Открытия этой теории начались с 1958 г., когда А. Н. Колмогоров и Я. Г. Синай предложили оценивать организованную сложность фазовых портретов динамических систем в понятиях теории информации. В начале 60-х гг. в русле такого подхода было открыто, что в областях хронической неустойчивости даже простейшие нелинейные системы ведут себя непредсказуемо сложно. Особенно необычно такое поведение для простейших механических си-стем типа маятника, точка подвеса которого колеблется под воздействием его колебаний. При определённых соотношениях частот ко-лебания маятника скачкообразно становятся хаотическими. С одной стороны, при этом налицо простейшая механическая система, которые физики веками привыкли описывать динамически, т. е. точно, однозначно предсказуемо, решая дифференциальные уравнения при конкретных начальных условиях. С другой стороны, при описании движения приходится обращаться к понятиям и методам тео-
рии вероятностей, хотя теперь уже речь идёт не о движении сверхсложной механической системы типа идеального газа, а о движении одного простого объекта. Таким образом, акцент вероятностного описания радикально переносился с динамики статистического ансамбля из колоссального множества элементов на динамику одного объекта, но в колоссально сложном поле своих возможных состояний. Именно эта качественная новизна познавательной ситуации подчёркивается терминами «динамическийхаос», «стохастичеческая динамика жёстко детерминированных систем».
Обыденным и общеизвестным примером хаотически движущейся простейшей механической системы может служить детская юла. В диапазоне устойчивых движений её динамика может быть точно и однозначно рассчитана из первых принципов динамики вращательно- го движения. Однако в пограничной области между устойчивым балансированием на острие и устойчивым покоем лёжа на боку её движение не поддаётся такому расчёту. Это достаточно наглядно видно и из общедоступных опытов с юлой: каждый раз она переходит от устойчивого движения к устойчивому покою через уникальные и не
предсказуемые комбинации колебаний оси и скорости вращения вокруг неё.
В дальнейшем мы уделим внимание неклассической физике, которая в 20-х гг. ХХ в. также по-своему перенесла акцент с ве-роятностного описания сложных систем на вероятностное описание динамики отдельных объектов. Но там речь шла об объективном статусе случайности и неопределённости в экзотической области атомных и субатомных процессов. Теория динамического хаоса произвела сходную перестановку акцентов применительно к процессам в обычном окружающем нас макромире.
С открытием динамического хаоса на переднем крае теоретической физики произошёл наиболее радикальный критический пересмотр стереотипов, заданных методологией теоретической механики Галилея–Ньютона. При исследовании хаотической динамики объектов единственно продуктивным становится эмпиризм – наблюдение за реальным развитием процессов, фиксация их статистически осреднённых характеристик и принципиальный отказ от идеи точного расчёта и однозначного прогноза. Вместе с тем, системный подход качественной теории дифференциальных уравнений даёт возможность различать области неустойчивого движения объектов и области их устойчивой и предсказуемой динамики. Поэтому радикальный пересмотр классической методологии не означает возврата физики к состоянию знаний и методов дотеоретических уровней зрелости.
Вместе с тем, уже в 60-х гг. теория динамического хаоса не ограничивала себя только динамикой простых объектов. В её свете уже тогда стали переосмысливаться процессы хаотизации поведения сложных систем. Прежде всего, процессы перехода от ламинарных режимов течения жидкостей и газов к турбулентным. Важную роль процессы хаотизации движения играют в плазме. Именно они десятилетиями не позволяют стабильно поддерживать управляемую реакцию термоядерного синтеза в реакторах с магнитным удержанием плазмы, хотя принципиально здесь всё ясно с 50-х гг. Результаты, полученные в ходе изучения хаотизации сложных систем, продвигают современную синергетику к будущему синтезу её диалектических антиподов – теории диссипативных структур и теории динамического хаоса.