Стивен Вольфрам: человек, который хочет вычислить Вселенную

Свою первую научную статью по физике элементарных частиц, прошедшую рецензирование, он опубликовал в пятнадцать лет. Он ушел из Итона, не закончив учебу, покинул Оксфорд без степени, а в двадцать лет получил докторскую степень по теоретической физике высоких энергий в Калтехе (Caltech), защитив ее перед комиссией, в которую входил Ричард Фейнман (Richard Feynman). В июне 1981 года, в двадцать один год, он стал самым молодым стипендиатом Фонда Макартуров (MacArthur Foundation). Все, что Стивен Вольфрам делал с тех пор, было попыткой превратить этот ранний рывок в постоянное изменение того, как работает наука, — и споры о том, преуспел ли он, ведутся уже более сорока лет.

Лондон, Оксфорд, Пасадина

Он родился 29 августа 1959 года в Лондоне в семье Хьюго Вольфрама, производителя текстиля, управлявшего компанией Lurex Company, и Сибил Вольфрам, которая была научным сотрудником и преподавателем философии в колледже Леди-Маргарет-Холл в Оксфорде с 1964 по 1993 год. Оба они были немецкими еврейскими беженцами в Британии; его бабушкой по материнской линии была психоаналитик Кейт Фридлендер (Kate Friedlander). Он учился в школе Драгон, затем в Итоне, который досрочно покинул в 1976 году, и в семнадцать лет поступил в колледж Сент-Джонс в Оксфорде, откуда ушел, не получив диплома. С пятнадцати лет он проводил исследования, пригодные для публикации, в области квантовой теории поля и физики элементарных частиц; до ухода из Оксфорда у него было десять рецензируемых статей. Его диссертация в Калтехе «Некоторые темы в теоретической физике высоких энергий» (Some Topics in Theoretical High-Energy Physics) — датированная 1979 годом по версии Фонда Макартуров и 1980 годом в других источниках — была представлена под председательством Ричарда Д. Филда, при участии Фейнмана, Питера Голдрайха (Peter Goldreich), Фрэнка Шулли (Frank Sciulli) и Стивена Фротчи (Steven Frautschi) в составе комитета.

Первый конфликт

В период с 1979 по 1981 год на физическом факультете Калтеха он руководил разработкой SMP (Symbolic Manipulation Program) — ранней системы компьютерной алгебры, созданной потому, что он хотел, чтобы алгебраические вычисления выполнялись автоматически. Это привело к первому из серии постоянных споров: Калтех и Вольфрам не сошлись во взглядах на патенты, авторские права и допустимость коммерческой деятельности преподавателей, и он подал в отставку. SMP была коммерциализирована корпорацией Inference Corp. в период с 1983 по 1988 год.

Клеточные автоматы

Находясь в Институте перспективных исследований с 1983 года, он оставил физику элементарных частиц ради клеточных автоматов — сеток ячеек, которые обновляются по тривиально простым локальным правилам и в определенных случаях порождают выходные данные безграничной сложности. Он разработал «код Вольфрама» (Wolfram code) для именования одномерных автоматов и четырехклассную схему для классификации их поведения. «Правило 30» (Rule 30), почти ничего не значащее правило, которое порождает видимую случайность, стало его главным экспонатом; он предположил, что «Правило 110» (Rule 110) является тьюринг-полным, и его научный ассистент Мэттью Кук (Matthew Cook) доказал это. Затем Вольфрам подал на Кука в суд и заблокировал публикацию на основании нарушения условий неразглашения, пока не смог опубликовать результат сам. Его работы по клеточным автоматам были процитированы более чем в десяти тысячах статей.

В 1984 году он участвовал в учредительных семинарах Института Санта-Фе (Santa Fe Institute) вместе с Мюрреем Гелл-Маном, Манфредом Эйгеном, Филипом Андерсоном и Фрэнком Вильчеком; в середине 1980-х сотрудничал с Фейнманом по моделированию на машине Connection Machine; в 1986 году основал Центр исследований сложных систем в Иллинойском университете; а в 1987 году запустил журнал Complex Systems («Сложные системы»).

Mathematica

Затем он создал то, что сделало все остальное возможным. Mathematica была выпущена 23 июня 1988 года, и в том же году Вольфрам покинул академическую среду, чтобы возглавить Wolfram Research, которую он основал годом ранее. Фонд Макартуров отмечает, что ею пользуются более миллиона профессионалов. Что бы кто ни думал о его космологии, Вольфрам навсегда решил свою проблему финансирования, выпустив инструмент, который действительно был нужен ученым, — редкое сочетание, позволившее ему потратить следующее десятилетие на книгу, за которую никто не платил.

Новый вид науки

Он работал над ней с 1992 по 2002 год, по большей части в изоляции, и опубликовал обширную книгу, в которой утверждал, что Вселенная дискретна и лучше всего описывается простыми компьютерными программами, а не традиционными математическими уравнениями, и что этот пересмотр совершит революцию в физике, биологии, математике и других областях. Реакция была резкой. Критики обвиняли его в присвоении чужих заслуг и в том, что он делал далеко идущие выводы, не подкрепленные доказательствами.

Alpha и физический проект

Wolfram Alpha был анонсирован в марте 2009 года и запущен в мае того же года: это не поисковая система, а вычислительный движок знаний, отвечающий на вопросы путем вычислений, а не поиска. Он обрабатывает миллионы запросов и лег в основу интеллектуальных помощников, включая Siri. Wolfram Language был официально анонсирован на конференции South by Southwest в марте 2014 года, хотя фактически он существовал внутри Mathematica уже три десятилетия; объединение его с Raspberry Pi в 2013 году вызвало споры о проприетарном лицензировании, и он так и не получил широкого распространения.

В апреле 2020 года он анонсировал «Физический проект Вольфрама» (Wolfram Physics Project), который пытается вывести законы физики из гиперграфов, переписываемых по минимальным правилам. «Из чрезвычайно простой модели, — заявил он, — мы можем воспроизвести специальную теорию относительности, общую теорию относительности и основные результаты квантовой механики». Физики остались не впечатлены, охарактеризовав результаты как неквантитативные и произвольные. С 1980-х годов он ведет подробный лог своей жизни — электронные письма, нажатия клавиш, движения мыши, звонки, местоположение — и к 2002 году записал более ста миллионов нажатий клавиш и сто миль перемещений мыши. Он был научным консультантом фильма «Прибытие» (Arrival, 2016) и вместе со своим сыном Кристофером написал код, использованный для анализа инопланетных логограмм в фильме.

Почему Стивена называют гением

Его необработанная когнитивная мощь не вызывает сомнений. Статьи по физике частиц в пятнадцать лет, докторская степень в Калтехе в двадцать лет, экзаменуемая Фейнманом, статус самого молодого стипендиата Макартура в двадцать один год. В характеристике Фонда Макартуров ему приписывают «важный новый подход к науке, в котором природа описывается с помощью простых компьютерных программ, а не традиционных математических уравнений». Затем он сделал то, что не удается большинству теоретиков: он создал инструмент. Mathematica — это инфраструктура, которой пользуются более миллиона человек, а Wolfram Alpha был работающим вычислительным движком знаний за годы до того, как этот термин приобрел смысл. Его работы по клеточным автоматам активно цитируются, и его ключевое наблюдение — что чрезвычайно простые правила могут порождать несводимую сложность — является подлинным вкладом.

Аргументы против не менее документированы. Книга «Новый вид науки» (A New Kind of Science) встретила обвинения в том, что он не сослался на предшественников и заявил гораздо больше, чем доказал; двадцать четыре года спустя обещанная революция не наступила. Физический проект не убедил физиков. Он засудил ассистента, который доказал его собственное предположение, заблокировав публикацию, чтобы опубликовать ее первым, — факт о характере, непосредственно связанный с жалобами на отсутствие ссылок. Он работает по большей части вне системы рецензирования и публикуется через свою собственную компанию, ограждая идеи от критики, которая могла бы их отточить. Wolfram Language через тридцать лет по-прежнему мало используется вне его собственной экосистемы. Вольфрам — исключительный ум и исключительный инженер, чьи научные претензии постоянно опережают его доказательства, и последнее стоило ему признания первого.

Наследие

Mathematica и Wolfram Alpha стали постоянными элементами научного инструментария, а идея о том, что простые вычислительные правила могут порождать сложность, теперь является стандартом. Окажется ли Вселенная гиперграфом — вопрос, который его компания, вероятно, будет задавать еще долго после того, как все остальные перестанут.