Studium złożoności

W jasnym słońcu sączącym się przez kwitnące drzewa jakarandy w Caltech niewiele można odróżnić pulchnego fizyka w średnim wieku od grupki wykładowców i studentów przed audytorium uniwersyteckim, z wyjątkiem malutkiego telefonu komórkowego StarTac przypiętego do jego workowatych czarnych spodni i laptopa komputer — najcieńsze pieniądze, jakie można kupić — i uważny publicysta, który go za niego nosi.

Pracując na nerwach, 17-letni magister fizyki z Caltech podchodzi do mężczyzny i prosi go o autograf na zestawie dysków komputerowych. Fizykiem jest Stephen Wolfram. Dyski zawierają program komputerowy, który zaprojektował o nazwie Mathematica, centralny element wartej 100 milionów dolarów firmy, którą założył po opuszczeniu środowiska akademickiego w 1986 roku.

Ta historia była częścią naszego wydania z października 1997 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Gdy Wolfram ze skromnym rozmachem zapisuje swój podpis, wydaje się, że delektuje się chwilą idealnej osobistej równowagi, takiej, jaką może cieszyć się linoskoczek po przewróceniu się na linie, utrzymywany w górze wyłącznie dzięki wierze w siebie. Rzeczywiście, wielu uważa Wolframa za jedno z najbardziej intrygujących aktów wysokiego drutu w dzisiejszej fizyce.
Praca bez sieci — bezpieczeństwo stanowiska akademickiego lub współpraca kolegów — Wolfram wykorzystuje zdolności komputerów do generowania wzorców, aby spróbować odkryć fundamentalne zasady leżące u podstaw niezwykłej, chaotycznej złożoności wszechświata. W ten sposób, jak mówi, odbudowuje fizykę od podstaw, opracowując techniki rywalizujące z równaniami matematycznymi, których konwencjonalni fizycy używają do opisywania i przewidywania wydarzeń w otaczającym nas świecie.

Dla fizyków matematyka jest językiem. Oferuje słownictwo — geometrię, rachunek różniczkowy i równania kwadratowe — które pozwala opisać wiele właściwości wszechświata, od związku między promieniem a obwodem koła po zachowanie cząstek subatomowych. Jej najsłynniejszy epigramat – E=mc2 – w poetyckim skrócie przekazuje zamrożoną energię masy i moc niszczenia miast.

Ale tradycyjna fizyka nie była w stanie wyjaśnić wielu powszechnych zjawisk w przyrodzie, od osobliwości płatków śniegu po samoorganizujące się właściwości sieci neuronowych w ludzkim mózgu. Mówiąc najprościej, są zbyt złożone. Aby zbadać te zjawiska, wielu uczonych, w tym Wolfram, zwróciło się do powstającego pola teorii złożoności. Teoria złożoności poszukuje wyjaśnień dla pozornie nieprzewidywalnych zjawisk – ucieczki roju pszczół, przypływów i odpływów na giełdzie – w wzajemnym oddziaływaniu ich niezliczonych prostych elementów. W każdym przypadku poszczególni aktorzy – pszczoły lub pośrednicy – ​​podejmują odrębne decyzje w oparciu o proste zasady; wzięte razem, ich działania tworzą dynamiczne, pozornie przypadkowe wzorce.

Wolfram i jego koledzy uważają, że złożoność wszechświata przeczy leżącej u jego podstaw prostocie, w której kilka podstawowych zasad prowadzi do skomplikowanego i nieprzewidywalnego zachowania. Rzeczywiście, jeśli ktoś wyobraża sobie Boga jako sprytnego programistę, to można sobie wyobrazić nasz ogromny, rozszerzający się wszechświat jako skomplikowaną konsekwencję algorytmu, który określił warunki kataklizmu znanego jako Wielki Wybuch. Wszystko, co nastąpiło później – od czarnych dziur i chemii organicznej po wzrost ludzkiej świadomości i spontaniczną melodię improwizacji jazzowej – jest nieuniknionym rezultatem.

Niektóre z reguł rządzących zachowaniem wszechświata znamy: prawa ruchu, prędkość światła, związek między materią a energią. Inne jednak mogą być osadzone w systemach tak złożonych, że wymykają się konwencjonalnej analizie. Aby zbadać wszechświat z tej nowej perspektywy, naukowcy tacy jak Wolfram wykorzystują symulacje komputerowe w sposób, w jaki poprzednie pokolenia naukowców używały mikroskopów, radioteleskopów, cyklotronów i akceleratorów cząstek. Twierdzą, że w zakresie, w jakim wszechświat może zachowywać się jak komputer posłuszny instrukcjom programisty, modele komputerowe są najlepszym narzędziem do uczenia się, jak to działa.

Wolfram mówi, że eksperymenty komputerowe, które przeprowadzał po godzinach w Wolfram Research w Champaign, Illinois, wprowadziły go w nowy świat nauk podstawowych. Problem w tym, że nie powie nikomu, co tam odkrył. Od lat nie opublikował formalnego artykułu badawczego, ani nie przedstawił swoich wyników na żadnej konferencji naukowej, chociaż obiecuje, że w końcu opublikuje je w książce. Nawet bliscy koledzy mówią, że znają tylko ogólne zarysy jego pracy.

Czy istnieje prosty komputer, który jest wszechświatem – logiczną reprezentacją tego, jak fundamentalnie działa wszechświat? pyta Wolfram. Przyznam, że poczyniłem spore postępy w tej kwestii. To bardzo zachęca mnie do odpowiedzi twierdzącej.

Ale na razie to mniej więcej tyle, ile ujawni w swoich badaniach.

W przypadku prawie każdego innego naukowca potajemne hakowanie komputera o północy Wolframa może zostać odrzucone jako ekscentryczność lub – mniej charytatywna – jako działanie kogoś, kto nie chce zaakceptować konsekwencji swoich wyborów zawodowych. Jego erudycyjne tupotanie o przyszłości fizyki, modulowane delikatnym brytyjskim akcentem, może wydawać się po prostu hiperbolą high-tech, rodzajem autopromocji, która jest tak samo częścią opakowania oprogramowania, jak folią termokurczliwą. (W końcu jest to człowiek, którego korporacyjna informacja prasowa opisuje go jako jednego z najbardziej oryginalnych naukowców na świecie). Dlaczego więc ktoś słucha?

Gdybym był mniej znany, ludzie powiedzieliby po prostu: Ten facet to wariat. Zapomnij o nim – przyznaje Wolfram.
Ale niezwykła liczba szanowanych informatyków, fizyków i matematyków wydaje się na razie zawiesić swoją niewiarę. Niektórzy mówią, że traktują Wolframa poważnie z powodu jego opublikowanych osiągnięć jako fizyka, jego pracy nad rozwojem Mathematica i siły jego intelektu. Wszyscy, łącznie z nim, oczekiwali od niego dużego wkładu, mówi fizyk Norman Packard, który pomógł Wolframowi założyć Centrum Systemów Złożonych na Uniwersytecie Illinois. Założyciel firmy zajmującej się analizami finansowymi w Santa Fe w Meksyku, Packard stosuje teraz teorię złożoności, aby pomóc szwajcarskim bankom grać na giełdzie.

Inni podkreślają potencjał powstającej dziedziny fizyki obliczeniowej. Neurobiolog Terry Sejnowski, który bada złożone sieci neuronowe w Salk Institute for Biological Studies w La Jolla w Kalifornii, mówi, że Wolfram oferuje wizję przyszłości nauki - nauki opartej na zasadach obliczeniowych, a nie na klasycznych narzędziach matematycznych, które tak wiele pokoleń naukowców oparło się.

Myślę, że to, co robi, jest podstawą fizyki cząstek elementarnych – mówi Sejnowski. Mówi o obliczeniowym [modelu] wszechświata opartym na całkiem nowych zasadach.

Jeśli mu się uda, zmusi nas do ponownego przemyślenia świata, w którym się znajdujemy, mówi Steven Levy, autor Sztucznego życia, wprowadzenia do wyłaniającej się dziedziny komputerowych badań złożoności. Myślę, że ma na to szansę.

Wolfram przybył do Caltech, aby wykładać matematykę w ramach 15-miejskiej wycieczki po mieście, aby ogłosić wydanie najnowszej wersji pakietu oprogramowania wartego 1295 dolarów. Spotkanie to jest także osobistym powrotem do domu 37-letniego prezesa.

Kiedy ledwie był nastolatkiem, doktorant o dziecięcej twarzy był niecierpliwym cudownym chłopcem Caltech, wschodzącą gwiazdą, której praca nad zastosowaniem fizyki wysokich energii w kosmologii była wystarczająco jasna, by przyciągnąć uwagę laureatów Nagrody Nobla Richarda Feynmana i Murraya Gell-Manna . Ale w tym dniu w Caltech, złagodzonym wiekiem, małżeństwem, ojcostwem i sukcesem komercyjnym, Wolfram nie przypomina już studium młodzieńczej porywczości, który znany był z tego, że wybierał miejsca na wakacje po prostu kupując bilet lotniczy do miejsca, które znajdowało się na szczycie listy. tablica odlotów. Przy obiedzie złożonym z polędwicy wieprzowej i zielonej sałaty Wolfram grzecznie odwraca się od osobistych pytań dotyczących swojej żony, która jest matematykiem, i swojego nowo narodzonego dziecka, z obaw o prywatność wywołanych sprawą Unabombera. Ale chętnie opowiada o swojej bogatej kolekcji muszelek, wielu ślepych zaułkach współczesnej fizyki i właściwej roli naukowca w społeczeństwie wolnorynkowym.

Urodzony w Anglii Wolfram, cudowne dziecko samouka, które nigdy nie zawracało sobie głowy stopniem licencjata, opublikował swoją pierwszą pracę na temat problemu z fizyki cząstek elementarnych w wieku 15 lat. Po pobycie w Eton i Oksfordzie uzyskał doktorat z fizyki w Caltech w wieku 20 lat. 21 lat trafił na pierwsze strony gazet jako najmłodsza osoba, która otrzymała tzw. genialny grant Fundacji MacArthura. Grant opierał się na jakości jego intelektu bardziej niż na jakiejkolwiek pojedynczej pracy i miał dać Wolframowi swobodę wyjścia poza główny nurt, wyjaśnia Kenneth W. Hope, zastępca dziekana nauk społecznych na Uniwersytecie w Chicago, który zarządzał programem grantowym MacArthura. Był niezwykle inteligentny, wspomina Hope. Oszołomił wielu ludzi.

Praca z nim była jak gra w koszykówkę z Michaelem Jordanem, mówi Rocky Kolb, profesor astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie w Chicago, który na początku swojej kariery był współautorem 10 artykułów na temat fizyki wysokich energii i rodzącego się wszechświata z Wolframem. On popycha.

Rzeczywiście, jego talentowi i ambicjom dorównywała tylko jego arogancja. Opisywany jako zuchwały nawet przez swoich przyjaciół, Wolfram miał niesamowity brak szacunku dla pracy innych ludzi, wspomina Levy. Pospieszył przez kolejne prestiżowe stanowiska wydziałowe w Caltech, Instytucie Studiów Zaawansowanych w Princeton i Uniwersytecie Illinois, pozostawiając za sobą plamy złego samopoczucia, które tliły się za nim jak seria spalonych mostów.

Opuścił Caltech po sporze o własność opracowanego przez siebie języka programowania komputerowego. W Princeton, jak przypominają koledzy, jego poleganie na obliczeniach elektronicznych wydawało się niepokoić starszych naukowców, bardziej przyzwyczajonych do suwaków logicznych i tablic. Jego zniecierpliwienie formalnościami akademickimi i polityką wydziałową szybko doprowadziło go do przeniesienia się do Illinois, zwabionego możliwością uzyskania większej niezależności i obietnicą szybkiej kadencji. Jednak w Illinois Wolfram nadepnął na wiele palców, mówi Packard. Polityczna gra uniwersytetu jest złożona i nie zawsze jest otwarta dla zuchwałego, wymagającego intruza. Znowu zwyciężyła niecierpliwość. A kiedy odrzucił akademię dla świata biznesu, wielu uważało, że nie spełnił swojej obietnicy.

Ale w dziesiątkach wpływowych prac naukowych odcisnął swoje piętno na fizyce, kosmologii, informatyce i teorii złożoności. Na przykład w 1981 roku niezależnie odkrył na nowo automaty komórkowe, koncepcję, którą matematycy John von Neumann i Stanisław Ulam stworzyli w 1953 roku do modelowania złożonych systemów na komputerach. Wolfram następnie wykorzystał je do stworzenia szeroko stosowanego systemu klasyfikacji złożonych zjawisk. Publikacja jego prac na temat automatów komórkowych pomogła położyć podwaliny pod rozwój dziedziny sztucznego życia, gałęzi badań złożoności, która wykorzystuje modelowanie komputerowe do symulacji ekosystemów i badania wzorców ewolucji.

Christopher Langton, dyrektor projektu Sztucznego Życia w Instytucie Badań Złożonych w Santa Fe w Nowym Meksyku, podkreśla znaczenie pracy Wolframa dla rozwoju tej dziedziny. Nie sądzę, aby istniały jakiekolwiek wątpliwości, że Stephen Wolfram wniósł fundamentalny wkład. Jego oryginalna praca nad mechaniką statystyczną automatów komórkowych samodzielnie ożywiła tę dziedzinę i posłużyła jako podstawa dla niezliczonych innych wkładów tysięcy badaczy na całym świecie.

Wolfram był również głównym inicjatorem stworzenia dziedziny fizyki obliczeniowej — wykorzystania komputerów do modelowania problemów w podstawowej fizyce — zauważa Gerald Tesauro, fizyk z Centrum Badawczego im. Thomasa J. Watsona z IBM Research Center w Yorktown Heights, NY. , trudności Wolframa w środowisku akademickim wynikały z interdyscyplinarnego charakteru tej nowej dziedziny, która przecina ziarno organizacyjne wydziałów akademickich, ścieżek kadencji i prerogatyw wydziałów. Według jego byłych współpracowników, fizyk napotkał znaczne trudności w pozyskiwaniu funduszy na swoją pracę za pośrednictwem konwencjonalnych kanałów akademickich. Kilku informatyków sugeruje, że Wolfram mógł być również upośledzony przez utrzymujący się sceptycyzm wśród niektórych członków społeczności naukowej co do prawdziwej wartości rodzaju badań komputerowych, które przeprowadza. Eksperymenty komputerowe, twierdzą sceptycy, to tylko skomplikowane gry elektroniczne, które mają niewielki lub żaden związek z prawdziwym światem. Rzeczywiście, pierwszy taki program komputerowy, program generujący wzorce o nazwie Life, był kiedyś dystrybuowany jako część komercyjnego pakietu gier komputerowych.

Packard mówi, że być może pojawił się jakiś element pod znakiem zapytania, jaki rodzaj nauki reprezentuje Stephen. Ten rodzaj nauki jest nowy i niełatwy do przyjęcia dla tradycyjnej społeczności naukowej. Myślę jednak, że ma to więcej wspólnego z wewnętrzną trudnością – intelektualną, polityczną i kulturową – z nakłonieniem dyscyplin akademickich do prawdziwego objęcia badań interdyscyplinarnych.

Niecierpliwość Wolframa z powodu ograniczeń organizacyjnych w środowisku akademickim pasowała do jego rosnącej frustracji z powodu mechaniki nakłaniania komputerów do modelowania hipotez, które chciał realizować, niezadowolenie, które skłoniło go do opracowania Mathematica.

Dość wcześnie interesowałem się przeprowadzaniem eksperymentów na komputerach, wspomina Wolfram. Jedną z rzeczy, które mnie powstrzymywały, było to, że po prostu nie miałem odpowiednich narzędzi do robienia tego, co chciałem. Spędziłem wiele dni, pisząc wiele programów wspierających te eksperymenty. Zdałem sobie sprawę, że to głupie. Spędzałem dużo czasu na składaniu narzędzi, które w niektórych przypadkach mogą być dość ogólnymi narzędziami, ale składałem je razem do bardzo specyficznych eksperymentów komputerowych.

Może”, pomyślałem, jest na to lepszy sposób.

A czym dokładnie jest Mathematica? Nawet Wolfram i jego dział marketingu mają trudności z podaniem prostego opisu tego wszechstronnego programu przetwarzania matematyki. Zawierając setki stałych matematycznych i fizycznych oraz największy na świecie zbiór formuł matematycznych, oferuje szeroką gamę narzędzi obliczeniowych dla naukowców, inżynierów i matematyków zainteresowanych modelowaniem komputerowym i symulacjami. Program nie tylko wykonuje obliczenia, ale także generuje grafikę oraz udostępnia narzędzia formatowania DTP, aby badacze mogli zaprezentować swoją pracę.

Jest to wszechstronne narzędzie ukształtowane według indywidualnego celu każdego użytkownika. Badacze wykorzystali możliwości modelowania oprogramowania do rozwiązywania tak różnorodnych problemów, jak projektowanie toru rowerowego na Igrzyska Olimpijskie w 1996 roku, przewidywanie natężenia przepływu cząsteczek w komercyjnych szamponach wykorzystujących różne rodzaje składników oraz określanie ewolucji fal pływowych w miarę ich przemieszczania się w kierunku brzegu. Tak wielu grafików komputerowych używało Mathematica do tworzenia fascynujących obrazów geometrycznych, że Wolfram otworzył galerię sztuki na stronie internetowej swojej firmy. Według szacunków firmy z programu korzysta milion naukowców w 90 krajach, w tym wszystkie firmy z listy Fortune 500, rząd federalny i 50 największych uniwersytetów na świecie.

Program ma konkurentów, takich jak Mathcad, Scientific Workplace i Theorist. Jednak wraz z najnowszą wersją Mathematica-Version 3.0 zeszłej jesieni Wolfram potwierdził swoją wyższość, mówi profesor inżynierii lądowej z Columbia University Gautum Dasgupta, który używa Mathematica do modelowania skutków poważnych trzęsień ziemi. Jako szef międzynarodowej grupy dydaktycznej wykorzystuje program również do opracowywania samouczków komputerowych dla uniwersytetów na całym świecie. Dasgupta przypisuje ogólnemu kompleksowemu podejściu Mathematica odróżnienie go od innych, bardziej wyspecjalizowanych programów. Inni użytkownicy zwracają uwagę, że program kładzie nacisk na innowacje techniczne, w których widzą cechy człowieka, który go zaprojektował.

Aby wyprodukować najnowszą wersję, Wolfram spędził dwa lata na przebudowie programu od podstaw. Teraz obiecał zrekonstruować świat fizyki, używając do tego Mathematica jako intelektualnego narzędzia.

Przez monitor, mrocznie

Badacze tacy jak Wolfram odwracają się plecami do świata poza laboratorium. Zamiast tego patrzą przez szybę monitora komputerowego na hipotetyczny wszechświat, wykorzystując moc komputera do badania zachowania struktur matematycznych i złożonych systemów.

Każdy program komputerowy zawiera algorytm lub zestaw instrukcji, który reguluje sposób, w jaki dane liczbowe są modyfikowane przez komputer, podobnie jak prawa natury regulują zachowanie obiektów w świecie rzeczywistym. Aby przeprowadzać eksperymenty na komputerze, wyjaśnia Wolfram, badacze używają liczb lub symboli do reprezentowania obiektów, a następnie manipulują nimi zgodnie z ustalonymi zasadami. Moja praca opiera się tak naprawdę na jednej wielkiej idei: że wszystko można wyrazić w formie symbolicznej ekspresji, wyjaśnia. Eksperymenty komputerowe reprezentują nowy rodzaj nauki, ponieważ tego rodzaju symulacje można przeprowadzać w hipotetycznym wszechświecie, a nie w świecie podlegającym prawom natury.

Kiedy Wolfram po raz pierwszy zwrócił uwagę na badania nad złożonością na początku lat 80., szukał sposobu na wyjaśnienie złożonych zjawisk – wzorów na muszlach mięczaków, zachowania molekuł wirujących w burzliwym płynie i wahań cen na giełdzie. Próbowałem użyć metod z mechaniki statystycznej i różnych innych dość formalnych, wyrafinowanych dziedzin fizyki i byłem dość rozczarowany, że nie zaszedłem zbyt daleko przy użyciu tych konwencjonalnych metod, mówi Wolfram. Jest całkiem oczywiste, że [konwencjonalne] podejście okazało się porażką w biologii i badaniu bardziej złożonych systemów fizycznych.

Zamiast tego opracował urządzenie do modelowania komputerowego zwane automatami komórkowymi. Automaty komórkowe to samoreplikujące się, samoorganizujące się grupy komórek, które żyją, umierają i tworzą wzorce oparte na prostych zasadach, które instruują każdą komórkę, aby zmieniła swoje zachowanie zgodnie z zachowaniem sąsiednich komórek. Stanowią wyjątkowo przydatne narzędzie dla naukowców badających, w jaki sposób interakcja poszczególnych elementów wpływa na system jako całość. Jak w naturze, niezwykle trudno jest przewidzieć, jaki wzór wyniknie z danego zestawu reguł. Jedynym sposobem, aby się tego dowiedzieć, jest ustawienie warunków początkowych i uruchomienie programu.

Odkryłem, że bardzo proste zasady, zamiast wywoływać dość proste zachowanie, w rzeczywistości prowadzą do niezwykle skomplikowanego zachowania, mówi Wolfram. To kawałek intuicji, którego wielu ludzi po prostu jeszcze nie ma. Kiedy widzisz skomplikowane zjawisko w przyrodzie, twój instynkt podpowiada, aby spróbować stworzyć skomplikowany model, aby to wyjaśnić. Jakoś sama natura tego nie potrzebuje. Ludzie nie rozumieją, że istnieją naprawdę proste eksperymenty, które mogą powiedzieć naprawdę interesujące rzeczy, na przykład o tym, jak można zbudować systemy biologiczne.

Naukowcy z różnych dziedzin zaczęli używać automatów komórkowych i innych rodzajów symulacji komputerowych do badania pytań, na które tradycyjna fizyka nie potrafi odpowiedzieć. Fizyk Per Bak z Brookhaven National Laboratory szuka w swoim komputerze teorii, która wyjaśnia zdolność materii do organizowania się w coraz bardziej złożone formy. Stuart Kauffman z Instytutu Santa Fe bada samoorganizujące się zachowanie jako klucz do zrozumienia pochodzenia życia. Langton z Santa Fe Institute opracowuje znormalizowane programy komputerowe, aby umożliwić naukowcom badanie złożonych systemów, od kolekcji jednokomórkowych zwierząt w stawie po grupę konkurencyjnych firm.

Ale Wolfram po raz kolejny idzie własną drogą. Jego zdaniem, wiele badań nad złożonością to nieprzeniknione nonsensy z dużą ilością retoryki i niewielką ilością nauki. Ale jeśli chodzi o próbę wyjaśnienia własnej pracy, dzieli z nim trudność: mówię o pojęciach, które są dość fundamentalne i dość abstrakcyjne. Oznacza to, że większość słów, które to opisują, brzmi bezsensownie.

Podczas gdy wielu badaczy wykorzystuje badania złożoności do badania biologii, Wolfram mówi, że bada leżący u podstaw porządek samego wszechświata. Zastanawiałem się, co by się stało, gdybyśmy zaczęli od zera i zignorowali wszystko, co udało się osiągnąć w fizyce, żeby zobaczyć, co możemy zrobić – mówi. Spędziłem ostatnie 10 lat robiąc najbardziej oczywiste eksperymenty. Oczywiście często nie zdajesz sobie sprawy, że są oczywiste, dopóki nie myślisz o tym od lat.

Fizyka obliczeniowa to świetna dziedzina, ponieważ nic nie jest znane, absolutnie nic, oświadcza. Jest tam wszechświat komputerowy, na który po prostu nie obejrzano.

Wolfram jest nieco zakłopotany tajemnicą swojej pracy, ale mówi, że po prostu chce pracować bez intelektualnej konkurencji. Nie wszystkim przeszkadza jego milczenie. Może Stephen ma naprawdę dobry pomysł, ale po prostu jest bardzo ostrożny w budowaniu solidnej podstawy, mówi Langton.

Koledzy z całego kraju twierdzą, że Wolfram nawiązał do niektórych swoich odkryć w wymianie internetowej z kilkoma kluczowymi badaczami. Zmaga się z prawdopodobnie najtrudniejszym pytaniem w fizyce – związkiem między fizyką a obliczeniami. To dość upierdliwy temat, mówi Danny Hillis, wpływowy teoretyk komputerowy, który był pionierem koncepcji masowego przetwarzania równoległego, będącego podstawą większości nowych projektów superkomputerów.

Udzielił tylko kuszących wskazówek, jakie byłyby odpowiedzi, które znalazł, mówi Kolb z University of Chicago. Wydaje się pewny, że jest na dobrej drodze.

Szuka głębokich powiązań między fundamentalną fizyką a podstawowymi ideami informatyki, mówi Gregory J. Chaitin, znany matematyk z IBM Watson Research Center. Pomysł, że sposób działania wszechświata jest analogiczny do sposobu, w jaki działają obliczenia, jest bardzo intrygującym pomysłem, nad którym spekulowało wiele osób, ale nie przeprowadzono żadnej poważnej pracy. Może niczego nie znajdzie. Ale może rzeczywiście znajdzie coś bardzo interesującego.

Naukowiec bez rówieśników

Niezależnie od tego, czy Wolfram odniesie sukces, czy przegra jako fizyk, sposób, w jaki zdecydował się prowadzić swoje badania, stawia pewne prowokacyjne pytania dla praktyki naukowej.

To, co wyróżnia Wolframa, to jego upór, by pracować niezależnie, nie tylko bez współpracowników, ale także bez wspierającej nadbudowy konwencjonalnego establishmentu badawczego: polega on na własnym finansowaniu i sprzęcie i nie ma nikogo, przed kim mógłby odpowiadać, oprócz siebie.

Mój pogląd na naukę podstaw, wyjaśnia, jest taki, że jeśli nie masz wyboru, to otrzymywanie pieniędzy na uniwersytecie jest dobrą rzeczą. Jeśli masz wybór, jest dużo lepszych sposobów na życie.

Jako dyrektor generalny firmy, ułamek mojego czasu, który mogę poświęcić na nauki podstawowe, jest prawdopodobnie znacznie większy niż ułamek czasu, który typowy starszy profesor na uniwersytecie poświęciłby na badania podstawowe. Jeśli jesteś starszym profesorem uniwersyteckim, zbierasz pieniądze od rządu, zasiadasz w komisjach i prowadzisz zajęcia. Tylko w dodatkowym dodatkowym czasie możesz przeprowadzić badania.

Wolfram mówi, że chce ożywić starą tradycję, w której ludzie zajmują się nauką jako osobistym powołaniem, niezależnie od tego, czy są beneficjentami publicznego mecenatu. Zbyt wielu naukowców dzisiaj, mówi, rezygnuje ze swoich badań tylko dlatego, że nie mogą skłonić społeczeństwa do zapłaty za nie. Rzeczywiście, jedną z atrakcji badań obliczeniowych, jak mówi, jest to, że nie wymagają one niczego droższego niż komputer osobisty.
Nie muszę błagać rządu, mówi. Nie muszę nikogo przekonywać w Narodowej Fundacji Nauki, że to, co robię, nie jest tak szalone, jak mogliby przypuszczać lub jak mógłby to powiedzieć system recenzowania.

Brak środków publicznych oznacza jednak brak rzeczywistego obowiązku przekazywania swoich ustaleń i brak konieczności poddawania się wzajemnej ocenie. Może to zabrzmieć arogancko, ale odszedłem dość daleko od tego, o czym wie większość naukowców, utrzymuje Wolfram. Oznacza to, że jest coraz mniej osób, z którymi mogę porozmawiać o tym, co robię. Twój typowy czołowy naukowiec nie wie o tym.

Jestem swoim własnym testem rzeczywistości, konkluduje.

Niektórzy badacze twierdzą, że Wolfram wytycza drogę innym naukowcom. Ponieważ brakuje pełnoetatowych stanowisk badawczych na wydziałach, a fundusze na podstawowe badania przemysłowe są coraz rzadsze, wielu naukowców poszukuje nowych sposobów na zrównoważenie wymagań handlu z pokusą wiedzy dla samego w sobie. A idea niezależności finansowej staje się coraz bardziej atrakcyjna.

Tworząc firmę programistyczną wspierającą jego pracę, zbudował nowy model finansowania nauki – naukowiec jako przedsiębiorca, a nie naukowiec jako odbiorca pomocy publicznej – mówi Sejnowski z Instytutu Salka. Mówi, że Wolfram przypomina mu Edwina Landa, który założył Polaroid, a następnie kontynuował podstawowe badania nad fizyką koloru i widzenia w swoim firmowym laboratorium.

Zakładając własną firmę, fizyk, który został przedsiębiorcą, Packard zgadza się, że nie musisz borykać się z takimi samymi politycznymi zawiłościami i nie musisz tolerować wielu byków, które musisz tolerować na uniwersytecie. Nie jesteś kaprysem kultury naukowej jakiejś agencji finansującej.

We współczesnej nauce z pewnością nie brakuje obrazoburczych samotników. Andrew Wiles, matematyk z Princeton University, spędził siedem lat potajemnie pracując na swoim strychu nad 200-stronicowym dowodem Wielkiego Twierdzenia Fermata, jednego z najbardziej znanych problemów w jego dziedzinie. Kiedy w 1993 roku przedstawił swoje rozwiązanie w serii dramatycznych wykładów, trafił na pierwsze strony gazet na całym świecie. Jednak dopiero wtedy bystrooki absolwent zauważył i pomógł naprawić krytyczny błąd.

Rzeczywiście, dystans, który Wolfram uważa za jedną ze swoich zalet, inni postrzegają jako autodestrukcję. Walczy ze sobą, kiedy decyduje się na pracę w całkowitej izolacji, mówi jeden z byłych współpracowników Uniwersytetu Princeton. Szkodzi sobie, nie wchodząc w więcej interakcji z ogółem społeczności naukowej.

Inni koledzy martwią się, że jego muza badawcza została wdową komputerową. Na przykład w ciągu ostatnich 18 miesięcy miał niewiele okazji, by rozmyślać o podstawach naukowych, koncentrując się zamiast tego na dopracowywaniu nowej wersji programu. Kwestionują, czy Wolfram kiedykolwiek będzie skłonny poluzować swoją kontrolę nad działalnością firmy na tyle, aby umożliwić trwałe, refleksyjne badania. Podziwiając jego komercyjny sukces, martwią się, że zepchnęły go na bok jego narzędzia — jak rzeźbiarka, która spędza cały dzień na ostrzeniu dłut, ale nigdy nie ustawia jednego w marmurze, albo powieściopisarz, który spędza cały dzień na majstrowaniu przy czcionkach w swoim programie do edycji tekstu. .

Zainwestował dużo czasu w Mathematicę, mówi Hillis. To jest świetne dla reszty z nas, którzy go używają, ale prawdopodobnie jest to złe dla fizyki.

Program opracowany przez Wolframa, aby ułatwić jego własne badania, może w końcu przyćmić go; człowiek, który szukał tak ważnego miejsca w historii nauki, może zamiast tego musi zadowolić się wzmianką w rocznych raportach własnej firmy. Ale gdy społeczność naukowa czeka i obserwuje, nie jest jeszcze jasne, jak zakończy się ta konkretna akcja na linie. Wolfram pozostaje delikatnie balansowany na krawędzi swoich ambicji.

Poważnie wątpię, czy Stephen przygotowałby się na upadek, który by wziął, gdyby nigdy nie dotrzymał obietnicy, mówi Langton. Jestem gotów postawić zakłady na Stephena, chociaż nie wiem, kiedy mogą się opłacić.

ukryć