёд.

Почему?

Потому что все переходит от порядка к беспорядку, когда мы маршем к будущему.

Можно сказать, что прямым направлением времени является увеличение беспорядка.

В самом деле, без этих изменений мы не могли бы сказать одно мгновение от следующего.

Не было бы часов, не было бы летных птиц, не было бы скользить по воздуху, когда они падали с деревьев, не дышали и не дышали.

Вселенная была бы неподвижной фотографией для всей вечности.

Беспорядок также является ответом на глубокий вопрос: почему есть что-то, а не ничего?

(Такие вопросы не дают физикам и философам спать по ночам.) Почему материал любого рода существует, а не чистая энергия?

С научной точки зрения вопрос касается существования античастиц, предсказанного в 1931 году, а затем обнаруженных в 1932 году.

Каждая субатомная частица, такая как электрон, имеет античастичный двойник, идентичен первому, за исключением противоположных электрических зарядов и некоторых других качеств.

Какую из пар мы называем «частично» и которую мы называем «античастичными», является вопросом условности, как у конвенции, например, у северного и южного полюсов.

Когда они встречаются, частицы и их античастицы уничтожают друг друга, не оставляя ничего, кроме чистой энергии.

Если бы в младенческой вселенной было одинаковое количество частиц и их античастиц, как и следовало ожидать от полностью симметричной Вселенной, то вся материя была бы стерта миллиарды лет назад, не оставляя ничего, кроме чистой энергии.

Ни звезд, ни планет, ни людей, ни какого-либо другого твердого материала.

Так почему мы здесь?

Почему не исчезли все частицы вместе с их противочастичными партнерами?

Ответ на загадку этого физика пришёл в 1964 году.

В очень деликатных экспериментах в то время мы обнаружили, что частицы и античастицы ведут себя не так, как ведут себя.

Скорее, существует небольшая асимметрия в том, как они взаимодействуют с другими частицами, так что сразу после создания Вселенной частицы и их античастицы не производились и не разрушались в равном количестве.

После массового уничтожения частиц со своими противочастичными партнерами некоторые частицы остались, как излишки мальчиков, сидящих на скамейке во время школьного танца.

Оставшиеся частицы и асимметрия, которые их породили, — вот почему мы существуем.

Беспорядок присутствует не только в мелочах того, как материя устроена.

Он также проникает глубоко в структуры самой жизни.

Возможно, наиболее известным примером нарушения в биологии является перетасовка генов – как по мутациям, так и передаче генов от вирусов и других организмов.

Благодаря этим случайным процессам живые организмы пробуют различные физиологические архитектуры, которые иначе могли бы никогда не быть сэмплированы.

Эти вращения генетической рулетки не планируются, и их результаты не могут быть известны заранее.

Но без них биология застряла бы с небольшим количеством негибких дизайнов.

Многие организмы вымерли бы, не в силах приспособиться к изменяющимся условиям окружающей среды, и на Земле было бы гораздо меньше биоразнообразия.

Другой важный способ, которым расстройство заявляет о себе в биологии, происходит с помощью процесса, называемого диффузией.

Здесь комком материи или энергии автоматически сглаживается случайные столкновения атомов и молекул.

Вы можете увидеть это сами, если налить ведро горячей воды в прохладную ванну.

Сначала в бане будет жаркая область, окруженная прохладным регионом.

Но горячая вода быстро смешается с прохладой, пока ванна не придет к равномерной температуре.

Это диффузия.

Перефразируя Клаузиус, диффузия не стоит энергии, но увеличивает беспорядок — в данном случае смешивание тепла, что движет трансформацией и изменением.

Без случайных молекулярных столкновений диффузия не произошла бы.

Горячая вода осталась бы на одной стороне ванны, а прохладная вода с другой.

Диффузия является ключевым механизмом транспортировки жизненно важных веществ по всему телу.

Берите кислород, незаменимый газ для производства энергии.

При каждой ингаляции мы производим высокую концентрацию кислорода в наших легких.

Крошечные кровеносные сосуды, погруженные в легкие, содержат относительно низкое количество кислорода.

Это позволяет жизненно важному газу «диффундировать» от легких к крови, а затем по той же причине — от крови к отдельным клеткам по всему телу.

Такое направленное движение является результатом случайных столкновений, стремящихся переносить молекулы кислорода из областей с высокой концентрацией кислорода.

Без случайных ударов и стуков, идущих туда и то, кислород в легких останется в ловушке легких, и клетки тела задохнутся.

Сигналы, которые мчатся между нашими нервными клетками, являются еще одним биологическим примером диффузии.

Когда электрически заряженные атомы натрия и калия перемещаются по внешней стенке нервных клеток, они создают импульс электричества.

Такое движение, в свою очередь, вызвано случайной перетасовкой высокой концентрации заряженных атомов в область с более низкой концентрацией, выравнивающих концентрацию атомов.

Как ни странно, случайные столкновения отдельных атомов являются тем, что приводит к упорядоченной прогрессии нервного импульса по нерву.

Это механизм, с помощью которого тело общается с собой.

Но ни один из этих примеров из микроскопической области, включая глубокие заявления Клаузиуса об энтропии, не объясняют парадоксальное влечение людей как к порядку, так и к беспорядку — нашей почитанию как респектабельных, так и индивидуалистических среди нас.

Кажется, что-то глубоко в нашей психике, что-то первобытное, запечатленное в нас, эоны, до Клавия или Сократа.

Возможно, объятия этих противоположностей дали адаптивное преимущество нашим предкам, много миллионов лет в нашем прошлом.

Гипотеза кажется здравой.

С эволюционной точки зрения порядок подразумевает предсказуемость, паттерны, повторяемость, что позволяет нам делать хорошие прогнозы.

А прогнозы полезны для того, чтобы узнать, когда игра будет проходить через лес или когда следует посадить посевы.

Преимущество нашего выживания очевидны.

Более неожиданно, пожалуй, то, как внимательность, чтобы удивить, случайность и новизна также могут дать преимущество.

Если мы слишком успокоимся с нашей рутиной, мы не сможем реагировать, когда что-то меняется, когда тигр внезапно появляется на пути, по которому мы шли тысячу раз без несчастных случаев.

И мы не будем рисковать, опасаясь уйти из наших знакомых рутин.

Так что логично, что мы разработали стремление как к предсказуемому, так и к непредсказуемому.

Поскольку порядок и беспорядок приносят пользу людям, стоит пересмотреть, почему мы делим все на полярные противоположности, если аппетит к новизне принес нам пользу для выживания наших предков, возможно, он должен проявиться в наших генах.

Недавно исследователи обнаружили вариацию (аллель) гена под названием DRD4-7R — или, что более захватывающе, «ген lust lust».

Он встречается примерно у 20 процентов населения и, по-видимому, связан со склонностью к исследованиям и рискам.

Имеет смысл, что мы хотели бы, чтобы большинство членов нашего племени оставались дома, следовали рутине, заботились о очагх.

Тем не менее, нам также нужно несколько других, чтобы отправиться в рискованные экспедиции в поисках новых охотничьих угодий и неожиданных возможностей.

«У нас есть доказательства того, что один и тот же аллель, связанный с личностью, стремящейся к новизне и импульсивности, также был вовлечен в финансовые ситуации», — говорит Ричард Пол Эбштейн, профессор психологии Национального университета Сингапура и один из ведущих исследователей DRD4-7R.

«Люди, у которых есть этот аллель, кажутся более подверженными риску».

Другие биологи справедливо отмечают, что маловероятно, что какой-либо отдельный ген может контролировать такой признак, как принятие риска и стремление к новизне, но группа генов, работающих вместе, может просто сделать это.

Поскольку и порядок, и беспорядок, очевидно, приносят пользу человеческим, стоит пересмотреть нашу склонность, по крайней мере, на Западе, разделить все на полярные противоположности, с предполагаемой иерархией ценностей и невысказанными предпочтениями – продуктивностью и ленью, рациональностью и иррациональностью, горячей и холодной, гладкой и грубой, бело-черной.

Возможно, вместо этого нам следует рассматривать такие противоположности с точки зрения полезного баланса.

Датский физик Нильс Бор, один из пионеров квантовой физики, однажды сказал, что истинна также верна противоположность глубокой истине.

Китайцы давно понимали эту идею с точки зрения древней даосской и конфуцианской концепции инь и ян: все вещи существуют как неотделимые и противоречивые противоположности.

Инь ассоциируется с женским, темным, северным, старым, мягким, холодным, а ян с мужским, светом, южными, молодыми, твердыми, теплыми.

Символ инь и ян — два запутанных завитка, один черный и один белый, равны по размеру, каждая с точкой другого цвета — предполагает, что эти два существуют в гармонии, и ни одна из них не доминирует над другой.

Между тем, западная мысль обычно пытается упростить этот сбивающий с толку мир, разделив все на две части.

Это работает некоторое время, пока мы не присмотримся более внимательно и не увидим, что под ними скрывается реальная сложность.

Если в конце концов мы сможем стоять на высших площадях, мы снова обретаем простоту и гармонию.

Космос поет порядок, а также поет беспорядок.

Мы, люди, стремимся к предсказуемости, и мы также жаждем нового.

Примите эти необходимые противоречия, скажем, Бор и конфуциан.

Наступил конец моего писательского дня, и я слушаю Девятую Симфонию Антона Брукнера, которую австрийский композитор начал писать в 1887 году.

Симфония открывается непрерывной разверткой тем.

Вторая часть, скерцо, кажется зловещей, как будто утаивается какая-то темная тайна.

Но я загипнотизирован частью третьей части, адажио.

После навязчивой и гармоничной мелодии со струн (возможно, обещая приход тайны), звуки становятся все более разногласиями, нарастая в объеме, пока мы не слышим гром, громоотводящийся, неровный и диссонантный, после чего следуют громадные приливные волны, стучащие по берегу.

Потом минута тишины.

Снова струны подбираются, тихие и лирические.

Это чередование мелодичного с диссонантом продолжается до конца движения.

И я задаюсь вопросом, были бы гармоничные части произведения, если бы не сопоставить их с негармоничным, светом с темной, гладкой с грубой.

Порядочный с кажущимся беспорядочным.

И, конечно же, сам Брукнер — случайное событие, как и у всех нас, случайное столкновение клеток, рождающее невероятную жизнь в этой невероятной вселенной.