Žmogus, parašęs “Principia Mathematica III”

Vaikystėje jis buvo vunderkindas, paskelbęs savo pirmąjį mokslinį straipsnį būdamas 15 metų. Dabar Stephenas Wolframas sakosi sukūręs visai naujo tipo mokslą, besiremiantį ne lygtimis, o paprastomis kompiuterių programomis. Tai drąsus tvirtinimas, tačiau jis paremtas 20 metų patirtimi, – dešimtį metų iš tų dvidešimties teko daug galvoti ir dirbti ilgas naktis, bet nieko neskelbti. Kiek ironiška, kad tam reikalinga intelektuali laisvė buvo nusipirkta už milijonus, uždirbtus sukūrus Mathematica – kompiuterinę programą, darančią sudėtingų matematinių problemų sprendimą prieinamą paprastiems mirtingiesiems. Dabar jam jau 41 metai ir jis intensyviai rengiasi pasirodyti viešumoje po visų tų metų darbo vaisiaus paskelbimo. Žurnale „New Scientist” yra paskelbtas pokalbis su Wolframu.

Ar jūs tikrai esate XXI amžiaus Izaokas Niutonas?

Kas žino? Manau, kad man pavyko atrasti tam tikrus didelius ir labai svarbius dalykus. Bet mane labiau domina tai, ką aš atradau, o ne tai, į kokią vietą tas atradimas mane pastatys. Man prireikė nemažai pastangų, kad pasiruoščiau dalintis savo atradimais su kitais. Ir jeigu žmonės pradės suprasti, ką aš sugalvojau, tada galbūt išties būsiu priverstas tapti labai garsiu mokslininku. Dėl to mano nuomonė nėra vienareikšmė, tačiau manau, kad mano idėjoms yra svarbu, kad aš per daug nevengčiau tokios pozicijos.

Kokia naujo tipo mokslo istorija? Kaip visa tai prasidėjo?

Apie 1980 metus aš pradėjau domėtis keletu išties labai skirtingų klausimų – galaktikų susidarymu ir tuo, kaip veikia smegenys. Pradėjau suprasti, kad svarbiausia problema glūdi pačioje bazinėje mokslo infrastruktūroje. Maždaug 300 metų moksle dominavo mintis, kad gamtą galima modeliuoti naudojant matematikos lygtis. Niutonui ir jo draugams, bandžiusiems išsiaiškinti, kaip juda planetos ir kiti daiktai, ta mintis labai patiko, bet ji niekada taip ir nepasiteisino nagrinėjant sudėtingesnius fizikos reiškinius, tokius, kaip skysčių turbulentiškumas. O biologijoje ši koncepcija išvis yra beviltiška.

Jeigu lygtys nėra tinkama pasaulio modeliavimo infrastruktūra, tuomet kas?

Paprastos programėlės. Gamtoje esančios sistemos laikosi tam tikrų konkrečių taisyklių. Tačiau kodėl tos taisyklės turi būtinai atitikti žmonių sukurtos matematikos konstrukcijas? Pradžioje nebuvo jokių pagrindų mąstymui apie bendresnio tipo taisykles. Tačiau dabar jūs galite įsivaizduoti, kad jos yra panašios į kompiuterio programas. Maždaug prieš 20 metų aš nusprendžiau išsiaiškinti, kokios rūšies mokslą pavyktų sukurti pasitelkus šias bendresnes taisykles. Pirmas svarbesnių klausimų buvo: kur šios taisyklės paprastai veda? Ką daro paprastos programos?

Ar norėdamas tai išsiaiškinti jūs atlikote tam tikrus eksperimentus?

Taip. Pradėjau nuo labai paprastų programų, vadinamų ląstelių automatais (cellular automata). Mano naudotame variante viskas prasidėdavo nuo eilutės baltų arba juodų ląstelių. Jūs privalėtumėte po ta eilute sukurti naują. Norėdami nustatyti kiekvienos ląstelės spalvą, kaip nors konkrečiai atsižvelgtute į kaimyninių ląstelių viršutinėje eilėje spalvas. Šitas procesas kartotųsi ir kartotųsi. Tai labai paprasta schema. Tėra tik 256 tokio tipo programos. Kyla klausimas, kas atsitiktų, jeigu jūs naudotumėte tas programas pradėdamas nuo, sakykime, vienos juodos ląstelės. Jūs manote, kad visada gausite ką nors paprasta? Įdomus dalykas, kurį aš aptikau maždaug prieš 20 metų, yra tas, kad toks intuityvus spėjimas yra visiškai neteisingas. Matote, kai kurie iš 256 ląstelių automatų sukuria be galo komplikuotus raštus, panašius į visiškai atsitiktinius, ir jūs niekuomet nepagalvotumėte, kad jie atsirado naudojant vieną juodą kvadratuką ir paprastą taisyklę.

Taigi jūsų eksperimentai įtikino jus, kad kurdama mūsų stebimą sudėtingą pasaulį gamta naudoja kažkokias labai paprastas programas…

Taip. Manau, jog tai yra didžiausia gamtos paslaptis. Tai leidžia gamtai sukurti dalykus, kurie atrodo daug sudėtingesni negu viskas, ką tik mes sugebėjome išrasti. Kai kurie žmonės tvirtina, kad biologinių objektų sudėtingumas negalėjo atsirasti vien tik dėl natūralios atrankos. Jie yra teisūs, tačiau gamta naudoja tokius įrankius, kokių mes net neįsivaizdavome esant. Būtent tai aš ir atradau.

Kaip jūs iki to priėjote?

Aš išnagrinėjau daug detalių ir paskelbiau nemažai straipsnių. Ir man pavyko tuo sudominti nemažai žmonių. Ši kompleksiškumo tema tapo labai populiari. Aš netgi įkūriau mokslinį žurnalą ir tam skirtą mokslinį centrą. Tačiau žmonės suprato tik dalį to, ką man pavyko pasiekti. Norint suprasti visa kita, buvo reikalingas didelis konceptualus šuolis. Istorijoje jau nekart yra tai buvę: norint vystyti tikrai naujas idėjas, tai tenka daryti vienam.

Naujam mokslui reikia naujų įrankių – ar dėl to jūs išradote „Mathematica”?

Iš dalies taip. Man reikėjo sukurti programas, o po to sugalvoti, kaip padaryti taip, kad jos veiktų kiek įmanoma efektyviau. Kuriant tam tinkamas programines sistemas, tam prireikė daug naujų idėjų. Paaiškėjo, kad tik pats faktas, jog man pavyko sukurti visą „Mathematica” sudėtingumą, pasitelkus gana paprastas pradines taisykles, buvo labai svarbus. Supratau, kad man gali pavykti aptikti, kokius elementus pasirinko savosiomis taisyklėmis gamta. Taigi „Mathematica” man buvo ir įrankis, ir įkvėpimas.

Ką konkrečiai daro „Mathematica”?

Tai yra ištisa techninio skaičiavimo kompiuteriu aplinka. Ji leidžia žmonėms atlikti milžinišką kiekį įvairių skaičiavimų, sukuria grafiką ir dokumentus, jungiasi su Tinklu, ir taip toliau. Visa tai grindžiama programavimo kalba, leidžiančia paprasčiau nei lig tol kurti sudėtingas programas. Dabar paketu jau naudojasi keli milijonai žmonių.

Ar tai padarė jus multimilijonieriumi?

Taip, aš užsidirbau begalę pinigų, tačiau man visada svarbiausia buvo skirti savo energiją tam, ką aš laikau įdomiausiais dalykais. Labiausiai mane traukia naujų dalykų atradimas ir naujų idėjų sukūrimas.

Papasakokite man apie 10 tylėjimo metų…

Jie prasidėjo 1991 m., po to, kai savo kompanijoje man pavyko suburti fantastiškai stiprią grupę. Aš pradėjau dalinti savo darbo laiką ir vadovavimui kompanijai, ir fundamentaliam mokslui. Stengiausi baigti kurti tą naujovišką mokslą, kurį pradėjau devintojo dešimtmečio pradžioje. Net neįsivaizdavau, kad tai gali taip ilgai užtrukti. Atradinėjau vis naujus ir naujus dalykus. Kaskart atvertus akmenį po juo atsiverdavo ištisa nauja visata. Visa tai buvo be galo įdomu, tačiau buvo tiek daug darbų, kuriuos reikėjo atlikti, ir tai pareikalavo milžiniško pastangų sutelkimo. Man visuomet patiko keliauti ir skaityti paskaitas, bet, norėdamas užbaigti šį projektą, privalėjau atsisakyti visų tų dalykų.

Ir pokalbių su žurnalistais taip pat?

Taip. Man dabar teks iš naujo prie jų priprasti.

Taigi ką jūs atradote?

Pakankamai, kad galėčiau parašyti šimtus, o gal ir tūkstančius mokslinių straipsnių. Esu pritrenktas to, kiek daug yra įrodymų, jog mano idėja dėl paprastų programų – panašių į ląstelių automatus – tinka svarbių gamtos reiškinių paaiškinimui. Fizikoje, pavyzdžiui, galiu pagaliau paaiškinti, kodėl veikia antras termodinamikos principas, tai yra, kodėl daug fizikinių sistemų laikui bėgant negrįžtamai stengiasi pasidaryti vis labiau ir labiau atsitiktinės. Iš biologijos sužinojau labai daug apie tai, kaip atsiranda visas tas kompleksiškumas. Atradau, kad daug dalykų, kuriuos mes laikėme išimtiniais gyvybės ir proto požymiais, gali, pavyzdžiui, atsirasti įvairiausiose kitose fizikinėse sistemose. Dėl to aš perstojau tikėti „antropiniais” argumentais, sakančiais, kad tam, jog mes būtume čia, yra reikalingos žvaigždės, galaktikos ir visa kita. Be viso to, puikiausiai gali atsirasti daiktai, kurie bus ne mažiau sudėtingi už mus pačius.

Kodėl jūs niekur to iki šiol neskelbėte?

Kadangi visa tai tėra tik dalys didelio paveikslo, kurį galima tinkamai parodyti tiktai visą iškart. Manau, jei už darbą man būtų mokėjęs kas nors kitas, gal būtų tekę jam rašyti ataskaitas. Laimei, aš galėjau išvengti to ir sutelkti visą dėmesį į visumą, kurią aprašiau knygoje „A New Kind of Science”. Tai buvo milžiniškas projektas. Jam aš paskyriau apie 100 mln. spaudos ženklų. Nemažai pavargau stengdamasis nugludinti kiekvieną idėją, todėl dabar jos yra kiek įmanoma išgrynintos. Paprastai naujos mokslo kryptys pradedamos dažniausiai palaipsniui ir prie to dirba daug žmonių. Bet mano siūlomi dalykai yra gana skirtingi, todėl turėjau visą naująją intelektualinę struktūrą sukonstruoti pats vienas.

Kam yra skirta knyga?

Kiekvienam. Viskas yra visiškai nauja, todėl čia dar nėra jokių specialistų. Gali būti taip, kad žmonėms, kurie apie mokslą žino ne tiek daug, bet pasižymi geresne intelekto disciplina, ją bus lengviau skaityti nei kitiems.

Ar jūs jau suradote paprastą programą, kuri sugeneruotų visatą?

Dar ne. Bet randu vis daugiau įrodymų, kad tokia programa tikrai egzistuoja. Ji gali būti visai paprasta – kelios „Mathematica” užrašytos kodo eilutės. Manau, kad ji bus atrasta visai greitai.

Taigi Stephenas Hawkingas yra teisus sakydamas, kad mokslininkai labai arti „visa ko teorijos” sukūrimo?

Na, dalykai, apie kuriuos aš mąstau, yra labai labai toli tradicinės kvantinės lauko teorijos ar spyruoklių teorijos koncepcijų. Egzistuoja tam tikra labai fundamentali intuicija, kuri reikalinga galvojant ne apie lygtis ir panašius dalykus, o apie paprastas programas. Svarbu yra suprasti tai, kad sukūrus fundamentalią fizikos teoriją, pati fizika tuo nesibaigs. Tai būtų tas pat, jeigu sakytume, kad skaičiavimai pasibaigė išradus kompiuterį. Sakykime, kad visatos programa yra keturių eilučių ilgio. Į tas keturias eilutes negalima sugrūsti visko, ką mes žinome apie keturmatę erdvę-laiką, apie tai, kad miuono masė yra 206 kartus didesnė nei elektrono, ir taip toliau. Iš programos savaime neseks beveik niekas iš to, ką mes žinome apie dabartinį pasaulį. Šie dalykai turi išryškėti tiktai programai veikiant. O pats supratimas apie tai, kaip ji veikia ir kas tiksliai galų gale gaunasi, bus pakankamai sudėtingas.

Ar gali būti, jog visatą aprašanti programa parodys tiktai tai, ką mes matome aplink save, tiktai po to, kai ji veiks 13 mlrd. metų?

Taip, manau, jog čia yra dalis tiesos. Bet netgi ir tuomet, jei visatos evoliucija pasirodytų, kaip aš tai vadinu, kompiuteriškai nesuprastinama, visada bus tam tikri jos etapai, kuriuos bus galima suprastinti, ir čia mes galėsime įsitikinti, kas visatoje vyksta greičiau nei turėtų būti. Tiesą sakant, visas tradicinėmis lygtimis besiremiantis mokslas tą ir tedaro – studijuoja tas kompiuteriškai suprastinamas vietas.

Taigi ar garsiojoje Einšteino pastaboje, kad labiausiai nesuvokiamas visatos dalykas yra tai, kad ją galima suvokti, nėra nieko mistinio?

Na, aš manau, kad ši pastaba daugiau liečia ne tiek mūsų visatą, kiek pačią mokslo praktiką. Viena iš svarbiausių istorijos pamokų yra ta, kad mokslo sritis yra linkstama apibrėžti pagal tai, kas jų naudojamais metodais sėkmingai studijuojama. Aš atradau, kad pradėjus mąstyti ne lygtimis, o programomis, išnyra daug visai kitokių dalykų.

Taigi, jei babiloniečiai būtų išradę kompiuterį anksčiau nei geometriją, mokslas galėjo būti efektyvesnis?

Iš tiesų, nemaža dalis to, ką man pavyko atrasti, galėjo būti atrasta dar babiloniečių. Jeigu žinotumėte, ko ieškote, akmenukus galėtumėte dėlioti pagal kokią nors paprastą taisyklę. Maži vaikai šiandien tą ir daro. Jeigu manoji mokslo rūšis būtų atrasta labai seniai, gal Niutonas tik dabar būtų išradęs savo skaičiavimo principus.

Knyga „A New Kind of Science” bus išleista 2002 m. sausio mėnesį.