Может ли физик предвидеть революцию ?

Когда возрастает температура, рушится порядок и появляется новая действительность. Так происходит в физике, но разве для не-физиков это не звучит знакомо? – говорит Катажина Шнайд-Верон, профессор физики Вроцлавской Политехники.

Могут ли ученые предвидеть революции, кризисы, биржевые крахи, войны? Спрашивает журналист Gazeta Wyborcz Петр Целиньский

Когда возрастает температура, рушится порядок и появляется новая действительность. Так происходит в физике, но разве для не-физиков это не звучит знакомо? – говорит Катажина Шнайд-Верон, профессор физики Вроцлавской Политехники.

Петр Целиньский: Разве ситуацию, которая сейчас создалась в Украине, нельзя сравнить с кипением – только не на уровне атомов, а людей?

Катажина Шнайд-Верон, профессор экстраординарный професор Института Физики Факультета Основных Проблем Техники Вроцлавской Политехники: – Действительно, такое сравнение приходит на мысль. Представители социальных наук говорят даже о социальной температуре – когда таковая растет, люди становятся все более «нервными». Температура в физических системах действует также – более высокая означает, что частицы двигаются все быстрее и все более произвольно. Хотела бы, однако подчеркнуть, что драматические изменения, которые происходят в социальных системах, в том числе также революции или кризисы, не всегда можно сравнить с кипением. Чаще всего наверно мы имеем дело с критическими состояниями.

Что это – критическое состояние?

- В таком состоянии вещество бесконечно восприимчиво к любому малому расстройству. Малейший импульс может привести к полному преображению и неожиданному появлению совершенно нового качества.

Так как при кипении?

- Не до конца. Обыкновенное фазовое превращение воды в пар или воды в лед не является критическим. Вода начинает кипеть, появляется пар, но вода все еще остается в кастрюле. Конечно, если мы подождем достаточно долго, то в конечном итоге вся вода превратится в пар. Подобно и со льдом – кубики льда какое-то время остаются в стакане с водой (к счастью!), пока полностью не растают. Если бы фазовый переход был критическим, то вода со льдом не могли бы сосуществовать – изменение произошло бы мгновенно. Мы могли бы иметь в стакане только лед или только воду, но никогда одновременно. Хорошим примером критического фазового перехода является утрата магнетизма некоторыми металлами – ниже определенной критической температуры они являются магнитами, а выше – уже нет. Происходит так потому, что когда растет температура, разрушается порядок и появляется новая действительность.

Так происходит в физике, но разве для не-физиков это не звучит знакомо? Значит ли это, что физики также анализируют социальные явления?

- Физика это не только атомы и маятник! Это, прежде всего особенный способ виденья действительности и мне кажется, что взгляд на мир глазами физика может помочь в понимании различных явлений. Некоторые физики даже утверждают, что благодаря своим моделям они были в состоянии предвидеть кризисы, биржевые крахи или результаты политических голосований.

В 80-х годах прошлого века Серж Галам из Парижа предложил признать новую дисциплину – социофизику, которая должна использовать опыт из сферы теории критических явлений для моделирования социальных процессов.

Ему удалось что-либо предвидеть?

- Да, при помощи своих моделей динамики общественного мнения Галам предвидел победу французских крайне правых в первом туре президентских выборов в 2000 года, или также голосование против европейской конституции на французском референдуме в 2005 году.

Вы признаете, что знать будущее, иметь возможность точно предвидеть кризис или революцию?

Диктаторы отдали бы за это любые деньги.

- Только это не так просто. Скептики, к которым я также отношусь, когда слышат о таких свершившихся прогнозах, обычно говорят, что это – не что иное, как счастливый случай – с такой же вероятностью предположение могло бы и не подтвердится. Правду говоря, вера в то, что эта теория поможет определить будущее обществ, является утопией. Если бы такие теории существовали, то они бы сами модифицировали действительность.

Каким это образом?

- Мой любимый пример касается модели дорожного движения. В 90-х годах два немецких физика: Кай Нагель и Михаэль Шрекенберг, предложили простую модель дорожного движения. Он настолько реалистически предвидел состояние заторов на дорогах, что во многих городах и на автострадах его ввели в симуляцию настоящего дорожного движения. Наверно впервые в Дуйсбурге – в 1997 в центре города разместили несколько сот датчиков, данные с которых ежеминутно пересылали в компьютер, а тот выполнял текущие расчеты. Их результаты публиковали на сайте, что позволяло водителям ориентироваться, какие трассы следует объезжать. И действительно, это знание модифицировало поведение водителей – они выбирали трассы, которые согласно прогнозам были пустыми…

…а значит, прогнозы не удавались. То есть никакая теория или модель не может дать хороший прогноз?

- Наверняка много социофизиков в этом месте со мною не согласятся, но по-моему нет, а по крайней мере не в таком смысле, о котором мечтает большинство людей. Но, не смотря ни на что, из исследований различных критических явлений социальные науки могут извлекать ценные выводы. Помочь нам понять, что и почему случилось. Знаете ли Вы, например, что случится, если мы станем насыпать холм из песка – песчинка за песчинкой?

Он будет расти, все более крутой.

- Крутизна наклона будет однако возрастать только до определенного критического порога. Для сухого песка эксперименты показали, что этот критический угол – 34 градуса. Невозможно насыпать более крутого холма. Что же станет, если мы не перестанем сыпать песок?

Очередная песчинка станет причиной лавины

- Обычно осыплется только несколько песчинок, но иногда вниз сойдет огромная лавина. Проблема в том, что мы никогда не знаем, будет ли лавина маленькой или гигантской. Именно так ведут себя системы в критическом состоянии – небольшой импульс может причинить как небольшую реакцию, так и настоящий катаклизм.

Фантастическим примером, как мне кажется, являются недавние революции в северной Африке, то есть арабская весна. Следует вспомнить, с чего все это началось. Одной из главных причин революции в Египте считают политическую ситуацию.

Это в принципе все объясняет…

- Но почему однако протесты вспыхнули именно в январе 2011? Чаще всего говорят об эффекте домино – что египетская революция была вдохновлена беспорядками в Тунисе. Но из-за чего начались эти беспорядки? Правдоподобно, что их причиной было самоубийство молодого человека, который без разрешения продавал фрукты.

Подумайте сами – один человек инициировал революцию в Тунисе, которая вскоре охватила другие страны. Разве это не напоминает песчинку, которая причинила лавину?

Но что следует из этого, кроме удручающего факта, что нельзя предвидеть, когда упадет эта критическая песчинка, которая вызовет войну или революцию?

- Если система находится в критическом состоянии, то фактически все может случиться. Но ведь не всегда мы находимся в таком состоянии. Физики пробуют так анализировать экономические или демографические данные, которые могли бы показать, находимся ли мы уже в критическом состоянии, или может, только приближаемся к нему?

Другой подход, – который мне лично ближе – это попытка более глубокого понимания явлений. Могут ли публичные дебаты помешать проведению реформ? Являются ли большей угрозой для демократии особы независимые или антиконформистские? Какие маркетинговые стратегии более эффективны – реклама в СМИ, распространяемая самими людьми, или т.н. event? Мне, физику, который занимается критическими явлениями, особенно интересуют резкие и значительные события, которые происходят в относительно коротком отрезке времени, к таким относятся, например революции. На вопросы такого типа мы пробуем отвечать в рамках простых микроскопных моделей.

Для таких анализов может подойти статистическая физика?

- Да, поскольку это именно она старается объяснять явления наблюдаемые в масштабах макрокосмоса (например фазовые переходы) на грунте микроскопных теорий. На самом деле каждый объект является системой сложенной из элементов, частиц, атомов. Чаще всего мы не знаем судеб отдельных частиц, не знаем, в каком направлении они движутся и с какой скоростью, не имеем обычно полной информации о том, как эти частички действуют друг на друга. Но, не смотря на это, благодаря микроскопным теориям мы можем понять поведение системы как целостности. Поскольку системы сложенные из множества действующих элементов существуют не только в мире физики, появляется искушение, чтобы методы, разработанные в рамках статистической физики перенести на другие сферы.

Это должно возмущать представителей социальных наук.

- Я сама абсолютно против механизма переноса методов и моделей из физики на грунт социологии, экономики или биологии. Если бы, однако, проследить историю, как статистической физики, так и социологии, то окажется, что судьбы обеих наук многократно переплетались. Наверно для многих это будет сюрпризом, но Огюст Конт, автор термина социология, первоначально хотел назвать эту науку социальной физикой. Изменил свое мнение, поскольку опередил его Адольф Кетле, который в 1835 году издал сборник исследований «О человеке и развитии его способностей, или социальная физика». Еще более неожиданно то, что работы Кетле стали вдохновением для физиков и сопутствовали рождению статистической физики.

Вы хотите сказать, что вначале физики черпали из открытий социологов?

- Кетле, создателя знаменитого Индекса Массы Тела (Body Mass Index – BMI), признают одним из основных предшественников использования статистических методов в социальных науках. Когда он анализировал размеры грудных клеток 5 тысяч шотландских призывников и рост 10 тысяч бельгийских призывников, то заметил, что много индивидуальных особенностей можно описать т.н. кривыми Гаусса, ранее известными как кривые измерительных погрешностей в астрономии. Он создал теорию, которую назвал социальной физикой, которая должна была описывать свод законов действующих в обществе, независимо от свободной воли единиц. Несколькими десятилетиями позднее его работы вдохновили двух физиков – Джеймса Клерка Максвелла и Людвига Эдуарда Больцмана, когда они работали над кинетической теорией газов. Они решили, что если для описания человечества не нужно знать судьбы индивидуумов, то возможно для описания газов также не нужно знание судеб индивидуальных частиц. Во время моей учебы, каждый студент физики должен был выбрать себе для сдачи какой-либо гуманитарный предмет. Кроме обязательной в те времена философии, я выбрала психологию. Годами я зачитывалась книгами из области социальной психологии, и совсем не популярными книгами. Я читала, прежде всего, академические учебники и находила множество подобий между теориями и явлениями из мира физики и теми, которые описывали социальные психологи. Обязанность изучения гуманитарных предметов существует до сих пор на многих факультетах естественных наук, не только в Университетах, но также в Политехниках. Вскоре, согласно с проектом новой госпожи министра, это станет обязательным для всех «естественников».

Я часто жалею, что гуманитарии не обязаны выбирать себе один из предметов естественных наук. Мне кажется, что например теория критических явлений была бы весьма интересной как для социологов, так и для экономистов.