|
|
|
Хаос и порядок
Вопреки распространенному мнению, хаос, царящий в комнате подростка, может при
определенных условиях превратиться в порядок. Такие случаи бывали, причем и на
более высоких уровнях. Возьмем, к примеру, Вселенную. В самом начале это был
невообразимый хаос - беспорядочная смесь раскаленных частиц. Но с временем все
утряслось и выражаясь научно, структурировалось. Появились звезды, галактики,
скопления галактик и поэт уже мог сказать, что видит на небе не своевольную игру
стихий, а "хоры стройные светил".
Примеры с комнатой подростка и Вселенной упоминаются в статье, которую
опубликовали в февральском выпуске журнала "Nature" Альберт-Ласло Барабаси,
адъюнкт-профессор физики Университета Нотр-Дам ( Индиана) и его коллеги из
Венгрии и Румынии. Но этих примеров ученые касаются лишь бегло, главное же их
внимание уделено анализу аплодисментов - хаотических и упорядоченных.
Представьте себе, говорят они, концертный зал сразу после выступления любимого
певца или музыканта, или зал оперного театра, когда отзвучали последние такты
музыки и все артисты выходят на сцену раскланиваться. Напряженная тишина в зале
взрывается шквалом аплодисментов, в котором физик с воображением уловит
некоторые черты "Биг Бэнга" - "Большого Взрыва". Самое интересное, что в США эти
аплодисменты обычно остаются до самого конца хаотичными, беспорядочными, в то
время, как в некоторых других странах, особенно в Восточной Европе и в России,
они чаще всего синхронизируются и превращаются как бы в ритмично набегающие
всплески.
Внезапное возникновение ритма и порядка из первоначального хаоса хлопков - одна
из тайн восточноевропейской культуры, и авторам статьи в "Nature" кажется, что
эту тайну они разгадали. Тайна, хотя она и коренится в культуре, безупречно
вписывается в математическую модель так называемых спаренных осцилляторов.
Ученые наблюдали аплодисменты как в концертных залах, так и у себя в
лабораториях, и открыли, что их можно грубо разделить на два типа: первые,
быстрые, рождающиеся сразу же после представления или музыкального номера, а
иногда даже за несколько мгновений до его окончания, когда зрители не в силах
сдержать своих чувств, а вторые, медленные, когда частота хлопков, отчасти
сознательно, снижается наполовину по сравнению с аплодисментами первого типа.
Если мы имеем дело с аплодисментами первого типа, быстрыми и упорядоченными, то
здесь каждый индивид ведет себя сообразно своему темпераменту, настроению и
привычкам. Диапазон ритмов огромен, говорят ученые. Если же перед нами
аплодисменты второго типа, вариации ритмов почти равны нулю. Царит единый ритм.
Исследователи применили к своему объекту математическую модель синхронизации,
разработанную японским физиком Йошики Курамото. Модель показала, что когда
разброс ритмов так широк, как это бывает при быстрых аплодисментах, никакая
синхронизация невозможна. Но как только темп аплодисментов замедляется и
диапазон ритмов снижается, появляются математические условия для синхронизации.
"Более того, - говорит Барабаси - при таких условиях синхронизация становится
неизбежной, и весь зал аплодирует как один человек".
"Может быть, это один из уникальных примеров синхронизации в природе. - замечает
по этому поводу Стивен Строгац, профессор прикладной математики в Корнельском
университете, хорошо знающий работы Барабаси и его коллег. - Но вообще
синхронизация в природе - далеко не редкость. Перовое, что мне приходит в
голову, это синхронизация многих тысяч клеток - пейсмекеров в нашем сердце,
каждая из которых порождает электрический заряд. Еще пример, давно известный
врачам: если несколько женщин живут вместе, их менструальные циклы мало-помалу
синхронизируются".
Синхронизации вот уже полвека изучает математика, и профессор Строгац считает
соответствующий ее раздел самым увлекательным. Этот феномен присущ не только
человеку, и не только живой природе, но и самым разнообразным явлениям в мире. В
Юго-Восточной Азии, например, водятся летающие светлячки особой породы. Когда
мириады их садятся на ветви или листья мангрового дерева, они очень быстро
синхронизируют свои вспышки и дерево превращается в пульсирующий маяк, который
виден за несколько миль.
Впервые, однако, ученые встретились с синхронизацией не среди живых существ, а
среди рукотворных предметов - часов. Христиан Гюйгенс, великий голландский
математик. Физик и астроном, живший в 17-м веке, заметил, что колебания
маятников в нескольких маятниковых часах, висевших на одной стене, постепенно
синхронизировались. Гюйгенс, который незадолго перед этим эти часы изобрел,
объяснил загадочное поведение их маятников передачей взаимных вибраций по стене.
В отличие от летающих светлячков и маятниковых часов, ритмические аплодисменты,
говорит Барабаси, связаны не только с физикой, но и с культурной традицией.
Посетители концертов и театров в Восточной Европе знают, как играть в
синхронизацию и замедляют свои овации, получая от этого удовольствие. В Америке
это происходит редко, так как американцы не ощущают в этом игры. Им это в голову
не приходит.
Но даже и в Восточной Европе аудитория аплодирует ритмично 10-15 секунд.
Синхронизация пропадает, сменяется хаосом. Потом возникает снова, снова
пропадает. Такие циклы могут повторяться несколько раз. Ритм нарушается от того,
утверждают авторы статьи, что синхронизированные медленные аплодисменты не так
громки, как хаотичные, "эффект триумфа" сочетается с некоторой монотонностью,
энтузиастов это не устраивает, и они начинают инстинктивно хлопать быстрее и
громче, разрушая синхронизацию. В одном только случае синхронизация может продолжаться долго - если в аудитории не найдется энтузиастов. Барабаси, который родился и вырос в Румынии и приехал в США в 1991-м году, рассказывает, что именно так и обстояло дело при тоталитарных режимах в Восточной Европе. Внимая речам тогдашних лидеров, все долго и ритмично хлопали, и лишь в редчайших случаях объявлялись энтузиасты, вносившие хаос в установленный порядок.
Е. Муслин |
|
|
