В классической науке ученые стараются прогнозировать результат, после чего проводят эксперимент для подтверждения своей гипотезы. Однако естественные системы не ведут себя так предсказуемо. Можно говорить об их составляющих и деталях, однако невозможно предсказать результат из взаимодействия. Можно долго объяснять принципы создания погодных условий, исходя из школьной математики и физики, но невозможно с абсолютной точностью сказать, что в ближайшем будущем пройдет дождь. Можно знать о том, что молния ударит в определенных условиях, но невозможно знать, когда и куда именно она ударит. Когда я был подростком, то часто шутя говорил отцу: когда живешь рядом с ученым, то начинаешь понимать, что ученые мужи знают так много, что, кажется, не знают ничего. Классическая наука не в состоянии предсказать поведение облака — ведь оно представляет собой всего лишь определенное скопление капель воды, которыми движет теплый воздух и сила притяжения. Системы безопасности и обучение самым разным видам безопасности являются видом прогнозирования, поскольку их цель — контролировать будущее.

Теория хаоса рассматривает подобные, кажущиеся хаотичными системы как что-то основанное на простых и понятных математических действиях. Результаты действия систем одинаковы в любом масштабе. Облако выглядит совершенно одинаково, как на него ни посмотри — вблизи или издалека. Береговая линия тоже. Многие произведения искусства нравятся нам по причине их так называемой фрактальной природы. Собор Парижской богоматери прекрасен в любом масштабе. Издалека мы наблюдаем башни и приятную для глаза форму. По мере приближения начинаем замечать детали фасада вплоть до самых маленьких скульптур. Материя ведет себя точно так же. Ты думаешь, что нашел мельчайшую частичку, но после этого находишь то, из чего эта частичка состоит.

Теорию самоорганизации, которую иногда называют теорией сложности, создали во многом те же люди, которые работали над теорией хаоса. Теория самоорганизации объясняет фундаментальные вопросы: откуда берется порядок? как идея порядка соотносится со вторым законом термодинамики, который утверждает, что все стремится к еще большему беспорядку? Теория сложности в некотором смысле является продолжением хода мыслей, породивших теорию хаоса; о ней иногда говорят, что она существует «на границе хаоса». (Кроме того, звучали возражения против соединения двух теорий — сложности и хаоса, — а также против использования слова сложность.) У этих теорий одинаковый постулат, формулируемый следующим образом: «Изменения, дезорганизация и серьезные последствия как результат тривиальных на первый взгляд событий. Эти изменения объясняются существованием где-то глубоко-глубоко определенного закона». Теория сложности — смелая попытка объяснить сразу все, и в определенных вопросах ей это удалось лучше, чем теории относительности Эйнштейна или квантовой механике Нильса Бора.

Альпинисты на пике Маунт-Худ испытали на себе страшные последствия вынутого изо льда ледоруба страховки. Подобные чрезвычайные происшествия — часть способности природного механизма создавать самоорганизующиеся системы в пограничных областях, то есть опасных зонах. Альпинисты не понимали, что стали частью системы, вышедшей на критический уровень — на котором, по всей вероятности, она находилась всегда, — и что в подобной ситуации малейший дисбаланс может вывести ее из равновесия.

Датский физик Пер Бак в 1980-х годах провел эксперимент, который на визуальном уровне убедительно продемонстрировал — хотя конкретно этой цели ученый перед собой не ставил, — как в природных условиях происходят несчастные случаи. Бак хотел показать, как функционируют самоорганизующиеся системы. Он взял кучу песка (или создал компьютерную модель этой кучи) и механизм наподобие песочных часов, сыплющий сверху песок. Куча песка росла и при достижении определенной высоты разваливалась. Она не становилась ни выше, ни ниже. Куча продолжала равномерно расти и периодически разваливаться. Митчелл Уолдроп замечает в книге «Сложность»: «Куча песка является самоорганизующейся. Она сама достигает стабильной формы без посторонней помощи». Никто не программировал, что куча песка начнет разваливаться. Такая характеристика — это особенность простой системы. Куча песка находилась в состоянии, которое некоторые ученые называют «критическим», хотя по поводу использования этого термина есть много спорных вопросов. Уолдроп пишет: «Критическое состояние кучи песка напоминает критическую массу плутония, в котором вещество хотя и находится на грани начала цепной реакции, но сама реакция все-таки не начинается». Песок падает и время от времени сползает. Периодически возникает большая лавина, от которой разрушается вся куча, но может подолгу ничего и не происходить.

В самой природе диоксида кремния нет ничего, что могло бы определить поведение кучи песка. Можно до бесконечности применять законы физики и исследовать химический состав песчинки, но так никогда и не найти ответ на вопрос, почему куча песка разваливается. Тем не менее этот эффект кучи — прекрасный пример того, что происходит во всей природе. Кроме прочего он объясняет, почему Перроу считает катастрофы обычной характеристикой определенных систем. Названные им тесно связанные и сложные системы являются также системами самоорганизующимися. Несчастные случаи — это, если угодно, коллапсы в технологических кучах песка, коими являются ядерные реакторы и авиалайнеры. Подобные системы пребывают в состоянии потенциального и перманентного сбоя того или иного оборудования. Большинство коллапсов микроскопические, такие как сломанный выключатель, перегоревшая лампа, треснувшая резиновая прокладка или сбой системы, который, по нашему мнению, скоро пройдет. Однако эти мелочи, точно так же как и периодические незначительные колебания земной коры в зоне повышенной сейсмической активности, напоминают о большом коллапсе, который рано или поздно произойдет.

Мелкие коллапсы происходят в куче песка постоянно. Крупные коллапсы происходят редко. Коллапсы любых масштабов происходят с неизбежностью, которую можно описать как математически универсальное отношение к степени размера. (А случае с землетрясениями эта степень составляет 3: 2. Интересно, что такое же соотношение используется для вычисления времени, необходимого, чтобы планета сделала полный оборот вокруг солнца: квадратный корень длины орбиты в кубе.) Мелкие автомобильные аварии случаются часто, автокатастрофы с участием шестидесяти машин — редко. Убийства случаются часто, серийные убийства — реже. Альпинисты падают часто, но случаи, когда девять человек падают в расщелину и трое из них погибают, встречаются гораздо реже. Подобная так называемая степенная зависимость присутствует во всей природе. Перроу писал о том же, только другими словами: крупные катастрофы представляют собой явление редкое, но вполне обычное. Поэтому даже не надо пытаться их предотвращать.

Парадокс кучи и теория нормальных катастроф убеждают нас в том, что трагедии, происходящие с космическими шаттлами, во время которых погибают все космонавты, неизбежны, но происходят они с большим временным разрывом. Гибель шаттла «Колумбия» случилась через семнадцать лет, почти день в день после взрыва шаттла «Челленджер». Подобные трагедии — неотъемлемая часть системы. НАСА проведет расследование и объяснит причины аварии, но знание причин не предотвратит следующую. Более того, модернизация мер безопасности, скорее всего, и приведет к новой катастрофе.