Естественно, возникло желание описать форму кривой математическим уравнением и получить возможность предсказывать вероятность определенных результатов в серии бросков. Расчет оказался совсем не тривиальной задачей для математиков XVIII века и потребовал очень сложных вычислений, учитывая неразвитую технику того времени. Однако в конце концов Муавр сумел аппроксимировать кривую достаточно простым математическим уравнением, позволяющим производить расчеты с высокой точностью.
Мы можем рассматривать отклонения от соотношения 50:50 при бросании монет в качестве ошибок, сдвигающих «результаты измерения» в сторону от «истинного» значения. Это может показаться каким-то извращением или обманом, поскольку ранее уже было заявлено, что броски совершаются совершенно честно, так что речь может идти не об ошибке, а о какой-то непонятной случайности. Однако в 1770-х годах Лаплас осознал, что ошибки измерений также являются результатом действия не поддающихся расчету (или слишком сложных для количественной оценки) факторов, вызывающих случайные отклонения от истинных значений. После этого Лаплас и другие астрономы стали пользоваться приближенной формулой Муавра для оценки ошибок в своих астрономических измерениях.
В начале XIX столетия французский математик Жозеф Фурье (1768— 1830) также начал широко применять в расчетах нормальное распределение. Будучи директором Бюро департамента статистики, он опубликовал несколько статей по вопросам демографической статистики, способствуя знакомству научной общественности с этой кривой. Лаплас также пытался применить уравнение Муавра в задачах, связанных с социальной статистикой. В 1781 году он показал, что примерное равенство числа рождений мальчиков и девочек в Париже, что традиционно считалось свидетельством божественного Провидения, представляет собой просто следствие уравнения Муавра для случайного процесса с двумя равновероятными исходами, а отклонения от него прекрасно укладываются на кривую ошибок.
Ознакомившись с работами Лапласа, Кетле был настолько поражен ролью нормального распределения, что даже стал считать, что именно оно является фундаментальным уравнением, описывающим любые демографические процессы. В 1844 году ему удалось продемонстрировать, что статистические данные о параметрах сложения человека — высоте и обхвату — также отлично укладываются на «горб» нормального распределения, что казалось ему проявлением порядка и закономерности в природе вообще. В качестве еще одного примера предлагаю читателю посмотреть на толпу пешеходов на какой-нибудь оживленной городской улице. На первый взгляд покажется, что во внешних габаритах людей на улице нет и не может быть никакой упорядоченности (понятно, в разумных пределах), однако читатель может быть уверен, что, собрав статистические данные относительно сложения, веса и т. п. всей этой массы прохожих, он получит данные, которые прекрасно согласуются с описанным колоколообразным распределением.
УПОРЯДОЧЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ
За время пребывания во Франции Кетле воспринял от французских коллег общую идею о связи статистических отклонений с ошибками, поэтому стал считать, например, вариации в росте человека не характерной особенностью естественного строения человеческого тела, а неким отклонением от идеальной формы. Такие «ошибки» становились менее заметными при включении в статистику достаточно большого числа людей, что и предсказывалось законом больших чисел Пуассона. Кетле сделал вывод, что это же правило должно выполняться относительно
Поскольку «существование и сохранение общества» представлялось важной и желанной целью, предположение Кетле подразумевало, что именно «усредненное» поведение людей является «правильным», что сразу приводило к некой концепции социальной физики с «усредненным человеком»
Такое тревожное обожествление посредственности, естественно, подразумевало ненависть и подозрение к любым отклонениям: «Отклонения в любую сторону создают не только... уродливые формы тела, но и уродливые проявления моральных свойств, а также здоровья личности»21.
Сама идея о том, что физическое и моральное совершенство человека как-то связано с соответствием какому-то математическому идеалу, восходит еще к эпохе Возрождения[21], однако рассматриваемые нами теории стали подразумевать, что существуют некоторые прямые методы количественной оценки этого «совершенства». С позиций сегодняшнего дня легко разглядеть в «усредняющих» теориях Кетле основы (или хотя бы первые раскаты) грядущих теорий расовой чистоты и социальной «уравниловки», однако стоит вспомнить, что ученые того времени твердо верили в справедливость физиогномики[22], так что эти теории казались очень рациональными, что не отменяет скрытого в них зловещего и опасного смысла.
Французское правительство вскоре оценило политическую полезность научной концепции об «усредненном человеке». В эту эпоху призывники французской армии сами сообщали сведения о себе, и в 1844 году Кетле на основе простого изучения статистических показателей 100 тысяч призывников обнаружил, что примерно 2000 из них солгали и намеренно указали пониженный рост (меньше заданного законом минимума), дабы избежать службы в армии.
Многие современники Кетле с восторгом встретили сообщения об обнаружении им новых статистических закономерностей, относящихся к людям и их поведению. В обзоре, посвященном работам Кетле за 1850 год, выдающийся английский астроном Джон Гершель писал: «Нельзя не восхищаться этим прекрасным научным собранием множества физических данных, относящихся к различным областям, тщательно подобранных в массовом порядке и распределенных по годам и географическим регионам»22.
В период своего обучения в Оксфорде знаменитая впоследствии общественная деятельница Флоренс Найтингейл[23] восхищалась социальной физикой Кетле, полагая ее чуть ли не показателем божественного замысла. Позднее даже Карл Маркс использовал статистические законы Кетле для разработки собственной теории прибавочной стоимости, а Джон Стюарт Милль, последователь известного проповедника утилитаризма Иеремии Бентама, считал, что работы Кетле поддерживают его собственную идею о связи законов истории (абсолютных, если можно определить это понятие) и природы. В своей книге
НАУКА ИСТОРИИ
В Англии деятельность Кетле пропагандировал один из видных сторонников социальной физики Генри Томас Бокль (1821-1862). Подобно многим последователям позитивистской философии Конта Бокль был ярым противником любого вмешательства государства в жизнь гражданского общества. Кетле полагал, что открытые им статистические законы являются почти абсолютными и поэтому слабо зависят от правительственных действий или распоряжений. Однако Бокль был гораздо последовательнее в этом вопросе и считал, что правительство даже не должно пытаться осуществлять такое вмешательство. Подобно Адаму Смиту Бокль проповедовал принцип свободы предпринимательства и полагал, что правительство должно предоставлять людям максимально возможную свободу действий, так как, подчиняясь собственным законам развития, общество «само выработает порядок, симметрию и законность», в то время как «правительственные законодатели почти всегда выступают в качестве разрушителей, а не созидателей»24.
По мнению Бокля, философы-метафизики прошлого тщетно пытались указывать обществу пути развития, бессмысленно беспокоясь о том, что люди прекрасно делают сами. Социальная статистика, будучи эмпирической наукой, не нуждается в теоретических обоснованиях, она просто обнаруживает требуемые законы анализом численных данных. В качестве примера Бокль приводит историю, которая раньше представляла собой не науку, а просто собрание повествований о королях и королевах.
Кант предвидел, что поиски «исторических законов» приведут к тому, что коллективное поведение будет стирать любые проявления непредсказуемости поведения отдельных личностей, и в своем эссе
Этот мировой порядок и соответствующие ему закономерности Бокль попытался выявить в своей известной книге
Из всего разнообразия закономерностей, выявленных социальной статистикой, Бокль отобрал лишь основные, которым отдавал предпочтение еще Кетле: показатели рождаемости и смертности, уровень преступности, статистика самоубийств, статистика заключения браков. Книга
Люди постепенно начинают понимать, что без точного учета всех обстоятельств конкретных дел любые попытки создания и введения законов представляют собой лишь своеволие и самозванство в самых крупных и опасных масштабах... После принятия законодателями случайных решений по любой, большой или малой, проблеме... почти всегда выясняется, что ситуация развивается в соответствии не с принятым законодательством, а по собственным, полным и нерушимым законам27.
В том же году английский экономист Нассау Сеньор выразил общую тенденцию (нем.
Впрочем, стоит отметить, что идеи, связанные с новым статистическим подходом к описанию человеческой жизни и поведения, представлялись совершенно чуждыми и странными многим другим деятелям политики, культуры и литературы. Так, в журнале
Знаменитый поэт и философ Ральф Уолдо Эмерсон также весьма скептически относился к детерминизму, якобы присущему законам статистики. В эссе
Особенно издевался Эмерсон над претензиями статистики на точность предсказаний и их неизбежность: «Из этого следует, что в очень большом городе самые обычные события и даже события, вся прелесть которых состоит только в их обыденности и привычности, должны происходить взаимосвязанно и неизбежно, подобно тому как к завтраку всегда подают сдобные булочки. Журнал
Марк Твен в заметке, посвященной Бенджамену Дизраэли, называл статистику постоянным бедствием и заклеймил ее ставшим затем очень популярным афоризмом: «Существуют три вида лжи: ложь, гнусная ложь и статистика»31. Фридрих Ницше, для которого статистические теории были неприемлемы, поскольку он полагал, что историю творят лишь «великие личности», выразился с характерной для него жесткостью: «Если законы истории существуют, то и законы, и сама история теряют всякую ценность»32.
ОТ ЛЮДЕЙ К АТОМАМ
Идея о проявлении закономерностей в явном хаосе и беспорядке кажущихся совершенно случайными процессов вдохновила и обнадежила многих ученых. Обнаружение статистических законов общества побуждало многих из них к поиску аналогий этих законов для случайных процессов в физическом мире. Среди таких ученых был и Джеймс Клерк Максвелл. Через несколько месяцев после опубликования книги Бокля Максвелл писал своему другу Льюису Кэмпбеллу: «За одну ночь я прочел 160 страниц
Позднее, когда Максвелл занялся описанием газовых систем, в которых молекулы постоянно двигаются и сталкиваются в таком количестве, что любые точные расчеты становятся невозможными, он четко осознал аналогию этой задачи с проблемой Бокля, описывающего общество, в котором поведение каждой отдельной личности непредсказуемо и непостижимо:
Даже ничтожные количества вещества, используемые в наших экспериментах, содержат миллионы молекул, положение ни одной из них мы не можем воспринимать и измерять отдельно. Поэтому истинное движение отдельных молекул просто не может быть описано в соответствии со строгим, исторически сложившимся (ньютоновским) методом, и мы вынуждены прибегать к статистическим методам, описывающим сразу большие группы ціолекул... Изучая зависимости такого рода, мы обнаруживаем закономерности нового типа, л именно закономерности усредненного движения, которые могут бьггь весьма эффективно использованы для всех практических целей исследования34.
В 1873 году Максвелл подчеркнул, что именно опыт социальных статистиков убедил его в корректности методов статистики, позволяющих, образно говоря, извлекать порядок из микроскопического хаоса:
Объяснения единообразия, которое мы наблюдаем в экспериментах с пробами веществ, содержащими миллионы молекул, точно соответствуют тем, которые приводили Лаплас и Бокль, объединяя в единое целое данные об огромном количестве событий, никак не связанных друг с другом115.
Остается неясным, осмелился бы Максвелл отказаться от «строгого исторического метода» ньютоновской механики для отдельных частиц, если бы в науке уже не был накоплен большой опыт применения социальной статистики, непосредственно изучавшей поведение очень сложных систем из огромного числа элементов, поведение каждого из которых не поддается строгому расчету. Из чего Максвелл мог бы черпать уверенность в самой возможности нахождения законов при столь удручающей неполноте знаний относительно движения частиц?
Максвелл начал работу над кинетической теорией газов вскоре после прочтения книги Бокля, однако до этого он как раз пытался применять более аналитически строгие методы Кетле, о работах которого, в частности, о богатых возможностях использования нормального распределения, Максвелл мог узнать из заинтересовавшего его обзора Джона Гершеля 1850 года, посвященного деятельности Кетле. Кстати, в этом обзоре Гершель указывал на возможную аналогию между социальной физикой и возникающей в эти годы кинетической теорией.
Максвеллу было также известно, что Рудольф Клаузиус в 1857 году уже применял законы теории вероятностей для выявления влияния молекулярных столкновений на величину давления, создаваемого газом на стенки сосуда. Однако Клаузиуса интересовало лишь среднее значение скорости частиц, а Максвелл попытался углубиться в теорию гораздо дальше, поставив вопрос о распределении скоростей относительно этого среднего значения, считая, что успех применения нормального распределения в усреднении социальных данных обещает и возможность его использования в теории газов. Действительно, уже в 1859 году Максвеллу удалось не только доказать, что движение частиц описывается кривой ошибок Кетле, но и использовать этот подход для описания некоторых характеристик газов.
В предыдущем разделе уже упоминалось, что предлагаемое Максвеллом распределение молекул по скоростям оставалось лишь великолепной догадкой до тех пор, пока Людвигу Больцману в 1872 году не удалось строго доказать, что распределение скоростей в любой системе движущихся частиц с необходимостью
Больцман связал газовые законы, отражающие инвариантность статистических усреднений, с постоянным доходом страховых компаний. В 1886 году друг Максвелла Питер Гутри Тэйт сравнил статистический подход кинетической теории газов с «исключительным постоянством средних годовых цифр непредсказуемых редких общественных событий, непредсказуемых, но не необычных, таких как самоубийства, рождение двойняшек или тройняшек, мертвые письма[24] и т. п., в любой стране с достаточно большим населением»37.
В наше время использование методов статистической механики для описания социальных явлений представляется новым и довольно рискованным предприятием. Лишь небольшое число специалистов по истории науки знают, как, собственно, одни идеи порождали другие, что когда-то физика и социология выросли почти одновременно из механистической философии и что при зарождении этих наук ученые не стеснялись сопоставлять поведение народных масс с поведением большого числа неодушевленных частиц.
Ограниченность, если не сказать опасность сведения человеческого поведения к законам статистики отмечалась в различных областях науки. Рассматривая случайность и беспорядок в качестве высших движущих сил изменчивости природы, Чарльз Дарвин рискнул уподобить человечество интеллектуально развившемуся семейству человекообразных обезьян в книгах
Мистер Дарвин предложил применить в биологии статистический метод. Именно этот подход был применен недавно в совершенно иной области науки, а именно в теории газов. Основываясь на этом подходе, Максвелл и Клаузиус... применяя теорию вероятностей... смогли получить некоторые характеристики газов, в частности, их теплопроводности, несмотря на то что они не могут рассчитывать движения конкретных отдельных частиц в таких системах. Совершенно аналогично Дарвин, несмотря на невозможность указать конкретные механизмы варьирования признаков и натурального отбора, доказывает, что при достаточно длительном развитии эти механизмы приводят или могут приводить к адаптации животных к окружающей их среде38.
Двоюродный брат Дарвина известный ученый Фрэнсис Гальтон отмечал, что концепция естественного отбора, основанная на статистической теории и естественных изменениях внутри биологических видов, прекрасно согласуется с кривой ошибок Кетле. Необходимо напомнить, что исследования по статистическому распределению физических и поведенческих характеристик человека быстро привели самого Гальтона к выводу о существовании высших и низших типов людей, причем из этого распределения и различий сразу вытекало, что люди «не обладают равноценностью в отношении социальных действий, права голоса и всего остального»39. Логическим следующим шагом такого вывода стала, конечно, идея о возможности селекции, или биологического отбора, с целью улучшения параметров распределения, что Гальтон и сделал в работе
Стоит упомянуть, что дискредитации или ошибочному восприятию дарвинизма во многом способствовала циничная фраза Герберта Спенсера о том, что «в борьбе выживает самый приспособленный». Сам Спенсер считал, что идеи Кетле могут служить объяснением и оправданием эволюционного подхода в социологии, но именно поэтому считал сомнительной одну из важнейших концепций Кетле о «среднем человеке», в соответствии с которой естественный отбор должен со временем привести к исчезновению различий между людьми и закончиться выживанием одного «совершенного образца». В целом можно констатировать, что к концу XIX века очень многие исследователи, исходя из статистических соображений, стали относиться к дарвинизму как к «механистической» теории, механизмы действия которой напоминали им созданную Максвеллом кинетическую теорию. Именно так относился к дарвинизму и Людвиг Больцман.
ВОЛЯ И СУДЬБА
Приблизительно до 1850-х годов «статистики» занимались в основном сбором данных о состоянии общества и тенденциях его развития, поэтому неудивительно, что в научной среде статистику рассматривали обычно в качестве вспомогательного инструмента политической экономии. Однако в дальнейшем статистика стала формироваться в единое целое, причем не столько в виде отдельного направления социологии, сколько в виде общенаучного, универсального
Идею о том, что статистику следует считать не отдельной научной дисциплиной, а лишь техникой науки, впервые четко сформулировал англичанин Дж. Дж. Фокс в статье, представленной лондонскому Статистическому обществу в 1860 году, где автор утверждал, что:
Статистика... оперирует не собственными научными фактами подобно другим наукам, а представляет собой раздел математики. Она имеет выдающуюся и исключительную ценность в качестве метода действия и развития других наук, и ее следует считать методом исследований, основанным на законах абстрактной науки, к которым следует отнести математическую теорию вероятностей и принцип, уже очень удачно названный логикой больших чисел41.
Это определение на первый взгляд отводит статистике довольно скромную роль научного инструмента, но стоит вспомнить, что такими инструментами считаются геометрия Евклида и дифференциальное исчисление, созданное Ньютоном и Лейбницем. Следует ли считать такие инструменты слишком простыми?
Проблема определения места статистики в общенаучной картине мира обусловлена не только тем, что ученые XIX столетия весьма серьезно относились к философскому обоснованию основ своей деятельности. Эта проблема напоминает нам также о том, насколько научное мышление было связано с религиозными идеями. Дело в том, что основным объектом изучения статистики неожиданно оказалась одна из наиболее фундаментальных концепций философии и религии, а именно свобода воли человеческой личности.
Статистический подход к социальным наукам с самого начала содержал в себе некоторое противоречие. Поскольку статистика пыталась обнаружить естественные законы, управляющие жизнью общества и людей, она не могла игнорировать извечного философского вопроса о причинах, определяющих
Прежде всего следует вспомнить о проблеме причин и следствий, т. е. о возможности
Священной заповедью статистики, не всегда, впрочем, соблюдаемой, является утверждение, что корреляция между числами не означает наличия между ними причинно-следственной связи — принцип «корреляция не является доказательством». Однако в начальный период развития статистического подхода очень многие не могли удержаться от объявлений об установлении причинно-следственных связей, особенно если проявляющиеся связи подтверждали гипотезы авторов. Когда француз А.Тейландье обнаружил в 1828 году, что 67% заключенных в тюрьмах Франции неграмотны, вывод из наблюдения был для него абсолютно ясен: «Неужели требуются еще какие-то доказательства, что неграмотность подобно праздности является матерью всех пороков?»42 Статистика в те годы была столь слабо развита, что Тейландье даже не пришло в голову сравнить показатель неграмотности преступников с общим показателем всего населения страны (хотя, возможно, такие данные тогда вообще не регистрировались).
С учетом этих сложных требований к определению собственной науки Совет лондонского Статистического общества, среди основателей которого были такие светила науки, как Мальтус, Чарльз Бэббидж и Уильям Уэвелл, пытался ограничить деятельность общества определенными рамками, в связи с чем и декларировал, что «наука статистика отличается от политической экономии тем, что, несмотря на единство целей, она не рассматривает и не обсуждает связь причин и, возможно, вытекающих из них следствий, а занимается лишь собиранием, упорядочением и сравнением данных»'13.
Уильям Фарр, представлявший Британскую регистрационную палату, приветствовал стремление Статистического общества «избегать любых мнений» и писал в 1861 году упоминавшейся Флоренс Найтингейл, что «статистики никак не связаны с обсуждением причинности... их наука должна оставаться абсолютно беспристрастной при любом прочтении»44. В 1830 году Альфонс де Кандолль особо предупреждал, что в руках политиков статистика может превратиться в «целый арсенал обоюдоострого оружия»45.
Гораздо более сложной являлась вторая проблема развития статистики, связанная с ее способностью предсказывать вероятность
Знание того, что уже случилось, существенно отличается от утверждения о знании того, что только
Однако именно такое утверждение могло бы спровоцировать бурное негодование общественности в далеком 1793 году. На статистиков посыпались бы бесчисленные вопросы. Действительно, как можно предсказать показатели смертности? А вдруг Европу поразит неожиданная и смертельно опасная эпидемия? А вдруг разразится новая война? А вдруг год окажется удивительно удачным, и умрет лишь один из сотни? Ни на один из этих вопросов, конечно, нельзя ответить с полной определенностью.
Проблема в данном случае возникает из-за различия между статистикой, оперирующей данными о прошлых событиях, и вероятностью еще не произошедших событий. В первом случае мы имеем дело с совершенно определенными числами (их точность зависит лишь от точности методики и процедуры подсчета), а во втором — с предполагаемыми и неопределенными. С точки зрения многих философов и ученых, эти числа просто нельзя сопоставлять, подобно тому как не имеет смысла сравнивать куски мела и сыра на основании того, что они имеют одинаковый цвет. Дело не сводилось лишь к математической и логической неувязке, новый подход представлялся ересью, проповедью фатализма и подрывом веры в свободу воли человеческой личности.
Еще в 1784 году в связи с публикацией таблиц Иоганна Питера Зюс- мильха по смертности и рождаемости Кант отметил, что проявляющиеся в них закономерности противоречат идее о свободе волр и представляют собой особую форму детерминизма, при которой «в отличие от любой метафизической концепции, основанной на представлении о свободе воли, любые поступки людей подобно природным явлениям определяются универсальными законами»46.
Некоторые статистические закономерности легко объяснялись и раньше в рамках существующих теологических представлений при рассмотрении их в качестве доказательств проявления божественной мудрости. Например, ранее всегда считалось, что именно этим объясняется статистически одинаковое число рождающихся мальчиков и девочек, поскольку Бог этим предопределял будущее число браков и соответственно связанную с таким равенством необходимую стабильность общественного устройства. Однако другим статистическим закономерностям было трудно придумать столь же простые объяснения. Можно ли было как-то связать с божественными установлениями наглядное постоянство числа регистрируемых самоубийств, убийств и других преступлений? Более того, статистика вносила смятение даже в умы неверующих людей и исследователей. Действительно, какому-нибудь атеистически настроенному биологу не приходило в голову заглядывать так далеко в поисках причин примерного равенства числа рождающихся младенцев разного пола, но любой атеист понимал, что акт самоубийства является событием, происходящим исключительно по личной воле человека, и не может быть просто объяснен неким естественным механизмом.
Будучи последовательным в социальной интерпретации получаемых данных, Адольф Кетле предлагал считать, что наличие статистических закономерностей снимает личную ответственность с отдельных людей даже за действия, очевидно являющиеся волевыми и целенаправленными актами (например, преднамеренное убийство и т. п.). Свое отношение Кетле объяснял тем, что любым «преступником руководит не собственная воля, а нравы и обычаи вырастившего его общества»47. Иными словами, виноваты не преступники, а существующее общественное устройство, которое с неизбежностью «заставляет» некоторое число людей совершать противоправные действия, т.е. «общество должно относиться к преступности как к налогу, который приходится платить с устрашающей регулярностью»48. В рамках господствовавшего в те годы механицизма подход Кетле, кстати, означал не столько веру в то, что социальные законы порождают почти постоянное число преступников, сколько убежденность в наличии некоторых почти «физических» сил, под воздействием которых и совершается статистически определенное число преступлений. Такая научная идеология, естественно, приводила к совершенной детерминированной картине мира и полностью исключала возможность проявления человеком собственной воли.
Описываемый статистический подход выглядит почти полным оправданием любых преступлений, но с долей черного юмора можно столь же уверенно утверждать, что он одновременно «оправдывает» палачей или судей, которые под действием столь же детерминированных и неумолимых сил должны осуществлять и выносить приговоры статистически заданному числу преступников.
В 1860-1870 годах проблема фатализма, порождаемого теориями Кетле и Бокля, глубоко волновала общественное мнение. Например, Уильям Сайплс писал в журнале
Устами героя
Ведь в самом деле, ну, если вправду найдут когда-нибудь причину всех наших хотений и капризов, то есть от чего они зависят, по каким именно законам, как именно распространяются, куда стремятся в таком-то и таком-то случае и проч., и проч., то есть настоящую математическую формулу, — так ведь тогда человек тотчас же, пожалуй, и перестанет хотеть, да еще, пожалуй, и наверное перестанет51.
Предсказываемое Боклем будущее представляется Достоевскому мрачным и бездушным:
Все поступки человеческие, само собою, будут расчислены тогда по этим законам, математически, вроде таблицы логарифмов, до 108000, и занесены в календарь... так что в один миг исчезнут всевозможные вопросы, собственно потому, что на них получаются всевозможные ответы... человек тотчас обратится в органный штифтик или вроде того52.
Рациональная и математически выверенная философия жизни и судьбы представляется герою Достоевского — писателю-затворнику — настолько ужасной, что он призывает своих читателей проявлять волю и индивидуальность всеми доступными средствами, включая даже совершение иррациональных и безумных поступков:
...человек, всегда и везде, кто бы он ни был, любил действовать так, как
Значительно сдержаннее относился к детерминизму Лев Толстой, кото рый в романе
Писатель и критик Морис Эван Хар в 1905 году выразил аналогичные сомнения в шутливых стихах:
И вдруг его осенило: «Черт побери!
Я ведь всего лишь машина!
И должен куда-то по рельсам катиться,
Ведь я не автобус,
А просто трамвай!»57
Противопоставляя свободную волю детерминизму, следует, конечно помнить и о том, что статистические законы все же не являются истинным* физическими законами, связывающими причины событий со следствиям* подобно ньютоновскому закону всемирного тяготения, и поэтому не могут применяться к отдельным личностям и использоваться для предсказание их конкретного поведения. Интересно, что царившая в XIX веке вера і «естественность» рациональных объяснений позволяла трактовать ста тистические закономерности и с диаметрально противоположной точк* зрения, а именно в качестве
Современная наука внесла некоторые дополнительные аспекты в про блему соотношения случайного и детерминированного. Мы привыкл* связывать случайность и беспорядок с полной непредсказуемостью (что кстати, представляется вполне разумным с точки зрения здравого смысла) однако, как будет показано в гл. 10, и это утверждение не всегда справед ливо. Со стороны кажется, что беспорядок ассоциируется с полной одно родностью, как это и происходит в газе, где беспорядочно движущиеся ш всем направлениям частицы создают давление, делающее надувной шарик именно шариком. Однако в действительности многие явления такого типа, внешне кажущиеся довольно сложными, не относятся, как ни странно, к случайным. Например, мерцающая черно-белая картинка на экране ненастроенного телевизора создает хаотический образ, который при длительном рассматривании представляется совершенно монотонным и однообразным в отличие от фильма, когда мы (по крайней мере в принципе) не можем угадать дальнейшее развитие наблюдаемых образов.
С другой стороны, очень многие виды обычного социального поведения обнаруживают регулярность и порядок, возникающие вовсе не из «предопределенности» личного поведения, а из ограниченности выбора возможных вариантов действия. Например, идя по коридору, можно двигаться загогулинами или даже по эпициклам Птолемея, но любой нормальный человек выберет прямой путь.
Более того, многие явления, которые будут рассматриваться далее, относятся не к устойчивым состояниям разных систем, а к переходам между различными режимами поведения. В XVIII—XIX веках в науке господствовала вера в
СВОЕНРАВНЫЙ ДЕМОН
В отличие от социальной статистики, которая как бы ограничивала свободную волю людей на уровне отдельных личностей, сформулированный Клаузиусом второй закон термодинамики вводил в мир детерминизм гораздо более глубоким и серьезным образом. Еще в 1850-х годах Уильям Томсон и Герман фон Гельмгольц показали, что постоянный рост энтропии — потока тепла от горячих тел к холодным — должен привести к так называемой тепловой смерти Вселенной. Этим специальным термином физики стали обозначать то предельное состояние, к которому должен прийти мир после того, как в нем завершатся все возможные процессы теплопереноса, энтропия возрастет до своего предельного значения и установится некая единая, средняя прохладная температура, в результате чего исчезнут все мыслимые для жизни условия. «Воистину, история мира завершится не громом, а всхлипом», — писал поэт Т.С. Элиот. Второй закон утверждает, что вплоть до этого печального конца в мире должны осуществляться процессы, протекающие в определенном направлении, а именно процессы, увеличивающие его энтропию. Следует ли из того, что мячик всегда будет скатываться вниз по склону, что и люди, состоящие из мириадов танцующих атомов, обречены поступать таким же образом? Наличие свободной воли подразумевает, что мы можем»управлять событиями, а второй закон термодинамики утверждает, что из любых событий происходят только те, которые разрешены.
Максвелл относился к законам Ньютона не менее уважительно, чем Лаплас, но в отличие от последнего испытывал сильную нужду в гипотезе существования Бога. Будучи благочестивым христианином, он не мог принять мир, в котором Бог лишил бы человека свободы воли, но основная проблема представлялась ему столь же очевидной — каким образом свободная воля человека может осуществляться без явного нарушения законов термодинамики?
Альфред Теннисон спасался от фатализма в поэтических фантазиях, непозволительных ученым. В этой связи Максвелл упоминал стихи, в которых великий поэт мечтал:
Увидеть вспышки атомных потоков И вихри миллионов новых вселенных,
Бегущих по бессмысленным безграничностям мира, Сталкивающихся друг с другом и непрерывно Созидающих все новые и новые структуры.
Вечно
Цитируя это стихотворение, Максвелл отмечал, что Теннисон «пытается разорвать узы фатума, заставляя атомы отклоняться и сталкиваться неожиданным образом, что придает им подобие иррациональной свободы воли»59.
Позиция самого Максвелла выглядит гораздо сложнее. Он понимал, что Второй закон является статистическим, т.е. «законом больших чисел», но в 1867 году он сумел, по собственному образному выражению, «проделать щель» в этом утверждении космического масштаба и придумать для него новую интерпретацию. Максвелл заявил, что статистическая неопределенность возникает просто вследствие недостаточности знаний об изучаемых объектах. Мы действительно не можем проследить и описать движение всех атомов даже в очень небольшом образце вещества, однако наше незнание носит лишь относительный характер, поскольку расчет движения всех атомов остается возможным
Представим себе заполненный газом сосуд, разделенный на два отделения стенкой, в которой имеется небольшая дверца. Описанное существо, наблюдая за движением частиц газа, может открывать дверцу только перед частицами, летящими в одном направлении. Такие действия с течением времени неизбежно приведут к тому, что все атомы соберутся в одном отделении сосуда, давление в котором повысится. Такая эволюция газовой системы, конечно, противоречит Второму закону, так как конечное состояние гораздо менее вероятно, чем исходное. Если кто-то проделает хотя бы крошечное отверстие в разделительной стенке, то газ вновь равномерно распределится по всему объему, создавая одинаковое давление, это состояние и является наиболее вероятным.
Уильям Томсон дал выдуманному Максвеллом существу прозвище «демон», возможно, из-за того, что относился к нему неодобрительно[26]. Несмотря на большой успех предложенной интерпретации, самому Максвеллу наличие демона казалось недостаточным обоснованием концепции свободной воли, и поэтому он в течение 1870-х годов пытался найти и другие «щели» в физических законах, которые позволили бы оправдать существование свободной воли без нарушения закона сохранения энергии — первого закона термодинамики. Однако его усилия оказались тщетными. Более того, еще через десятки лет, когда инженеру-связисту Клоду Шеннону удалось объединить термодинамику с теорией информации, в концепции Максвелла обнаружилось существенное упущение. Дело в том, что производство энтропии связано с информацией, так что демон Максвелла не мог бы действовать по описанному методу. Оказалось, что информация, необходимая для расчета траектории и соответственно для принятия решении об открывании дверцы, повышает энтропию системы по крайней мере на ту же величину, которая «выигрывается» открыванием дверцы. Таким образом, как сказали бы медики, даже демон Максвелла не обладает иммунитетом против Второго закона.
Очень часто можно встретить утверждение, что квантовая механика разрушила детерминированный мир механики Ньютона и внесла представление о вероятности и неопределенности в самое сердце материи. Но при этом необходимо помнить, что существует огромная разница между
Стоит, однако, отметить, что создание вероятностной квантовой механики стало возможно лишь после внедрения статистики в классическую физику
XIX века. В 1918 году польский физик Мариан Смолуховский предложил считать вероятность центральным объектом изучения современной физики: «В настоящее время тенденция к использованию статистических методов не коснулась лишь нескольких разделов физики — уравнений Лоренца, электронной теории, закона сохранения энергии и принципа относительности, но весьма вероятно, что в будущем даже самые точные законы будут заменены статистическими закономерностями»61.
Развитие статистической физики наверняка было бы значительно более тернистым, если бы социальные статистики не придали ученым веру в то, что крупномасштабный порядок и закономерности могут возникать в мире беспорядка, где причины каждого отдельного события неизвестны или непонятны. В природе много таких событий и систем, и в этих ситуациях мы должны верить в законы, существующие в мире больших чисел.
ГЛАВА 4
ВЕЛИКИЙ А-БУММ!
ПОЧЕМУ НЕКОТОРЫЕ СОБЫТИЯ ПРОИСХОДЯТ СРАЗУ И ВЕЗДЕ
Природа сама наилучшим образом создает каждую из вещей и откровенно демонстрирует нам это, но мы не умеем видеть и слышать.
При статистическом методе исследований мы прослеживаем не точное движение системы, а лишь фиксируем свое внимание на отдельных фазах движения, а затем проверяем, находится ли система в этом состоянии или нет, а также фиксируем ее вход и выход из этого состояния.
Обусловленные гравитацией, магнетизмом и электричеством силы притяжения действуют на столь протяженных расстояниях, что мы можем заметить их воздействие даже невооруженным глазом, однако стоит задуматься, что могут существовать и весьма короткодействующие силы, действие которых мы не можем наблюдать. Возможно, электрическое притяжение работает и на этих сверхмалых расстояниях.
В конце известной книги Курта Воннегута
Писатель уловил наиболее характерную особенность замерзания, а именно его внезапность. Многие вещества могут находиться лишь в двух состояниях: в жидком и подвижном до некоторой температуры (выше его точки плавления) и твердом и жестком ниже этой температуры. Среднего не дано, так что вода, например, не становится вязкой и тягучей перед превращением в лед, и каждый переход означает Великий А-Бумм. Точно так же не существует промежуточных состояний между водой и паром, есть вода, есть пузырьки пара в воде и есть пар над водой[27]. Всегда есть поверхность, на которой вода сразу скачком превращается в пар.
Все такие превращения между твердым, жидким и газообразным состояниями давно получили название
Максвеллу и Больцману удалось понять и объяснить микроскопический механизм поведения газов, но оставалось неясным, как статистическая механика сможет объяснить закономерности поведения твердых тел и жидкостей. Иными словами, физики не могли объяснить разнообразные наблюдаемые А-Буммы на основе кинетической теории газов. Ученые XIX века прекрасно знали из опыта, что из охлажденного газа можно получить жидкость, которая при дальнейшем охлаждении превратится в твердое тело. Проблема состояла в теоретическом объяснении этого простого факта, так как, строго следуя кинетической теории газов, охлаждение газа должно приводить лишь к уменьшению средней скорости молекул, т.е. к сжатию «колокола» распределения Максвелла — Больцмана и смещению его пика влево, в сторону меньших скоростей. При этом не должны наблюдаться никакие резкие превращения, за исключением, естественно, предельного перехода к абсолютному нулю температур (или -273 °С), когда частицы теряют всю энергию и перестают двигаться. При этом теория не содержала никаких правил или ограничений, связанных с упорядочением положений частиц, например, в форме правильной кристаллической решетки льда, не говоря уже о том, что переход в твердую фазу, очевидно, происходил задолго до достижения абсолютного нуля. Существование промежуточной жидкой фазы вообще оставалось непонятным.
Эта глава посвящена фазовым переходам, которые, возможно, являются центральной проблемой социальной физики. Именно таким переходам соответствуют неожиданные и резкие изменения в социальной сфере, которым многие социологи, по незнанию или из пристрастия к метафорам, дают необычные названия. В качестве примеров можно привести, например, теорию катастроф Рене Тома или концепцию точки касания Малькольма Глэдвелла2 в анализе тенденций современной архитектуры, норм поведения и моды (см. гл. 13). Постмодернистский архитектор Чарльз Дженкс пишет в этой связи о «созидательной силе и удивительных возможностях природы, связанных с фазовыми переходами, т. е. с резкими скачками организации материи и пространства», оправдывая этими терминами современную архитектуру, основанную на «нарушениях симметрии» и кажущейся неустойчивости3. Получившая широкую известность теория Томаса Куна4 о смене парадигм в развитии науки также представляет собой лишь один из упрощенных вариантов фазового перехода. Однако фазовые переходы вовсе не сводятся к удобной аллегории любых резких трансформаций, а действительно описывают изменения в общественной жизни, и физическая теория может быть использована для описания и понимания механизмов таких процессов.
Фазовые переходы играют огромную роль в статистической физике, и требуется немало времени и усилий, чтобы понять, почему они существуют и как протекают и как они обеспечивают переход между различными типами расположения частиц в веществе. Для понимания социальной физики, однако, достаточно иметь некоторый минимум знаний относительно того,
ПРОБЛЕМЫ НЕПРЕРЫВНОСТИ
На первый взгляд кажется, что имеется возможность обойти неспособность кинетической теории газов объяснить существование фазовых переходов, приуменьшая значение этого недостатка. Не означает ли конденсация пара в воду при строго фиксированной температуре, что водяной пар перестает быть газом? Означает. Но тогда, следовательно, в этой точке просто перестают действовать газовые законы. Неспособность теории объяснить этот переход показывает, что в теории есть какое-то упущение, но ведь с объяснением поведения молекул пара при температурах выше точки конденсации все в порядке, не так ли? Нет, не так, совсем не так, и физики
XIX века это знали. Им уже давно было известно, что газ можно перевести в жидкость и другим способом,
Первым это удалось продемонстрировать французскому аристократ Жаку Шарлю (барону Каньяр де ла Туру), который в 1822 году обнаружш что эфир, спирт или вода, нагреваемые в запаянных сосудах, могут плавн переходить из жидкого в газообразное состояние без фазовых переходо типа испарения и конденсации. В 1830 году Джон Гершель писал по этом; поводу: