НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА И ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗА

Проблемы прогноза заслуживают внимания специалистов, в различных областях исследований, по двум причинам. Первая заключается в том, что этими проблемами многие и очень успешно занимаются в России - и в Академии наук, и в высшей школе. И, на наш взгляд, тот громадный потенциал, который сейчас имеется в нашей стране, используется далеко не полностью. Вторая причина связана с тем, что то понимание, которое здесь возникло, относится не только к области прикладной математики. Оно носит достаточно общий характер и существенно меняет взгляд на многие явления и области исследования.
Дальнейшее изложение удобно разбить на две части. В первой речь пойдет о том, что нового внесла нелинейная динамика в анализ такого информационного процесса как прогноз. В частности, обсуждаются установленные в последние десятилетия фундаментальные ограничения на предсказуемость сложных систем, концепция управления риском, гипотеза о "человеческих алгоритмах" прогноза. Во второй части приведено несколько примеров, работающихпоказывающих, как эти идеи применяются при прогнозе поведения сложных социальных систем, а также обращается внимание на новые возможности, открывающиеся в этой сфере.
Предсказуемость и анализ сложных систем
Основные идеи, связанные с прогнозом, можно проиллюстрировать на примере показанного на рис. 1 маятника. Наблюдения авторов за ним показывают, что с вероятностью 95 процентов он будет колебаться непериодическим образом. С вероятностью 5 процентов мы увидим периодическое движение. Это зависит от того импульса, который мы придадим ему вначале. Запустим его и посмотрим, что получится.


Рис. 1. Простейший непериодический маятник, демонстрирующий динамический хаос Чтобы скомпенсировать трение, маятник снабжен магнитиками, а в основание игрушки помещены катушка и батарейка, создающие электромагнитное поле.

Динамический хаос и фундаментальные ограничения в области прогноза

До 60?ых годов предполагалось, что есть два класса процессов. Первые - процессы, которые описываются динамическими системами, где будущее однозначно определяется прошлым. Для них, как думали раньше, у нас есть полная предсказуемость. Великий Лаплас, имея в виду такие системы, говорил (если перевести на наш язык), что, располагая достаточно мощными компьютерами, мы сможем заглянуть как угодно далеко в будущее и как угодно далеко в прошлое.
Второй класс процессов - это процессы, где будущее не зависит от прошлого. Мы бросаем игральную кость, и выпадает случайная величина, никак не связанная с тем, что выпадало раньше.
В 70?е годы было понято, что есть третий, очень важный класс процессов, которые формально описываются динамическими системами, как этот маятник. Но, вместе с тем, поведение которых может быть предсказано только на небольшой промежуток времени. А дальше исследователи будут вынуждены иметь дело со статистикой. Для этой игрушки можно написать простую линейную модель, которая позволит нам предсказать, в каком положении, например, окажутся маленькие шарики через пять колебаний большого шарика внизу (естественный промежуток здесь - период колебаний большого шарика.). Используя современные информационные технологии, можно предсказать, в каком положении окажутся они через двадцать колебаний нижнего. Но никакими силами нельзя предсказать их положения через шестьдесят промежутков времени.

Рис. 2. Расходимость фазовых траекторий в системах с динамическим хаосом

Любая динамическая система определяет траекторию в фазовом пространстве, например, такую, как показана черной линией. Динамический хаос обусловлен тем, что соседние траектории, показанные бледными линиями, удаляются от нее. Из-за этого малые причины могут иметь большие следствия.
В 1963 году Рэй Брэдбери опубликовал фантастический рассказ, в котором фактически сформулировал идею динамического хаоса. В этом рассказе один из организаторов предвыборной кампании после победы своего кандидата отправляется в путешествие во времени. Фирма, организующая такую поездку, предлагает охоту на динозавров, которым в ближайшее время суждено умереть. Чтобы не нарушить сложную ткань причинно-следственных связей и не изменить будущее, следует двигаться по специальным тропам. Однако герой не смог выполнить этого условия и нечаянно раздавил золотистую бабочку. Возвратившись назад, он видит, что изменились состав атмосферы, правила правописания и итог предвыборной кампании. Едва заметное движение повалило маленькие костяшки домино, те повалили костяшки побольше, и, наконец, падение гигантских костяшек привело к катастрофе. Отклонения от исходной траектории, вызванные раздавленной бабочкой, стремительно нарастали (см. рис. 2). Малые причины имели большие следствия. Математики называют это свойство чувствительностью к начальным данным.
В том же 1963 году мысль о принципиальной ограниченности нашей способности предсказывать (или, как сейчас говорят, о существовании горизонта прогноза, или пределов предсказуемости) даже в мире, который идеально описывается классической механикой, была высказана лауреатом Нобелевской премии Ричардом Фейнманом. Для существования горизонта прогноза не нужно, чтобы "Бог играл в кости", добавляя в уравнения, описывающие нашу реальность, какие-то случайные члены. Не надо опускаться на уровень микромира, на котором квантовая механика дает вероятностное описание Вселенной. Объекты, поведение которых мы не можем предсказывать на достаточно большие времена, могут быть очень простыми. Например, такими, как представленный маятник.
То, что чувствительность к начальным данным ведет к хаосу, понял - и тоже в 1963 году - американский метеоролог Эдвард Лоренц. Он задался вопросом: почему стремительное совершенствование компьютеров, математических моделей и вычислительных алгоритмов не привело к созданию методики получения достоверных среднесрочных (на 2?3 недели вперед) прогнозов погоды? Эдвард Лоренц предложил простейшую модель, описывающую конвекцию воздуха (она играет важную роль в динамике атмосферы).
Эта модель описывается внешне очень простыми уравнениями[1]

Рис. 3. Аттрактор Лоренца

Такая картина, полученная на компьютере (расчет проводился при r=28, s=10, b=8/3), убедила Э. Лоренца, что он открыл новое явление - динамический хаос. Этот клубок траекторий, называемый сейчас аттрактором Лоренца, описывает непериодическое движение с конечным горизонтом прогноза.
где переменная x характеризует поле скоростей, y и z - поле температур жидкости. Здесь r = R/Rc, где R - число Рэлея, а Rc - его критическое значение; s - число Прандтля; b - постоянная, связанная с геометрией задачи.
Компьютерный анализ системы Лоренца привел к принципиальному результату. Этот результат - динамический хаос, т.е. непериодическое движение в детерминированных системах (то есть в таких, где будущее однозначно определяется прошлым), имеющее конечный горизонт прогноза.
Увиденное Лоренцем показано на рис. 3. С точки зрения математики, можно считать, что любая динамическая система, что бы она ни моделировала, описывает движение точки в фазовом пространстве. Важнейшая характеристика этого пространства - его размерность, или, попросту говоря, количество чисел, которые необходимо задать для определения состояния системы. С математической и компьютерной точек зрения не так уж и важно, что это за числа - количество рысей и зайцев на определенной территории, переменные, описывающие солнечную активность или кардиограмму, или процент избирателей, поддерживающих президента. Если считать, что точка, двигаясь в фазовом пространстве, оставляет за собой след, то динамическому хаосу будет соответствовать клубок траекторий. Например такой, как показан на рис. 3. Здесь размерность фазового пространства всего 3 (это пространство x, y, z). Замечательно, что такие удивительные объекты существуют даже в трехмерном пространстве. Для установившихся колебаний, соответствующих динамическому хаосу, Д. Рюэль и Ф. Такенс в 1971 году предложили название - странный аттрактор.
Пророчество Анри Пуанкаре о том, что в будущем можно будет предсказывать новые физические явления, исходя из общей математической структуры описывающих эти явления уравнений, компьютерные эксперименты превратили в реальность.
Система Лоренца имеет конечный горизонт прогноза. Почему? Можно пояснить это следующим образом. Если мы вновь возьмем две близкие траектории, показанные на рис. 3, то они расходятся, как на рис. 2. Одна уходит от второй. Скорость расходимости определяется так называемым ляпуновским показателем, и от этой величины зависит интервал времени, на который может быть дан прогноз. Можно сказать, что для каждой системы есть свой горизонт прогноза [2,3].
Развитие науки показывает, что каждая фундаментальная теория не только давала новые возможности, но и лишала нас иллюзий. Классическая механика лишила иллюзии, что можно построить вечный двигатель первого рода, термодинамика - второго, квантовая механика - что мы можем одновременно сколь угодно точно измерять координату микрочастицы и ее импульс. Теория относительности - что удастся передавать информацию в вакууме со сверхсветовой скоростью. Сегодня нелинейная динамика лишила нас иллюзии глобальной предсказуемости: мы не можем предсказать, начиная с какого-то горизонта прогноза, поведение многих достаточно простых систем и, в частности, этого маятника.
В свое время работа Лоренца была опубликована в метеорологическом журнале, но в течение 10 лет она не была замечена. Метеорологи сегодня полагают, что горизонт прогноза для погоды не превышает трех недель. Т.е. как бы точно мы сейчас ни промеряли параметры атмосферы, предсказать погоду с помощью имеющихся приборов через три недели в данном месте, вообще говоря, невозможно. Горизонт прогноза для состояния океана эксперты оценивают в месяц.
Сейчас многие специалисты по физике Солнца предполагают, что аналогичная ситуация имеет место с Солнцем. Например, известно такое явление, как минимум Маундера, когда в течение почти 70?ти лет всплесков солнечной активности не было. И возникает вопрос, можем ли мы предсказать следующий минимум аналогичного сорта. Те работы, которые проводятся, показывают, что ляпуновские показатели таковы и горизонт прогноза таков, что этого предсказания на несколько десятилетий сделано быть не может.
Однако нелинейная динамика позволила увидеть не только принципиальные трудности, но и новые замечательные возможности. Обратим внимание на одну из них. Давайте посмотрим, сколько нужно чисел для того, чтобы описать эту систему, этот простейший маятник. Классическая наука говорит, что для того, чтобы описать этот маятник, чисел нужно бесконечно много. В самом деле, маятник, очевидно, подчиняется законам механики, но для того, чтобы такая игрушка вращалась и не останавливалась из-за трения, должно создаваться электромагнитное поле. Поэтому - механика плюс электродинамика, уравнения Максвелла. Формально бесконечно много степеней свободы.
Нелинейная динамика, анализируя системы такого сорта, позволяет устанавливать, сколько переменных необходимо для их описания, сколько переменных нужно для прогнозирования, она помогает выяснить, каким должен быть их мониторинг. Оказывается, что для такой системы нужно не более десятка переменных.
Это открывает совершенно новые возможности. У нас есть формально очень сложная система и нам требуется выделить из нее самое главное. Если раньше, в 60-ые гг., был моден системный анализ, рассматривавший некие общие свойства систем, которые возникают у них, как у целого, то сейчас нам в Институте прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН очень нравится слово системный синтез. Такой синтез позволяет из массы переменных извлечь именно то, что нужно для принятия решения.
После того, как было понято, что есть принципиальные ограничения в области прогноза, созданы новые поколения моделей и алгоритмов, прогноз стал индустрией. Сейчас происходит скачок в прогнозировании - скачок, который можно сравнить с тем, что произошло с наступлением эпохи персональных компьютеров. До персональных компьютеров ЭВМ были огромными и дорогими комплексами, которые были по силам только очень крупным фирмам. А после появления персональных компьютеров вычислительная техника стала доступна очень многим. Та же самая революция происходит сейчас в области прогнозов. Это перестало быть наукой, это становится технологией. Если раньше "РЭНД корпорейшн" и несколько других коллективов обеспечивали прогнозами правительство США и еще несколько ведомств, то сейчас даже не очень крупные фирмы имеют лаборатории, которые прогнозируют, лаборатории, как их называют, "проектирования будущего".
Динамический хаос позволил в ряде случаев диагностировать серьезные заболевания по данным об электрической активности с помощью довольно простых компьютерных программ, предложить новые алгоритмы сжатия данных и защиты информации. Экономические прогнозы, опирающиеся на представления о хаосе и странных аттракторах, стали бурно развивающейся областью деятельности. Нельзя не вспомнить о "нелинейных журналах" - "Physica D", "Chaos", "Nonlinearity", "Physical Review E", "Прикладная нелинейная динамика" и многие другие. Оказалось, что есть гораздо больше того, что связывает объекты различных научных дисциплин, по крайней мере с точки зрения прогноза, чем того, что их разделяет.

Управление рисками и прогноз редких катастрофических событий

Да, человек смертен, но это было бы еще полбеды.
Плохо то, что он иногда внезапно смертен, вот в чем фокус!
М.А. Булгаков. "Мастер и Маргарита"

Сейчас в области научных исследований, связанных с прогнозом, в центре внимания находятся описание и предсказание редких катастрофических событий. В свое время один из создателей современной химии Вант-Гофф говорил: "Я убрал из своих трудов все то, что трудно наблюдать, и то, что происходит достаточно редко". Возможности, которые дают нам сегодня информационные технологии, позволяют обратиться к анализу и прогнозу редких катастрофических событий.
Приведем пример, показывающий, что самые разные катастрофические события могут развиваться по одним законам. На рис. 4 показаны графики поведения характеристик, описывающих две сложно организованные иерархические системы - фондовый рынок и тектонический разлом - незадолго перед катастрофой.
Как видим, в обоих случаях, у нас есть быстрый катастрофический рост, на который накладываются ускоряющиеся колебания. Сглаженная кривая отлично описывается формулой

т.е. мы имеем одно и то же решение уравнений, которых пока не знаем. Следует обратить внимание на то, что асимптотикой таких процессов перед катастрофой является так называемый режим с обострением (когда одна или несколько величин, характеризующих систему, за конечное время вырастают до бесконечности). Этот класс режимов в течение более 30?ти лет исследуется в научной школе, сложившейся в Институте прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, под руководством одного из авторов этого сообщения. Последняя книжка на эту тему "Режимы с обострением. Эволюция идеи" вышла в прошлом году в издательстве "Наука" [6].
В свое время Джон фон Нейман говорил: "Я не верю, что можно найти общие закономерности в поведении сложных систем. Это то же самое, что построить теорию не слонов". Развитие нелинейной динамики опровергло это утверждение. Нелинейная динамика позволила установить универсальные сценарии возникновения хаоса из упорядоченного состояния [3]. То, что происходит сейчас в науке, показывает, что в ряде случаев можно говорить и о неких универсальных сценариях возникновения катастроф.

Рис. 4. Характерный вид зависимости, возникающей перед катастрофами в сложных системах
Слева - зависимость логарифма индекса Доу-Джонса (этот индекс определяется ценой самого эффективного пакета акций 30?ти ведущих компаний Соединенных Штатов) от времени перед Великой депрессией с 1921 по 1930 год. Точки - это точные данные, а сплошная кривая - сглаженная зависимость, простроенная по ним. [4]
Справа - зависимость логарифма концентрации ионов хлора в родниках перед катастрофическим землетрясением в Кобе в 1995 году от времени (указано в годах). [5]

Лет тридцать назад Ричарда Фейнмана спросили: "Если бы завтра все живущие ныне физики погибли и от всех них в будущее можно было бы передать только одну фразу, что бы Вы сказали?" "Весь мир состоит из атомов и пустоты, - ответил Фейнман. - Остальное они додумают".
Если бы такой же вопрос сейчас был задан всем ученым, а не только физикам, вероятно, фраза должна была бы быть иной: "Научитесь управлять рисками". Управление рисками - одна из важнейших технологий нашей цивилизации [7,8]. Она соответствует магистральному пути прогресса - менять одни угрозы и опасности на другие. Например, опасность голодать и мерзнуть - на риск пожинать плоды заражения воды, земли, воздуха, связанные с работой тепловых или атомных станций.
Не надо думать, что здесь "иного не дано", что здесь можно только плыть по течению. Иное дано. Швеция приняла решение отказаться от атомной энергетики как от слишком опасной технологии. В то же время во Франции, где более 70 процентов электроэнергии производится на АЭС, правительство рассматривает форсированное развитие этой отрасли как важнейший способ сохранения окружающей среды. Цена вопроса весьма высока, и свобода маневра достаточно велика.
Глубокая связь между идеями нелинейной динамики и управлением рисками стала ясна недавно. Осознать ее помогла парадоксальная статистика аварий. Вспомним "Титаник", "Челленджер", Чернобыль, Тримайл, Бхопал... Каждая из этих крупнейших катастроф XX века связана с длинной цепью причинно-следственных связей, с "неблагоприятным стечением многих маловероятных случайных обстоятельств", как часто пишут в актах государственных комиссий. И в самом деле, вздумай злоумышленник специально сделать что-то подобное, ему пришлось бы трудно. При знакомстве с бедствиями не оставляет чувство, что нам просто очень не везет.
Что же является математическим образом этого "невезения"? Выше уже звучало слово "случайность". В начале прошлого века Карл Гаусс установил, что сумма независимых, одинаково распределенных случайных величин подчиняется вполне определенному закону. Соответствующая ему кривая, получающаяся после нормировки, показана на рис. 5. Видно, что она очень быстро убывает, большие отклонения, в соответствии с этим законом, очень редки. Настолько редки, что ими можно пренебречь.

Рис. 5. Типичный вид нормального и степенного распределений
Классическим, привычным является гауссово распределение (жирная линия). В соответствии с ним, большие отклонения настолько редки, что ими можно пренебречь. Однако многие бедствия, аварии, катастрофы порождают статистику со степенным распределением (тонкая линия). В этом случае редкими катастрофическими событиями пренебречь нельзя.
На правом рисунке графики тех же распределений представлены в логарифмическом масштабе, при котором степенные зависимости приобретаю вид прямых линий.

Гауссово распределение лежит в основе множества инженерных расчетов и технических норм. Все инженеры знают, что есть "правило трех сигм". Это правило говорит о том, что вероятность отклонения случайной величины от среднего значения более, чем на три "сигмы" составляет менее 0,001 (см. рис. 5). "Сигма" здесь - среднеквадратичное отклонение.
Простой пример: по этому закону распределен рост людей. Поэтому вероятностью встречи с трехметровым гигантом с легким сердцем можно пренебречь.
Но есть и другой класс законов, которые называют степенными (тонкая кривая на том же рисунке). Здесь "хвост" убывает гораздо медленнее, поэтому такие законы часто называют "распределениями с тяжелыми хвостами". В этом случае большими отклонениями пренебречь нельзя. Если бы по такому закону был распределен рост, то это был бы уже мир восточных сказок с тридцатиметровыми джиннами, ифритами, дэвами, которые вполне могли встретиться в жизни простых смертных.
Именно в мире восточных сказок мы обычно и оказываемся, сталкиваясь с бедствиями, катастрофами, авариями. Такова статистика землетрясений, наводнений, ураганов, инцидентов с хранением ядерного оружия, биржевых крахов, ущерба от утечки конфиденциальной информации, многих других невзгод.
Чтобы не быть голословным, приведем американскую статистику за последний век (рис. 6). По оси абсцисс отложено число жертв, а по ординате число событий, в которых число жертв было больше заданной величины. Здесь представлены торнадо, землетрясения, наводнения, ураганы. Идеальной степенной статистике соответствовала бы прямая. Видим, что экспериментальные данные с достаточно хорошей точностью ложатся на прямые.
Почему это жизненно важно? Когда мы определяем, браться ли нам за какой-то технический проект или не браться, то есть несколько подходов. Первый подход был реализован и доведен до совершенства еще во времена Колумба.
Мы считаем все возможные исходы N, берем их вероятности pi, умножаем на соответствующие выигрыши или проигрыши xi и суммируем

И в зависимости от того, какая величина получится, мы беремся за этот проект или не беремся.

Рис. 6. Распределение бедствий по количества погибших в их результате в США в XX веке
По оси абсцисс отложена фатальность F стихийного бедствия, измеряемая логарифмом числа погибших в его результате. Логарифм числа бедствий (log N), имеющих фатальность не меньше данной отложен по оси ординат. Идеальным степенным законам соответствуют прямые. Видно, что эти законы являются хорошим приближением для реальной статистики бедствий и катастроф.
Приведены данные для торнадо (ромбы), наводнений (квадратики), ураганов (кружки), землетрясений (треугольники).

Следует отметить, что единственной экспедицией, которая пошла за государственный счет в Новый Свет, была экспедиция Колумба. А после этого в Испании торговые дома начали заниматься страхованием и перестрахованием таких проектов, потому что финансовый риск для отдельного торгового дома был слишком велик. Но зато и выигрыш был очень велик.
Исторический анекдот: Френсис Дрейк после своей экспедиции в Новый Свет преподнес английской королеве подарок, который равнялся двум годовым бюджетам Англии. И королева расплатилась со всеми долгами.
Итак в нашем мире действительно есть много очень опасных, но очень выгодных проектов. И на этой основе, заложенной еще во времена Колумба, до 50-х годов оценивались очень многие технические инициативы.
Однако еще в XVIII веке был замечен следующий парадокс. Представим такую игру: мы бросаем монетку - выпадает орел или решка. Если выпал орел, Вы получаете два золотых дуката и игра кончается. Если он выпал во второй раз, Вы получаете четыре золотых дуката и игра кончается. Если третий раз, - восемь. При этом сумма S1, которая входит в "колумбов алгоритм" бесконечна.
Спрашивается, сколько можно заплатить за право войти в такую игру? Бернулли, который был в Санкт-Петербурге и наблюдал за такой игрой, был поражен тем, что люди готовы платить за это не более 20 дукатов.
Когда человек оценивает вероятность и решает, следует ли рисковать, то, по мнению Бернулли, он действует не по "колумбову алгоритму". Он оценивает не реальный выигрыш, а полезность выигрыша

где U(xi) - функция полезности. Если у Вас есть рубль, то 100 рублей для Вас - огромный выигрыш. А если у Вас есть тысяча рублей, то 100 рублей Вы цените гораздо меньше, его "полезность" для Вас гораздо меньше. В середине ХХ века Джон фон Нейман показал, что в экономическом поведении для массы ситуаций "бернуллиевский алгоритм" хорош.
Однако дальнейшие исследования экономического поведения, в частности, работы Алена и его школы, показали, что алгоритм принятия решений у людей во многих ситуациях иной, более сложный. Человек имеет дело не с формулой Бернулли, а с формулой, где есть не только функция полезности, но и субъективные вероятности, отражающие наши представления об опасности

Рис. 7. Типичная схема оценки аварий
В случае "гауссовых бедствий" выделяют проектные, запроектные и гипотетические аварии. Вероятность первых определяется площадью криволинейной трапеции ABEF, запроектных - BCDE, гипотетических - площадью участка под кривой, лежащим справа от линии DC. Для наглядности площади, соответствующие запроектным и гипотетическим авариям, на рисунке значительно увеличены.

где f(pi) - субъективные вероятности [9]. Они отражают наше мнение о том, насколько вероятно то или иное событие. Психологи утверждают, что если человеку сообщают, что риск меньше 10?6 годУ1, то он просто игнорирует эту возможность.
То есть для того, чтобы анализировать какие-то проекты, мы должны иметь не-кую систему оценок. В 50?е годы предполагалось, что люди, если им регулярно платят зарплату и они имеют достаточную квалификацию, способны обеспечить абсолютную безопасность работы любого объекта. Но благодаря Государственной научно-технической программе "Безопасность", усилиям член-корр. РАН Н.А. Махутова, удалось показать, что здесь разумнее действовать так, как действуют во всем мире, а именно, так, как показано на рис. 7.
Итак: у нас есть проектные аварии (и для них есть некая вероятность). А раз они проектные, то компания должна их устранять сама. У нас есть запроектные аварии со своими вероятностями - их последствия должны ликвидировать МЧС, соответствующие органы, которые могут это делать. И есть еще гипотетические аварии, вероятностью которых, как еще недавно считали, можно пренебрегать.
Исходя из этой картинки, проектировалось очень многое, начиная с систем вооружений и кончая атомными станциями. Оказалось, что предположение о гауссовой статистике, собственно, и приводит к заключению о том, что возможность вероятности аварии на атомной станции 10?7 годУ1, т.е. одна авария за 10 миллионов лет. Однако, как показали проведенные в последние годы исследования, во всех этих случаях мы имеем дело со степенной статистикой. Поэтому оценки должны быть совершенно другие.
Защищаться от "степенных катастроф" нужно совсем иначе, чем от обычных "гауссовых аварий". Среди последних можно выделить проектные (иногда возникающие), запроектные (которые бывают совсем редко) и гипотетические аварии (настолько редкие, что ими обычно пренебрегают). А в случае "степенных бедствий" надо рассчитывать на худшее. В случае землетрясений нужно не надеяться "на авось", а вести сейсмостойкое строительство. Другой пример: плотины Волжского каскада закрывают водохранилища, содержащие десятки кубических километров воды. Их разрушение может привести к возникновению волны в десяток метров высоты. Это сотни тысяч жизней.

Рис. 8. Типичная картина при возникновении жесткой турбулентности
На "хаотическом фоне" изредка возникают гигантские пики.

Чтобы представить масштаб редких катастрофических событий, достаточно напомнить несколько эпизодов из истории XX века. При наводнении 1931 года на реке Янцзы в Китае погибло 1,3 млн. человек, при Тянь-Шанском землетрясении в 1976 году - около 650 тысяч. Наводнение в Бангладеш в 1970 году унесло более 500 тысяч жиз-ней и оставило без крова 28 млн. человек [8].
В управлении риском основное и наиболее важное связано не только с описанием, со статистикой, с пониманием механизмов. Главное связано с тем, что в ряде случаев можно определить предвестники. Пример такого поведения дает интересное явление, которое называется жесткой турбулентностью. В 70?х годах его обнаружили в физике плазмы, а в последнее время в самых разных системах типа "реакция-диффузия". Пусть есть некая величина, которая меняется в хаотическом режиме, но иногда совершает гигантские скачки (см. рис. 8). И вот для таких модельных задач удается выявить предвестники, которые сигнализируют об опасности. Еще ничего не произошло, катастрофа далеко, а некоторая медленно меняющаяся переменная уже говорит о том, что мы вошли в опасную область (рис. 9).
Сейчас такие вещи ищутся для многих реальных систем.

Рис. 9. Изменение медленных переменных перед гигантскими пиками
Наиболее важна с точки зрения предупреждения катастрофических событий переменная M(t).

Ряд усилий, связанных с разработкой и приложением теории управления риском, предпринимается в связи с принятой по инициативе МЧС России Федеральной целевой программой по предупреждению и смягчению последствий чрезвычайных ситуаций в природной и техногенной сфере. В этой программе акцент сделан на прогнозе и предупреждении бедствий и катастроф, поскольку прогноз и предупреждение, с экономической точки зрения, обходятся в десятки, а иногда и в сотни раз дешевле, чем в ликвидация последствий уже происшедших бед.
Многие глобальные проблемы проявляются прежде всего в росте масштабов и числа чрезвычайных ситуаций. Без перелома этой тенденции не приходится надеяться на выход страны на траекторию устойчивого развития. Для России все это особенно актуально.
Однако масштаб этих работ в стране, на наш взгляд, пока не соответствует их значению. Здесь нужен широкий междисциплинарный подход и гораздо более активное участие Академии наук. Многие вещи здесь должны быть пересмотрены и переоцене-ны.

Парадигма сложности и теория самоорганизованной критичности

Откуда берется степенная статистика? Ответ на этот вопрос дает новая парадигма нелинейной динамики - парадигма сложности и построенная в ее рамках теория самоорганизованной критичности [10,11].
Степенные зависимости являются характерной чертой многих сложных систем - разломов земной коры (там это знаменитый закон Рихтера-Гутенберга), фондовых рынков, биосферы на временах, на которых происходит эволюция. Они типичны для движения по автобанам, трафика сообщений через компьютерные сети, многих других систем.
Для всех этих систем общим является возникновение длинных причинно-следственных связей. Одно событие может повлечь другое, третье, лавину изменений, затрагивающих всю систему. Например, мутация с течением времени меняющая облик биологического вида, влияет на его экологическую нишу. Изменение экологической ниши этого вида, естественно, влияет на экологические ниши других видов. Им приходится приспосабливаться. Это опять меняет экологические ниши. При этом окончание "лавины изменений", переход к новому состоянию равновесия могут произойти не скоро.
Простейшей физической моделью, демонстрирующей такое поведение, является куча песка.
Представим следующую картину. Мы бросаем песчинку на самый верх кучи песка. Она в состоянии либо остаться на ней, либо вызвать лавину. В лавине может быть одна или две песчинки, а может быть очень много. Оказалось, что статистика для кучи песка является степенной, так же как для ряда бедствий и катастроф. Она очень похожа на ту статистику, которую мы имеем, скажем, для землетрясений и для многих других сложных систем. То есть опасность находится на грани между детерминированным и вероятностным поведением или, как сейчас говорят, на кромке хаоса.
Исследование сложных систем, демонстрирующих самоорганизованную критичность, важно не только с прикладной точки зрения. Оно меняет отношение к сложным системам. Критическое поведение характерно для фазовых переходов, для самых разных систем вблизи точки потери равновесия. Принципиальным моментом, который удалось осмыслить и математически описать, стал самоорганизованный характер критичности во многих сложных системах. Оказалось, что такие системы сами по себе стремятся к критическому состоянию, в котором возможны лавины любых масштабов.
Поскольку к системам такого сорта относится общество, инфраструктуры различного типа, биосфера, системы вооружений, множество других иерархических систем, результаты теории самоорганизованной критичности оказались очень важны для анализа управляющих воздействий, адекватных таким системам методов, разработки их защиты и разрушения.
Исследования, связанные с разработкой парадигмы сложности, и прогнозирование на ее основе сейчас широко разворачиваются в мире. В частности, в США был создан Институт сложности в Санта-Фе. Его руководителем стал лауреат Нобелевской премии по физике Мюррей Гелл-Манн, одним из сотрудников - нобелевский лауреат по экономике Брайен Артур. Институт занимается различными задачами от прогнозирования бедствий и компьютерной имитации экономических процессов, до разработки сценариев дестабилизации политических режимов и искусственной жизни [12]. Работы, связанные с парадигмой сложности, ведутся в России в нашем Институте, нескольких других институтах Академии. Однако их масштаб далек от необходимого.

Почему нам удается предсказывать?

Вернемся к динамическому хаосу. Спросим: если предсказывать, даже с помощью современных компьютерных технологий, так непросто, то как же нам удается ориентироваться в нашем сложном и быстро меняющемся мире? Как удается разумно действовать, несмотря на свой весьма скромный горизонт прогноза?
Попытки получить ответ на эти вопросы, а с ним и алгоритмы прогноза, предпринимаются в создаваемой сейчас теории русел и джокеров.
Одним из ее авторов по праву может считаться известный финансист Дж. Сорос. В своей "Алхимии финансов" он выдвинул идею "информационной", или "рефлексивной", экономики. В соответствии с ней такие переменные, как "уровень доверия", "ожидаемые прибыли" и многие другие, характеризующие нашу "виртуальную реальность", играют ключевую роль в современной экономике. Именно они позволяют строить, а затем уничтожать величественные финансовые пирамиды. Но именно эти переменные могут меняться скачком, что совершенно не характерно для математических моделей, построенных в естественных науках.
Другими словами, в фазовом пространстве многих объектов, с которыми мы имеем дело в жизни, есть места, называемые областями джокеров, в которых случайность или игровой элемент, или фактор, не играющий никакой роли в другой ситуации, может оказаться решающим и не только повлиять на судьбу системы, но и скачком перевести ее в другую точку фазового пространства. Правило, по которому совершается этот скачок, и называется джокером. Название пришло из карточной игры. Джокер - карта, которой можно присвоить значение любой карты по желанию играющего. Понятно, что это резко увеличивает число вариантов и степень неопределенности.

Рис. 10. Система с руслами и джокерами
Картинка, возникающая в задаче с разорением банка. Небольшая область внутри окружности соответствует области джокера, в которой надо принимать серьезные меры.

Простой пример. Допустим, у нас с вами есть небольшой банк. И дела день ото дня идут все хуже. Да и как может быть иначе в эпоху кризиса? Пора принимать реше-ние. Первое, наиболее естественное (оно принимается с вероятностью p1, см. рис. 10) - организовать презентацию в "Хилтоне". Шумиха, журналисты, новые клиенты и воз-можности. Второе - поступить, как честные люди, и объявить о банкротстве (вероятность p2). Наконец, подумать о семье и близких друзьях и улизнуть, прихватив всю оставшуюся наличность, чтобы с другого берега океана поучать местных реформаторов (вероятность p3). Видим, что у нас вновь и вновь возникает симбиоз динамики, предопределенности и случайности.
Можно перевести сказанное на медицинский язык. Вдали от области джокера эффект должна давать терапия, а в самой области нужно гнать терапевтов и звать хи-рургов. И ситуация при этом может измениться быстро и радикально.
Но если нам не везет с прогнозами в области джокера, то где-то должно и везти. Подумаем: что значит "везет с прогнозом"? Это значит, что поведение системы с устраивающей нас точностью определяется лишь несколькими переменными, а обо всем остальном в первом приближении можно забыть. Кроме того, здесь должна быть возможность предсказывать на довольно большой срок. Такие области в фазовом пространстве и были названы руслами. [13]
Вероятно, способность эффективно выделять русла, учиться не только методом проб и ошибок, совершенствуя свою предсказывающую систему и здравый смысл, и дала нашему виду решающее преимущество в ходе эволюции. Можно взглянуть и более широко: разные теории, подходы, науки оказываются полезными и востребованными, если они удачно нашли свои русла. Ведь наука - это искусство упрощать, а упрощать особенно удобно, имея дело с руслами. Разумеется, "в среднем", "в общем случае" мы не можем заглянуть за горизонт прогноза. Но "в частности", оказавшись в области параметров, соответствующих руслу, и осознав это, можно действовать разумно и осмотрительно.
Но тут возникает вопрос: где начинается и где кончается русло? Какова структура нашего незнания? Как от одного информационного поля и одних представлений, адекватных этому руслу, переходить к другим, когда это русло кончилось? Знакомясь с разными экономическими, психологическими, биологическими теориями, трудно отделаться от ощущения, что, сами того не осознавая, их создатели имеют дело с разными реальностями, с разными руслами. Это сродни дополнительности в квантовой механике, когда ответ на вопрос, является электрон волной или частицей, зависит от конкретного эксперимента.

Прогноз и динамика сложных социально-технологических систем

После того, как осознано существование горизонта прогноза, после того, как понято, с системами какой сложности можно иметь дело, уточнены вопросы, которые можно задать, и данные, которые нужны, чтобы на них отвечать, мы получаем инструмент для описания самых разных явлений и процессов. Особенно полезен этот инструмент может быть при прогнозировании поведения социально-технологических систем, для которых пока не известны количественные законы, определяющие их динамику.

Моделирование развития высшей школы

В качестве первого примера обсудим моделирование и прогноз развития высшей школы. В 1994 году к нам обратилось Министерство образования России и Всемирный банк реконструкции и развития. Речь шла о выделении кредита на реконструкцию высшей школы в размере 2?х миллиардов долларов. Были достаточно благополучные, в сравнении с нынешними, времена.
И тогда возник вопрос: если будут реализованы пожелания Всемирного банка, то к чему это приведет в 5?ти, 10?ти, 20?летней перспективе на макроуровне, на уровне макроэкономики, на среднем уровне, на микроуровне. Остановимся на макромодели. Мы проанализировали статистику ООН, исходя из представлений нелинейной динамики. Оказалось, что индустриальное развитие и роль науки и образования могут быть определены (если мы хотим получить грубую качественную картину) в результате компьютерного анализа дискретного отображения для трех переменных [14]. Одна переменная характеризует ресурсы. Другая переменная отражает производство, валовой внутренний продукт. И третья переменная характеризует науку плюс образование (рис. 11).

Рис. 11. Макроэкономические траектории невосприимчивой к нововведениям экономики
Кривые показывают, как меняются выраженные в условных единицах ресурсы (длинный пунктир), объем производства (сплошная линия) и научно-технический потенциал (короткий пунктир) в некоторой стране с течением времени. В конце концов страна оказывается в положении банановой республики. Переменная t на этом рисунке - время в годах.

Оказалось, что есть две ключевые величины в этой системе. Одна величина - это время запаздывания. То есть, если наука и образование начнут завтра работать намного лучше, то экономика это почувствует с запаздыванием от 3 до 5 лет.
Второе - восприимчивость к инновациям. По данным статистики, с которыми мы работали, если принять восприимчивость японской экономики за десятку, то для американской экономики это 8, для Западной Европы это 6, для Советского Союза это единичка.
А теперь допустим некую модельную ситуацию. Страна, имеющая богатые ре-сурсы, начинает индустриализацию и вкладывает деньги в науку. Но коэффициент восприимчивости - ноль. То есть у нас активно развивается наука, но поскольку экономика не воспринимает никакие научные исследования, то в конце мы оказываемся на уровне возобновляемых ресурсов (рис. 11). С этой точки зрения, совер-шенно иной становится роль науки. Наука нужна для того, чтобы она нашла новые источники развития.

Рис. 12. Макроэкономические траектории экономики, восприимчивой к инновациям
Восприимчивость экономики гораздо выше, чем в предыдущем случае и страна совершает "технологический рывок", выводящий ее в число развитых стран. Здесь мы наблюдаем ситуацию, когда общество достигает некоторого уровня развития, после чего происходит смена основных ресурсов разви-тия, и дальнейший рост обеспечивается интеллектуальной сферой.

Например, известно, что соли урана в 30-е годы рассматривались как прекрасные красители. А потом оказалось, что уран годен для чего-то еще.
А теперь рассмотрим следующее. Допустим, что в результате неких реформ нам удалось поднять восприимчивость экономики. Тут ситуация следующая (рис. 12): послереформенная ситуация для нас близка к тому, что есть в Японии, имеет место форсированный рост. А вот теперь на этом резком росте мы взяли и финансирование образования и науки сократили вдвое. И оказывается, что мы имеем совершенно другую кривую, напоминающую, ту которая была в начале (рис. 13). То есть мы попали в ловушку: наука не финансируется, потому что экономика бедна; экономика бедна, потому что нет разработок и эффективных технологий.
Оказалось, что модели Всемирного банка реконструкции и развития, с которыми мы сравнивали результаты, дают примерно такую же картину, как наша. Эксперты Банка считают, что для России такая картина была бы нормальной - выход на этот устойчивый низкопродуктивный режим. Но мы мыслим несколько иначе.

Рис. 13. Макроэкономические траектории экономики, восприимчивой к инновациям, при урезании финансирования
Усвоение новаций то же, что и на рис. 12, но финансирование интеллектуальной сферы урезано вдвое. В результате к критическому моменту начала спада производства развитие интеллектуальной сферы не достигло необходимого уровня и не смогло оказать заметного влияния на развитие общества. Результаты - почти те же, что и на рис. 11.

На пути к "социологии быстрого реагирования"

Другой пример. Сейчас открываются совершенно новые возможности в области управления обществом. Для того, чтобы охарактеризовать их, мы используем термин "социальный барометр" или "социология быстрого реагирования". Что это означает? Допустим, что мы меряем параметры нашего общества. Спрашивается, сколько переменных на самом деле характеризуют его? Оказывается, для социологических данных, опираясь на новые компьютерные технологии и представления нелинейной динамики, можно отвечать на такие вопросы.
Типичная ситуация такова. Данные социологических опросов и имеющиеся во многих регионах России информационные возможности позволяют проводить подробный мониторинг общества - десятки и сотни показателей. Компьютерные сети позволяют осуществлять такой мониторинг с интервалом в дни или часы.
Но что делать с этой огромной и, очевидно, важной информацией? Ведь лицо, принимающее решения, может держать в виду только несколько факторов и несколько количественных показателей (психологи утверждают, что не более 7). Как выбрать эти показатели и помочь принимать разумные и взвешенные решения?
То, что помочь можно, показывает такая несложная вещь, как барометр. Пусть мы не знаем или не умеем эффективно решать уравнения, описывающие динамику атмосферы, на основе которых можно было бы предсказывать погоду. Но барометр перед бурей предупреждает, что нас могут поджидать проблемы.
Для социальных систем компьютерные технологии позволяют действовать аналогичным образом и "сворачивать" имеющуюся информацию в несколько показателей, которые помогают принять решение. В основу этих подходов легли методы, апробированные при прогнозе землетрясений [8]. Мы не знаем уравнений, решая которые можно прогнозировать катастрофу. Однако имеем огромный массив данных, используя которые можем "научить" соответствующие компьютерные системы. Работа над применением этих подходов в социологии ведется нами с И.В. Кузнецовым и его коллегами из Международного института математической геофизики и теории прогноза землетрясений РАН, а также с С.А. Кащенко и исследователями из Ярославского государственного университета.
И здесь хотелось бы предостеречь относительно преувеличенных ожиданий, типичных для общества, слишком много ожидающего от компьютерных технологий. Вначале предполагалось, что автоматизированные системы управления позволят резко повысить эффективность экономики. Но экономика оказалась не готова к этому. Большие надежды возлагались на вычислительный эксперимент, связанный с компьютерным решением различных уравнений. Но выяснилось, что для многих важных объектов у нас нет соответствующих уравнений, а если и есть, то определение коэффициентов и настройка модели сами по себе представляют исключительно сложную задачу.

Рис. 14. Разность между позитивными (и нейтральными) и негативными ответами на вопросы ВЦИОМ

"Что бы Вы могли сказать о своем настроении в последние дни?" (вверху)
"Как Вы бы оценили в настоящее время материальное положение вашей семьи?" (внизу)
"Ахиллесовой пятой" алгоритмов прогноза для социально-экономических систем, задач, связанных с управлением риском, являются данные. Для того, чтобы "научить" соответствующие компьютерные системы нужно иметь достаточно длинные ряды достоверных и достаточно точных данных, характеризующих различные стороны изучаемого объекта. Пока этого практически нигде нет. Чтобы повысить качество про-гноза, этот пробел надо будет восполнять.
Когда начинаешь работать с социологическими данными, то выясняется много удивительных вещей. На рис. 14 представлены данные социологического опроса. Мо-сква и Санкт-Петербург и вся остальная Россия. Ситуация поразительная. Оказалось, что на многие события Москва и Санкт-Петербург среагировали в противовес всей ос-тальной стране.
Естественно, такое поведение связано с социально-экономической структурой общества, со шкалой ценностей. Используя обсуждаемые подходы, многие выводы, сделанные исследователями из Института социально-политических исследований РАН [15], оказывается возможным подтвердить и обосновать количественно на другом, более глубоком уровне.
Такие методики, как и большинство научных результатов, являются обоюдоострыми. Опираясь на них, с одной стороны, можно еще более успешно, чем теперь, манипулировать поведением электората. С другой стороны, они показывают, каковы основные переменные, параметры порядка в общественном сознании. Именно они определяют и основные будущие проблемы, возможности, связанные с выходом России из кризиса.

Инновационное развитие. Сценарии для России

Сейчас многие надежды связываются со словами "инновационная экономика". И мы, в частности, в Институте прикладной еских институтов занимаемся по поручению Министерства промышленности, науки и технологии РФ исследованием возможностей выхода России на траекторию устойчивого развития и перехода к инновационной экономике.
Проведенный анализ показал, что в десятилетней перспективе сложной социально-экономической системе, каковой является мир России, угрожает коллапс. Системный кризис подвел страну к черте, где закритический износ основных фондов ведет к череде техногенных и социальных катастроф, рост цен на энергоносители - к окончательному уничтожению обрабатывающей промышленности, повышение транспортных тарифов - к необратимому распаду страны. При сохранении нынешних тенденций произойдет окончательная утрата суверенитета, распад страны, уход российского этноса с исторической арены.
Из-за своего географического и геоэкономического положения, в силу высокой энергоемкости производства и жизни в холодной стране, 4/5 территории которой лежит в зоне вечной мерзлоты, Россия не может сколь-нибудь долгое время быть сырьевым придатком стран "золотого миллиарда" [16]. Поэтому жизненно важным стал вопрос о новых ресурсах развития [14]. Одна из возможностей связана с переориентацией экономики на производство высокотехнологичной продукции в нескольких отраслях. Правительством России заявлен курс на переход от "экономики трубы" к инновационному развитию.
Официальный взгляд на развитие инноваций ориентирован на неолиберальную концепцию и следование зарубежным образцам. Это трактовка инноваций как нововведений, нашедших место на рынке, ставка на развитие венчурного предпринимательства, понимание роли государства как арбитра, обеспечивающего условия и инфраструктуру для внедрения инноваций. Исследования, проведенные по заданию Минпромнауки РФ коллективом исследователей из ИПМ им. М.В. Келдыша РАН и других институтов Академии, показали, что этот путь является тупиковым для России.
Инновации в России в настоящее время должны обеспечивать решение стратегических задач по жизнеобеспечению населения, по постепенному переходу страны на траекторию прогрессивного устойчивого развития, а не по "заполнению рынка", "обеспечению макроэкономической стабилизации" и т.д. Большинство жизненно важных для России инноваций имеет нерыночный характер. Это производство качественных и доступных населению продуктов питания и лекарств, строительство жилья и дорог, обеспечение коммуникаций, ресурсосберегающие технологии, нововведения, повышающие безопасность техносферы. Многие из широко обсуждаемых сейчас инноваций [16,17] нужны не для гармонизации экономики, а для выживания страны. На передний план выходят надежность, долговечность, ремонтопригодность новых образцов техники для России.
Единственным заказчиком таких инноваций может и должно выступить государство. Оно должно вновь взять на себя важнейшую функцию - функцию целеполагания в области экономики и социального развития. Это требует принципиально иного уровня координации по сравнению с нынешним, гораздо более высоких требований к прогнозу и мониторингу социально-экономической системы. Это предполагает воссоздание на основе новых методов социального управления, прогнозирования, современных информационных технологий такой структуры как Госплан России.
Его первоочередными задачами должны стать:
- повышение достоверности и качества прогноза;
- инвентаризация ресурсов, которыми располагает Россия;
- определение коридора возможностей страны при альтернативных стратегиях развития;
- детализация выбранной политики (не только в стоимостных, но и в натуральных показателях).
Следует отдать себе отчет, что страна находится в чрезвычайной ситуации, в историческом тупике. Чтобы вывести ее оттуда нужны программы масштаба "Нового курса" Рузвельта [18]. Выработка такого курса должна стать одной из главных задач и для научного сообщества, и для руководства страны.
Возвращаясь к инновациям, заметим, что те переменные, которые Министерство считало ключевыми, и те механизмы, которые считались важными, - инновационно-производственные комплексы, их форсированное развитие и выход на рынок и так далее, второстепенны. Когда мы проанализировали те позиции, на которые возлагали надежды, оказалось, что эти надежды не оправданы. Оказалось, что важны не сами инновационно-производственные комплексы, а симбиоз. Конкретная ситуация - Зеленоградский инновационно-производственный комплекс. Есть завод "Протон", который на самом деле является донором для массы мелких предприятий. Каждое из них получает деньги у государства. Но если мы подсчитаем итог - сколько такое предприятие получает и сколько оно вкладывает в ВВП, то оказывается, что дают они примерно в 10 раз больше, чем получают. Поэтому, стимулируя инновации в этом конкретном случае, надо думать не только о мелких фирмах, но прежде всего о заводе "Протон". То есть, когда с позиций нелинейной динамики, информационных процессов анализируешь, казалось бы, очевидные вещи, то результаты могут быть весьма неожиданными.

Теоретическая история или поиск альтернатив

В свое время Арнольд Тойнби, один из выдающихся историков нашего века, написал очень короткую работу, некую "историческую ересь", как он ее потом называл в своих воспоминаниях. Работа называется так: "Если бы Филипп и Артаксеркс уцелели" [19]. Известно, что Александр Македонский пришел к власти в результате заговора, который, как говорят, устроила его мать. Именно поэтому мать очень быстро погибла. По мнению Тойнби, история сложилась бы радикально иначе, если бы не было Александра Македонского и, соответственно, его оппонента. По мнению Тойнби, Рима не было бы, история пошла бы совсем иначе и наступила бы не эпоха громадных империй в Европе, а длительное время были бы очень хорошие перспективы развития у городов-государств. В то же время восточные деспотии медленно трансформировались бы, сохраняя стабильность.
Те техники, методики, формализм, которые предлагаются в нелинейной динамике, и которые сейчас активно развиваются (в частности, их развивают Д.С. Чернавский и С.Ю. Малков), позволяют для неких простейших модельных ситуаций рассматривать альтернативы исторического развития [14,20,21].
Приведем пример, относящийся к ситуации, рассмотренной А. Тойнби. Компьютерные расчеты дают два варианта (см. рис. 15). Это плотность населения для Средиземноморья. Левый вариант: у нас есть Рим и история сложилась именно так, как сложилась. И действительно в 96 процентах случаев компьютерные расчеты дают именно этот вариант. Но есть еще 4 процента, когда история идет совсем иначе. Правая картинка: у нас нет Рима, значит нет римской цивилизации, а форсированным образом развивается Греция.
Иначе говоря, компьютерный анализ показывает существование обеих возможностей, которые увидел Тойнби. Разумеется, эти простейшие модели весьма условны. Они учитывают только элементарные взаимосвязи между природными, социальными, демографическими факторами - очень небольшой набор в сравнении с огромным массивом данных, которым оперируют профессиональные историки. Однако важно то, что даже учет этих немногих взаимосвязей позволяет увидеть исторические альтернативы. Можно надеяться, что более сложные модели такого типа будут полезны в стратегическом планировании, что история со временем будет все чаще играть роль "прикладной науки". Роль оселка, на котором оттачиваются модели мировой динамики, значение которых в связи с концепцией устойчивого развития возрастает.


Рис. 15. Плотность населения в Средиземноморье

Результаты компьютерного расчета. Чем темнее цвет на карте, чем выше плотность. Слева - вариант, реализовавшийся в истории. Справа - альтернативный.
Подводя итог, можно сказать следующее. Между учеными, работающими в разных научных дисциплинах, достигнуто общее понимание принципиальных проблем в области прогноза и фундаментальных ограничений, связанных с предсказанием. Для того, чтобы разумно строить политику - технологическую, инновационную, экономическую - исключительно важно в ряде случаев иметь прогноз и иметь коллективы, которые способны такой прогноз давать.
Литература
1. Lorenz E.N. Deterministic nonperiodic flow// Journ. of the Atmospheric Science. 1963. V.20 P.130?141.
2. Пределы предсказуемости. - М.: Центрком, 1997.
3. Малинецкий Г.Г. Хаос. Структуры. Вычислительный эксперимент. Введение в нелинейную динамику. М. Эдиториал УРСС, 2000.
4. Sornette D., Johansen A. Large financial crashes// Physica A. 1997. V.245. N3?4. P.411?422.
5. Johansen A., Sornette D. et al. Discrete scaling in earthquake precursory phenomena: Evidence in Kobe earthquake, Japan// J. Phys. France. 1996. V.6. P.1391?1402.
6. Режимы с обострением. Эволюция идеи: Законы коэволюции сложных структур. - М.: Наука, 1998 - 255 с.
7. Reduction and predictability of natural disaster// Eds. J.B. Rundle, D.L. Turcotte, W. Klein/ Proceedings of the workshop "Reduction and predictability of natural disasters" held January 5?9, 1994 in Santa Fe, New Mexico. - 1995.
8. Владимиров В.А., Воробьев Ю.Л., Малинецкий Г.Г. и др. Управление риском. Риск, устойчивое развитие, синергетика. М.: Наука, 2000. - 432 с.
9. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решения. М.: Логос, 2000. - 296 с.
10. Bak P. How nature works: the science of self-organized criticality. - Springer-Verlag New York, Inc. 1996. - 205 p.
11. Малинецкий Г.Г., Подлазов А.В. Парадигма самоорганизованной критичности. Иерархия моделей и пределы предсказуемости// Известия ВУЗов. Прикладная нелинейная динамика. 1997. Т.5, №5. С.89?106.
12. Waldrop M.M. Complexity: The emerging science at the edge of order and chaos. - Touchstone, New York, 1993.
13. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Современные проблемы нелинейной динамики. М.: УРСС, 2000.
14. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. - М.: Наука, 1997. - 288 с.
15. Россия у критической черты: возрождение или катастрофа: Социальная и социально-политическая ситуация в России в 1996 году: анализ и прогноз/ Под ред. Г.В. Осипова, В.К. Левашова, В.В. Локосова. - М.: Республика, 1997. - 303 с.
16. Паршев А.П. Почему Россия не Америка. - М.: Форум, 2000. - 412 с.
17. Вайцзеккер Э., Ловинс Э., Ловинс Л. Фактор четыре. - М.: Academia, 2000. - 400 с.
18. Рузвельт Ф.Д. Беседы у камина. - М. Государственная Дума РФ, 1995.
19. Тойнби А.Дж. Если бы Филипп и Артаксеркс уцелели// Знание-сила. 1994. №8, с.60?65.
20. Малков С.Ю., Ковалев В.И., Малков А.С. История человечества и стабильность (опыт математического моделирования)// Стратегическая стабильность. 2000. №3, с.52?66.
21. Чернавский Д.С., Пирогов Г.Г. и др. Динамика экономической структуры общества// Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1996. Т.4, №3, с.67?75.

ОБСУЖДЕНИЕ В ПРЕЗИДИУМЕ РАН

Г.Г. Малинецкий, представлявший в Президиуме РАН научное сообщение
"Нелинейная динамика и проблемы прогноза",
после выступления ответил на вопросы.

Академик Ю.А. Израэль: Вы буквально обрушили на нас гигантскую информацию, к которой, мне кажется, примешано много эмоций. Прогнозы есть разные, но вы претендуете на все: и на природные, и на экономические, и на политические. Я хочу сконцентрировать свой вопрос только на природных процессах.

В самом начале доклада вы упомянули о пределах предсказуемости. С вашей точки зрения, предел предсказуемости - это недостаток информации, недостаток компьютеров, недостаток теории или принципиальный вопрос? Если это принципиальный вопрос, то есть существует предел предсказуемости, то как его можно определить?

Г.Г. Малинецкий: Да, существует предел предсказуемости, именно это я и хотел сказать. Оказывается, природа устроена так, что для многих, даже достаточно простых маломерных систем близкие траектории расходятся. То есть малые причины имеют большие следствия. И тем, насколько быстро эти следствия растут со временем, определяется горизонт прогноза. Когда впервые Эдвард Лоренц осознал это принципиальное ограничение, он привел такой шокирующий пример. Если земная атмосфера устроена так, как мы себе это представляем, то взмах крыльев бабочки - очень малое воздействие в нужном месте и в нужное время - может изменить погоду, скажем, через две-три недели, в громадном регионе. То есть в метеорологии, как в квантовой механике или термодинамике, сформулированное ограничение - принципиальная вещь.
Есть разные способы определения горизонта прогноза. В частности, можно было бы вести мониторинг и фиксировать каждую десятую секунду положение конкретного шарика в маятнике, который я демонстрировал. Далее с помощью компьютерных технологий оценить количественные характеристики траектории движения этого шарика. Много-много раз наш шарик оказывается в окрестности одной и той же точки фазового пространства. Пусть у нас есть одна траектория. вторую траекторию, начинающуюся из близкой точки, мы можем считать возмущенной первой граекторией. И по этим двум траекториям можно определять среднюю скорость их расходимости, а значит и горизонт прогноза.

Ю.А. Израэль: Вы оцениваете горизонт протеза в метеорологии в две-четыре недели. Скажите более определенно, сколько?
Г.Г. Малинецкий: Мы в свое время остановились на трех неделях. Американские специалисты, которые приезжали к нам, утверждают, что три недели - это действительно та самая величина.
Хочу, чтобы меня поняли правильно, поэтому еще раз вернусь к маятнику. После того, как я запущу его, есть 5%-ный шанс, что он выйдет на простой периодический режим, который отлично предсказуем. Другими словами, существуют некие странные места в фазовом пространстве, где предсказуемость является аномально хорошей. В метеорологии хорошо известно такое явление, как блокинг. Если атмосфера находится в некотором специальном состоянии, мы попадаем в окрестность вполне определенной точки фазового пространства, в которой горизонт прогноза может быть довольно далеким. Но в среднем в системе есть конкретный конечный горизонт прогноза.

Академик Г.И. Марчук: В Сибирском отделении РАН Михаил Алексеевич Лаврентьев делал некие эксперименты. Имеется волна, довольно большая волна, может быть, даже волна цунами. Но пошел дождь, и вдруг энергия волны диссипирует: волна становится меньше, меньше и исчезает. Как этот эксперимент укладывается в теорию, которую вы развиваете?
Г.Г. Малинецкий. Честно говоря, я ждал такого вопроса. И приготовил некую демонстрацию. Посмотрите на эту игрушку (см. снимок). В равновесии она имеет устойчивую форму, не меняющуюся при любом воздействии. Но у нее есть и другая форма равновесия. Если мы начнем медленно менять параметр, то в некий момент происходит скачок, и эта форма равновесия исчезнет. После скачка имеет место бифуркация, система становится очень чувствительной к малым воздействиям. Это типичная картина для многих сложных систем, начиная с социальных и кончая экономическими. По-видимому, такое явление наблюдалось в экспериментах наших коллег из Новосибирска.

Игрушка, иллюстрирующая аномальную чувствительность системы вблизи точки бифуркации. Эта игрушка имеет два устойчивых состояния равновесия (а, б). Меняя число витков пружины, зажатых в руке, мы изменяем параметр. Вблизи точки бифуркации (в), где исчезает одно из состояний равновесия, пружина обладает аномальной чувствительностью к малым возмущениям. Последние скачком могут привести пружину в состояние равновесия а

Академик Н.А. Шило: Я как-то обратил внимание, что распределение времен полураспада как стабильных, так и радиоактивных изотопов химических элементов укладывается в ряд Фибоначчи. Какова связь между рядом Фибоначчи и гигантским процессом распада радиоактивных элементов, который охватывает, можно сказать, всю Вселенную?
Г.Г. Малинецкий: Именно этой задачей мы не занимались, мы просто не встречали людей, которые задавали бы такие вопросы.
Академик Р.И. Нигматулин: Мне представляется, что одна из причин появления всякого рода неопределенностей - это наличие порогов. И другая причина состоит в том, что большинство процессов описывается огромным количеством параметров, и так как мы все их не можем охватить, то количество параметров приходится уменьшать. Вместо миллиардов уравнений - семь-восемь. Например, в классической механике неопределенность - это плата за наличие порогов или за сокращение числа переменных или еще каких-то величин.
Г.Г. Малинецкий: Действительно, то, о чем вы говорите, - важные причины возникновения неопределенности. Но наряду с ними есть еще более глубокая причина. В такой элементарной системе, как система Лоренца, нет порогов, нет ни одного из перечисленных вами факторов, но существует неопределенность. Природа устроила все таким образом, что у нее есть принципиальное ограничение, связанное с горизонтом прогноза.
Академик В.А. Кабанов: Несколько лет назад вы делали доклад на химическом факультете МГУ, в котором анализировались возможности прогноза состояния образования в стране в зависимости от объема финансирования. Насколько я помню, из вашей модели выходила такая вещь: если взять некую страну с достаточно высоким уровнем науки и образования, которые так или иначе подпитываются, а потом уменьшить эту подпитку, то этот высокий уровень сохраняется до поры до времени, а затем наступает коллапс. Сегодня в нашей стране уменьшается процент валового внутреннего продукта, отчисляемый на науку и образование. Можно ли, используя ваши выкладки, предсказать, через сколько лет наступит состояние коллапса науки и образования у нас в стране?
Г.Г. Малинецкий: Работа, о которой вы упомянули, была связана преимущественно с образованием. Мы действительно установили некий порог финансирования, начиная с которого система "наука плюс образование" никак не влияет на макроэкономику. Это не означает, что образование не влияет на микроуровне - люди удовлетворяют свое любопытство, повышают свой социальный статус и т.д. Кроме того, мы проследили, как будет меняться преподавательский корпус. Это было в 1995 г.
Когда мы предъявили свои прогнозы, нас очень хвалили, но говорили, что все это слишком мрачно, что надо быть реалистами - увеличивать финансирование науки и образования не на проценты, а в разы, как мы советовали, невозможно. К сожалению, реальность оказалась примерно такой, как мы предсказывали, и даже несколько более мрачной. По нашим выкладкам, реформа высшей школы и среднего образования, которая задумана в настоящее время, преступна - она приведет к форсированной деградации всей нашей системы.

Полагаю, что на макроуровне анализировать научный сектор, инновационный сектор, в принципе, тоже возможно. Но здесь есть две проблемы. Одна - это социальный заказ, должны быть люди, которых действительно интересует прогноз, другая - необходимость большого набора данных. Мы работаем с Ярославским регионом, работаем с московским правительством. Выяснилось, что все данные - приватизированы, за них надо платить, платить и платить. Поэтому эти два обстоятельства не позволяют сейчас нашему коллективу строит такие же модели и так же серьезно говорить о науке, как мы говорили об образовании в свое время.

Академик В.И. Субботин: Вы использовали термин "запроектные аварии". Не вы его придумали, но он несет в себе очень опасную вещь. Конечно, абсолютно безопасным ничто быть не может. Но система, которую человек создает, имеет право на аварию, но не имеет права на катастрофу. Если же этого нельзя добиться, то надо просто закрыть данное направление и искать другие пути для достижения конечной цели. А идея запроектной аварии создает возможность краха.
Г.Г. Малинецкий: Приведу пример не из атомной энергетики, а из нефтедобычи. Буровые платформы есть в Северном море и в Мексиканском заливе. Это более миллиона тонн металла и бетона, стоимость их более 2 млрд. долл. Платформы делаются сверхнадежными. Вообще говоря, когда они только запускались, то было ощущение, что здесь ничего аварийного не может быть. Оценки риска, которые тогда делались, утверждали, что возможна одна авария не в 1 млн. лет, как в случае атомного реактора, а в 20 млн. лет, то есть они проектировались на порядок более надежными, чем атомный реактор. Тем не менее на 15 платформах были тяжелые аварии.
Мы должны быть готовы к тому, что для сложных технических систем катастрофы возможны. Надо считать деньги, но надо и строить, когда рисковать очень выгодно. Полностью предотвратить вероятность катастрофы, как сейчас осознано, просто невозможно, поэтому при проектировании следует иметь в виду и худшие из возможных сценариев.

И последнее в этой связи. Человек с его квалификацией, психологическим состоянием и т.д. тоже является частью технологической системы. И вот когда человеческие факторы резко ухудшаются, то наступает то, о чем мы всегда предупреждали: по вине людей техносфера начинает "лететь". Грубо говоря, при такой-то квалификации людей и уровне зарплаты мы можем использовать вот такие-то технологии, при снижении квалификации и зарплаты использование сложной техники чревато бедствиями и катастрофами. Этот аспект для России, на наш взгляд, очень важен.

Академик Г.С. Голицын: Хотел бы напомнить, что впервые проблема предсказания была поставлена метеорологом Филиппом Томпсоном еще в середине 50-х годов прошлого века. Лоренц дальше все это развивал. Вы не упомянули, может быть, за краткостью времени, что предсказывать можно статистику событий или погод. Прогноз погоды дается для какого-то временного интервала и для какой-то усредненной площади. И, как правило, чем больше временной интервал и чем больше площадь, на которой мы что-то предсказываем, тем больше горизонт прогноза. Мы уже знаем крайний предел прогнозирования при изучении климата. Есть ли в других отраслях науки примеры расширения области прогноза во времени, в пространстве и т.д.?
Г.Г. Малинецкий. В техносфере мы столкнулись с такой вещью, как парадокс планировщика. Допустим, у нас есть очень хорошие модели, очень хорошая стратегия и очень хорошие решения, которые рассчитаны на 5 лет. Спрашивается, а что будет через 10 лет? Эти стратегии через 10 лет могут быть уже неэффективны, а через 20 нет - просто преступны. Поэтому возникает вопрос: сколько мы собираемся жить, как мы собираемся осреднять. Если мы собираемся жить в Московском княжестве и осреднять по Московской области, будут одни модели и решения; если же мы собираемся действовать на территории всей России, тогда должна быть другая стратегия. Многие кредиты, которые брала Россия, брались в расчете на то, что через 10 лет все будет очень хорошо. Этого не произошло. Более того, они брались, исходя из внутренней конъюнктуры, а не из мировой динамики, они брались, исходя из наших благих намерений.
Поэтому давайте четко поставим задачу, что мы хотим получить. А далее, в зависимости от постановки задачи, мы получим разные уравнения, разные модели. И здесь, на мой взгляд, ситуация та же, что и в метеорологии. Действительно, предсказывать климат легко, предсказывать погоду очень трудно.

Г.С. Голицын: Очень важно представлять, что мы можем, что не можем, что опасно. Наука сейчас переживает коммерциализацию, которая сама ставит целый ряд важных математических задач.
Академик Н.П. Лаверов: Меня смущает, что в нервом чтении Государственной думой принят новый закон о прогнозировании, включающий прогнозирование и процессов, и явлений. Учитывая большое влияние различных случайностей, которые вносятся извне в действующую систему, можем ли мы, созрели ли мы для того, чтобы принимать в Думе закон по прогнозированию процессов и явлений?

Ю.А. Израэль: Это чудо, что делает Дума. Как можно принимать закон о прогнозах!

Н.П. Лаверов: Дума есть Дума, а мы должны быть в курсе того, что там делается.

Г.Г. Малинецкий: Почему такой закон принимается, могу пояснить, так как мне довелось беседовать с экспертами. Они комментируют это следующим образом: у нас сейчас никто ни за какие прогнозы ответственности не несет.
Как делается прогноз в нормальной ситуации в нормальных странах? Допустим, разработан прогноз развития экономики. Есть верификация, модели, они обсуждаются, есть компетентные люди, способные заявить: да, наше научное сообщество понимает, что на данный момент времени у нас нет модели лучше, поэтому на нынешнем уровне технологии мы будем прогнозировать экономику, исходя из нее. С течением времени посмотрим, насколько хорошо мы предсказали будущее и будем корректировать наши модели.

Что происходит в нашей стране? Команда правительства меняется довольно часто. Она организует свой аналитический центр, приводит специалистов по прогнозу, которые принимают решения. И когда правительство спрашивают, что же произошло, что же вы наделали, обычно отвечают: "Знаете, у нас такой прогноз был. Из него мы и исходили". Для того чтобы таких разговоров не было, отчасти поддавшись эмоциям. Дума, я полагаю, и принимает закон о прогнозе.

Н.П. Лаверов: Тогда хочу продолжить. Если примут этот закон, то мы будем действовать в каких-то законом определенных рамках, неудачи прогноза будем сваливать на то, что закон принят и никакие модели не нужно менять. Вы вообще видели, что там записано?
Г.Г. Малинецкий: Видел. В нем к прогнозу подходят так, как будто мы живем во времена Лапласа, в частности, игнорируется наличие объективного горизонта прогноза. С этой точки зрения, на мой взгляд, закон неразумен. Надо более трезво оценивать возможности современной науки. К тому же в нем не предусмотрено еще одно обстоятельство. По идее, прогноз - это процесс. Есть некая комиссия. Вы даете ей прогноз и в результате выясняется, работает или не работает ваша методика. Выясняется прежде всего на основе того, сбылся прогноз или нет. Однако такого механизма нет ни в Гостехнадзоре, его нет в массе других жизненно важных ведомств, в частности в Министерстве обороны. Если бы всюду дело было бы поставлено примерно так, как с прогнозом землетрясений, а именно: прогноз - это, с одной стороны, однократный акт, а с другой - это технология и постоянная работа, которую надо совершенствовать, проблем бы не было.
Полагаю, что если не проявить инициативу, то закон о прогнозе примут без поправок, которые могла бы внести Российская академия наук.

Академик Д.С. Львов: Сегодня в области экономики существуют так называемые альтернативные подходы к социально-экономическому прогнозированию, которые можно представить в виде своеобразных конусов, расширяющихся со временем. В нашей нынешней ситуации пересекающаяся область этих конусов оказывается настолько мала по времени, что различные альтернативы развития, скажем, макроэкономических параметров экономики России, оказываются практически неразличимы. В этой связи у меня к вам два вопроса. Хотя бы в приблизительной оценочной форме вы исследовали знаменитый прогноз Грефа? Оценивали ли вы, сколько стоит расширить горизонт прогноза и посмотреть немножко дальше, чем мы имеем возможность сегодня?
Г.Г. Малинецкий: К сожалению, для такого рода работы мы не нашли заказчика, хотя нам очень хотелось этим заняться. Когда в нашем институте обсуждалась программа Грефа, то первая мысль, которая возникла у нас, - а где те модели, на которых основана, например, та жуткая пенсионная альтернатива, которая нарисована у Грефа? Да, работающих будет меньше, но людей-то пенсионного возраста также будет меньше! Поэтому принимаются совершенно жуткие вещи, исходя из неясных моделей.
И вот когда мы обратились в центр Грефа с просьбой предоставить Институту прикладной математики модели, на которых базируется программа Грефа, молчание было нам ответом. Я полагаю, что у нас просто очень низкая культура, если считается нормальным, когда человек выдвигает программу, никак ее не обосновывая прогнозами и серьезными моделями.

Хочу обратить внимание еще и на такой факт. Сейсмологи научились прогнозировать землетрясения благодаря тому, что у них есть огромные массивы данных, которые каждый, делающий прогнозы, может анализировать. В экономической статистике ничего похожего нет. Мало того, что каждое сколько-нибудь небольшое ведомство, имея свои статистические данные, их никому не обязано давать и зачастую норовит продать. Многие важные данные просто не собираются или выбрасываются.

На мой взгляд, Думе следовало бы принимать не закон о прогнозе, а закон о статистических данных, которые являются стратегически важной информацией.

Академик Г.А. Месяц: Хочу заметить, что три академических института дали заключение о программе Грефа. Главный вопрос был такой: можно ли в рамках тех концепций или моделей, которые предложены, обеспечить 5%-ный рост ВВП, который заложен в программе Грефа. Один институт дал 1% роста, другой - нулевой рост, а третий минус 1%. Так что вы абсолютно правы: модели никто не показывает. А те модели, которые имеют наши ученые-экономисты, они, конечно, более реалистичны.

--------------------------------------------------------------------------------

В обсуждении научного сообщения приняли участие:
академики А.Ф. АНДРЕЕВ, Р.Ф. ГАНИЕВ, Ю.А. ИЗРАЭЛЬ, Н.А. КУЗНЕЦОВ, Д.С. ЛЬВОВ,
доктор технических наук С.Ю. МАЛКОВ (Центр проблем стратегических ядерных сил Академии военных наук),
академики Г.А. МЕСЯЦ, Р.И. НИГМАТУЛИН, Н.А. ПЛАТЭ, Д.В. РУНДКВИСТ, В.И. СУББОТИН.

Академик А.Ф. Андреев: Здесь все время говорилось слово "прогноз". Между тем прогноз - это то, чем занимается наука всегда: по данным начальным условиям определить, что будет с системой потом. Поэтому наш разговор о прогнозе -это фактический разговор о судьбе науки в современном обществе. Когда Дума принимает закон о прогнозе, она тем самым принимает закон о науке. Нельзя отделить прогноз от науки и науку от прогноза. Это одно и то же.

В последнее время под проблемой прогнозов имеется в виду действительно нечто жизненно важное для экономики, для жизни, поэтому отношение к прогнозу чисто человеческое, оно как бы отличается от отношения к науке. Я с этим глубоко не согласен.

Доклад мне очень понравился. В нем показано, что когда мы приступаем к решению какой-то задачи о прогнозе, то есть предсказании, что будет со структурой, с системой, надо иметь в виду всякие тонкости, которых тут очень много. Система может с очень большой точностью описываться простыми уравнениями, и это есть модель системы. Никакая простая модель полностью систему никогда не опишет. Всегда есть что-то неучтенное. Простая модель имеет некоторую точность, и бывает, что точность очень хорошая. Но когда система развивается, она может войти в область неустойчивости. Это может быть собственная неустойчивость модели, которая всем очевидна, а может быть неустойчивость по отношению к параметрам, в этой модели не учитываемым. Тогда, сколько бы вы ни анализировали модель, неустойчивости не увидите. Докладчик приводил пример с электромагнитным полем в маятнике, действие которого, на первый взгляд, не видно.

Я не согласен с тем, что до 60-х годов прошлого века люди всего этого не понимали. Просто начиная с 60-х годов наука о прогнозировании начала бурно развиваться. Сейчас эта очень важная область исследований находит все большее применение во всех науках и в обществе. Эти прогнозы, в принципе, ничем не отличаются от всех тех задач, которые наукой уже очень давно решены. И к ним надо относится с тем же почтением, как и вообще к науке.

--------------------------------------------------------------------------------

Ю.А. Израэль: Выскажу несколько замечаний. Что касается метеорологических прогнозов, то тут предел предсказуемости две-три недели. В климатологии, о чем говорил академик Голицын, ученые даже отказались от слова "прогноз", они используют слово "проекция". Они дают эти прогнозы на 50, на 100 лет вперед, отнюдь не рассчитывая каждую отдельную траекторию. Поэтому надо понимать, что есть два различных подхода к прогнозам.

Теперь о запроектных авариях, о которых упоминал академик Субботин. Эти аварии, как правило, рассматриваются в проектах, они тоже как бы допускаются. Но есть такие аварии, о которых докладчик сказал, что они настолько редкие, что ими пренебрегают. Так нас как раз больше интересуют именно они. Ведь Чернобыльская авария не вошла в категорию запроектных. Вся та фантазия, которую проектанты вложили в проекты атомных электростанций, не дошла до ситуации, которая реализовалась в Чернобыльской аварии, это известно. Поэтому, мне кажется, там, где речь идет о степенной статистике, где речь идет о редких событиях, надо еще раз внимательно посмотреть, к каким запроектным авариям эти данные относятся.

И последнее замечание. Я не читал закон о прогнозе, который обсуждается в Думе. Если это закон о порядке использования прогнозов, он инолне естественен, но если закон проповедует какие-то научные истины, то я думаю, таких законов в принципе не должно быть.

--------------------------------------------------------------------------------

Н.А. Кузнецов: Назову еще одну причину ограниченности прогноза. Она связана с принципиальной ограниченностью компьютеров.

Если траектория системы заполняет некую область фазового пространства, то такую траекторию на вычислительных машинах мы не сможем прогнозировать "потраекторно". Дело в том, что вычислительные машины обладают разрядностью. Все уравнения переводятся в цифры. ( скажем, система уравнений в частных производных с помощью дискретизации приводится к системе уравнений в обыкновенных производных, и дальше идет счет. Но когда мы писали систему уравнений в обычных производных, мы предполагали, что часть координат непрерывна: одну часть координат мы дискретизировали, другую оставили непрерывной. В вычислительной машине нет непрерывных координат, там все координаты дискретны. У нас на каждом интервале времени существует конечный набор точек, куда может попасть система, то есть непериодического движения в принципе не может быть. И это надо четко понимать. Можно прогнозировать только распределения, но не каждую траекторию в отдельности.

В последние два-три года развиты методы, которые позволяют по полученным условиям полугиперболичности судить, можем ли мы на дискретных вычислительных машинах промоделировать эту траекторию в принципе. А если не можем, то как сделать так, чтобы на вычислительной машине посчитать распределение траекторий. Другими словами, мы не можем сказать, как будет идти траектория в фазовом пространстве, но можем сказать, что в окрестности этой точки она будет пребывать одно время, в окрестности иной - другое. Это тоже прогноз, но прогноз своеобразный.

--------------------------------------------------------------------------------

В.И. Субботин: У меня очень короткая реплика по поводу Чернобыля. Сейчас уже все признают, что был дефект проекта. Кроме того, очень важно, чтобы система управления была бы самозащищенной: если кто-то начинает операции, противоречащие логике, она не должна их выполнять. К сожалению, это не было внедрено. Обращаю ваше внимание, что под термином "запроектная авария", "гипотетическая авария" часто скрывается дефектный проект.

--------------------------------------------------------------------------------

Д.С. Львов: Доклад мне показался исключительно интересным своей многоаспектностью, включающей в том числе исследования экономических процессов. С моей точки зрения, такие исследования могли бы иметь большое прикладное значение. И в этой связи я попросил слово не случайно.

Как ни прискорбно мне, специалисту в области экономики, но я должен сказать, что мы оперируем информацией сугубо индивидуальной, с огромным числом наслоений. Поэтому любой экспериментатор, желающий с помощью модели, которой я пользуюсь, повторить мой результат, получит результат совершенно другой. Мы с легкостью необычайной позволяем вольно обращаться с важнейшими статистическими показателями. Везде актуальна проблема статистики, однако только в нашей стране система измерений, которой мы пользуемся, с самого начала имеет прогнозный период, близкий к нулю. А мы в такие прогнозы верим и создаем повышенные ожидания от экономической науки. Считаем, что якобы она что-то умеет, что-то делает, вместо того, чтобы анализировать модели, лежащие в основе тех или иных построений. Это первый момент.

Второе. Мне представляется совершенно очевидным, что в академии (и доклад, который мы прослушали, как мне кажется, наглядное тому подтверждение) имеется достаточно большой научный задел, используя который при анализе экономической информации, в оценке экономических параметров развития, можно сделать существенный шаг вперед. Однако академия сегодня стоит в стороне от этих работ (прошу меня правильно понять), демонстрируя абсолютную беспринципность. Мы знаем: то, что закладывается в развитие нашей экономики, научно не обосновано. А что мы делаем? - поднимаем руки, поддерживаем.

В заключение относительно ожиданий, которые мы создаем у студентов. В любом учебнике экономики описывается какая-то модель, предложенная лауреатом Нобелевской премии по экономике. Но модель не подтверждается реальной действительностью, потому что если вы возьмете различные временные интервалы, возьмете разные страны, эта модель не работает. Таковы факты и надо что-то с ними делать.

--------------------------------------------------------------------------------

С.Ю. Малков: Мы занимаемся вопросами обеспечения и прогноза стратегической стабильности нашей страны в военной области. В последнее время мы расширили тематику, включив исследования, связанные с информационной стабильностью, социально-психологической, экономической и иной безопасностью. В сотрудничестве с Институтом прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН и другими организациями мы моделируем социальные процессы, в частности, исторические процессы.

Мы установили, что для общества закрытого типа, которое ограничено территорией и ресурсами, существует устойчивое состояние, такое общество - это замкнутая система. Если система разомкнута, то есть имеются соседи, нет жестких границ, то она сугубо неустойчива, как в свое время был неустойчивым феодализм. Для капиталистического общества устойчивое состояние существует, но область притяжения аттрактора непрерывно меняется, и при определенных соотношениях параметров возникает несколько аттракторов, которые при одном и том же уровне производительных сил могут привести к обществу феодального типа с неравномерным распределением доходов. Эта социальная структура тоже устойчива.

Другими словами, для социальных систем характерны переходы в локальный хаос, множественность аттракторов при одних и тех же макропараметрах. И когда мы говорим о прогнозах, то должны понимать, что точные прогнозы на какой-то достаточно большой период времени невозможны, это - самообман. Можно говорить только о прогнозах на короткий период, о наличии или отсутствии устойчивых состояний, причем этих устойчивых состояний, как правило, бывает несколько. Так вот, стратегия прогнозирования должна быть следующей: надо выяснять, какие параметры и в каком сочетании (потому что сочетание изменений параметров тоже очень важная вещь) нужно менять для того, чтобы попасть в нужное нам предельное состояние. Наша страна сейчас находится в аттракторе с малопродуктивным состоянием экономики, который характеризуется феодальной структурой общества.

Хотелось бы, чтобы в Академии наук уделялось больше внимания междисциплинарным исследованиям, а в вузах готовились студенты, которые бы хорошо владели и гуманитарной проблематикой, и методами нелинейного анализа. Если этого не будет, то существенного прогресса в прогнозировании ждать не приходится.

--------------------------------------------------------------------------------

Р.И. Нигматулин: Думая, что сегодняшнее заседание - один из редких примеров, когда каждое слово, сказанное докладчиком и выступающими, чрезвычайно интересно. Не буду говорить о сути дела, но как депутат Государственной думы считаю нужным затронуть закон о прогнозе, который сейчас обсуждается в Думе. Я о нем тоже размышлял.

Всем известно, что цифры государственного бюджета основаны на прогнозе. Самый фундаментальный прогноз говорит о том, что ВВП на 2001 г. составит 7.5 трлн. руб., а госбюджет почти 1.2 трлн. руб. Принимается Налоговый кодекс, который тоже распределяет нормы. При этом правительство заявляет, что госбюджет оно сохранит. А на каком основании делается такое заявление? В зависимости от методики расчета ВВП цифры будут меняться. Наверное, для этого есть определенные стандартные методики. Это не уравнения с частными производными, это группа простых, может быть, десять-двадцать арифметических операций. Да нам не нужны десятки цифр, нам нужно знать 1 трлн. или 2 трлн. налогов мы соберем. И в этой связи правительство должно быть поставлено, по-моему, в рамки закона о прогнозе. Нужны ограничения по тем или иным цифрам госбюджета, которые каждый год утверждаются. И методика их получения, тем более что некоторые из них носят фундаментальный характер, мне кажется, должна быть регламентирована законом о прогнозе.

--------------------------------------------------------------------------------

Р.Ф. Ганиев: Нелинейная механика - это та область, которой наш коллектив всю жизнь занимается, особенно в последние годы в связи с необходимостью разработки наукоемких технологических процессов. Но есть любители создать новую науку. Придумают название, берут пример из биологии, типа автоколебательной системы: зайцев много, волков больше; волков много, зайцев меньше. Это и есть новая наука - синергетика. Нет, наука только тогда становится наукой, когда есть общие математические модели, общие механизмы, общие методы. Их в синергетике нет! Есть разнообразные области применения, есть прекрасные аналогии, которые из механики могут брать физики, из физики - биологи. Но модели в биологии очень сложные, ими нужно заниматься конкретно и серьезно.

Кстати, недавно я прочитал статью математика В.И. Арнольда. На простейших математических системах он пытался прогнозировать некоторые социальные процессы. Это очень интересно, но при всем моем уважении к этому крупному математику, такими вопросами должны заниматься студенты, может быть, специалисты в области социологии, чтобы почувствовать тенденции. Модели, которые сегодня рассматривались, очень просты, поэтому специалисты в области социологии, экономических наук должны к ним относиться с большой осторожностью. Предстоит еще большая работа по созданию самих математических моделей. Мне бы хотелось больше услышать и об аттракторных моделях, и о хаосе.

Когда это модное направление появилось, мы, механики, хорошо знали, что в детерминированных системах наряду с регулярными процессами всегда наблюдаются и неустойчивые. Возьмем стакан, наполненный водой, и начнем его колебать. На каких-то определенных частотах поверхность жидкости в стакане будет совершать плоские колебания, на других частотах она будет вращаться, то есть пространственные движения будет совершать колебания в двух плоскостях. А между этими двумя состояниями существует неустойчивая область - вся жидкость будет совершать хаотические движения. Это явление описывается простыми механическими методами без участия таких терминов, как странные аттракторы, хаос и т.д.

В заключение хочу еще раз подчеркнуть, что модели, которые имеют отношение к социальным явлениям, к явлениям экономическим, очень сложны. И поэтому основывать на них далеко идущие выводы надо очень осторожно.

--------------------------------------------------------------------------------

Н.А. Платэ: Я очень рад, что доклад вызвал такую хорошую реакцию, потому что был одним из инициаторов его постановки на заседании Президиума РАН. И действительно, здесь есть поле для размышления, для взаимодействия специалистов самых разных областей.

Несколько коротких комментариев. Конечно, шпроектные, плохо предсказуемые катастрофы должны нас интересовать, может быть, в первую очередь. Многие из здесь присутствующих помнят историческое заседание Президиума через два месяца после Чернобыля в этом зале, когда выступал Валерий Алексеевич Легасов, был Анатолий Петрович Александров. В то время вероятность этой аварии оценивались меньше, чем в 10-7 в год. И тем не менее она произошла. Вклад от проекта, может быть, в чем-то неудачного, конечно, был в аварии, но было и сумасшедшее сочетание многих других вещей. Мне кажется, мы должны иметь возможность оценить вероятность подобных событий с помощью моделей, предсказать их и дать какие-то советы, как можно было бы их предотвратить.

Что касается использования модельного подхода непосредственно в экономике, то мне кажется, такую возможность следовало бы обсудить. Многие десятилетия страна вкладывает огромные средства в агропромышленный комплекс. Советский Союз не могли накормить, и Россию не можем. Каждый раз у нас битва за урожай, битва за посевную, закупки и прочее. Может быть, здесь просматривается просто несовершенство политики. Я оставляю в стороне всякие идеологические и политические вещи, которые здесь накручены, но такие вещи надо посмотреть.

Георгий Геннадьевич Малинецкий демонстрировал рисунок, который показывает, как финансирование науки и образования сказывается на экономике. Из этого вытекает один очень важный вывод. Вот мы радуемся. Дума и правительство обещают увеличить на 30% бюджет на науку в 2001 г. Но если модели и расчеты правильны, то может оказаться, что эти 30% качественно ситуацию не изменят, и тогда наступит разочарование и недовольство: мы вкладываем в науку, а это никакого влияния не оказывает на экономику. Надо оценить критические величины ассигнований на науку в долях процента ВВП, которые бессмысленны с точки зрения дальней стратегии. А может быть, надо качественно показать, что увеличение ассигнований не на 30%, а на 300%, через два года приведет к росту экономики.

Вот такую воспитательную работу с правительственными чиновниками, с Думой и прочими следовало бы проводить нашим экономистам и представителям той группы, которую возглавляют Георгий Геннадьевич Малинецкий и Сергей Павлович Курдюмов.

--------------------------------------------------------------------------------

Д.В. Рундквист: Я шел на этот доклад с очень большим интересом, потому что вопросы прогнозирования для геологии, для сейсмики - это дело номер один. К сожалению, ухожу с доклада без той ясности, которую надеялся вынести. Докладчик поставил исключительно важную задачу: решил рассмотреть вопросы прогнозирования всех процессов, явлений в социальной сфере, в природе, а также в техногенной сфере. Казалось бы, поставив такую суперобщую задачу, он должен был бы сделать суперобщие выводы, которые дальше мы будем детализировать в отдельных направлениях. К сожалению, выводы (я пытался их четко зафиксировать) мне будет трудно использовать.

Я нисколько не возражаю всем, кто высоко оценил доклад. Цель моего выступления - просто заявить о том, что когда ставятся подобные доклады, хотелось бы формулировать более четкие выводы по фундаментальным проблемам, которыми мы в дальнейшем сможем воспользоваться. Сверхобщее обобщение - такое, как нам было предложено, - малоперспективно.

В целом я очень рад, что такой доклад был. Это сверхважное направление, и я надеюсь, что будущие контакты позволят нам, и в частности мне, лучше понять, что же сегодня конкретно геологи могут использовать.

--------------------------------------------------------------------------------

Г.А. Месяц: Наверное, трудно сделать доклад, из которого что-то новое получили бы и ядерщики, и механики, и экономисты. Думаю, это совершенно естественная реакция.

--------------------------------------------------------------------------------

Г.Г. Малинецкий. Хочу поблагодарить за очень интересное обсуждение и прежде всего за понимание. Только один из выступавших понял меня с точностью до наоборот. Когда речь шла об авариях, было сказано, что есть технические системы, в которых можно пренебречь запроектными или гипотетическими авариями. В частности, при автомобильных авариях это можно делать. Но есть сложные системы, где так поступать нельзя, где надо рассчитывать на худшее. Наш институт совместно с Институтом проблем управления сейчас занимается сценарным моделированием именно худших ситуаций, с которыми мы можем столкнуться.

Что касается выводов из доклада, хотел бы. чтобы было понято следующее. Есть некие общие фундаментальные ограничения в прогнозировании. Сейчас наука установила принципиальные ограничения для прогнозов самых разных систем. Прогноз становится одной из важнейших технологий во многих областях. А в каких областях он наиболее эффективен - это, я думаю, тема для общей работы. Большое спасибо за очень интересную дискуссию.

--------------------------------------------------------------------------------

Г.А. Месяц: Думаю, что многие сегодня почерпнули из доклада новую и нужную для себя информацию. Во всяком случае, появилось некоторое ощущение, что в различных отраслях науки есть очень много общего.

СИНЕРГЕТИКА И ПРИНЦИПЫ КОЭВОЛЮЦИИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

В условиях современного мира, информационной революции и компьютеризации, успехов математического моделирования сложных социоприродных процессов и вычислительного (на компьютерах) эксперимента неправомерно пользоваться старыми методами и моделями. Старые методы основаны на образцах линейного мышления и линейных приближениях, на экстраполяциях от наличного. Они часто связаны с чрезмерным усложнением модели, стремлением принять во внимание и включить в нее как можно большее число параметров. Прежние методологические подходы к моделированию сложных социальных процессов не учитывают, или по крайней мере, недооценивают, неоднозначность будущего, факторы детерминации эволюционных процессов из будущего, конструктивность хаотического начала в эволюции, роль быстрых процессов в развитии сложного и многое другое.
Синергетика является теорией эволюции и самоорганизации сложных систем мира. Выступая в качестве современной (постдарвиновской) парадигмы эволюции, синергетика, конечно, не может сказать, что конкретно происходит или будет происходить в мире. Неправомерно давать конкретные рекомендации, и тем более обещания, на основании синергетической методологии. Тем не менее синергетика может дать общие ориентиры для научного поиска, для прогнозирования и моделирования процессов в сложных социальных системах.
Синергетика может сказать, чего в принципе не может быть, т.е. сформулировать некие эволюционные правила запрета. Научный подход есть, по сути дела, всегда некое сужение направлений поиска. Знание ограничений, того, что в принципе не реализуемо, - это само по себе уже достаточно важное знание. Наиболее фундаментальные законы в науке формулируются именно как правила запрета (например, физические законы сохранения).
Разработка синергетической методологии философами и ее использование учеными-экономистами, политологами, психологами, социологами и т.д., специалистами математиками (а такой потенциал, равно как и опыт многолетнего сотрудничества ученых, специализирующихся в разных областях научного знания, у нас имеется) может позволить смоделировать в принципе спектр возможностей социального развития, определить сценарии будущего развития России, СНГ, более крупных геополитических образований и систем мира.
Современное состояние развития синергетического знания позволяет вести обоснованный поиск и находить конструктивные принципы коэволюции сложных систем мира. В частности поэтому она может стать основой построения моделей устойчивого развития стран и регионов в современном нестабильном мире.
Синергетика как теория нестационарных, эволюционирующих структур имеет под собой сегодня солидную основу в виде результатов нелинейного анализа, математического моделирования и вычислительного эксперимента. В настоящее время эта теория интенсивно развивается в ряде стран различными научными школами (И.Пригожин, Г.Хакен, Э.Ласло, М.Эйген, Ф.Варела и др.).
Синергетика радикально изменяет наше видение мира, разрушает прежние интеллектуальные табу и стереотипы мышления (страх перед сложным, негативное отношение к нестабильности и хаосу, экспоненциальность роста научной информации и народонаселения Земли и т.п.).
Сегодня становится очевидным, что необходим новый процессуально ориентированный язык для прочитывания и просчитывания будущего развития. Это - язык, высвободившийся из плена прежних противостоящих терминов "социализм" - "капитализм".
Это - язык становящихся структур, структур=процессов, структур развивающихся, соединяющихся и распадающихся. Это не просто узкопрофессиональный язык нелинейных математических моделей. Он включает в себя весь арсенал человеческого общения. Мировоззренческие следствия синергетического знания могут быть сформулированы без употребления математического инструментария и языка программирования. Словарь обычного языка достаточен для формулирования нового синергетического знания как know how, как нового способа мышления и постановки исследовательских задач.
Новая, базированная на синергетике, методология познания и прогнозирования развития сложных систем изложена в нашей книге.
Кратко сформулируем новые, предлагаемые синергетикой методологические подходы к моделированию развития сложных социальных систем.
Свертывание сложного. Неправомерно чрезмерно усложнять модели, вводить большое число параметров развития. Синергетика позволяет снять некие психологические барьеры, страх перед сложными системами. Сверхсложная, бесконечномерная, хаотизированная на уровне элементов среда может описываться, как и всякая открытая нелинейная среда, небольшим числом фундаментальных идей и образов, а затем, возможно, и математических уравнений, определяющих общие тенденции развертывания процессов в ней. Можно попытаться определить так называемые параметры порядка мирового развития.
Кроме того, структуры, которые возникают в процессах эволюции, так называемые структуры-аттракторы, описываются достаточно просто. Структуры-аттракторы эволюции, ее направленности или цели относительно просты по сравнению со сложнымм (запутанным, хаотическим, неустоявшимся) ходом промежуточных процессов в среде. Асимптотика колоссально упрощается. На основании этого появляется возможность прогнозирования исходя: 1) "из целей" процессов (структур-аттракторов), 2) "от целого", исходя из общих тенденций развертывания процессов в целостных системах (средах), и тем самым 3) из идеала, желаемого человеком и согласованного с собственными тенденциями развития процессов в средах.
Сверхбыстрое развитие процессов в социальных системах.Не следует ожидать плавного и устойчивого пути развития. Благодаря росту народонаселения Земли в режиме с обострением возрастает общая и локальная неустойчивость развития.
Проблема эволюционных кризисов носит общечеловеческий характер. Эволюционные кризисы и нестабильность угрожают не только России, но и всему миру. Перед лицом глобальных опасностей (падение астероидов, экологическая катастрофа, разгул терроризма, ядерный катаклизм) мир превращается в единое взаимосвязанное целое.
Эволюционные кризисы в определенной мере неизбежны. Ибо режимы с обострением (режимы сверхбыстрого развития, когда определенные характерные величины возрастают неограниченно за конечное время) ведут к нестабильности, к неустойчивости и угрозе вероятностного распада сложной структуры вблизи момента обострения.
Фундаметальный факт роста народонаселения мира с обострением, который исследован в работах С.П.Капицы (см. об этом, например: Капица С.П. Математическая модель роста народонаселения мира // Математическое моделирование. М.,1992. Т.4. N 6. С.65-79), во многом определяет характер современной стадии цивилизационного развития: ускорение мировых процессов, возрастающую нестабильность, множество возможных, угрожающих миру катастрофических ситуаций. Темпы роста народонаселения на Западе и на Востоке, в экономически развитых странах и странах развивающихся существенно различны. Чудовищный темп роста населения на Востоке, в азиатском и африканском мире - это сама по себе важнейшая проблема человечества, которая может менять геополитические оценки.
В соответствии с нашей моделью формирования структур в результате конкуренции двух факторов (наращивания неоднородностей в сплошной среде и их рассеивания), можно предположить, что рост экономического и культурного уровня, увеличение связей, контактов, обменов между людьми как аналог диссипативного фактора на социальной среде в некотором смысле приводит к торможению демографических процессов, подавляет рост народонаселения.
Поле путей развития. В основе синергетической методологии лежит представление о спектре путей эволюции сложных систем, поле путей развития. Это означает неоднозначность будущего, существование моментов неустойчивости, связанных с выбором путей дальнейшего развития, а особую роль человека в нелинейных ситуациях разветвления путей и выбора желаемого, благоприятного пути развития.
Важно понять, что социальные системы, как и любые сложные системы, имеют не один, единственный, а несколько альтернатавных путей эволюции. Путей эволюции много, и они определяются спектрами структур-аттракторов социальных сред как сред открытых и нелинейных. Причем изменения социальных сред приводят к перестройке спектров структур-аттракторов, к изменению спектров возможных путей в будущее.
Необходимо ясно осознавать наличие различных тенденций эволюции, неоднозначность прохода в будущее. Будущие состояния сложных социальных систем не просто открыты и непредсказуемы, существуют спектры возможных форм будущей организации, поле возможных путей в будущее. Хотя путей эволюции может быть очень много, но их количество не бесконечно. Спектр структур-аттракторов не является сплошным. Не все, что угодно, не все, что входит в намерения субъекта реформаторской деятельности, реализуемо на данной социальной среде (в данной социальной системе).
Будущие формы социальной организации открыты в виде веера предопределенных возможностей. Проходы в будущее неоднозначны, но они узки. Существуют определенные "коридоры" эволюции. Отсюда встает задача управляемой открытости общественного развития, оберегаемого и самоподдерживающегося развития. Встает задача выбора гармоничного пути в будущее.
Проблемы коэволюции. Поскольку природа и человечество, а также разные цивилизационные и геополитические образования развиваются разными путями, постольку встает проблема совместного развития, проблема коэволюции. При этом неправомерно навязывать свое видение мира и путей его эволюции носителям других мировоззрений и цивилизационных ценностей. Путь "спасения мира" не может состоять в подавлении иных мировоззрений и образов жизни.
В соответствии с общими закономерностями самоорганизации сложноорганизованным социоприродным системам нельзя навязывать пути их развития. Скорее, необходимо понять, как способствовать их собственным тенденциям, как выводить системы на эти пути.
Скажем, необходимо ориентироваться на собственные, естественные тенденции развития природы и научиться попадать в резонанс с ними, а не насиловать природу, продолжая огульное и бездумное внешнее вмешательство в нее. В общем-то эта установка совпадает с тем, что подразумевается под восточным образом жизни, мышления и деятельности человека. Для Востока всегда были характерны "следование естественности", "ненасилие над природой вещей".
Детерминация процессов эволюции из будущего. Развитие определяется не столько прошлым, историей, традициями системы, сколько будущим, структурами-аттракторами эволюции. Можно смоделировать спектры структур-аттракторов, спектры "целей" саморазвития социальных систем.
Задача аккуратного получения спектров структур открытых нелинейных сред решена пока только в частных случаях. Поэтому здесь открывается огромное поле поиска. Синергетикой может быть инициирована постановка перед соответствующими учеными-специалистами сложных исследовательских задач, таких, например, как определение спектров экономических и геополитических структур.
Роль хаоса в эволюции. Первоначальная хаотическая основа, запускание рыночных механизмов не является гарантом выхода на структуры самоорганизации социальной среды. Путь хаоса, термодинамическая ветвь остается как один из возможных путей эволюции и в открытых нелинейных средах. Экономический и культурный рынок не является панацеей от всех наших бед.
Вместе с тем необходимо осознавать конструктивную роль хаоса в эволюции. Аналогом хаоса в социальной области является рынок, рынок в обобщенном смысле, не только рынок продуктов материального труда, но и рынок услуг, рынок идей, обмены научной информацией. Такой обобщенный рынок является саморегулятором социальных процессов. Он является генератором новой информации, социальных и культурных инноваций.
Хаотическая, рассеивающая, диссипативная основа является показателем связи элементов социальной структуры. Диссипативные, диффузионные, рассеивающие факторы являются средством связи, установления когерентности поведения элементов или подсистем мира. Слишком слабая связь элементов внутри структуры может привести к распаду этой структуры.
Путь ускорения эволюции. Хотя яркие образы синергетики - образы самоорганизации и самодостраивания структур, бифуркационных, катастрофических изменений и т.п. - используются сейчас многими, но пока в большинстве случаев нет ясного понимания смысловой насыщенности представлений о самоорганизации. Нет осознания всей суровости механизмов самоорганизации и самодостраивания как удаления лишнего, повсеместной беспощадной конкуренции и выживания сильнейших, в результате чего и совершается выход на относительно устойчивые и простые структуры-аттракторы эволюции.
Синергетика открывает принципы управления, экономии и ускорения эволюции. Один из важнейших выводов синергетики состоит в том, что механизмы слепого жесткого отбора, механизмы чисто рыночного типа не являются единственно возможными в эволюции
сложных систем. Мы не должны забывать о том, что живая природа научилась многократно сокращать время выхода на нужные структуры посредством матричного дублирования - ДНК. Подобный механизм для открытых нелинейных систем называется резонансным возбуждением.
В принципе есть возможность строить формы социальной организации не методом слепого отбора, многократных проб и ошибок. Не обязательно следовать постепенному и долгосрочному пути становления и развития общества рыночного типа. Иначе мы сейчас, в конце XX века, начнем повторять всю эволюцию капиталистического общества, которая протекала 400-500 лет. У нас нет этих 500 лет.
Необходимо ясно осознать, что существует путь многократного сокращения временных затрат и материальных усилий, путь резонансного возбуждения желаемых и - что не менее важно - реализуемых на данной социальной среде структур. Возможен также путь направленного морфогенеза - спонтанного нарастания сложности в открытых нелинейных социальных средах. Последний представляет собой некий аналог биологических процессов морфогенеза и "штамповки" типа редупликации ДНК.
В настоящий бифуркационный период у нас нет времени на медленный многовековой путь к развитому рыночному обществу. Мы вынуждены сокращать постепенный и зигзагообразный эволюционный путь. Колоссально сокращать время перехода, разруху, духовные и материальные лишения этого периода. Нам необходимо миновать драматизм извилистого пути "выживания сильнейших". А для этого было бы желательно найти подходы к определению спектров структур- аттракторов сложных социальных сред и научиться резонансно возбуждать структуры, близкие к аттракторам эволюции.
Законы объединения сложных структур. Всем очевидна необходимость объединения различных культурно-исторических и геополитических образований. Процесс такого объединения реально протекает с огромными потерями, историческими отклонениями и задержками, хотя он и составляет общую цивилизационную тенденцию. Оказывается существуют законы совместной жизни, коэволюции, конвергенции разнородных элементов мира с сохранением культурно-исторических особенностей, темпа развития, качества жизни и т.п.
Синергетика позволяет выявить такого рода законы коэволюции сложных "разновозрасных", развивающихся в разном темпе структур, а также "включения" простой структуры в более сложную. Знание этих законов позволяет понять способы объединения стран, регионов, геополитических целостностей, развивающихся в разном темпе, находящихся на разных стадиях развития.
Не какие угодно структуры и не как угодно, не при любой степени связи и не на каких угодно стадиях развития, могут быть объединены в сложную структуру. Существует органиченный набор способов объединения, способов построения сложного эволюционного целого.
Чтобы возникла единая сложная структура, должна быть определенная степень перекрытия входящих в нее более простых структур. Должна быть соблюдена определенная топология, "архитектура" перекрытия. Должно быть определенное "чувство меры".
Фактором объединения простого в сложное является некий аналог хаоса, флуктуаций, диссипации, рынок в обобщенном смысле этого слова. Хаос (т.е. обменные процессы разного рода), таким образом, играет конструктивную роль не только в процессах выбора пути эволюции, но и в процессах построения сложного эволюционного целого. Фигурально выражаясь, хаос выступает в качестве "клея", который связывает части в единое целое.
Основной принцип соединения частей в целое можно сформулировать таким образом: синтез простых эволюционирующих структур в одну сложную структуру происходит посредством установлекния общего темпа их эволюции. Причем интенсивность процессов в различных фрагментах сложной структуры (скажем, для социальной среды - уровень экономического развития, качество жизни, информационное обеспечение и т.д. в различных странах) может быть разной. Факт объединения означает, что в разных фрагментах сложной
структуры устанавливается одинаковый темп развития социальных процессов. Структуры попадают в один темпомир, начинают развиваться с равной скоростью.
При создании топологически правильной организации из более простых структур (при определенной степени взаимодействия структур и при определенной симметрии архитектуры создаваемой единой структуры) осуществляется выход но новый, более высокий уровень иерархической организации, т.е. делается шаг в направлении к сверхорганизации. Тем самым ускоряется развитие той структуры, которая интегрируется в сложную.
Пульсирующий ритм восхождения к единству. Путь к единению, к интеграции различных частей в целое не является равномерным, постоянным и однонаправленным. Эволюционное восхождение ко все более сложным формам и организациям проходит через ряд циклов распада и интеграции, отпадения от целого и включения в него, торможения хода процессов и их ускорения, подъема.
Из теории самоорганизации следует, что всякие открытые системы с сильной нелинейностью, скорее всего, пульсируют. Они подвергаются естественным колебаниям развития: тенденции дифференциации сменяются интеграцией, разбегание - сближением, ослабление связей - их усилением. По видимому, мир идет к единству не монотонно, а через пульсации, посредством чередования распадов (хотя бы частичных) и более мощных объединений. Это представление резонирует с восточными образами "ритмов жизни" мира, с китайским символом инь-ян.
Синергетика ведет поиск принципов организации мира, принципов объединения структур посредством установления общего темпа развития и циклического переключения режимов возрастания интенсивности процессов и снижения их интенсивности, процессов типа инь-ян.
Циклы обострения интенсивности процессов и падения их интенсивности, распада и объединения частей составляют внутреннюю закономерность нелинейных процессов, они заложены в самой нелинейности процессов. Любые сложные организации вблизи момента максимального, кульминационного развития (момента обострения процессов) демонстрируют внутреннюю неустойчивость к малым возмущениям, подвергаются угрозе распада.
История свидетельствует о том, что мировые империи, максимально разрастаясь и укрепляясь, в конце концов распадались, иногда полностью, бесследно исчезали. И если наблюдается начало распада какой-либо геополитической целостности, на основании синергетики резонно поставить вопрос о том, достаточна ли нелинейность, чтобы повернуть процессы в обратную сторону, переключить их на режим возобновления связей, затухания процессов в центральной части и их активизации на периферии структуры. Если нелинейность недостаточна, то прежние интенсивные процессы могут просто затухнуть, сойти на нет.
Таким образом, фундаментальный принцип поведения нелинейных систем - это периодическое чередование стадий эволюции и инволюции, развертывания и свертывания, взрыва активности, увеличения интенсивности процессов и их затухания, ослабления, схождения к центру, интеграции и расхождения, дезинтеграции, хотя бы частичного распада. И здесь существуют глубокие аналогии с историческими свидетельствами о гибели цивилизаций и распада империй, с циклами Н.Д.Кондратьева, колебательными режимами Гелбрайта, этногенетическими ритмами Л.Н.Гумилева.
Тенденции интеграции, судя по всему, проявляют себя сегодня для стран Европейского Сообщества, которое включает в себя все новых и новых членов. Заметим, что ЕС разрешает вступление в свой союз не каких угодно стран, не с каким угодно темпом развития и не с какой угодно связью с постоянными членами, чтобы не нарушать устойчивость целого. В настоящее время увеличиваются и связи России и Западом и начинает обсуждаться вопрос о возможности ее вступления в европейские организации. Образование СНГ вместо бывшего СССР и, в особенности, нынешнее укрепление связей между славянскими государствами (Россией, Белоруссией, Украиной) и Казахстаном являются показателями нового объединения.
Каков путь объединения? На основе синергетической "идеологии" переключения противоположных режимов, режимов интеграции и дезинтеграции (дифференцирования частей), можно сказать, что возобновление связей, вероятно, будет происходить на основе прежних прерванных каналов, будет иметь место "растекание по старым следам".
На начальной стадии становления сложной структуры важна топологически правильная ее организация. Объединяясь в сложную, структуры не просто складываются, входят в неизменном, недеформированном виде. Они определенным образом трансформируются, наслаиваются друг на друга, пересекаются, при этом какие-то их части выпадают. Как говорят физики, имеет место перекрытие с дефектом энергии. Это означает, что объединение приводит к экономии, к уменьшению "выжигания среды", к меньшему расходу материальных и человеческих затрат и усилий.
Сама топологически правильная организация структур в единую эволюционирующую структуру приводит к тому, что приближается момент обострения, максимального развития. Целое развивается быстрее составляющих его частей. Выгоднее развиваться вместе, ибо это связано с экономией материальных (в частности, энергетических) и духовных затрат. Причем каждый новый способ топологически правильного объединения структур, возникновение каждого следующего (с большими показателями нелинейности) слоя иерархической организации ускоряет темп развития целого и составляющих его частей.
Применительно к рассматриваемой проблеме можно сделать вывод о том, что объединенный, надлежаще построенный рынок ускоряет развитие входящих в него суверенных государств. Поэтому путь создания новой федерации в России, а в более общем плане, путь все большей интеграции независимых государств в мировые сообщества, в известной мере предопределен.
Возможность трансформации поля путей эволюции. Синергетика говорит о том, что изменить поле путей развития сложной структуры, трансформировать спектр структур-аттракторов можно в том случае, если перестроить саму социальную среду. А перестроить среду значит изменить поведение элементов или подсистем этой среды в каждой локальной области, изменить поведение каждого отдельного человека, каждой семьи, коллектива. Отсюда становятся ясными причины сильного влияния рекламы, массового изменения сознания через телевидение и радио, "промывания" мозгов. Парадоксально, что сложная организация строится на примитивной среде.
Синергетика как философия надежды. Сформулированные положения составляют основу нового мировидения, если хотите, - новой идеологии, которую имплицирует синергетика. Такой идеологии, выведенной из знания законов эволюции, самоорганизации и
самоуправления сложных систем, явно не хватает человечеству. Она отвечает потребностям общечеловеческого характера, а не просто естественно возникшим в России чаяниям найти замену утраченным известным идеологическим установкам.
Подведем некоторые итоги.
1. Синергетика может быть использована как основа междисциплинарного синтеза знания, как основа для диалога естественников и гуманитариев, для кросс-дисциплинарной коммуникации, диалога и синтеза науки и искусства, диалога науки и религии, Запада и Востока (западного и восточного миропонимания).
2. Синергетика может обеспечить новую методологию понимания путей эволюции социальных систем, причин эволюционных кризисов, угроз катастроф, надежности прогнозов и принципиальных пределов предсказуемости в экологии, экономике, социологии, геополитике. Синергетика дает нам знание о конструктивных принципах коэволюции сложных социальных систем, коэволюции стран и регионов, находящихся на разных стадиях развития. Поэтому синергетика может стать основой для принятия обоснованных решений и предсказаний в условиях неопределенности, стохастических потрясений, периодической реорганизации геополитических структур.
С позиции синергетики возможно развитие некоего общего взгляда на принципы коэволюции природы и человечества, закономерности коэволюции, совместной жизни, объединения суверенных государств и геополитических регионов в мировое сообщество, объединения Востока и Запада, Севера и Юга. Можно надеяться на установление новых принципов объединения человеческих личностей и культурно-исторических сообществ, организации пространства коммуникации, диалога между людьми, носителями разных типов мышления, культурных традиций и жизненных ценностей.
Синергетика открывает принципы нелинейного синтеза: 1) наличие различных, но не каких угодно, способов объединения структур в одну сложную структуру, 2) значение правильной топологии, "конфигурации" объединения простого в сложное, 3)объединение структур как разных темпомиров, 4) возможность - при правильной топологии объединения - значительной экономии материальных и духовных затрат и ускорения эволюции целого.
3. Будучи междисциплинарной по своему характеру, синергетика позволяет выработать некоторые новые подходы к обучению и образованию, к эффективному информационному обеспечению различных слоев общества. Речь идет об образовании через обучающие компьютерные программы и дискеты, несущие новое видение мира и новые способы мышления, знание как know how, реализующие синтез результатов естественных и гуманитарных наук. Естественнонаучное образование гуманитаризируется, а гуманитарное становится невозможным без новых естественнонаучных, нелинейных математических методов исследования. Новые информационные технологии становятся необходимыми в образовании.
4. Методология нелинейного синтеза, фундированная на научных принципах эволюции и коэволюции сложных структур мира, может лечь в основу проектирования различных путей человечества в будущее. Благодаря синергетике обретаем мы философию надежды.

ИММАНЕНТНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СИНЕРГЕТИКИ

Становясь аттрактором с весьма широкой областью притяжения, синергетика рискует стать жертвой моды, если не успеет осмыслить сущность своих собственных проблем. Рост вширь грозит расплыванием, если не будет движения вглубь. Стремление к самоосознанию должно привести к пониманию внутренних проблем и адекватной постановке вопросов.
Рассмотрим три направления поисков: самоопределение синергетики, переходные слои, смысл творчества. Обсуждение существующих концепций ведёт к формулировке имманентных проблем и постановке внутренних вопросов синергетики, семантическая структура которых определяется согласно тринитарной методологии [1].
Пределы
Обычно под синергетикой подразумевают теорию самоорганизации сложных систем. Но такая формулировка настойчиво оставляет желать большей определённости. Перефразируя известное обращение к врачу, резонно потребовать: "Синергетика, организуйся сама".
Просматривая существующие варианты определений, например в [2?4], невольно задаёшься вопросом - "Так что же такое синергетика: предмет, метод, идея? ". И озадаченно находишь, что и то, и другое, и третье. Тогда в каком же пространстве искать и устанавливать её границы?
Синергетическая парадигма, отказавшись от требования "единственно правильного" ответа, не удовлетворяется и альтернативными вариантами, опирающимися на принцип дополнительности, а предлагает смелее выходить к интегральной постановке вопросов. Предметное, методологическое и семантическое измерения должны образовать единое пространство поиска синтезирующего определения.
Целесообразно сравнить становление синергетики с историей экологии и появлением асимптотической математики. Вырастая из биологии, экология преодолела предметную ограниченность, когда вдруг возникли экология культуры, экология человека, экология сознания. Асимптотическая математика, вырастая из методологии, с удовлетворением обнаружила свою необходимость для гуманитарных наук и ноосферной культуры в целом [5]. Более того, в ней проявилась фундаментальная семантическая структура синтеза [6] и универсальный принцип неопределённости-дополнительности-совместности [7].
Такие определения синергетики как теория диссипативных структур [8], теория необратимого динамического хаоса [9], теория образования новых качеств [10] (последнее очень близко к семиодинамике [11]) отражают лишь отдельные её грани и свойства. А самые общие, широкомасштабные формулировки: новая научная парадигма [2], шаг к будущему мировоззрению человечества [12], начало бесконечного процесса синтеза различных направлений науки [13] - поневоле являются наименее конкретными.
Более органичным оказывается методологический взгляд через принципы. Так в [14] предлагаются семь характерных принципов синергетики: два принципа бытия и пять принципов становления. В [15] рисуется трёхуровневая сеть синергетического знания, содержащая в целом девятнадцать принципов. К сожалению, вопрос о комплексировании принципов до минимального количества управляющих параметров, подчиняющих себе остальные, в этих работах не обсуждается.
В большинстве основополагающих работ по синергетике выделяются три основные идеи: две из них - это всегда нелинейность и открытость, а в качестве третьей называют то сложность [16], то неравновесность [17], то диссипативность [18]. Следуя семантической формуле системной триады
интуицио
/ \
рацио -------- эмоцио,
мы предложили [19] такой вариант тринитарной дефиниции синергетики
открытость
/ \
нелинейность ---------- когерентность.
При этом когерентность понимается более широко, чем в физике, а именно как такая согласованность взаимодействия элементов, которая проявляется в масштабе всей системы. Открытость подразумевает обмен веществом, энергией и информацией, происходящий в пространстве, времени и масштабе, причём обмен не полностью контролируемый. Нелинейность может проявляться в очень разных обличиях, которые также рассмотрены в [19].
Компоненты системной триады образуют целостное единство, когда находятся в динамическом равновесии. Чрезмерное усиление или ослабление любой из них разрушает эту целостность. Так, при очень сильной нелинейности распадается структура аттракторов ([20], с.103), жёсткий резонанс разрушает всю систему, беспредельная открытость растворяет её в окружающей среде. С другой стороны, ослабляя нелинейность, мы утрачиваем обратную связь; не учитывая когерентность, теряем эффекты масштабного каналирования; устраняя открытость, отдаём замкнутую систему во власть энтропии. Крайности ведут к парадоксам [21].
Таким образом, проблема определения может быть сформулирована как проблема установления допустимых пределов по каждому измерению системной триады. Суть же в том, что эти пределы взаимосвязаны согласно принципу неопределённости-дополнительности -совместности: каждая пара элементов находится в соотношении дополнительности, а третий задаёт меру совместности. Если же наблюдать за отдельным элементом, его пределы зависят от уровня компромисса между двумя остальными. В асимптотической математике, где точность, локальность и простота как элементы определяющей триады имеют количественные выражения, действие этого принципа проявляется наглядно и убедительно [22].
В синергетике, где шкалы измерений нелинейности, когерентности, открытости ещё не сформированы, приходится ограничиваться качественными оценками. И здесь острее встаёт вопрос о сохранении целостности при различении аспектов. Выделение оппозиций есть всё-таки наследие бинарной парадигмы. Однако соотношение неопределённости можно симметризовать, приводя его к тернарному виду [22]. Действительно, перемножая три неравенства вида ?x1Ч?x2 ? h3, образуемые циклической перестановкой индексов, получим ?x1Ч?x2Ч?x3 ? (h1h2h3)1/2 ? H. И этот результат следует рассматривать как рождение новой самостоятельной целостности. Согласимся с Ч. Пирсом в том, что "триадическое отношение исходно, то есть три его члена связаны вместе таким образом, что оно не сводится ни к какой совокупности диадических отношений" ([23], с.201).
Параметр H, обобщающий константу Планка, можно считать определяющей границей рассматриваемого объекта. Его содержательный смысл зависит от природы определяемого объекта. Так, если, следуя [24], физику рассматривать как синтез теории элементарных частиц, теории относительности и квантовой механики, то характеризующие их фундаментальные константы e, c, h можно объединить в безразмерную постоянную тонкой структуры ? = 1/137 как раз через H. Тем самым проявится до сих пор загадочный глубинный смысл ? .
В мире живого, как утверждает В.В. Налимов ([25], с.105), фундаментальные константы не нужны. Поэтому в синергетике параметр H видимо будет достаточно гибким. Поиск этого инварианта, связывающего допустимые границы нелинейности-когерентности-открытости, становится одной из заманчивых проблем синергетики.
Рубеж Планка, вносящий в определение обязательную дозу неопределённости, свойственную целостным объектам [26], подтверждает асимптотический характер процесса познания, о роли которого в синергетике неустанно напоминает В.Г. Буданов ([27], с.65; [28], с.241; [29], с.191, 203). Этот рубеж, спасающий от выпадения из целого ([30], с.224), ограничивает и горизонт прогноза [31] в любом направлении. В то же время асимптотическое упрощение обеспечивает возможность изучения сложного через небольшое число управляющих параметров [20].
Что касается места синергетики среди близких понятий семантического пространства, то можно испытать её как арбитра в давнем споре между элементаризмом и холизмом, рассматривая следующую системную триаду
холизм
/ \
элементаризм --------- синергизм.
Цвишенизм
Однородные области в пространстве, времени и масштабе заведомо конечны, так что переходные зоны, периоды, интервалы являются скорее правилом, чем исключением. Каждый может назвать, припомнить, представить множество таких ситуаций: таможенный досмотр, поступление в вуз, социальная перестройка и т.п. Крутые перемены порождают определённый тип человека, Homo zwischens (от нем. "между"), оказавшегося в полосе междуцарствия, без надёжных ориентиров и привычной шкалы ценностей. "Цвишенсы - это оказавшиеся перед выбором, колеблющиеся, сомневающиеся люди, вынужденные в атмосфере неопределённости принимать рискованные решения" ([32], с.151).
В естествознании переходные слои изучает гетерогенная теория сплошной среды. Если пренебречь их толщиной, малой по сравнению с размерами однородных областей, то получаются поверхности разрыва макропараметров. Механизм перехода раскрывается во внутреннем масштабе слоя.
В обществознании разделяющие границы всё больше рассматриваются как полосы общения. При этом одномерные модели оказываются явно недостаточными. В многомерном пространстве можно различать оси как центральную, боковую и вертикальную. В каждом из этих направлений слой общения будет интерпретироваться по-своему: по центральной оси взаимодействуют основные дисциплины, по боковой центр соседствует с периферией, по вертикали соотносятся разные уровни общности [33].
Отдавая приоритет семантике, лучше ввести другую классификацию переходных слоёв. Горизонтальными естественно назвать переходы между целостностями одного уровня. В таких слоях происходят междисциплинарные взаимодействия, рождаются продукты симбиоза (геохимия, биофизика и т.п.). Вертикальные слои расположены между разными уровнями общности, через них взаимодействуют целостности разных масштабов. Кроме этих двух типов, имеет смысл различать ещё слои внешние, на границе знания, между известным и неизвестным. Уровень общности здесь оказывается подчинённым параметром.
В синергетике обычно имеется в виду слой вертикальный, между микро- и макроуровнями. В таких слоях происходит перестройка мира с одного масштаба на другой. Здесь встречаются разные законы, действуют смешанные языки, рождаются новые смыслы [34]. Но для понимания механизма этих процессов концепции только вертикального слоя недостаточно. Цвишенсы взаимодействуют также между собой и плутают на грани осознанного. Потеряв представление об определённом русле жизни, человек превращается в джокера [31].
Жить в эпоху крутых перемен опасно. В Китае, например, такое могли пожелать разве что недругу. В России отношение к перестройкам иное, скорее восторженное, чем опасливое. Можно вспомнить Тютчева ("Счастлив, кто посетил сей мир в его минуты роковые"), Горького ("Пусть сильнее грянет буря"), Ленина, наконец, который "никогда не чувствовал себя так свободно и радостно, как в эпоху революционных потрясений" ([35], с.101). А вот как пишет на этот счёт В.И. Вернадский: "Мы переживаем не кризис, волнующий слабые души, а величайший перелом научной мысли человечества, совершающийся лишь раз в тысячелетия…. Стоя на этом переломе, охватывая взором раскрывающееся будущее, - мы должны быть счастливы, что нам суждено это пережить, в создании такого будущего участвовать" ([36], с.255).
Безучастно в ноосфере не окажешься. Но ведь не всякая активность ведёт к подъёму. Сколько сил тратится сейчас безуспешно в поисках "золотой середины" между всякими крайностями! Серость и демонизм [37], событие и смысл [38], единство и свобода [39] разрывают линии поисков на безнадёжные противоположности, загоняя искателей в тупики патовых ситуаций [40]. Вырвавшись из мира линейных уравнений, синергетика продолжает оставаться линейной в одномерных схемах, порождаемых бинарной идеологией [34]. Недостаточность и опасность бинаризма уже осознаётся [20,41,42], но структурное решение этой проблемы [1] всё ещё не освоено.
Для выхода в новые измерения смыслового пространства нужна метафизическая смелость. Без неё многомерные структуры остаются формальными схемами, которые не способны раскрыть тайну когерентного образования лазера, лавины, толпы. Управляющие этим процессом законы скрываются в неосвоенных пока областях смыслового пространства. Редукционистские попытки объяснить появление параметров порядка на основе известных алгоритмов не приводят к успеху. Так, невозможно было объяснить "мирное" соседство протонов в атомных ядрах на основе электромагнитной теории, пока не обнаружили сильное взаимодействие. Испытание цвишенизмом [43] ниспослано человечеству видимо для того, чтобы произошла "глубокая моральная перестройка самого духа и смысла человеческой культуры, обретение нового смысла существования" ([44], с.368). Переход к новой стратегии жизни Н.Н.Моисеев называет "самой фундаментальной проблемой науки за всю историю человечества" ([44], с.364).
Смыслопорождающий потенциал больших градиентов в переходных слоях [45] угрожает новыми опасностями, но и обещает новые возможности, которые надо успеть увидеть, осознать, использовать. И прежде всего, надо поверить в их существование. Наука XVII?XX веков не стала бы открывать законы естествознания, если бы не доверяла Природе. Пора распространить область доверия на ноосферу, сферу разума и духа, пространство смыслов.
Реализация возможностей опирается на витальный потенциал общества. Жив ли он в России? Способны ли мы избавиться от пресловутой склонности к крайностям, о которой говорили и А.П. Чехов, и И.П. Павлов, и Ю.М. Лотман?
А.П. Чехов заметил, что русскому человеку середина неинтересна ([46], с.426). Но это не удручает, а обнадёживает, так как интерес (inter esse), будучи свободным от привязки к середине, легче направляется в новые измерения.
И.П. Павлов, признавая несосредоточенность, пристрастность, фантастичность русского ума, не оставлял надежды на его способность посмотреть на себя и окружающее без самообмана [47].
Ю.М. Лотман, озабоченный взрывоопасной полярностью русской культуры, в отличие от западной, включающей нейтрализующую середину [48], почему-то упускает из виду фольклор, насыщенный как раз тринитарными образцами, не вырожденными в одномерную схему.
В асимптотической математике [5] переходные слои тоже являются главным источником проблем. Там существуют специальные функции, связывающие в один узел разностороннее поведение, разработаны процедуры сращивания разложений с перекрывающимися областями действия, практикуется соединение разнобережных асимптотик с помощью Паде-аппроксимант. Но методология, направленная лишь на переход сквозь слой, на преодоление препятствия, не ищет и не ждёт от слоя ничего самостоятельного, самоценного, самодовлеющего. Интерфейс не получает своей ниши в смысловом пространстве. При переправе - не до рыбалки.
Однако опыт асимптотологии может послужить трамплином для переосмысленной постановки задач. Например, вместо погони за точностью аппроксимации можно ставить задачи на оптимизацию перехода с минимумом параметров в дробях Паде. Аналогично, в синергетике предлагается вместо следования заданным правилам "самим менять мир так, чтобы он был в достаточной степени управляем" ([49], с.243).
Методом управления процессом саморазвития в какой-то мере может служить согласование темпов жизни структур, организация резонанса темпомиров [20,50]. Если такой резонанс наступает естественным путём и его приближение удаётся распознать, появляется эффективный инструмент микровоздействия на макропроцессы. В социуме можно предсказать, например, грядущий стартовый резонанс сыновей с отцами, которые будут вынуждены обновлять свою парадигму как раз тогда, когда сыновья определяют свою [51]. Прежний резонанс взаимодействия внуков и дедов нарушился и происходят болезненные биения.
Для понимания темпоральных событий-смыслов лучше подходит не предметное, а волновое описание процессов. В современной физике успешно внедряется понятие суперструн и растущую роль играет гипотеза бутстрапа ( от англ. bootstrap - зашнуровка), согласно которой Вселенная рассматривается как сеть отношений. Этот подход обнаруживает много общего с восточной философией [52] и хорошо согласуется с концепцией трансперсональной экологии, в которой человек понимается "не как отдельный атом или частица, а как пульсирующее поле взаимодействий" ([53], с.104).
Волновой подход облегчает и восприятие спектров нелинейных структур, ставящих нас перед проблемой выбора, для решения которой рациональных аргументов недостаточно. "Ориентирами здесь служат не только знания о возможных сценариях, но и прежде всего ценности и нравственные установки, предостерегающие от необдуманных и опасных действий" ([54], с.25). Этические соображения при выборе аттрактора оказываются существенными, ибо приходится иметь дело "с новым типом сложности, связанным с человеческой интуицией и человеческими эмоциями" ([16], с.70). Семантическая формула системной триады становится востребованной по существу.
Переход к многомерности станет качественным расширением сознания, когда каждое измерение будет восприниматься не по отдельности, а совместно, в целостном единстве. Главная трудность здесь - в привычке к одномерным вербальным текстам. Но существуют и пространственные тексты, позволяющие "представить в форме, доступной непосредственному созерцанию, целостные структуры, которые в вербальном языке и других семиотических системах имеются лишь имплицитно ([55], с.155).
Вопрос о числе измерений, требуемых для достижения целостности, тесно связанный с числом управляющих параметров, в какой-то мере зависит от индивидуальной природы рассматриваемого объекта. Но существует и общий критерий, диктуемый универсальной семантикой системной триады. Тернарная структура, необходимая для синтеза, окажется и достаточной, если удастся скомплексировать существенные факторы по тринитарному образцу [56]. Тогда работа по свёртке разнообразия, отсеиванию мелочей, сжатию информации в макропараметры будет проходить целенаправленно, подтверждая, что "Триединое… и есть логика целого" ([30], с.238).
Таким образом, проблема, порождаемая хаосом переходного слоя, может быть сформулирована как освоение новых измерений смыслового пространства, их комплексирование и испытание на целостность.
Креативность
Основное противоречие, которое стремится разрешить синергетика, задаётся оппозицией порядок-хаос. В греческой мифологии слово chaos означало первобытное состояние мира, из которого образовался космос - мир, мыслимый как упорядоченное единство. В современном массовом представлении хаос - беспорядочное, бесформенное, неопределённое состояние вещей, так что антитезой хаосу обычно является порядок, причём хаос - это бесструктурность, неустойчивость, стихийность; порядок - это структурность, устойчивость, организованность. Отчётливо напрашивается вывод, что хаос - это плохо, а порядок - это хорошо.
Однако, как сказал Антуан де Сент-Экзюпери, "Жизнь создаёт порядок. Порядок же бессилен создать жизнь" ([57], с.15). А Поль Валери ещё в 1919 году предупреждал: "Две опасности не перестанут угрожать миру: порядок и беспорядок" ([58], с.88). Абсолютный порядок и абсолютный беспорядок одинаково грозят гибелью. Выходит, что при всём стремлении к упорядочению какая-то доля хаоса для жизни необходима. И синергетика как раз раскрывает, восстанавливает эту позитивную роль хаоса [59,60], разворачивая вертикальную диаду в горизонтальную.
Но что же связывает эти противоположности в единую систему отношений? В древние времена, когда триадное мышление ещё не было сведено к диадному [61], наличие третьего фундаментального начала мироустройства, наряду с Хаосом и Порядком, легко было обнаружить в любой целостной философии [62]. Так в Индии рядом с Вишной-хранителем и Шивой-разрушителем всегда был Брахма-творец.
Творческие способности живого существа проявляются через его активность. Принцип активности играет ведущую роль в учении Ухтомского о доминанте [63,64]. С.В. Харитонов рассматривает активность как психическую потребность человека [65]. "В философском смысле активность представляет собой имманентно присущее материи свойство, её атрибут", - утверждает Г.Я. Буш ([66], с.12). Фундаментальность творческого потенциала означает невозможность выразить суть креативности через что-либо другое [67]. "Я … не могу представить никакого порядка, никакого космоса, возникшего без участия творческого начала", - писал Б.С.Кузин ([68], с.182).
Будучи достаточно глубоким понятием, творчество объединяет хаос и порядок в системную триаду, целостность которой допускает проверку на неопределённость-дополнительность-совместность. Гибкость триадической структуры проявляется, в частности, во взаимопревращениях порядка и хаоса при смене масштаба [69]. Интервалы, на которых средние величины масштабно-инвариантны, образуют уровни упорядоченного описания сплошной среды. Ю.Л. Климонтович различает, например, пять таких уровней [70].
Всё новое рождается через хаос [71]. "Кризис как апогей неопределённости расчищает пространство для креативных деятелей" ([72], c.81). Но как и откуда возникает новое знание? "Тайна творческого начала есть проблема трансцендентная", - писал К. Юнг (цит. по [73], с.15). Решающий момент рождения структуры В.Г. Буданов называет "мистическим" ([74], с.14). Скачок сознания часто трактуется как инсайт, озарение, откровение [75]. "Тайна творчества и созидания… Это Тайна природы… Величайшая Тайна познания", - пишет В.В. Василькова ([76], с.3). Так подвластна ли научному исследованию эта тайна? "Мы… становимся на рискованный путь, включая творческое начало в эволюционный процесс", - признаёт В.В. Налимов ([25], с.138).
Е.Н. Князева утверждает, что "загадка творчества - это загадка соединения, синтеза процессов ассоциации и концентрации ([59], с.221). И далее: "Новое знание эмерджентно, оно не выводимо из элементов наличного осознанного знания, и в то же время оно латентно предопределено в элементах знания, имеющихся на данный момент" ([77], с.123). Но как понимать эту предопределённость? Образ калейдоскопа, встряхнув который, получаем новую картинку из прежнего материала, вряд ли кого удовлетворит. Рассматривая механизм творческого мышления как механизм самодостраивания ([78], с.253), Е.Н. Князева называет ряд формализуемых сторон этого процесса, не касаясь вопроса о его истоке и двигателе.
А.А. Кобляков ставит задачу построения рациональной теории творческого процесса, видит возможность её решения при метасистемном подходе и предлагает логико-семантическое и логико-алгебраическое описания этого процесса [79]. Однако, несмотря на использование метаязыка как системы большей размерности, семантика отступает перед логикой и рациональная теория остаётся не более чем формальной моделью. Мощь рефлексии всё-таки скорее смыслоистребляющая, чем смыслопорождающая ([27], с.65).
В.В. Налимов полагает, что "процесс эволюции - не порождение чего-то нового, а только новая проявленность того, что извечно задано" ([25], с.162). "Смыслы изначально заданы в своей потенциальной, непроявленной форме… Человек не механически считывает, а творчески распаковывает континуум смыслов" (с.14). Следовательно, творчество человека не столько создаёт новые смыслы, сколько проявляет уже существующие. Но так ли это? В.И. Вернадский, например, считал, что творческий труд создаёт нечто такое, что не содержится в материале ([36], с.213). "Познавая, наш разум не наблюдает, он формирует действительность по правилам самого человека… Для познания истины нужны не только умственные способности, но все чувства, мораль, нравственная ответственность" (с.281). "Настало время, когда мысль стала средством формирования действительности" (с.476).
В.И. Аршинов и Я.И. Свирский, обсуждая результаты численного эксперимента С.И.Яковленко [80], обнаружившего эффект внешнего воздействия, приходят к выводу, что смыслы изначально не существуют, а вырабатываются в ходе активного диалога с природой ([81], с.145). В том новом, что созидает активная природа вдали от равновесия, как заметил И. Пригожин, возможное богаче реального ([82], с.221).
Творит ли человек нечто принципиально новое или только "распаковывает континуум смыслов", он заведомо ограничен и обречён на асимптотичность. Но если существует высшая творческая сила, будь то Бог или самотворящая Вселенная [83], продолжает ли она действовать? Движется или завершён этот процесс созидания?
П.Г. Светлов в письме к А.А. Любищеву от 14.07.60 писал: "Как меня научил К. Бэр, считаю, что история есть продолжение сотворения мира и тем самым истина нам ещё далеко не открыта полностью. Действительно, мнение, что вся истина нам открыта и мы обладаем всем, что нужно для нашего спасения, а следовательно, и беспокоиться больше не о чём, - одно из основных положений православного богословия, но это составляет предмет моего большого сожаления." ([84], с.302).
"Введение "созидания" в наше понимание физической реальности, - заявляют И. Пригожин и И. Стенгерс, - требует метафизики, враждебной или, по крайней мере, чуждой науке" ([8], с.215). Допущение неконтролируемых источников порождает новую фундаментальную альтернативу, "драматическую альтернативу между слепыми законами и произвольными событиями" (с.224). Но надо ли уходить от этого противоречия, если "то, что полностью контролируемо, никогда не бывает вполне реальным, а то, что реально, никогда не бывает вполне контролируемым" (В. Набоков, [8], с.215)?
Открытость Мира есть фундаментальная предпосылка исследования бытия [85]. (Правда, вопрос "Чему он открыт - Богу? Великой Пустоте? Физическому Вакууму?" - тоже остаётся открытым.) На эту гипотезу опирается и традиционная "энтроподицея", допуская приток отрицательной энтропии извне в качестве движущей силы самоорганизации. Однако ссылка на внешний фактор, уводя от столкновения со вторым законом термодинамики, всё же не даёт убедительного объяснения явно антиэнтропийному явлению жизни.
Существование физического закона, противоположного второму закону термодинамики, предполагали многие крупные учёные ([86], с.62). Наряду с возможным внешним источником порядка, должен существовать и внутренний механизм упорядочения, поиски которого усиливаются в связи с ростом статуса понятия информации. Коллекция определений этого термина, приведённая, например, в [87], обильна и пестра. В роли антитезы энтропии информация трактуется как мера разнообразия, порядка, определённости. К сожалению, зачастую это понятие заменяется его количественным выражением, а семантическое содержание сводится к понятию ценности [88]; субстанциальная компонента остаётся нераскрытой.
Тринитарный подход к информации демонстрирует В.Н. Волченко, который понимает её "как структурно-смысловое разнообразие, которое может быть непроявленным, проявленным и отражённым. Здесь как бы заложен принцип православной синергийной Троицы: непроявленная информация - Абсолют, проявленная - Логос, отражённая - Дух" ([89], с.67).
М.А. Басин [90], различая в самоорганизующейся системе полевую и структурную компоненты, вводит ещё контроллер - внутреннюю управляющую подсистему, реализующую механизм выбора. Каждый элемент этой триады вновь подвергается трихотомии в соответствии с универсальной семантической формулой. Существенный момент этой работы - введение комплексного оператора, среднее значение которого в действительной части даёт действие, а в мнимой - энтропию. Уменьшение энтропии достигается за счёт резонансного взаимодействия между уровнями.
Внутренний механизм упорядочения, каким бы он ни был, поддерживается, должно быть, потенциалом творческой активности живого вещества. Постулируя наличие этого источника, целесообразно сформулировать те условия, при которых энтропия будет убывать в результате действия такого механизма. Вариационную задачу на экстремум функционала информационной энтропии нужно ставить с учётом дополнительных условий, характеризующих специфические свойства живых существ. Это может быть ритмичность, диссимметрия, память или что-то ещё. В аналитической форме многие пути приводят к соотношению xk+xУ1 = 0, k = 1,2,3,…, которое даёт узловые значения меры, соответствующие оптимальным режимам существования [91]. Синергетическое расширение антропного принципа [20,50] позволяет надеяться, что узкий эволюционный коридор в сложное приведёт и мысль на передний край саморазвития. А хаос и порядок, энтропия и жизнь, свобода и единство благодаря синергии перейдут от вражды к сотрудничеству.
Литература
1. Баранцев Р.Г. О тринитарной методологии // Между физикой и метафизикой: наука и философия. - СПб: ИИЕТ РАН, 1998. С.51-61.
2. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. - М.: Наука, 1994, 236 с.
3. Сороко Э.М. Функции синергетики как науки и стратегии нового, интегративно-синтезного мировоззрения // Субъективные притязания и объективная логика в развитии общества переходного типа. - Гродно, 1998. С.19-22.
4. Басин М.А., Шилович И.И. Синергетика и Internet (путь к Synergonet). - СПб: Наука, 1999, 71 с.
5. Баранцев Р.Г. Неизбежность асимптотической математики // Математика, компьютер, образование. Вып.7. - М. Прогресс-Традиция, 2000. С.27-33.
6. Баранцев Р.Г. Дефиниция асимптотики и системные триады // Асимптотические методы в теории систем. - Иркутск: СО АН СССР, 1980. С.70-81.
7. Баранцев Р.Г. Принцип неопределённости в асимптотической математике // Методы возмущений в механике. - Иркутск: СО АН СССР, 1984. С.107-113.
8. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. К решению парадокса времени. - М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 240 с.
9. Хайтун С.Д. Место синергетики в структуре физического знания // Исследования по истории физики и механики. 1995-1997. - М., 1999. С.236-267.
10. Бранский В.П. Теоретические основания социальной синергетики // Вопросы философии. 2000, №4, с.112-129.
11. Семиодинамика. Труды семинара. СПб: Изд-во общества ведической культуры, 1994. - 192 с.
12. Синергетическая парадигма. Многообразие поисков и подходов. М.: Прогресс-Традиция, 2000. - 536 с.
13. Суриков В.В. О термине "синергетика" // Синергетика. Труды семинара. Том 3. - М.: МГУ, 2000. С.272-275.
14. Буданов В.Г. Междисциплинарные технологии и принципы синергетики // 1-й Российский философский конгресс. Том 8. - СПб: СПбГУ, 1997. С.29-33.
15. Аршинов В.И., Войцехович В.Э. Синергетическое знание: между сетью и принципами // Синергетическая парадигма. - М.: Прогресс-Традиция, 2000. С.107?120.
16. Майнцер К. Сложность и самоорганизация. Возникновение новой науки и культуры на рубеже века // Синергетическая парадигма. - М. : Прогресс-Традиция, 2000. С.56-79.
17. Аршинов В.И. Синергетика как коммуникация в пространстве учебного процесса // Синергетика и учебный процесс. - М.: РАГС, 1999. С.94-102.
18. Белавин В.А., Курдюмов С.П. Глобальный демографический кризис: опасности и надежды // Синергетика. Труды семинара. Том 2. - М.: МГУ, 1999. С.5-16.
19. Баранцев Р.Г. Нелинейность-когерентность-открытость как системная триада синергетики // Мост. 1999, № 29, с.54-55.
20. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетическое расширение антропного принципа // Синергетическая парадигма. - М.: Прогресс-Традиция, 2000. С.80-106.
21. Баранцев Р.Г. Поиски границ синергетики // 1-й Российский философский конгресс. Том 8. - СПб: СПбГУ, 1997. С.15-17.
22. Barantsev R.G. Asymptotic versus classical mathematics // Topics in Mathematical Analysis. Singapore, Scientific 1989, p.49-64.
23. Пирс Ч.С. Логика как семиотика: теория знаков // Метафизические исследования. Вып.11. Язык. СПб, 1999, с.199-217.
24. Philberth B. Der Dreieine. Anfang und Sein. Die Structur der Schopfung. Stein a/R, Christiana-Verlag, 1974, 608 S.
25. Налимов В.В. Разбрасываю мысли. В пути и на перепутье. - М.: Прогресс-Традиция, 2000. - 344 с.
26. Баранцев Р.Г. От полноты - к целостности // Проблемы цивилизации. Материалы семинара. СПб, 1992, с.5-11. Целостность против полноты // Русская философия и современный мир. - СПб: СПбГУ, 1995. С.29-31.
27. Буданов В.Г. Когнитивная психология или когнитивная физика. О величии и тщетности языка событий // Событие и смысл. - М.: ИФ РАН, 1999. С.38-66.
28. Аршинов В.И., Буданов В.Г. Синергетика наблюдения как познавательный процесс // Философия, наука, цивилизация. - М., 1999. С.231-255.
29. Буданов В.Г. Синергетика событийного языка в науке и культуре // Синергетика. Том 3. - М.: МГУ, 2000. С.187-204.
30. Григорьева Т.П. Синергетика и Восток // Синергетическая парадигма. - М. : Прогресс-Традиция, 2000. С.215-242.
31. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Русла и джокеры. Нейросетевой взгляд на сложную динамику // Прикладная нелинейная динамика. Саратов, 1998, т.6, № 4, с.18-30; Джокеры, русла, или Поиски третьей парадигмы // Синергетическая парадигма. - М.: Прогресс-Традиция, 2000. С.138-154.
32. Харин Ю.А. Современный цвишенизм: реалии и перспективы человека как социоантропной тотальности // Субъективные притязания и объективная логика в развитии общества переходного типа. - Гродно, 1998. С.150-152.
33. Баранцев Р.Г. Многомерные слои общения // Логико-алгебраические методы в науке, технике и экономике/ Т.1. - Ульяновск: УГТУ, 2000. С.18-19.
34. Баранцев Р.Г. Бинарная наследственность, тернарные структуры, переходные слои // Синергетика. Том 3. - М.: МГУ, 2000. С.353-361.
35. Ленин В.И. Краткая биография. - М., 1955. - 312 с.
36. Аксенов Г.П. Вернадский. - М. Соратник, 1994. - 544 с.
37. Эпштейн М.Н. Русская культура на распутье. Секуляризация и переход от двоичной модели к троичной // Звезда. 1999, №1, с.202-220; №2, с.155-176.
38. Делёз Ж. Логика смысла. - М., 1995. - 300 с.
39. Гиренок Ф.И. Синергетика и соборность // Онтология и эпистемология синергетики. - М.: ИФ РАН, 1997. С.155-158; Патология русского ума. Картография дословности. - М.: ИФ РАН, 1998. - 416 с.; Археография события // Событие и смысл. - М.: ИФ РАН, 1999. С.67-87.
40. Баранцев Р.Г. Тупиковость одномерного воображения // Социальное воображение. СПб: Изд-во СПб филос. общ-ва., 2000. С.98-101.
41. Аршинов В.И., Редюхин В.И. Синергетический подход к управлению российским обществом // Синергетика и социальное управление. - М.: РАГС, 1998. С.152-164.
42. Аршинов В.И., Савичева Н.Г. Гражданское общество как проблема коммуникативного действия // Синергетика: человек, общество. - М.: РАГС, 2000. С.185-195.
43. Баранцев Р.Г. Испытание цвишенизмом // Страна Культура. Владивосток, 2000, №8-9, с.11; Будущее России: новые нравственные императивы // Социология и общество. СПб, 2000. С.282-283.
44. Моисеев Н.Н. Современный рационализм. - М., 1995. - 376 с.
45. Свирский Я.И. Синергетика смысла, или смысл синергетики // Онтология и эпистемология синергетики. - М.: ИФ РАН, 1997. С.69-86.
46. Конецкий В.В. Эхо. - СПб, 1998. - 540 с.
47. Павлов И.П. О русском уме // Природа, 1999, № 8, с.93-102.
48. Лотман ЮМ, Успенский Б.А. Роль дуальных моделей в динамике русской культуры (до конца XVIII века) // Б.А.Успенский. Избранные труды/ т.1. - М., 1994. С.219?253.
49. Куракин П.В., Малинецкий Г.Г. На пороге "субъективной" синергетики (синергетика-II) // Синергетика. Том 3. - М.: МГУ, 2000. С.242-250.
50. Буданов В.Г. Синергетическая алгебра гармонии // Синергетическая парадигма. - М.: Прогресс-Традиция, 2000. С.121-137.
51. Баранцев Р.Г. Время, динамика, синтез // Темпоральные аспекты моделирования и прогнозирования в экологии. - Рига: Латв. гос. ун-т, 1986. С.67-84.
52. Капра Ф. Дао физики. - СПб: ОРИС., 1994. - 302 с.; Уроки мудрости. - М., 1996. - 318 с.
53. Ермолаева В.Е. Ноосфера, экологическая этика и глубинная экология // Стратегия выживания: космизм и экология. - М., 1997. С.100-115.
54. Стёпин В.С. Саморазвивающиеся системы и перспективы техногенной цивилизации // Синергетическая парадигма. М.: Прогресс-Традиция, 2000. С.12-27.
55. Чертов Л.Ф. Особенности пространственного семиозиса // Метафизические исследования. Вып.11. Язык. СПб, 1999, с.140-155.
56. Баранцев Р.Г. Комплексирование управляющих параметров // Логико-алгебраические методы в науке, технике и экономике/ т.1. - Ульяновск: УГТУ. 2000, С.11-13.
57. Тасалов В.И. Хаос и порядок: социально-художественная диалектика. - М., 1990. - 62 с.
58. Валери П. Об искусстве. - М.: Искусство, 1993. - 508 с.
59. Князева Е.Н. Одиссея научного разума. Синергетическое видение научного прогресса. - М., 1995. - 228 с.
60. Размышления о хаосе. Международные чтения по теории, истории и философии культуры. Вып.3. - СПб: Эйдос, 1997. - 270 с.
61. Свасьян К.А. Становление европейской науки. - Ереван: АН АрмССР, 1990. - 377 с.
62. Ланько Э.В. О системно-синергетическом подходе к проблеме прогресса // Истины и ценности на рубеже XX-XXI веков. - М., 1992. С.50-53.
63. Ухтомский А.А. Доминанта. - М.-Л., 1966. - 273 с.
64. Аршавский И.А. Биологические корни познавательной деятельности живых систем в свете данных негэнтропийной теории онтогенеза // Культура и развитие научного знания. - М., 1991. С.96-122.
65. Харитонов С.В. Проявление космического закона в психике человека: Синергетический подход к классификации психических потребностей. - СПб, 2000. - 80 с.
66. Буш Г.Я. О диалогической теории творчества // Современные проблемы теории творчества. - М., 1992. С.12-27.
67. Михайлов Ф.Т. Креативность самосознания: способ полагания проблемы // Философские исследования. 1995, № 2, с.5-32.
68. Кузин Б.С. Из писем к А.А.Гурвич // Вопросы философии. 1992, № 5, с.165-190.
69. Малинецкий Г.Г. Синергетика. Король умер. Да здравствует король! // Синергетика. Труды семинара. Вып.1. - М.: МГУ, 1998. С.52-69.
70. Климонтович Ю.Л. Определение степени упорядоченности системы // Синергетика и психология. Тексты. Вып.1. - М., 1997. С.284-299.
71. Лихачёв Д.С. Рождение нового через хаос // Полярность в культуре. - СПб, 1996. С.10-18.
72. Романов В.Л. Креативные аспекты социального управления // Синергетика и социальное управление. - М.: РАГС, 1998. С.74-86.
73. Мамчур Е.А. Научный рационализм и психологические факторы // Естествознание в гуманитарном контексте. - М., 1999. С.5-20.
74. Буданов В.Г. Междисциплинарные технологии и принципы синергетики: проблемы и коррективы // Синергетика. Труды семинара. Вып.1. - М.: МГУ, 1998. С.5-17.
75. Евин И.А. Синергетика искусства. - М., 1993. - 171 с.
76. Василькова В.В. Порядок и хаос в развитии социальных систем. - СПб: Лань, 1999. - 480 с.
77. Князева Е.Н. Синергетическое видение креативности человека // Грани научного творчества. - М., 1999. С.114-133.
78. Князева Е.Н. Синергетический вызов культуре // Синергетическая парадигма. - М.: Прогресс-Традиция, 2000. С.243-261.
79. Кобляков А.А. Синергетика и творчество: универсальная модель устранения противоречий как основа новой стратегии исследований // Синергетическая парадигма. - М.: Прогресс-Традиция, 2000. С.305-324.
80. Яковленко С.И. Об организующем и разрушающем (стохастизующем) воздействии в Природе // Вопросы философии, 1992, № 2, 141-144.
81. Аршинов В.И., Свирский Я.И. От смыслопрочтения к смыслопорождению // Вопросы философии, 1992, № 2, с. 145-152.
82. Пригожин И. Время - всего лишь иллюзия? // Философия, наука, цивилизация. М., 1999, с.214-221.
83. Янч Э. Самоорганизующаяся Вселенная // Общественные науки и современность, 1999, № 1, с.143-158.
84. Любищев А.А. Наука и религия. - СПб: Алетейя, 2000. - 358 с.
85. Яковленко С.И. Философия незамкнутости // Вопросы философии. 1996, №2, с.41?50.
86. Руденко А.П. Самоорганизация и синергетика // Синергетика. Труды семинара. Том 3. - М.: МГУ, 2000. С.61-99.
87. Чернавский Д.С. Информация, самоорганизация, мышление // Синергетика. Труды семинара. Том 3. - М.: МГУ, 2000. С.143-182; О генерации ценной информации // Синергетическая парадигма. - М.: Прогресс-Традиция, 2000. С.363-381.
88. Казаков О.И. Информация: мера и смысл // Философские исследования. 2000, №1, с.115?121.
89. Волченко В.Н. Концепция синергийности в системе образования XXI века // Синергетика и образование. - М.: РАГС, 1997. С.66-76.
90. Басин М.А. Волны. Кванты. События: Волновая теория взаимодействия структур и систем/ Часть 1. - СПб: Норма, 2000. - 168 с.
91. Сороко Э.М. Универсальный эволюционизм и синергетика: инварианты взаимодействия мер // 1-й Российский философский конгресс/ т.8. - СПб: СПбГУ, 1997. С.220-223.

СИНЕРГЕТИКА И СИСТЕМНЫЙ СИНТЕЗ

Синергетика в контексте культуры
Опыт в развитии междисциплинарных исследований научное сообщество накопило небольшой. Развитие кибернетики имеет только полувековую историю, а возраст синергетики - всего три с небольшим десятилетия.
Поэтому у нас нет возможности, как у умудренных жизнью мэтров, пользоваться оборотами "как всегда", "как это обычно бывает", "помнится раньше"... У нас все впервые. И это гораздо интереснее.
Многие черты в развитии синергетики и современной науки в целом выглядят как парадоксальные. Удачное слово "синергетика", родившееся с легкой руки Германа Хакена, в 70-х годах быстро завоевало популярность. Сначала в него вкладывали простой и ясный смысл. Синергетика - это теория самоорганизации в системах различной природы. Она имеет дело с явлениями и процессами, в результате которых у системы - у целого - могут появиться свойства, которыми не обладает ни одна из частей. Поскольку речь идет о выявлении и использовании общих закономерностей в различных областях, то этот подход предполагает междисциплинарность. Последнее означает сотрудничество в разработке синергетики представителей различных научных дисциплин.
Время шло, собирались научные конференции, издавались отличные книги, о которых хочется вспомнить добрым словом [1-8]. Дело дошло до учебников и даже до преподавания синергетики не только в вузах, но и в средних школах. (Блестящий опыт такого рода имеется в Саратовском колледже прикладных наук, существующем под крылом местного университета.)
Все примерно так же, как у других наук. Один из авторов этих строк даже сравнивал первые международные конференции по синергетике с Сольвеевскими конгрессами, сыгравшими важную роль на заре квантовой механики. Однако нет, не все так просто. Чтобы убедиться в этом, достаточно перелететь через океан. Например, такие привычные понятия, как "параметры порядка", "диссипативные структуры", "самоорганизация", и многие другие синергетические термины не знакомы большинству местных исследователей, не говоря уже о студентах. Неведомы им и "синергетические классики".
Как же они без этого обходятся? Очень просто - они опираются, занимаясь теми же задачами, на другие работы, иногда на иной аппарат и, разумеется, на местных классиков. Вместо "самоорганизации" говорят о "выходе системы на инерциальное многообразие", вместо "синергетики" - об "идеях теории сложности" и так далее.
За этим курьезным фактом стоят не только амбиции ученых (роль "субъективных факторов" в развитии науки трудно переоценить), но и важные особенности синергетики, отличающие ее от "обычной" науки. Почему сравнительно просто научить школьной алгебре, геометрии или физике? Потому что, во-первых, есть небольшой конкретный материал про то, что и как вычислять, строить или измерять в простейших случаях. Во-вторых, есть четко очерченная область, в которой эти правила следует применять, чтобы получать ответы, за которые поставят пятерку, а то и дадут приз на олимпиаде. То же относится и к другим физико-математическим наукам.
Синергетика от этой благостной картины отличается в двух отношениях. Во-первых, в ней нет простых и ясных рецептов, что и как надо cчитать. Она, скорее, помогает задавать вопросы, искать системы, которые могут обладать необычными свойствами, выделять общие черты в конкретной задаче. Разумеется, в ней есть и концепции, и понятия, и модели, и аппарат. Но применимы ли они к той проблеме, с которой пришел в синергетику исследователь или которую он собирается поставить, обычно совершенно не ясно. В "хороших науках" дело обстоит не так - если есть задача в задачнике, то точно все должно быть применимо. И дело только в изобретательности и настойчивости применяющего. Во-вторых, междисциплинарность подразумевает два этапа. На первом специалист из какой-то области обращается к идеям и представлениям синергетики. Применяет их к своей проблеме. Это удается очень многим. На втором этапе он возвращается с полученным результатом в свою область и убеждается сам в нетривиальности последнего и демонстрирует ее коллегам. Со вторым этапом справляется гораздо меньшее количество ученых.
"Искусству задавать вопросы" научить намного труднее, чем "искусству получать ответы". Первое в гораздо большей степени зависит от научного и общекультурного контекста, с которым работает ученый. Как говорят филологи и специалисты по машинному переводу, текст обычно содержит лишь 10% информации, 90% определяется контекстом, который мы привносим, воспринимая сообщение. По-видимому, этот синергетический эффект относится и к научному творчеству. С другой стороны, междисциплинарные подходы очень обогащают тот контекст, в котором работает ученый.
Вероятно, поэтому отечественной научной культуре обобщающие идеи синергетики оказались очень близки. Для многих классиков русской и советской науки было характерно стремление увидеть общее в различных дисциплинах и на этой основе получить оригинальные результаты в каждой их них. При этом организация дальнейших исследований, усилия по изменению отношения общества к научным результатам, выращивание учеников, непосредственное участие в государственных делах ценились научным сообществом весьма высоко.
Вспомним М.В. Ломоносова, который занимался и химией, и физикой, и историей, и филологией, который "сам был нашим первым университетом". Дмитрий Иванович Менделеев был не только великим химиком, видным общественным деятелем, много сделавшим для развития промышленности в целом, и нефтехимии в частности, в своем отечестве. Он был блестящим профессором, написавшим основополагающие учебники, демографом, выдающимся экономистом. И свои работы по обоснованию государственной поддержки отечественных предпринимателей - политики протекционизма - сам он оценивал не менее высоко, чем свои исследования по химии.
Любопытно, что и в то время "междисциплинарность" опиралась на прочный естественнонаучный фундамент, на использование математики. В этой связи интересна мысль одного из самых блестящих политиков России - Сергея Юльевича Витте, способствовавшего многократному увеличению протяженности сети железных дорог, осуществившего одну из наиболее удачных денежных реформ, заложившего основы политехнического образования в России и предсказавшего ход исторических процессов на десятилетия вперед. Он, получивший физико-математическое образование, делил всех математиков на "математиков-вычислителей" и "математиков-философов". С.Ю. Витте ценил вторых гораздо выше и полагал, что их мнение, совет и исследования могут быть весьма важны в государственных делах.
Широтой интересов отличался и В.И. Вернадский. С одной стороны, он - основатель геохимии и организатор ряда геологических изыскательских работ. С другой, глубокий философ, увидевший в формировании ноосферы надежду для человечества, прозорливо предсказавший огромное будущее атомной энергии на заре XX века.
Президент Академии наук СССР М.В. Келдыш, с именем которого связывают успехи в освоении космоса, в создании ряда систем стратегических вооружений, в нашей стране, пришел в науку как чистый математик. На его научном пути - и работы по теории несамосопряженных операторов, и теория флаттера, давшая ключ к пионерским инженерным решениям, и обоснование научной стратегии сверхдержавы, и мечты о дальнем космосе.
Большое влияние на отечественные междисциплинарные исследования в последние десятилетия оказывала деятельность недавно ушедшего от нас академика Н.Н. Моисеева. Его работы по автоматическому управлению, нелинейной механике, анализу экономических механизмов, оптимизации, системам поддержки принятия решений, рефлексивным процессам привели к созданию ярких самобытных научных школ. Последние его работы по экологии, связанные с концепцией устойчивого развития, по философии, где он выдвинул концепцию универсального эволюционизма, по анализу сценариев выхода России из системного кризиса не всегда находили понимание. Помнится, с какой горечью он рассказывал одному из авторов о своей беседе с высокопоставленным (впрочем, правильнее, наверное, было бы писать в два слова) чиновником. Он предложил развернуть работы по научному обоснованию стратегических транспортных проектов - трансъевразийской магистрали и Северного морского пути. Великий "путь из англичан в японцы", как он говорил, возможен благодаря уникальному евразийскому положению России и ее научно-техническому потенциалу. "Вы - математик. Ну и занимайтесь математикой, а в наши дела не лезьте", - услышал он в ответ на свои предложения. Но времена меняются. Давно простыл след временщика, беседовавшего с академиком. А многие идеи Н.Н. Моисеева вновь и вновь переосмысливаются или переоткрываются.
Но ведь возможно и другое отношение к науке, ей может принадлежать иное место в культуре. В одной из книг Джордж Сорос поставил под сомнение саму концепцию объективной истины. При таком взгляде развитие науки представляется дорогой от одного заблуждения к другому, возможно, более удобному и выгодному в данной конкретной ситуации. Если же появляется еще и "рыночный компонент", возможность с помощью рынка "оценить" ученого, то все еще более упрощается. Небезызвестный герой Джона Голсуорси считал, имея в виду искусство, что любая ерунда, за которую платят деньги, уже не ерунда. Но с такой же меркой можно подойти и к науке.
Для такой "рыночной" организации науки большой ценностью оказывается конкретность и узкая специализация, а не широта мышления или целостность восприятия проблемы. Естественно, в таком научном сообществе междисциплинарные подходы не будут слишком популярны. (Впрочем, там есть свои и достаточно большие плюсы.)
Существует широко распространенная иллюзия, что Интернет принципиально изменил стиль научной работы. На первый взгляд, кажется, что иначе и быть не может. Во-первых, стало возможно создание "виртуальных лабораторий", сотрудники которых могут жить на разных материках, но тем не менее работать вместе. Во-вторых, стали широко доступными огромные массивы информации и банки данных. В-третьих, предоставлена возможность сообщать о результатах практически сразу после их получения. В-четвертых, появились телеконференции, где можно вести дискуссии со многими оппонентами и эффективно выявлять недостатки той или иной позиции.
Тем не менее, на наш взгляд, глобальные компьютерные сети изменили науку гораздо меньше, чем торговлю, промышленность, банковское дело, средства массовой информации или индустрию развлечений. Причина этого проста - самым инертным и самым важным звеном в науке является человек. Научный прогресс лимитируется не быстродействием компьютеров или объемом банков данных, а нашей способностью генерировать новые идеи, осмысливать информацию, искать причинно-следственные связи.
Более того, во многих отношениях ситуация стала хуже. Огромный поток информации заставляет узко и избирательно просматривать очень малый фрагмент какой-либо области знаний. Не редки ситуации, когда близкие соседи не знают об исследованиях друг друга. Во времена Ньютона и Лейбница, когда не было научных журналов в нынешнем понимании слова, один исследователь слал письма другому. В нынешней ситуации коллеги, как правило, не представляют себе, в чем суть твоей работы, если ты им лично не послал статью по электронной почте. На новом уровне мы вернулись к прежнему положению вещей.
Но ведь искусство невозможно без зрителей, слушателей, читателей, так же как наука - без коллег, без среды, без обсуждения, без критики, без диалога. В нынешней ситуации все это обеспечивают научные семинары, проводимые в институтах или университетах. Неформальное научное сообщество, к которому относят себя авторы настоящего сборника, во многом сложилось благодаря научному семинару по нелинейной динамике в Институте прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. О проблемах, обсуждавшихся на нем, дают представление несколько книг, вышедших в этой серии в "Науке" [9-17] и других издательствах.
История показывает, что в переломные моменты развития науки и технологии наблюдались несколько типичных явлений. Первое - неоправданный оптимизм в отношении новшеств и новых научных направлений. Второе - большая роль личных контактов между исследователями. Гораздо большая, чем в периоды медленного, эволюционного развития.
Поэтому и в нынешней отечественной синергетике огромную роль играют регулярно проводимые научные конференции, школы, семинары, другие встречи, позволяющие передавать не только идеи, но и традиции от одних поколений к другим. В качестве "хрестоматийных" примеров можно привести школы для молодых ученых и конференции, проводимые в Саратове под началом ректора Саратовского государственного университета член?корр. РАН Д.И. Трубецкова и его коллег. Другой пример - ежегодные конференции "Математика, компьютер, образование", проводимые во многом благодаря энергии и самоотверженности профессора кафедры биофизики биофака МГУ, президента ассоциации "Женщины в науке и образовании" Г.Ю. Резниченко. Большое влияние на "нелинейное научное сообщество" оказывают международные конференции "Проблемы управления безопасностью сложных систем", проводимые в Институте проблем управления РАН профессором В.В. Кульбой и его единомышленниками.
В последние 10 лет эти конференции позволили решить еще одну важную задачу - найти место междисциплинарных исследований, увидеть те проблемы, области, "экологические ниши", где такие работы могут быть поняты и востребованы. Не секрет, что значительная часть междисциплинарных исследований за рубежом проводилась и сейчас проводится по заказам государственных структур, формирующих стратегию и политику, по заказам военно-промышленного комплекса, заинтересованного в поиске принципиально новых решений и технологий. В самом деле, исследование операций выросло в основном из задач планирования боевых действий, анализ диссипативных структур - из физики плазмы, теории горения и взрыва, исследования динамического хаоса - из задач прогноза и методик защиты информации. Ведущие военно-промышленные центры становились и лидерами в области нелинейных исследований. Например Центр нелинейных исследований в Лос-Аламосе (США) вырос из лаборатории, занимавшейся ядерным оружием. В Институте прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН интенсивное развитие методов нелинейного анализа и их применение опиралось на научный фундамент, заложенный при решении оборонных задач.
Когда этот государственный и военно-промышленный заказ на "нелинейную науку" в нашей стране на длительное время исчез, пришлось всерьез пересматривать тематику, существенно менять акценты. На наш взгляд, это удалось сделать. Это наглядно показывают и статьи, вошедшие в настоящий сборник. Исследователи, как убедится читатель, шли разными путями. Одни сосредоточили внимание на математическом аппарате синергетики, другие увидели высокие технологии, где концепции, методы, идеи синергетики дают новые возможности, третьи связали нелинейную динамику с глобальными проблемами, с управлением, с новыми стратегиями, четвертые ищут место синергетики в гуманитарных областях. И кроме того, нельзя упускать из виду возможность, что сменится поколение руководителей, и вместо того, чтобы ломать и бездумно копировать, новые люди будут строить и искать свои пути в будущее. Тогда, глядишь, и традиционные задачи, связанные с междисциплинарными исследованиями, окажутся востребованными.
На конференциях, где рассматривались проблемы искусствоведения или культурологии с позиций синергетики, часто вставал вопрос: к какому стилю, к какому направлению искусства синергетика ближе всего по духу. Выскажем и наше мнение. Конечно, это не постмодерн с его эклектикой, технологией комбинирования различных фрагментов, коллажем из предшествующих идей, штампов, приемов, образов. Это, скорее, стремление увидеть предмет в его целостности. Синергетика предлагает новое видение, новые способы упрощать реальность. Эта "новая простота" помогает не "утонуть" в деталях и порой выглядит достаточно необычно. Например задачи и подходы "синергетической экономики" или "рефлексивной теории управления" кажутся странными и парадоксальными, с точки зрения традиционных подходов. Но именно эти синергетические подходы гораздо ближе к описанию многих явлений в новой реальности - глобальных финансовых кризисов, роста "новой экономики" (knowledge-based economy, как ее называют наши англоязычные коллеги). Поэтому, вероятно, нынешнему этапу развития синергетики созвучны образы и мировидение импрессионизма. Здесь и обостренное внимание к целому, к тому, что делает его большим, чем сумма слагающих его частей. Здесь и новое отношение к вечному и преходящему, акцент на переходных, переломных, ускользающих от неспешного наблюдения моментах. Эта новые краски, образы. Поэтому мы и поместили на обложку картину Павла Филонова "Цветы нового рассвета". Из непохожести, уникальности здесь рождается волнующая гармония целого. И главное - это не закат. Это рассвет. Впрочем, ощущение новизны, парадокса, удачи, характерное для О. Ренуара, ряда импрессионистов, типично и для "синергетиков".
Авторам этих строк часто приходилось отвечать на вопрос - чем взгляд и подход синергетики отличается "от того, что было раньше". Начнем издалека. Ньютон, Лаплас, классики эпохи Просвещения смотрели на мир "с позиции Господа Бога". Это, с одной стороны, вера в глубину и совершенство замысла Творца и надежда, что простые универсальные законы существуют, познаваемы, а их использование будет исключительно полезным. Это вера в торжество разума, - как бы ни были сложны уравнения, следующие из этих законов, сколько бы их ни было, их удастся решить. Это глобальный детерминизм - уверенность в том, что можно, решив уравнения, заглянуть как угодно далеко в будущее и в прошлое.
Времени с тех пор минуло много. И на новом витке развития науки эти идеи и представления возродились в связи с быстрым ростом возможностей компьютеров. Наверно, некоторые из читателей этой книги помнят, как строились имитационные модели в экономике, в медицине, в биологии, в экологии. Сотни и тысячи уравнений, сотни тысяч параметров, потребных для моделей, не смущали энтузиастов. Многим, видимо, помнятся речи о вычислительном эксперименте. Последний должен был дать огромный импульс развитию науки, позволяя учитывать десятки и сотни эффектов, извлекать из теории следствия, о которых раньше и не мечтали. И, конечно, все это чище, дешевле, точнее и быстрее, чем в обычном эксперименте. Можно упомянуть и бум с автоматизированными системами управления, сулившими огромные перспективы.
Энтузиасты этих подходов не видели ни пределов, ни ограничений. Одному из авторов довелось слышать по этому поводу на научном семинаре такой диалог.
- А есть ли задачи, к которым такой подход неприменим? - спросил потрясенный открывшимися перспективами слушатель.
- Может быть и есть, но я ни одной такой не знаю, - с гордостью и уверенностью ответствовал докладчик.
Но пределы обнаружились. И довольно быстро. Во-первых, принципиальные, объективные, независимые от человека. В теории динамического хаоса - важной области нелинейной науки - было убедительно показано, что даже для довольно простых детерминированных систем (в которых будущее однозначно определяется настоящим) существует горизонт прогноза [14]. Заглянуть за этот горизонт в общем случае нельзя, какую бы мощную вычислительную технику и какие бы эффективные алгоритмы исследователи ни использовали. Сейчас теория самоорганизованной критичности - новый фаворит синергетики - показывает, что для многих сложных иерархических систем типичны редкие катастрофические события. Поэтому "настроить" модели - определить необходимые параметры, - опираясь на предысторию, для таких объектов достаточно сложно.
И все же, как нам кажется, главным барьером, вставшим на пути многих вдохновляющих проектов, связанных с компьютерным моделированием, стало чисто человеческое ограничение. Это ограничение условно можно назвать "барьером понимания". Оказалось, что наши возможности вычислять, моделировать, управлять, имитировать то, что мы не понимаем, весьма ограниченны. Многие надежды, которые сегодня возлагаются на синергетику, связаны прежде всего с теми задачами, которые лежат вблизи "барьера понимания", с новым взглядом на них.
Системный синтез
Существо дела можно пояснить на примере концептуальной модели, возникшей вначале в совершенно конкретном контексте. Зададим общий вопрос - почему нам что-то удается описывать и предсказывать? В самом деле, человек "с технической точки зрения" сильно проигрывает ЭВМ. Скорость срабатывания нервных клеток - нейронов - у него в миллион раз меньше, чем у триггеров в персональном компьютере. Информация передается в нервной системе тоже в миллион раз медленнее, чем в вычислительной машине, поскольку связана и с электрическими, и с химическими процессами. Да и "выходные параметры" у человека достаточно скромные. По данным психологов, он может следить не более, чем за семью непрерывно меняющимися во времени величинами, эффективно работать не более, чем с 5-7 людьми. Вместе с тем многие задачи человек решает гораздо лучше компьютеров. Можно только удивляться тому, что понадобилось почти полвека интенсивного развития вычислительной техники, чтобы машины начали уверенно обыгрывать людей в шахматы.
Это означает, что наше мышление, восприятие, способность предвидеть опираются на иные, "некомпьютерные" алгоритмы. В отношении их была высказана следующая гипотеза. Рассмотрим фазовое пространство, в котором лежат переменные, описывающие нашу реальность. Оно очень велико, и принять во внимание все переменные в нем человек не в силах. Но, очевидно, есть ситуации, области в фазовом пространстве, где для того чтобы понимать и предсказывать происходящее, достаточно несколько параметров. Другими словами, иногда существуют проекции на подпространство меньшего числа переменных, которые адекватно отражают происходящее во всем огромном пространстве переменных. Эти подпространства были названы руслами.
Размерность русла (то есть число переменных в этой проекции реальности) невелико. Психологи говорят о семи переменных, но наш читатель знает, что вообразить себе нетривиальный четырехмерный объект уже непросто.
И если у нас для описания реальности есть подходящее русло, то тут можно строить достаточно простые и эффективные теории, понимать происходящее, просчитывать варианты, находить эффективные поведенческие стратегии. В синергетике эти наиболее важные переменные, характеризующие русло, называют параметрами порядка.
Синергетика решила множество задач, в которых понято, каковы эти параметры для различных физических, химических или биологических систем, как искать связи между этими параметрами, как "на пальцах" пояснить происходящее, не выписывая каких-либо уравнений. Как ищут русла живые системы, как научить этому нейронные сети - это, на наш взгляд, фундаментальная задача нейронауки. (Нейронаукой все чаще называют междисциплинарный подход, родившийся на стыке когнитивной психологии, нейробиологии, вычислительной математики, теории рефлексивного управления, нейрофизиологии, других дисциплин, направленный на выявление механизмов работы мозга, моделирование элементов мышления, объяснение феномена сознания.)
Другими словами, там, где дело касается русел, сложные системы удается описывать просто. И тут синергетика имеет и методы, и подходы, и успехи, и образцы для подражания.
Но реальность может быть устроена и более сложно, с чем мы регулярно сталкиваемся. Русло кончается, (определить когда это происходит - отдельная важная задача) и число переменных, которые определяют ход процесса, быстро растет, горизонт прогноза уменьшается, мы не можем "просчитать ситуацию", появляется возможность резких изменений.
Такие области в фазовом пространстве были названы областями джокеров, а сами правила, по которым начинает вести себя система, - джокерами. Название связано с игральной картой - джокером, которая, в зависимости от желания играющего, может стать любой другой картой. Наличие джокера в колоде намного увеличивает неопределенность и усложняет ситуацию.
В задачах, связанных с естественными науками, джокеры могут быть связаны с тем, что в этой области фазового пространства определяющими становятся "быстрые переменные", в то время как русла определялись медленными. Джокер может быть связан с точкой бифуркации, когда малые флуктуации, случайный шум могут определить ход процесса. Области джокера удобно выделять, рассматривая некоторые типы перемежаемости (например "переключательная перемежаемость" on-off intermittency, - для которой С.В. Ершовым была построена замечательная модель в связи с описанием жесткой турбулентности [17]). Одним словом, в моделях естествознания есть много места для джокеров. При этом нам приходится, как правило, менять тип описания - то прибегать к вероятностному языку, то строить асимптотики, существенно отличающиеся от тех, что характерны для русел, то каким-то способом учитывать влияние других уровней организации материи.
Но еще более важны и интересны джокеры в тех ситуациях, когда речь идет об обществе, об истории, экономике, политике или о человеке. В области русла можно опираться на простые детерминированные модели, на несложные закономерности. Те, кто сталкивался с экономикой, помнят, насколько просты модели, построенные большинством Нобелевских лауреатов в этой области. Тут дело, по-видимому, не в самих моделях, а в тех руслах, к которым они относятся и которые смогли увидеть исследователи. И тут все похоже на "физику" и "технику". Заметьте, как часто политики говорят об "экономических механизмах" и "социальных технологиях".
Совершенно иначе приходится описывать реальность в области джокера. Огромное влияние приобретают случайности, игровые моменты, сплошь и рядом становится необходимым вероятностное описание. Выбор в таких случаях сложен, потому что приходится принимать в расчет слишком многое, что оставляет простор для субъективных факторов.
При этом в критических ситуациях факторами, упорядочивающими реальность, оказываются такие плохо поддающиеся формализации сущности, как мораль, убеждения, нравственность, предшествующий опыт. При этом, в отличие от моделей точных наук, здесь многие величины могут меняться скачком. Это уровень доверия, ожидания, связываемые с будущим. В теории рефлексивного управления это было осознано давно. Однако последние десятилетия обогатили теорию разнообразной практикой. В качестве примера можно привести технологии "организованного хаоса" - одни из самых эффективных методов финансовых спекуляций, по мнению упоминавшегося Дж.Сороса, которому в этом вопросе явно можно доверять.
В самом деле, тот, кто осознал, что система уже находится в области джокера, получает большую фору перед теми, то еще думает, что "все идет нормально". Здесь и "стратегии с потерей непрерывности", которые все чаще применяются в международной жизни, когда абсурдные, нелогичные, не вытекающие из всего прошлого акции одних стран могут радикально изменить ситуацию и помочь им добиться своей цели малой ценой.
Психологи называют это "эффектом Беттельхейма" - человек пытается увидеть логику противной стороны, как-то объяснить с разумных позиций происходящее, в то время как оно заведомо абсурдно и алогично. В представления теории русел и джокеров прекрасно укладываются PR-технологии, как их красиво называют журналисты, или технологии манипулирования сознанием, как их именуют социологи [18]. Суть дела прекрасно показана в американском фильме "Хвост виляет собакой", где для того чтобы замять скандал с правящим президентом, за несколько дней до новых президентских выборов нужно устроить имитацию маленькой победоносной войны. При этом совершенно неважно, что происходит на самом деле, важно лишь то, что увидят телезрители, которым предстоит голосовать. Чтобы заставить людей поступать вопреки своим достаточно очевидным интересам, нужно перевести их в "область джокера", дезориентировать, хотя бы временно, в том, что касается смыслов, ценностей, предпочтений, ожиданий.
На какое-то время вместо одного русла, со своими параметрами порядка, в сознании возникает другое, именно то, на которое рассчитывают манипуляторы. Не надо объяснять читателю, насколько это важно, какой большой практический опыт здесь накоплен. Многие специалисты считают этот способ воздействия на общество информационное управление - главным в постиндустриальную эпоху [18].
И отечественные, и зарубежные синергетики не раз писали, что здесь представления теории самоорганизации могут оказаться исключительно важными. И мы с ними совершенно согласны. Собирались конференции, публиковались статьи, выдвигались исследовательские программы. И авторы этих строк, признаемся честно, не раз ко всему этому прикладывали руку. И все же следует признать, что здесь пока не хватает ни понимания, ни интересных моделей. Но мы надеемся, что у синергетики еще многое впереди.
И вновь вернемся к началу этого раздела. А что, собственно, надо, чего не хватает? Да только одного по большому счету. И для понимания процессов и явлений, и для управления надо уметь выделять небольшое число параметров, определяющих их ход, и выявлять взаимосвязи между ними. Нужен системный синтез.
В самом деле, накопленный запас знаний и достигнутый современной наукой уровень позволяют сплошь и рядом выявлять детали, тонкости и частности, находясь в пределах любой научной дисциплины. Происходит анализ - расщепление, расчленение в изначальном смысле слова. И даже системный анализ - это тоже выделение отдельных свойств и качеств. Это все-таки анализ.
В то же время нам, чтобы понять, что следует делать, нужно системное, целостное представление об объекте. Такова уж наша человеческая природа - мы не умеем активно оперировать сколько-нибудь большим числом переменных и взаимосвязей. При этом мы осознаем, что в разных ситуациях этот набор переменных будет разным (мы можем оказываться в пределах различных русел). Более того, в области джокера начинают в полную силу играть принципы, мораль, опыт и просто везение, и компьютер может тут нам помочь весьма немногим.
Является ли системный синтез чем-то принципиально новым или это всего лишь удачное слово для того, чем все всегда занимались? И да, и нет. К сожалению, такой ответ можно дать по поводу почти любой крупной научной идеи или программы. (Точно так же нелегко сказать, является ли дом чем-то принципиально новым по сравнению с фундаментом.)
Да - потому что в науке за время ее существования накоплен огромный опыт упрощения и выделения главного. В математике - это огромный арсенал методов осреднения и других асимптотических подходов. В экономике это разнообразные методы агрегирования (о чем бы писали экономические журналы и спорили бы политики, не будь у нас огромного набора замечательных макроэкономических индексов?). Не будь конструкторских, инженерных, во многом интуитивных способов синтеза, сколько-нибудь сложных технических конструкций создать бы не удалось. Громадный опыт сложного многоуровневого синтеза накоплен в программировании. Благодаря такому синтезу создавались и совершенствовались различные организации. Этот список можно продолжить.
Нет - потому что синергетика помогла подойти к системному синтезу как к одной из важнейших черт живых систем, нашего сознания. Она поставила вопрос - как происходит этот важнейший процесс самоорганизации в пространстве признаков, возможностей, степеней свободы? Чудо, пока не доступное компьютерам, состоит в том, что человек может почувствовать или осознать, "нравится" ему что-то или нет. По-видимому, интересно было бы понять, существуют ли универсальные методы системного синтеза, "подсмотреть" их у природы и далее использовать в компьютерных системах.
Синергетика уже научилась в простых ситуациях выделять параметры порядка и искать "русла" и учится сейчас работать с джокерами, с механизмами перехода от одних русел к другим. Готовых универсальных рецептов тут пока нет и их надо искать.
Где нужен системный синтез? Таких задач очень много, и мы приведем только несколько очевидных примеров, показывающих важность этого подхода.
Первый пример можно назвать выбором стратегии. Сейчас очень популярна концепция устойчивого развития. Ее можно провозглашать, говорить о ней общие слова, чем мировое сообщество и наш истеблишмент давно и с удовольствием занимаются. Но, как выразился один известный экономист, "экономика букв не знает и читать не умеет". Что в экономике-то надо делать? В социальной сфере? В научной и технологической политике?
Человек - замечательное существо, умеющее оперировать нечеткими, размытыми множествами. Но иногда в социальных системах это приводит к плачевным результатам. Достаточно вспомнить недоброй памяти горбачевщину, "перестройку", "новое мышление". Разные социальные слои вкладывали в эти понятия свой смысл, и в конце концов верх взяли манипуляторы, обобравшие "молчаливое большинство". Страна оказалась в системном кризисе. Не хотелось, чтобы так же получилось с устойчивым развитием. А поэтому нужны конкретные ясные цели, показатели, определяющие устойчивость развития. Нужны шаги, механизмы, меры, которые экономика "понимает".
В соответствующих международных документах фигурируют сотни показателей. Что из них является параметрами порядка? При этом достаточно очевидно, что для разных стран эти показатели будут различными.
Вопрос об устойчивом развитии слишком серьезен, чтобы его решать с позиций чисто гуманитарной парадигмы. Надо учитывать особенности России, которые очень существенны, использовать возможности точных наук. Здесь существует традиция комплексного системного анализа проблем устойчивого развития, восходящая к работам академика В.А. Коптюга и его единомышленников. До уровня компьютерных моделей дело здесь не доведено, однако важные шаги в этом направлении сделаны. Статьи Д.С. Чернавского с соавторами и С.Ю. Малкова, помещенные в этой книге, на наш взгляд, создают основу для того, чтобы на конкретном математическом и экономическом языке говорить об устойчивом развитии.
Второй пример показывает, что системный синтез позволяет по-новому подходить к осмыслению накопленного опыта и построению баз знаний. Американские коллеги говорят, что между тем моментом, когда выпускник американской школы поступит в университет учиться медицине, и до того момента, когда он сможет начать работать как кардиохирург, проходит в среднем 15 лет. Помимо социальных и субъективных моментов у этого есть и объективная основа. Прежде чем приступить к работе студент должен воспринять огромный практический опыт. Преподаватели и старшие коллеги не могут ему кратко и конкретно рассказать и показать, что он должен знать и уметь. А на самом деле - что?
Естественно, накопление опыта имеет прямое отношение к системному синтезу, к своеобразной самоорганизации в пространстве знаний и навыков. Сейчас математика позволяет выявить, какими категориями и "внутренними решающими правилами" пользуется опытный врач. Как они могу измениться после консилиума и обсуждения с коллегами, каково "русло", которое сформировалось в ходе многолетней практики. Заманчиво было бы учиться быстрее и лучше и главное - тому что надо. Впрочем и понимание механизмов системного синтеза нельзя сбрасывать со счетов.
Система координат
Нам не раз доводилось говорить и писать о том, что сверхзадачами науки в XXI веке, по-видимому, станут три задачи [19,20]. И востребованность социумом различных научных дисциплин и подходов, в том числе и синергетики, будет зависеть от того, насколько полезными они окажутся в решении этих задач. Исходя из этих проблем, из этой системы координат, мы и расположили статьи в сборнике. Итак о проблемах.
Проблемы рисков и технологий. Мы живем в технологической, в широком смысле этого слова, цивилизации. Множество проблем - от увеличения продолжительности жизни до заполнения досуга - решаются с помощью технических средств. Они настолько эффективны, что часто создают иллюзию решения задачи там, где его на самом деле нет. Типичный пример - гонка вооружений. Не раз в новейшей истории политикам, военным и ученым казалось, что следующее поколение вооружений обеспечит миру большую безопасность. Альфред Нобель полагал в начале прошлого века, что достаточно страшное оружие сделает войны невозможными. Судя по американским планам развертывания ПРО, многие и сейчас пребывают в этой иллюзии. (Другие откровенно лукавят.)
При этом, как правило, упускают из виду оборотную сторону медали. Каждое новое поколение техники, даже не обязательно военной, очень существенно меняет мир, несет свои риски, угрозы и опасности [16]. При этом становится необходимым широкий, системный взгляд на проблему, позволяющий оценить, стоит ли игра свеч. Кроме того, синергетика может выступить здесь еще в одной роли - подсказать решения различных технологических проблем.
За последние столетия человечество пережило несколько волн нововведений, изменивших мир. Это пар, железные дороги, электричество, компьютеры. При этом каждая такая волна сопровождалась преувеличенными ожиданиями, последующими разочарованиями, кризисом огромных отраслей промышленности и получением больших выгод в тех сферах, где этого трудно было ожидать. Затем следовали аварии, катастрофы и огромная работа, направленная на то, чтобы "вписать" эту технологию в техносферу наиболее безопасным образом.
На рубеже нового тысячелетия мы видим новые поколения технологий, развитие которых может изменить мир и заслуживает самого пристального внимания синергетиков.
Это глобальные системы телекоммуникаций. С одной стороны, с ними связано повышение "наблюдаемости" и "управляемости" нашего мира. С другой стороны, это совершенно другие механизмы влияния на происходящие в мире события, другие источники нестабильностей в таком "прозрачном" мире.
Это микромашины и нанотехнологии. За ними стоят новые материалы, возможность "помолекулярного выращивания" сложных систем, "ремонта" отдельных молекул, новые поколения вычислительных комплексов. Принципиальная новизна таких технологий, затрагивающая и элементную базу, и алгоритмы, и саму постановку задач, стала понятна в связи с обсуждением возможностей создания квантовых компьютеров. И вновь возникают угрозы, связанные с несоответствием между нашими пространственными и временными масштабами и тем уровнем, на котором мы желаем оперировать и вмешиваться в ход процессов, если они нас по каким-то причинам не устраивают. Естественно, для этого нужно множество "посредников" на промежуточных уровнях организации. Самая близкая аналогия - это борьба с вирусами, которая пока человечеству не очень то удается.
По мнению многих экспертов, на смену Интернет-буму приходит стремительный взлет биотехнологий. Оптимисты говорят о возможностях увеличения "активной жизни" на 20-30 лет уже в ближайшем будущем. "Прочтенный" геном человека и ряда других видов тоже сулит огромные перспективы. По-существу речь идет о возможности в короткий срок совершить эволюционный скачок. Как показывают данные палеонтологов и модели теории самоорганизованной критичности, результат такого скачка - новое состояние биосферы - в значительной мере оказывался случайным [22]. Так что и в анализе биотехнологий есть большие перспективы для применения методов синергетики, для системного синтеза.
Вторую сверхзадачу можно условно назвать проблемой альтернативной истории и стратегического планирования.
Читая историков французской революции или мемуары политиков начала века, невольно удивляешься мотивам, аргументам, стратегиям участников исторической драмы. Многие немецкие и английские политики всерьез писали о неизбежности и желательности военного столкновения между ведущими мировыми державами начала века - Англией и Францией. И не только писали, но и активно действовали, приближая это столкновение. Поражает несоответствие их расчетов и масштабов исторических перемен, к которым привели эти действия.
С системной точки зрения это понятно - долго и успешно лавируя в пределах русла, трудно представить себе, что есть области джокеров, где нужны совершенно иные стратегии. Поэтому одной из ключевых задач современной науки является анализ коридора возможностей, которыми сейчас располагают страны, регионы и человечество в целом, анализ альтернатив. Исследовательские программы в этой области, непосредственно связанной со стратегическим планированием, получили название альтернативной, или теоретической истории [15]. При этом крайне важными становятся количественные оценки и компьютерные модели. Еще несколько десятилетий назад Ф. Бродель, исследуя Средневековье, писал, что количественная история дает гораздо более глубокий и точный взгляд на прошлое, позволяет реконструировать многое из того, что при обычном гуманитарном подходе осталось бы "за кадром". Но дело не только в этом. Поскольку стратегическое планирование впрямую затрагивает интересы различных социальных групп, политику и идеологию, то здесь крайне важно увидеть объективную, очень часто количественную основу происходящих событий и наметившихся тенденций.
Но это и предполагает широкое использование методов естественных наук и математического анализа.
Целеполагание, планирование, "проектирование будущего", как его иногда называют зарубежные эксперты, стало неотъемлемой частью работы не только государственных органов, но и всех крупных корпораций. Опыт Госплана СССР тщательно изучен, высоко оценен и принят на вооружение в развитых странах мира. При этом использование методов нелинейной динамики, компьютерного моделирования в этой области позволило вывести планирование на более высокий уровень, сделать его гораздо более эффективным, чем несколько десятилетий назад.
Обратим внимание на два примера, показывающие ключевое значение этих проблем. Первый - прогноз развития мировой динамики до 2015 года, появившийся в 2000 году на сайте Центрального разведывательного управления США [23]. В соответствии с прогнозами, которые там даются, половина населения планеты в 2015 году будет испытывать трудности с питьевой водой. Россия в этом документе рассматривается как источник угроз и нестабильностей, вокруг которого желателен был бы "санитарный кордон". Целесообразным авторам представляется ее расчленение на несколько меньших, лучше управляемых территорий. На наш взгляд, этот документ заслуживает самого широкого внимания, поскольку в нашем "информационном мире" прогнозы очень часто оказываются "самосбывающимися". Происходит именно то, что было предсказано, прогноз становится серьезной силой. Чтобы упомянутое предсказание не сбылось, нужны большие усилия исследователей и всего общества. Для того чтобы найти пути выхода из системного кризиса, увидеть желаемое и возможное будущее и затем создать его.
Второй пример связан с известной программой Г.Грефа - стратегией развития России до 2010 года. Сам факт появления такого плана и долгосрочного прогноза исключительно важен. Он знаменует конец тех десяти с лишним лет, когда пытались жить без плана, без "идеологии", без "измов", руководствуясь только благими намерениями и "общечеловеческими ценностями".
Однако, если оставить в стороне политические предпочтения и конъюнктурные соображения, обращает на себя внимание несколько разительных противоречий. Встает вопрос - на основе каких математических моделей и какой статистики был дан прогноз? Этот вопрос возникает, в частности, потому, что модели, разрабатывавшиеся группой академика А.А. Петрова, дают совершенно другую траекторию будущего развития [24].
Концептуальные оценки ряда ведущих специалистов РАН, также принципиально отличаются от данных в программе. Проведенный экономико-географический анализ показывает, что в условиях глобализации подавляющее большинство российских товаров будут неконкурентоспособны, поэтому рассчитывать на иностранные инвестиции в эти отрасли не приходится [25-27].
В этой связи системный синтез, междисциплинарное исследование возможных будущих сценариев развития России и мировой динамики приобретают исключительное значение. И синергетика здесь может сыграть очень большую роль.
Третья сверхзадача, которая досталась в наследство нынешнему веку, - проблема человека. Предыдущее столетие поставило здесь очень много глубоких вопросов, касающихся различных уровней организации. Маленький ребенок полагает, что лес бескрайний, море безбрежное, а папа с мамой и он сам будут жить вечно. Но он становится взрослым и начинает видеть границы в пространстве, во времени, во многом другом. То же самое относится к наукам - осознание принципов запрета, пределов - признак зрелости. С этой точки зрения, дисциплины, исследующие человека, находятся в начале своего развития. Какие социальные организации и социальные организмы возможны и оптимальны в постиндустриальную эпоху? В какой мере "информационная сущность" человека может быть отделена от "материального носителя"? Каковы потенциальные возможности человека воспринимать информацию с помощью своих органов чувств и воздействовать на окружающее? Каковы законы той информационной "виртуальной" реальности, в которую погружен современный человек? Демографы единодушно говорят о "стабилизации" в недалекой перспективе численности человечества [15], ученые настойчиво ищут технологии, которые могли бы поддерживать цивилизацию не десятилетия, а века. Здесь также виден переход от экспансии к стабилизации. Каковы возможные варианты культуры и внутреннего мира людей этой эпохи? На каком уровне организации сложности системы можно ожидать феномена сознания? Существует ли у человека и других видов животных универсальный "психологический код", определяющий кодировку информации в нервной системе? (Подобно тому, как универсален "химический код" Вселенной - химические элементы, "биологический" код, - набор аминокислот, входящих в живые организмы.)
Попытки ответить на эти вопросы привели к появлению огромного числа фактов, моделей, гипотез, экспериментов, домыслов. Разнообразие элементов мозаики, из которых еще надо создать картину. С одним важным отличием от популярных головоломок, где из множества кусочков следует сложить целое. На коробках таких головоломок ответ обычно уже нарисован, и сразу ясно, как можно получить тигра, парусник или пейзаж. А здесь образ, гештальт, целое еще предстоит увидеть.
Литература
1. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. - М.: Мир, 1979.
2. Хакен Г. Синергетика. - М.: Мир, 1980.
3. Шустер Г. Детерминированный хаос. Введение. - М.: Мир, 1988.
4. Лоскутов А.Ю., Михайлов А.С. Введение в синергетику. - М.: Наука, 1990.
5. Трубецков Д.И. Колебания и волны для гуманитариев. - Саратов: Изд-во УНЦ "Колледж", 1997.
6. Guckenhenheimer J., Holmes P. Nonlinear Oscillations, Dynamical Systems and Bifurcations of Vector Fields. - N.Y.: Springer, 1983.
7. Collet P., Eckmann J.P. Iterated Maps on the Interval as Dynamical Systems. - Basel-Stuttgart: Birkhauser, 1980.
8. Анищенко В.С. Сложные колебания в простых системах. - М.: Наука, 1990.
9. Компьютеры, модели, вычислительный эксперимент. - М.: Наука, 1988.
10. Компьютеры и нелинейные явления. - М.: Наука, 1988.
11. Новое в синергетике. Загадки мира неравновесных структур. Сб. статей под ред. С.П. Курдюмова, Г.Г. Малинецкого. - М.: Наука, 1996.
12. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. - М.: Наука, 1994.
13. Курдюмов С.П. Режимы с обострением. Эволюция идеи. - М.: Наука, 1999.
14. Малинецкий Г.Г. Хаос, структуры, вычислительный эксперимент. - М.: Наука, 1997 (2-е изд. М.: Эдиториал, УРСС, 2000).
15. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. - М.: Наука, 1997 (2-е изд. М.: Эдиториал, УРСС, 2000).
16. Владимиров В.А., Воробьев Ю.Л., Малинецкий Г.Г. и др. Управление риском. Риск, устойчивое развитие, синергетика. - М.: Наука, 2000.
17. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Современные проблемы нелинейной динамики. - М.: Эдиториал, УРСС, 2000.
18. Кара-Мурза С.Г. Манипуляция сознанием. - М.: Алгоритм, 2000.
19. Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Нелинейная динамика и прогнозы будущего.// Вестник РАН. 2001, №3.
20. Малинецкий Г.Г. Новый облик нелинейной динамики// Природа. 2001, №3.
21. Валиев К.А. Квантовые компьютеры. М.: RC, 2000.
22. Bak P. How nature works: The science of self-organized criticality. Springer-Verlag, New York, Inc. 1996.
23. Global Trends 2015. http://www.cia.gov/cia/publications/globaltrends2015
24. Автухович Э.В., Бурова Н.К., Дорин Б.Л. и др. Оценка потенциала роста экономики России с помощью математической модели/ Ред. А.А. Петров. - М.: ВЦ РАН, 2000. - 154 с.
25. Паршев А.П. Почему Россия не Америка. - М.: Форум, 2000. - 412 с.
26. Братимов О.В., Горский Ю.М., Делягин М.Г., Коваленко А.А. Практика глобализации: игры и правила новой эпохи. - М.: ИНФРА-М, 2000. - 344 с.
27. Путь в XXI век: стратегические проблемы и перспективы российской экономики/ Рук. авт. колл. Д.С. Львов. - М.: ОАО Издательство "Экономика", 1999. - 793 с.
28. Лем С. Сумма технологии/ Собр. соч. Т.13 (дополнительный). - М.: Текст, 1996. - 463 с.
29. Крылов В.Ю. Методологические и теоретические проблемы математической психологии. - М.: Янус-К, 2000. - 376 с.

КРИЗИСЫ СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ И СИСТЕМА НАУЧНОГО МОНИТОРИНГА

В настоящее время Россия вошла в ту фазу системного кризиса, в которой негативные тенденции последних 15 лет в экономической, социальной, техногенной сферах начинают приводить к новым типам катастроф, бедствий, нестабильностей. Передел сфер влияния в мире вступил в фазу силового противостояния, что многократно увеличивает риски, связанные с технологическим терроризмом, цену политических решений, принимаемых в настоящее время.
На системный вызов России должен быть дан системный ответ. Этот подход опирается на 11?летний опыт работы МЧС России, ликвидировавшего последствия аварий, катастроф, стихийных бедствий, участвовавшего в гуманитарных операциях в зонах различных военных конфликтов. Отдельные аспекты этого системного ответа рассматривались на нескольких международных конференциях последних лет и нашли отражение в ряде книг [1,2,3]. Ряд работ был посвящен анализу этого круга проблем с позиций нелинейной динамики и междисциплинарных исследований [4,5].
Все это позволяет авторам настоящей статьи сформулировать и обосновать две основополагающие концепции, адекватные новой ситуации и тем проблемам, с которыми сейчас столкнулась Россия. Главные среди них.
Прогноз и предупреждение кризисных явлений. Если еще несколько лет назад можно было говорить об управлении рисками, как о комплексе мер, позволяющих от ликвидации и смягчения последствий произошедших бедствий и катастроф перейти к прогнозу и предупреждению катастроф будущих, то сегодня этого недостаточно. Знаковые катастрофы последних лет показали, что рядовые "технические" решения могут повлечь длинную цепочку причин и следствий, приводящую к трагическим последствиям и огромным потерям. Поэтому приходится анализировать возможные неблагоприятные события (в том числе аварии и катастрофы) в более широком системном контексте, как "спусковой крючок" для кризисов различного типа. Это ставит проблему описания, классификации, прогноза и предупреждения кризисов различных видов. Именно это представляется сейчас необходимым этапом для вывода страны из системного кризиса.
Научный мониторинг. Система сбора и анализа информации, существующая в стране, неадекватна задачам управления стратегическими рисками, прогноза и предупреждения кризисных явлений. Более того, объем и содержание информации, необходимой для серьезной научной поддержки принимаемых решений, быстро меняется. Поэтому единственным выходом из сложившейся ситуации является создание системы научного мониторинга - привлечение ряда ведущих ученых и нескольких коллективов для обработки и анализа имеющейся информации, обеспечение необходимых информационных потоков и использование тех источников и методик, которые имеются в Академии. В условиях глубокого системного кризиса, в котором сейчас находится Россия, такие чрезвычайные меры в информационной сфере представляются оправданными.
Проблема организации научного мониторинга, стратегического управления рисками, прогноза и предупреждения кризисных явлений может стать сверхзадачей для всей Академии наук. По масштабу и важности для страны она сравнима с разработкой стратегических вооружений и космическими программами СССР и США, от которых зависело будущее этих стран. По-видимому, точно так же, как и в случае этих работ, в координации научных исследований, в их системном синтезе ключевую роль могут играть компьютерное моделирование, прогноз, анализ информационных потоков на базе новых информационных технологий и организаций, которые берутся за этот круг проблем.
Координацию работ, обсуждаемых в этой статье, в последние годы осуществлял Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. В этой работе участвовали Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Международный институт математической геофизики и теории прогноза землетрясений РАН, Российский научно-исследовательский институт экономики, политики и права в научно-технологической сфере Минпромнауки РФ, Центра эволюционной экономики Института экономики РАН, Институт геоэкологии РАН, Комиссия по устойчивому развитию Государственной Думы РФ, Аналитический центр стратегических социальных и политических исследований Института социально-политических исследований РАН, Институт социально-экономических проблем народонаселения РАН. Мы опираемся на ряд важных результатов, полученных в ГНТП "Безопасность".
Обсудим ряд кризисных явлений и катастроф, оказывающих дестабилизирующее воздействие на экономику страны и общество. Предлагаемая система научного мониторинга позволит прогнозировать возможные проявления кризисных явлений и катастроф, осуществлять мониторинг их состояния, а также определять мероприятия по предотвращению или борьбе с ними.
В этой статье мы преследовали главную цель - определить состав тех кризисных явлений и катастроф, математические модели которых явятся предметом компьютерного моделирования и экспертного анализа. Многие данные, показатели, результаты рассматривались ранее в других статьях и книгах авторов этой работы [6,7,8,9,10,11,12,13]. Однако только системный, комплексный взгляд на сформулированные проблемы показывает, с задачами какого масштаба и сложности столкнулась в настоящее время Россия.
Системный контекст
Последние десятилетия демонстрируют появление всё большего числа факторов риска для человека. Некоторые люди считают, что увеличение количества стихийных бедствий, катастроф и социальных кризисов - это всего лишь плата за и большую доступность информации. Такое заблуждение весьма опасно и ведет к серьёзным ошибкам в планировании на разных масштабах от личной жизни до государственного и глобального.
Не всегда жизненного опыта одного - двух поколений людей достаточно, чтобы увидеть и оценить признаки перехода цивилизации в новое качество и глобальных изменений окружающего нас мира. Многие важные изменения могут наблюдать лишь учёные или специалисты, изучающие динамику сложных систем, которыми являются социум, природа и техносфера.
В толковом словаре термин "кризис" трактуется как резкий крутой перелом в чём-либо, как острый недостаток или нехватка, как затруднительное, тяжёлое, опасное положение.
Именно в последнем смысле термин "кризис" наиболее часто используют в теории управления рисками. Кризисы становятся важным объектом научного исследования, выход из кризисов - одной из ключевых сфер управленческой деятельности в современной России.
Ряд кризисов поражает отдельные сферы жизнедеятельности общества. Мы столкнулись с инфраструктурным кризисом. Плотины, трубопроводы, линии электропередач, железные дороги, теплосети сейчас не в состоянии обеспечивать не только развитие нашей экономики, но и её устойчивое безопасное функционирование. Имеет место и духовно-нравственный кризис общества, связанный с эрозией и утратой предшествующих смыслов и ценностей, с потерей ориентации - утратой образа будущего. Имеет место глобальный кризис оборонного комплекса и правоохранительной системы.
Тем не менее наиболее тяжёлым представляется системный кризис, в котором оказалась Россия и всё мировое сообщество. Для него характерны следующие черты.
- Этот кризис охватывает различные сферы жизни общества и выйти из него нельзя, принимая отдельные меры, либо реформы только в одной конкретной области.
- У всей системы теряются главные цели, сверхзадачи, являвшиеся ранее системообразующими. Отдельные части системы начинают решать свои проблемы в ущерб целому. Это немедленно меняет общественное сознание.
- Нестабильности, имеющиеся в различных системах, взаимно усиливают друг друга, что может приводить к катастрофическим событиям.
- В условиях системного кризиса общественные механизмы, институты, стабилизаторы могут выступать в парадоксальном качестве и приводить к эффектам, противоположным ожидаемым для нормальных ситуаций - ухудшать, а не улучшать ситуацию.
- Выход из кризиса требует иного уровня мониторинга, иных механизмов управления, иных социальных технологий.
С нашей точки зрения, кризисы, вызывающие катастрофы, бедствия, нестабильности в социальной сфере, чаще всего возникают в период качественных "переходов", бифуркаций в социальных, природных и технических системах. Они могут быть компенсированы только сильным целенаправленным вмешательством в социальную организацию общества. Главное, что может человек противопоставить катастрофам и бедствиям - это технологию социальной организации, учитывающую риски современности.
Уже несколько веков в предпринимательской деятельности, в промышленности, в банковском деле оцениваются риски. Под последними обычно понимают либо размер ущерба в случае неудачного исхода предприятия, либо вероятность неудачи, либо какую-то комбинацию из этих двух мер. При этом широко используются инструменты управления рисками. Последние включают страхование, разделённое партнёрство, технологические и социальные механизмы, другие подходы, которые, вообще говоря, не позволяют полностью устранить неудачи, аварии и катастрофы. Но они помогают уменьшить или сократить финансовые потери, повысить устойчивость соответствующих социально - технологических систем.
Благодаря усилиям исследователей из ряда институтов РАН, сотрудников МЧС России были заложены основы теории управления рисками природных и техногенных катастроф в нашей стране, начаты работы по анализу социальных нестабильностей, угрожающих нормальной жизнедеятельности общества. Однако, анализ тех кризисов, с которыми столкнулась Россия, и которые могут угрожать нам в будущем, требует дальнейшего анализа, оценки, мониторинга различных рисков.
При этом особенно важны комплексные риски, включающие разнородные факторы, действующие на разных временах и масштабах, и стратегические, которые связаны с принятием кардинальных решений в системе управления обществом. Таким образом, планирование социальной организации общества должно учитывать не только политэкономические императивы, но в такой же мере и императивы противодействия природным и техногенным катастрофам, социальным нестабильностям.
Нужно отметить, что мониторинг "параметров рисков" катастроф и бедствий в социальной сфере пока не налажен. Сегодня мы встречаем при изучении проблемы массу трудностей, - зачастую отсутствует общий подход к организации такого мониторинга, с трудом преодолевается ведомственная разобщённость, при которой разные информационные потоки оказываются "приватизированы" разными ведомствами, не всегда принимается синергетический подход к изучению проблемы управления рисками, т.к. научные выводы, необходимые для учёта в стратегическом планировании, лежат на границах многих научных сфер и требуют междисциплинарного подхода.
Обычно считают, что экономическое планирование в современном мире, опираясь на известные теории и достаточно точный мониторинг параметров экономической среды, - имеет право на самостоятельную жизнь и является достаточным и эффективным инструментом в руках политиков. Таким образом, реализуя формулу, - "политика - лишь продолжение экономики", современный мир подошёл к кризису цивилизации, признание которого произошло на конференции ООН по проблемам развития в Рио-де-Жанейро в 1992 году.
Прогноз и предупреждение кризисов, оценка стратегических рисков самым тщательным образом связаны с концепцией устойчивого развития. Кратко говоря, устойчивое развитие - это развитие без кризисов. Комиссия ООН под руководством Гру Харлем Брундтланд понимала под устойчивым (точнее, sustainable - самоподдерживающимся) развитием такой сценарий развития мира, при котором будущие поколения имеют стартовые условия, сравнимые с теми, которые имеют нынешнее. По мнению этой комиссии, главным источником кризисов и глобальных проблем и их же следствием является бедность значительной части населения и высокий уровень дифференциации материального благосостояния разных стран, регионов, социальных слоёв. В полной мере это относится и к современной России.
В этом смысле прошедшее после встречи В Рио десятилетие - яркое свидетельство системного кризиса. По главному параметру - материальной дифференциации - сделан не рывок вперед, а большой шаг назад. Если в 1992 обычно говорили о развитых и развивающихся странах, то сейчас незаметно перешли к рассуждениям о золотом миллиарде, о доминирующих и "конченых" странах. Последние при нынешнем жизнеустройстве отстали навсегда. Естественно, это порождает огромные напряжения в региональной, этнической, социальной, экономической, информационной сферах, приводят к распространению таких неприятных социальных технологий как международный терроризм. Такой мир не может быть устойчив, он не способен к бескризисному развитию. Поэтому на будущей встрече в Иоганнесбурге речь должна идти не о трудностях и проблемах, которые уже неплохо поняты. Речь должна идти о новом выборе. О новом сценарии самоорганизации, жизнеустройства и на мировом, и на региональном уровне.
Важнейшим фактором умножения эффективности человеческой деятельности стало то, что при жизни одного поколения людей появилась возможность реализовать глобальные проекты. Именно поэтому человек стал воспринимать и глобальные риски, как реальность, а не как фантастику.
Важной чертой системного кризиса является несоответствие времён осмысления информации, принятия и реализации решений управляющей системой и времён развития процессов в объекте управления. Таким образом дела обстояли при распаде Советского Союза. Даже верные, на сегодняшний взгляд, решения оказывались безнадёжно запоздавшими. Так же происходит и сейчас, когда за считанные месяцы оказалась взорвана система международных отношений, складывавшаяся десятилетиями, и роль международных организаций стала намного более скромной, чем ещё год назад. Компромиссы стало искать гораздо труднее.
В полной мере это относится и к идеям устойчивого развития. В начале восьмидесятых годов в работах Дж. Форрестера была предложена модель мировой динамики, позволявшая в грубых чертах представить сценарий развития на ближайший век. Исчерпание невосполнимых ресурсов и загрязнение окружающей среды, в соответствии с этим сценарием, приводило к коллапсу цивилизации, к уменьшению в несколько раз численности человечества.
В то же время идея устойчивого развития состоит в стабилизации потребления невосполняемых ресурсов, в переходе к промышленным, сельскохозяйственным, социальным технологиям, которые позволяют существовать не ближайшее десятилетие, а хотя бы века. Анализ этой и других моделей мировой динамики, проведённый в Институте прикладной математики АН СССР под руководством В.А. Егорова, показал что стабилизация требует оптимального управления и создание гигантских отраслей промышленности, связанных с переработкой уже созданных отходов и рекультивацией выведенных из оборота земель. Казалось бы именно решение таких задач могло бы стать основой для объединения усилий мирового сообщества, для изменения алгоритмов развития. Однако ничего похожего не произошло. Модель Форрестера сменили другие, более совершенные модели (впрочем, не меняющие качественных выводов). Стратегические задачи уступили место тактическим. Деревья опять заслонили лес. Несколько десятилетий были упущены.
Обратимся к нескольким примерам, иллюстрирующим, то, что мы находимся в новой реальности, где требуются новые решения.
Наглядный пример связан, с самым потребляемым человеком продуктом - питьевой водой. У всех на глазах произошёл переход потребления воды в городах исключительно на воду из пластиковых бутылок или предварительно фильтрованную. По оценкам американских экспертов, в 2015 г. более половины человечества будет испытывать острый дефицит питьевой воды.
Наконец, самый главный феномен - рост в два раза численности людей на планете с 3,0 млрд. до 6,0 млрд. за жизнь одного поколения. Например, даже такая огромная скорость роста численности людей отставала от темпов урбанизации. Скорость роста численности городского населения в 1,9 раза её превышала среднюю скорость роста населения. Не менее важно и другое. В течение последних 100 тысяч лет скорость роста населения Земли была пропорциональна квадрату числа людей. За последние несколько десятилетий этот закон изменился. Рост резко замедлился. На наших глазах действительно происходит крутой перелом мировой истории.
XX век породил индустриальное производство с гигантским потреблением энергетических и природных ресурсов и окончательно сформировал искусственную среду обитания человека - техносферу, которая начала конкурировать во многом с природной средой, часто подавляя и разрушая естественные процессы самоорганизации и причинно-следственные связи, обеспечивавшие гомеостаз.
При этом следует отдать себе отчёт, что техносфера в целом и мегаполисы, в частности, в принципе не могут быть надёжно защищены ни от военных действий, ни от терроризма, какие бы вооруженные или полицейские силы для этого не привлекались. При этом очень важно различать цели и средства. При этом "терроризм" не может быть сам по себе врагом. Это только технология, инструмент, позволяющий социальным группам достигать своих целей, когда они не имеют других способов защищать свои интересы, либо когда иные средства неэффективны. Использование этой технологии - признак социального неблагополучия, острых противоречий, большинство из которых не может быть разрешено силовыми методами. В новой реальности слабые оказались гораздо сильнее, чем раньше.
Так как развитие стран и континентов неравномерно, то эти проблемы почувствовали не все, а в основном те, кто с ними непосредственно столкнулся. Имея в своём распоряжении политические и экономические результаты индустриальной деятельности, элиты развитых стран начали переносить постиндустриальные проблемы на новые территории, страны и континенты, смягчая последствия такой деятельности для себя. Но и это только временное решение. И чем быстрее будет идти процесс глобализации, тем меньше окажется это время.
Можно сделать вывод, что выбранная траектория развития исчерпывает себя. Дальнейшее развитие возможно лишь при изменении социальной организации общества, выборе оправданных, с точки зрения устойчивого развития, целей, а значит и учёта при стратегическом планировании не только политэкономических критериев императивов, но и императивов безопасности человека, общества, окружающей среды.
Если мы говорим, что современную жизнеорганизацию необходимо строить с учётом безопасной жизнедеятельности, то мы имеем в виду управление рисками, которые раньше при планировании игнорировались или отодвигались на второй план. Примером такого анохронизма может служить нынешняя структура органов управления государством, не отражающая новой реальности, и поэтому сдерживающая естественное развитие общества. Отказ учитывать постиндустриальные риски в развитии инфраструктуры, недостаточная надёжность технических систем, отсутствие должной безопасности крупных городов и производств, является комплексным фактором риска. Создание новых генетических конфигураций и других неестественных образований, способных бесконтрольно развиваться, ограничивает жизненное пространство природных систем, к которым относится и человек.
В послании Президента РФ Федеральному собранию обращается внимание на несовершенство управленческих механизмов и государственного аппарата. Ряд принципиальных недостатков, на наш взгляд, связаны, в частности, с управлением на региональном уровне. Демократические институты предполагают выборность ряда руководителей. Интересы общества в то же время требуют, чтобы выбранный руководитель был компетентен и подготовлен к руководству на занятом им посту независимо от его политической ориентации. Однако ни программ такой подготовки, ни такой практики пока в России нет. И, как показывает опыт ликвидации ряда бедствий, которых при разумном руководстве могло бы не быть, это очень дорого обходится и отдельным регионам, и стране в целом. Наш государственный аппарат не настолько совершенен, чтобы мы могли выбирать неподготовленных руководителей.
Здесь мы подходим к главному - цели и ориентиры для общества всегда, а сейчас особенно, более важны, чем механизмы и системы управления. Стратегия имеет приоритет перед тактикой. Поэтому анализ стратегических рисков, понимание механизмов системных кризисов не предопределяет, например, политической или социально-экономический выбор общества. Он показывает, каков коридор наших возможностей, какую цену придётся заплатить за некоторые из принимаемых решений.
Этот тезис кажется, на первый взгляд, очевидным. Но в практической деятельности очень трудно осознать, что вчерашние цели не соответствуют новой реальности. Вопрос о целях всё чаще ставит в тупик и политиков, и учёных. Два очевидных примера это наглядно иллюстрируют. Первый - военно-политический блок НАТО, созданный для сдерживания мировой сверхдержавы СССР и мировой системы социализма, к которому сейчас стремится присоединиться Россия. Кого он будет сдерживать в военно-политической области сейчас? Где возможный противник для 20 ведущих стран мира? Или его придётся придумывать, заимствуя опыт предыдущей эпохи, другой реальности? Неудачные попытки использовать его в этнических конфликтах, в научной и технологической интеграции показывает кризис, к которому ведёт отсутствие адекватной реальности цели.
Второй пример - десятилетние попытки реформирования российского военно-промышленного комплекса, завершившиеся его развалом. Чтобы что-то защищать надо знать угрозы (риски, опасности и их приоритеты, возможных противников) и прогноз на будущее (наши геополитические ориентиры, облик вооружённой борьбы, главные сферы противостояния через 5 или 10 лет).
Поэтому один из главных вызовов нынешнему поколению учёных - анализ целей, которые может ставить перед собой человечество, оценка коридора его возможностей, рисков, которые связаны с принципиальными сейчас стратегическими решениями.
Ещё более актуально всё это для России, где и по субъективным, и по объективным причинам кризисные явления проявляются в очень острой форме. Настолько острой, что всё чаще ставится под вопрос само существование Государства российского.
Подводя итог, можно сказать, что задачу выхода страны из кризиса нашему обществу предстоит решать в крайне неблагоприятном системном контексте.
Экономические кризисы
Экономика России в течение последних 10 лет функционирует в режиме чрезвычайных ситуаций: все экономические кризисы оказались или более глубокими по сравнению с предварительными оценками экспертов (например, спад и гиперинфляция 1992?1994 гг., дефолт и спад 1998 г.) или явились полной неожиданностью, как для экономических властей, так и для большинства экспертов (например, энергетические кризисы в ряде регионов страны). Такое положение дел можно оправдать беспрецедентностью и масштабами перехода от директивной к рыночной экономике. Однако издержки переходного периода могли быть значительно меньше, если бы экономические власти опирались в своих действиях не только на стандартные модели и схемы, предлагаемые МВФ, Всемирным банком и их российскими последователями, но более активно использовали мощный потенциал российских математиков и экономистов и инициировали бы создание специальных моделей, способных имитировать комплексно ключевые переходные процессы, и принимали бы управленческие решения с учетом сценариев, вырабатываемых на основе таких моделей.
Актуальность создания таких моделей высока и в настоящее время, поскольку есть основания полагать, что в текущей спокойной, на первый взгляд, ситуации зреют предпосылки для новых не менее тяжелых, чем до сих пор, экономических кризисов. Можно указать, по крайней мере, три возможных источника будущих кризисных явлений.
Первый - нарушение режима воспроизводства основного капитала, что выражается во все более нарастающей степени его физического и морального износа, особенно в сельском хозяйстве, в отраслях транспорта, жилищно-коммунального хозяйства. Причина этого нарушения - резкое сокращение затрат на возмещение выбытия основного капитала в связи сокращением источников финансирования. Возможные последствия - спад производства, причем не только в перечисленных, но и в сопряженных отраслях. Необходима модель, имитирующая варианты активизации и возмещения выбытия основного капитала. При этом крайне актуально провести предварительное статистическое обследование состояния основного капитала в указанных отраслях.
Второй источник кризиса - намечаемое продолжение приватизации объектов госсобственности. Опыт прошлых лет свидетельствует, что приватизационные компании в России в условиях дефицита финансовых ресурсов провоцируют рост инфляции. В свою очередь рост инфляции - фактор снижения инвестиционной активности, фактор спада.
Третий источник - активный экспорт энергоносителей, что грозит уже не только известной проблемой "размораживания" объектов жилищно-коммунального хозяйства, но и остановкой части производств в реальном секторе экономики. Расчет на то, что данный экспорт можно компенсировать мероприятиями по существенному снижению энергоемкости экономики (так думают в Минэнерго), представляется малореальным, поскольку связан с крупными инвестициями, с восстановлением и перепрофилированием машиностроения. Если же, во избежание кризиса, ограничить экспорт энергоносителей, то уменьшатся поступления средств в федеральный бюджет, сократится валютная выручка, возникнут проблемы с обслуживанием госдолга и обеспечением устойчивости валютного курса. Т.е. речь идет о проблеме комплексного характера, решать которую следует с привлечением модельного подхода, улавливающего многосложные связи и интересы государства, нефтегазовых компаний, других отраслей экономики и населения.
Если не использовать модельный подход, то в будущем будет повторяться то, что было последние 10 лет, будут возникать непредвиденные кризисы и экономическая политика правительства будет политикой "латания дыр" и преодоления новых чрезвычайных ситуаций.
Природные катастрофы на рубеже XXI века
Природные катастрофы являются источником глубочайших социальных потрясений, вызывая массовые страдания и гибель людей, принося огромные материальные потери. Анализ имеющихся данных позволяет говорить об основных тенденциях роста количества природных катастроф в мире в ушедшем столетии и глобальных процессах, лежащих в основе этого роста. Борьба с природными катастрофами должна основываться на принципах прогнозирования и предупреждения и являться важным элементом государственной стратегии устойчивого развития.
Наступивший XXI век будет переломным этапом истории, когда на смену традиционным противоречиям в сфере производственных отношений придут принципиально новые - в сфере отношений человек-природа-ресурсы. Одно из проявлений новых противоречий - стремительный рост природных, технических и экологических катастроф, которые грозят превратиться в чудовищный механизм самоуничтожения самого человека и всего созданного им на Земле.
Каждое поколение людей решало свою стратегическую задачу. Человечество в XXI веке будет решать принципиально новую и совершенно нетривиальную задачу - выживание в условиях безудержного роста экономики и популяции людей. Уже сейчас ясно, что остриё проблемы будет направлено на преодоление кризисных ситуаций с продовольствием, ресурсами, загрязнением окружающей среды, природными и техническими катастрофами.
В одной из своих работ В.И. Вернадский писал: "Земная поверхностная оболочка не может рассматриваться как область только вещества, это область энергии". Действительно, на поверхности Земли и в прилегающих к ней слоях атмосферы идет развитие множества сложнейших физических, физико-химических и биохимических процессов, сопровождающихся обменом и взаимной трансформацией различных видов энергии. Источником энергии являются процессы реорганизации вещества, происходящие внутри Земли, физические и химические взаимодействия ее внешних оболочек и физических полей, а также гелиофизические воздействия. Эти процессы лежат в основе эволюции Земли и ее природной обстановки, являясь источником постоянных преобразований облика нашей планеты - ее геодинамики. Человек не в состоянии приостановить или изменить ход эволюционных трансформаций, он может только прогнозировать их развитие и в некоторых случаях оказывать влияние на их динамику.
Геодинамические процессы внутри Земли, на ее поверхности и в прилегающих слоях атмосферы вызывают развитие таких опасных явлений как землетрясения, извержения вулканов, цунами, оползни, сели, наводнения, циклоны, ураганы и др.
В 1988 г. в Научном центре по эпидемиологическим катастрофам (CRED), расположенном в Брюсселе, началась работа по составлению базы данных и изучению природных катастроф в различных частях мира. В банк данных включались только крупные катастрофы, в которых погибло не менее 10 или пострадало не менее 100 чел.
Собранная бельгийским центром информация, послужила основой для анализа развития природных катастроф в мире за последние 35 лет (1965?99 гг.). Рассмотрено 6385 случаев, связанных только с 7 наиболее распространенными природными опасностями: землетрясениями, наводнениями, тайфунами и штормами, засухами, извержениями вулканов, экстремальными температурами (заморозки, гололед, суховеи), оползнями. Последние три явления объединены в одну группу, названную "другие природные катастрофы".
Анализ данных позволяет говорить об определенных тенденциях в развитии природных опасностей в мире. В мире отмечается закономерный рост количества природных катастрофических явлений. В 1990?94 гг. среднее ежегодное количество катастроф возросло по отношению к 1965?69 гг. почти в 3 раза. В последние годы (1995?99 гг.) количество крупных природных катастроф сохранялось на высоком уровне, хотя и несколько меньшем, чем в предыдущем пятилетии.
Важнейшая опасная тенденция развития природных катастроф на Земле - снижение защищенности людей и техносферы. По данным Всемирной конференции по природным катастрофам (Иокогама, 1994 г.), количество погибших возрастало ежегодно в среднем за период с 1962 г. по 1992 г. на 4,3%, пострадавших - на 8,6%, а величина материальных потерь - на 6%. Количество погибших на Земле за 35 лет от семи видов катастрофических явлений составляет 3,8 млн. чел.
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что последствия природных катастроф тесно связаны с социально-экономическими факторами - продолжающийся рост бедности в развивающихся странах - одна из причин повышения уязвимости человеческого общества для природных катастроф.
Увеличение количества природных катастроф в мире связано с рядом глобальных процессов в социальной, природной и техногенной сферах, которые обусловливают интенсификацию развития опасных природных явлений и снижение защищенности людей на Земле. Ускоренный рост критических ситуаций, связанных с природными явлениями, связан не только с бесконтрольным увеличением человеческой популяции, но и с ростом техногенных воздействий на окружающую природную среду. Это обстоятельство нашло отражение в основных документах Всемирной конференции в Рио-де-Жанейро (1992 г.), в которых отмечалась тесная связь развития природных катастроф с деградацией окружающей среды.
Эпоха научно-технического прогресса и глобального техногенеза ознаменовалась началом климатических изменений, связанных с повышением температуры на Земле. Начиная примерно с 1860 г. - времени первых инструментальных замеров приземной температуры воздуха, - вплоть до настоящего времени отмечается постепенный рост температуры. По данным Всемирной метеорологической организации, глобальное повышение температуры в 1860-1998 гг. составило около 0,8?С. При этом рост температуры все эти годы шел неравномерно. Достаточно стабильный подъем глобальной температуры отмечался в 1860?1935 гг., когда температура воздуха возросла на 0,4?С. Далее в течение 1937?78 гг. отмечался этап умеренных колебаний средних годичных температур без какого-либо заметного тренда. За этим последовал период (с 1978 г. до настоящего времени) быстрого подъема глобальной температуры, прирост которой составил еще 0,4?С. В течение 1980?х и до середины 1990?х годов отмечен ряд исключительно теплых сезонов, а 1998 г. оказался экстремально теплым за весь инструментальный период температурных измерений на Земле.
Дальнейшее потепление климата может вызвать катастрофические процессы глобального характера. Одна из наиболее серьезных опасностей, которая может проявиться, - повышение уровня мирового океана в связи с таянием ледовых покровов в Гренландии и высокогорных ледников. По расчетам, наиболее вероятное повышение уровня мирового океана к 2030 г. составит 14?24 см, т.е. ожидается, что уровень океана будет подниматься в начале XXI в. в 5?10 раз быстрее, чем в последнем столетии. Максимальная величина подъема уровня океана к 2030 г. ожидается около 60 см, а минимальная - 5 см.
Даже реализация умеренного прогноза подъема уровня океана может привести в ряде стран к затоплению и подтоплению низменных прибрежных территорий, увеличению частоты развития наводнений и площади затопляемой территории, активизации развития береговой эрозии, разрушению сооружений береговой защиты, усилению волновых нагонов и т.д.
Всемирная конференция по природным катастрофам, состоявшаяся в мае 1994 г. в Иокогаме (Япония), приняла Декларацию, в которой сказано, что борьба за уменьшение ущербов от природных катастроф должна быть важным элементом государственной стратегии всех стран в достижении устойчивого развития. Конференция обратилась ко всем странам c предложением перейти на новую стратегию борьбы с природными катастрофами, основанную на прогнозировании и предупреждении.
До недавнего времени усилия многих стран были направлены только на ликвидацию последствий катастроф, оказание помощи пострадавшим, организацию спасательных работ, предоставление материальных, технических и медицинских услуг, поставку продуктов питания и т.д. Однако необратимый рост числа катастрофических событий и связанного с ними ущерба делает эти усилия все менее эффективными и выдвигает в качестве приоритетной новую задачу: прогнозирование и предупреждение природных катастроф.
В качестве основы новой концепции необходимо взять "глобальную культуру предупреждения", основанную на научном прогнозировании. "Лучше предупредить стихийное бедствие, чем устранять его последствия" - так записано в итоговом документе Иокогамской конференции. Международный опыт показывает, что затраты на прогнозирование и обеспечение готовности к природным событиям чрезвычайного характера примерно в 15 раз меньше по сравнению с предотвращенным ущербом.
После стремительного прорыва в космос и сделанных там потрясающих открытий человечество вновь обращает свои взгляды к своему общему дому - планете Земля. Проблемы Земли должны занять в наступающем столетии важное место среды фундаментальных и практических задач, ибо от их решения во многом зависит будущее нашей цивилизации и общее мировоззрение, определяющее перспективы дальнейшего развития общества.
Экологические катастрофы на территории России
Под экологической катастрофой понимается природная аномалия, нередко возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человека, либо авария технического устройства, приводящая к неблагоприятным катастрофическим изменениям природной среды, массовой гибели живых организмов и экономическому ущербу.
В последнее время в связи с разработкой теории устойчивого развития все чаще используется термин социально-экологическая катастрофа, под которой понимается событие, угрожающее жизнеспособности населения на той или иной территории, продуцируемое разными источниками риска.
Согласно современным научным представлениям, к социально-экологической катастрофе ведут следующие процессы:
- истощение природных ресурсов ("коллапс" промышленного и сельскохозяйственного производства),
- генетическое вырождение населения в силу прямого или косвенного (через мутации болезнетворных микроорганизмов) воздействия химического загрязнения,
- превышение экологической ёмкости региональных экосистем.
Таким образом, к понятию "экологическая катастрофа" могут быть отнесены:
- разрушительные и необратимые изменения природных экосистем;
- различные неблагоприятные последствия таких изменений для социума;
- значительные нарушения территориальных комплексов населения и хозяйства с их природной и этнокультурной основой.
Территориальные комплексы населения и хозяйства могут при этом иметь разные размеры - от отдельного населенного пункта до государства и группы государств.
Система критериев оценки экологического неблагополучия, включая катастрофическую экологическую ситуацию, может быть разделена на четыре группы, учитывающие следующие характеристики:
1) антропогенная нагрузка (воздействие),
2) негативные изменения окружающей природной среды,
3) реакция здоровья населения на изменения среды,
4) ухудшение условий хозяйственной и иной деятельности человека.
При определении экологического статуса конкретной территории следует использовать эти критерии с учетом региональных природных, хозяйственных, исторических, этнических и других ее особенностей, а также эколого-географического положения территории (для учета влияния соседних территорий на её экологическое состояние).
Общее представление о различных видах экологических катастроф техногенного происхождения может дать следующая типизация:
- экологические катастрофы, связанные с загрязнением природной среды;
- экологические катастрофы, связанные с механическими нарушениями природной среды;
- экологические катастрофы, связанные с потерей генофонда и биоразнообразия.
Если рассматривать социально-экологические катастрофы, то следует отметить еще и ряд культурологических показателей, т.к. речь здесь уже идет о распаде социума.
Наряду с техногенными экологическими катастрофами, существует целый ряд экологических катастроф, продуцируемых чисто природными явлениями, по генезису они принадлежат к солнечно-космическим, климатическим и гидрологическим, геолого-геоморфологическим, биогеохимическим и биологическим. К наиболее типичным из таких катастроф следует отнести ураганы, тайфуны, смерчи, шквалы, землетрясения, сели, оползни, обрушения, наводнения и др. Следует отметить, что часто техногенные экологические катастрофы возникают в результате природных, например, разрушение вследствие землетрясения АЭС с последующим радиоактивным загрязнением природной среды.
Отметим, что экологические катастрофы не есть порождение индустриальной эпохи. Они существовали и в прошлом и происходили, как при участии людей - например, засоление и опустынивание плодородных равнин Месопотамии - так и в результате природных процессов, например - метеоритная катастрофа, приведшая к вымиранию динозавров 65 млн. лет назад и т.п.
На территории Российской Федерации к районам с очень высокой экологической напряженностью могут быть отнесены следующие: Средне-Русский, Поволжский, Нижне-Донской, Западно-Уральский, Средне-Уральский, Южно-Уральский, Предсаянский, Норильский. Для этих районов характерна высокая степень загрязнения природной среды токсичными веществами, значительные механические нарушения почв и грунтов, истощение возобновляемых ресурсов, в первую очередь - водных, повышенная заболеваемость населения и т.д. Экологическая емкость экосистем перечисленных районов полностью исчерпана, а дальнейшее наращивание их хозяйственного использования без принятия комплекса соответствующих мероприятий приведет к дальнейшему ухудшению экологической обстановки, что повлечет за собой развитие острого социально-экологического кризиса.
К районам возможного наиболее частого повторения экологических катастроф природного происхождения относятся (в порядке убывания опасности): Северо-Кавказский, Дальневосточный, Восточно-Сибирский, Забайкальский, Западно-Сибирский, Центральный, Приволжский и т.д.
Прогнозируемая в XXI веке социально-экологическая катастрофа в период истощения ресурсной основы индустриального производства является следствием не субъективного умысла, но стихийного объективного хода истории, где нет виноватых. "Естественность" такого рода в отсутствие активного управления показывает анализ классической модели Дж. Форрестера. Общей причиной возникновения и роста экологических катастроф техногенного происхождения является неразработанность концепции безопасного социально-экологического развития и, соответственно, оценки приемлемого уровня риска всех видов.
К сожалению, основные надежды сейчас возлагаются на экономический и технологический прогресс, поддерживаемый любой ценой, что порождает риск возникновения экологических катастроф. Изменение приоритетов с хозяйственных на морально-нравственные предполагается в документах по устойчивому развитию России лишь в долгосрочной перспективе. Однако Россия относится к странам, обладающим этнической культурой, содержащей в себе элементы "экофильного мировоззрения", а также достаточными пока территориальными и природными ресурсами, чтобы перейти к устойчивому развитию, исключающему возникновение социально-экологических катастроф.
Методы борьбы с экологическими катастрофами распадаются на две категории: реабилитационные мероприятия (рекультивация нарушенных территорий, мелиорация и т.п.) и предупреждение экологических катастроф путем экологической модернизации производства, внедрения механизмов эколого-экономического стимулирования, правового регулирования, а также прогнозирования возможности возникновения экологических ситуаций различной степени остроты. Прогнозирование экологической ситуации является сложной по своей структуре задачей. Оно включает в себя три типа блоков, объединяемых целевым назначением: социально-экономический (прогноз антропогенных воздействий и нагрузки), геосистемный (прогноз изменения природной среды и ее отдельных компонентов), и экологических проблем и ситуаций (прогноз влияния изменившихся свойств природной среды на здоровье и условия проживания населения, природно-ресурсный потенциал, генофонд и т.д.)
В основе экологического прогноза лежит прежде всего высокий профессиональный уровень разработчиков и накопленная к определенному времени исходная информация. Частично процедура прогнозирования экологических катастроф реализована в практике проведения экологических экспертиз различных хозяйственных проектов. Для этих целей имеются мелкомасштабные карты, прогнозирующие вероятность развития чрезвычайных ситуаций техногенного плана на территории России. Однако следует признать, что прогнозирование экологических катастроф техногенного происхождения требует дальнейших научных изысканий на основе широкого использования геоинформационных (ГИС) технологий. Несколько лучше обстоит дело с прогнозированием экологических катастроф природного происхождения: созданы серии карт, ранжирующие территорию России по вероятности риска их возникновения. Фундамент достоверного прогнозирования экологических катастроф формирует создание региональных моделей территориальных комплексов населения и хозяйства, описывающих их функционирование в современном и возможных будущих состояниях и позволяющих разыгрывать варианты развития в поисках тех, которые обеспечивают социально-экологическую безопасность.
Стратегические риски в техногенной сфере России
Возможности техносферы России обеспечивать потребности общества за последнее десятилетие значительно сократились. Двукратное падение промышленного производства в целом и многократное в отраслях, определяющих вектор научно-технического прогресса, будет сказываться в лучшем случае на протяжении ближайших десятилетий начавшегося века. Коридор возможностей развития страны, обеспечиваемый ее промышленностью, продолжает сокращаться. Поэтому возникает реальная возможность технологического кризиса уже в ближайшие годы. Это заставляет рассматривать опасности и yгрозы, возникающие в техногенной сфере, как базовые элементы стратегических рисков.
Кризисные явления в техносфере России, наметившиеся негативные тенденции имеют несколько взаимосвязанных аспектов.
В крайне опасном состоянии находится инфраструктура - технологический парк практически всех отраслей промышленности, трубопроводы, дороги, линии электропередач, коммунальное хозяйство. Реакцией на "веерные" отключения в Приморье стала кризисная ситуация, в результате которой сотни тысяч жителей остались в зимний период без работы, света и тепла. Ликвидация этого кризиса потребовала значительных средств. Это одно из проявлений растущей уязвимости техносферы, когда локальные чрезвычайные ситуации требуют принятия мер на общенациональном уровне. При сохранении нынешних тенденций можно ожидать роста масштабов таких "социально-техногенных бедствий" и усиления их влияния на ситуацию в стране в целом.
Возник замкнутый круг - на полноценный ремонт, поддержку и обновление инфраструктуры не хватает средств, поскольку все большие ресурсы приходится направлять на ликвидацию последствий бедствий, аварий и катастроф, а эти затраты растут, так как инфраструктура не обновляется.
Большинство отраслей добывающего комплекса, определяющего нынешнюю "экономику трубы", сложившуюся в России, вынуждены работать с очень коротким "горизонтом планирования". В частности, в нефтегазовой и металлургической отраслях нет возможностей заниматься необходимым обновлением и модернизацией оборудования, разведкой новых месторождений и, тем более, оптимизацией процесса добычи и глубокой переработкой сырья. По мнению ряда экспертов, это может при сохранении нынешних тенденции привести к срыву зарубежных поставок по уже заключенным договорам, начиная с 2005 г. В то же время кризис в добывающей промышленности России в настоящее время равносилен коллапсу всей экономической структуры.
- Реструктуризация "естественных монополий", в частности, единых транспортных и энергетических систем страны с большой вероятностью приведет к "технологическому распаду" страны. В течение последнего десятилетия страна практически лишилась речного флота. "Реструктуризация" "Аэрофлота" привела к тому, что число авиапассажиров, перевозимых всеми авиакомпаниями России, сократилось со 140 млн. человек в 1985 г. до 20 млн. в настоящее время. Увеличение транспортных издержек в сочетании с ростом экономической дифференциации регионов (ВВП на душу населения в разных регионах страны в ряде случаев отличается в 20 раз, в то время как в мире уже пятикратное превышение считается опасным) ведет к тому, что ездить и возить что-то из региона в регион становится слишком накладно.
- Отсутствие единой межотраслевой системы научного мониторинга, управления риском, программы повышения системной устойчивости техносферы не позволяет целенаправленно снижать уровень технологического риска. Последний в настоящее время по ряду позиций в десятки и сотни раз превышает уровень, достигнутый в развитых странах мира. В настоящее время в опасном состоянии находятся крупные мосты, эстакады, плотины, подпирающие водохранилища, содержащие несколько кубических километров воды; не утилизированы ядерные реакторы первых поколений; более сотни атомных подводных лодок и надводных судов. Эти угрозы многократно возрастают в связи с нарастанием опасности технологического терроризма. Появились реальные возможности "организовать" катастрофы национального уровня, сравнимые по масштабу с Чернобыльской аварией.
- Развал системы поддержки функционирования уникальных технических объектов создает ряд новых угроз, связанных с эксплуатацией последних. Знаковые катастрофы 2000 г. - гибель подводной лодки "Курск", пожар на Останкинской телебашне, а также ряд неудачных запусков космических аппаратов в последние годы это наглядно показывают. Уникальные технические объекты рассчитаны на определенные ресурсы и системное окружение, вне которого они могут приобретать совершенно иные свойства.
- Можно предвидеть в 2003?05 гг. усиление ряда кризисных явлений в высокотехнологичном секторе экономики России, в ВПК, связанных с проблемой перехода к гражданской и военной технике следующих поколений. В авиакосмической технике, в судостроении, химической технологии и т.д. происходит переход к принципиально новым параметрам техники и технологическим решениям. В настоящее время Россия использует заделы, созданные в советские времена. Однако, будучи вытесненной с ряда мировых рынков высокотехнологичной продукции, она не имеет возможности инвестировать необходимые ресурсы в создание техники новых поколений. Последнее лишает страну пути в будущее, делает невозможной реализацию заявленного руководством отрасли курса на переход к "инновационной экономике".
- Утрата макротехнологий создает основу для будущего кризиса, для выстраивания вокруг России "технологического занавеса". В настоящее время в мире выделяются около 50 макротехнологий, обеспечивающих эффективную работу и системное развитие отраслей промышленности. В Советском Союзе, по оценкам экспертов, на мировом уровне поддерживались 12 макротехнологий, в то время как в России утрачиваются последние. Это создает реальную перспективу для перехода России в разряд "конченых стран".
- Отсутствие структурной экономической политики, в частности, методов оценки стратегических рисков, выделения "локомотивных отраслей", которые будут обеспечивать развитие, а не деградацию техносферы страны в условиях глобализации, создают принципиальные трудности в формировании технологической и инновационной политики. Последние в силу высокой энергоемкости, высоких трансакционных издержек и геоэкономических особенностей страны имеют для России особое значение.
- Отсутствие технологической политики ведет к "замораживанию" наметившегося отставания в большинстве отраслей, отсутствие инновационной - к утрате научно-технологического потенциала, интеллектуальной собственности, корпуса инженерно-технических кадров, способных к инновационной активности - важнейших ресурсов будущего развития.
Отсутствие технологической стратегии приводит к парадоксальной ситуации - в то время как развитые страны концентрируют ресурсы на развитии отраслей, определяющих постиндустриальный технологический уклад, в нашей стране главные усилия уходят в поддержание индустриального уклада, в удерживание "аутсайдерских" технологических ниш. Информатика, телекоммуникации, биотехнология, микромеханика, другие отрасли "новой экономики" в России не находят должной поддержки и развиваются крайне замедленно. То же относится к новым поколениям энергосберегающих и ресурсосберегающих технологий. Это грозит кризисом и ростом рисков в среднесрочной перспективе и катастрофой в долгосрочной.
Отсутствие на государственном уровне серьезного прогноза мировой динамики техносферы, анализа возможных сценариев участия России в процессе глобализации, геоэкономического анализа, технологического прогноза будут приводить к утрате инициативы и перспективы к ряду необоснованных шагов, препятствующих выходу России в число лидеров мирового технологического развития.
Растущая взаимозависимость технологической и социальных сфер, шкалы ценностей в массовом сознании, деградации научных и образовательных систем привносят дополнительные технологические риски, которыми в настоящее время пренебрегать нельзя.
Предпосылки глубокого техногенного кризиса, имеющиеся в настоящее время в России, требуют принятия ряда неотложных мер.
- Главная из них - перевод развития страны и повышение уровня ее управления на основе анализа и количественной оценки стратегических рисков в России в целом и в технологической области, в частности. С этой целью крайне желательно принятие специальных решений Президентом России, которые ставят проблемы стратегического прогноза и научного мониторинга всех сфер, в которых возможны кризисы, ставящие под сомнение намеченную программу развития страны.
- Развертывание в Российской Академии наук, в государственных органах, в высшей школе исследований, ориентированных на получение методик, позволяющих оценивать риски, связанные со стратегическими решениями, принимаемыми на разных уровнях.
- Организация междисциплинарных исследований в РАН, позволяющих оценивать системную устойчивость развития России и обеспечивать экспертизу ряда стратегически важных технологических проектов.
- Активизация работы по рискам при Президиуме РАН и ГНТП "Безопасность", исследований в рамках Федеральной целевой программы по снижению рисков и расширению спектра угроз, рассматриваемых в рамках соответствующих программ.
Катастрофы и кризисные явления в современном обществе
Современное общество, стремясь установить свое господство над природой, столкнулось с ситуацией, когда функционирование искусственно созданной "второй природы" - техносферы все чаще стало приобретать критический характер развития, оборачиваться катастрофическими ситуациями. Усиливающийся конфликт между человеческой деятельностью и окружающей средой по ее приспособлению к общественным нуждам стал приводить к природным, экологическим, технологическим, социальным катастрофам. В общем, самом широком смысле слова, под катастрофой понимается переход, скачок из одного состояния развития социальной системы в другое. Как правило, общество и общности, попадая в катастрофические ситуации, имеют несколько возможных путей изменения: от распада до устойчивого развития. Свершившиеся катастрофы приводят к нарушению нормального экономического, социального, политического, духовного развития общества или его части, сопровождаются большими людскими и материальными потерями.
Природные катастрофы (наводнения, землетрясения, засухи, ураганы, смерчи и т.п.) вызываются действием стихийных сил природы. Человеческое общество пока не в состоянии их полностью предотвратить. Но своей деятельностью, например, по их предсказанию - научному прогнозу, оно может минимизировать потери, и напротив, своей бездеятельностью или необдуманными действиями (уничтожение лесов, источников воды, загрязнение среды обитания и т.п.) может многократно усилить имеющийся у природы разрушительный потенциал.
Экологические катастрофы вызываются локальными или планетарными дисфункциями биосферы. Чаще всего они вызываются воздействием социума на среду обитания, использованием, потреблением природно-ресурсного потенциала. Растущее давление человека на природу подрывает восстановительную способность биосферы, ее основных звеньев и, в конечном счете, вызывая локальные катастрофы, готовят условия для катастрофы глобальной.
Технологические (техногенные) катастрофы также в своей основе имеют социальные причины, т.к. технические системы создаются людьми, управляются ими и функционируют в обществе. Энергетические, ядерные, транспортные, инфраструктурные аварии и катастрофы вызываются рассогласованием взаимодействия элементов человеко-машинных систем. В этом типе катастроф по мере развития техники огромную роль начинает играть человеческий фактор в своих проявлениях инженерных ошибок, просчетов персонала, неэффективной помощи спасательных служб. Возрастание размеров и мощи технических систем ведет к увеличению масштабов людских, материальных и экологических потерь.
Социальные катастрофы вызываются непродуманной или сознательной целенаправленной деятельностью по разрушению социальных общностей и государственных систем, изменению социально-политического строя, уничтожению народов, стран, политических союзов, цивилизаций. Этот тип катастроф ведет к огромным человеческим потерям, деградации демографической и социальной структур общества, разрушению духовных основ жизни и проявляется в войнах, конфронтационных противостояниях, бунтах, революциях, контрреволюционных переворотах и целиком детерминирован социальными (экономическими, политическими, психологическими и иными) факторами. В современных условиях многие из них носят латентный характер и очень трудны для распознавания и измерения.
Таким образом, с одной стороны, технический прогресс резко усилил социальность, т.е. общественную обусловленность современных катастроф, а с другой, природные, экологические, техногенные катастрофы все чаще стали приводить к катастрофам социальным. Растущее количество глобальных и локальных, природных и социальных, техногенных и экологических, военных и политических, экономических и финансовых катастроф поставило вопрос об их системном научном изучении для выявления структуры стихийных и управляемых факторов и причин, предупреждения потерь. По существу, речь идет о появлении новой сферы жизнедеятельности человеческого общества - научно управляемом обеспечении социальной безопасности. Новая проблемная ситуация вызвала бурное развитие научного знания по вопросам общей теории катастроф, математического моделирования катастроф и кризисов, социологии катастроф и риска, психологии поведения в кризисных и критических ситуациях, антикризисного регулирования, управления и менеджмента и т.д. Эти и другие теоретические и прикладные дисциплины интенсивно развиваются в развитых странах.
Особое внимание в открытых и закрытых проектах уделяется социальным катастрофам, которые имеют комплексную природу, вызываются конкретными, существующими в данной стране, экономическими, политическими, социальными, духовными причинами и лежат в фундаменте любой катастрофы. В качестве экономических предпосылок катастрофических явлений в условиях глобализации выступают спады промышленного производства, финансовые обвалы, снижение темпов экономического развития и жизненного уровня населения страны. Социальные причины катастроф накапливаются в силу критического обострения межклассовых, межнациональных, межрегиональных и т.п. противоречий. Политические противоречия возникают в политически структурированном обществе между партиями, движениями, организациями, инициирующими политические и протестные действия. Духовные противоречия вырастают на фундаменте столкновения систем ценностей и мировоззрений. В последнее время резко интенсифицировались столкновения на религиозной почве. Действия по созданию кризисных, конфликтных, катастрофических ситуаций стали носить управляемый характер.
Современные катастрофы представляют чрезвычайно сложные феномены, требующие углубленного и корректного технического, социального, поведенческого, формализованного математического и комплексного научного изучения. В российском социуме и его структурах управления возникла острая практическая потребность в комплексном научном изучении и мониторинге кризисных и катастрофических процессов. Проблема настолько значима, что ее решение начинает приобретать политическое значение для будущего развития страны.
Динамика национального достояния как индикатор достоверности оценки социально-экономического развития
Оценка и прогнозирование социально-экономического развития относится к числу задач не только решение, но даже и адекватная постановка которых имеет далеко не тривиальный характер. Не тривиален уже сам подбор показателей и параметров, используемых при постановке задачи, так как уже на этом этапе недостаточно обоснованный выбор может привести к неадекватному отображению процессов социально-экономического развития, и в результате получаемые на этой основе оценки и прогнозы, при всей видимости их достоверности, будут давать искаженное представление о реальном состоянии социально-экономического развития. Нетрудно понять, что при определенных условиях последнее может привести к принятию опрометчивых управленческих решений, что, в свою очередь, может быть чревато катастрофическими последствиями для страны.
В современной экономической теории и практике при оценке состояния социально-экономического развития, анализе его тенденций и прогнозе перспектив в качестве основных показателей используются характеристики производства, распределения и потребления внутреннего валового продукта за единицу времени, как правило, за год, а также его структурные составляющие, ассоциированные с ценообраующими элементами. Такой подход вполне оправдан в условиях достаточно устойчивого протекания процесса социально-экономического развития и в основном позволяет получать необходимые характеристики этого процесса.
Однако, в переходные периоды, когда в процессах социально-экономического развития происходят значительные изменения, а именно такая ситуация сложилась в России, этого оказывается недостаточно, так как за рамками этих показателей остаются вопросы, связанные с условиями, факторами и конечными результатами производства и потребления валового внутреннего продукта. В результате производство, распределение и потребление ВВП вынужденно выступает в качестве конечной цели социально-экономического развития, в то время как на самом деле, в полном объеме оно такой целью выступать не может. Поэтому для оценки процесса социально-экономического развития, с точки зрения соответствия характера его протекания конечным целям, должны использоваться иные, более широкие категории и показатели.
Можно предположить, что в качестве таких показателей могут выступать показатели, характеризующие динамику и структуру национального достояния страны. При этом в качестве конечной цели социально-экономического развития можно рассматривать обеспечение прироста национального достояния, его рациональное распределение и использование.
Собственно категория "национальное достояние" представляет собой не что иное, как определенное расширение традиционно используемого в экономике показателя "национальное богатство", включающего в себя запасы природных ресурсов и накопленное имущество в производственной и непроизводственной сферах, дополнение его природными и интеллектуально-духовными компонентами, также являющимися национальным достоянием страны. Таким образом, национальное достояние можно рассматривать как некое интегрированное национальное богатство, образующее триединство природного, экономического и социального богатств и являющееся носителем потенциальных возможностей государства.
В качестве носителей потенциальных возможностей государства в составе национального достояния можно с большей или меньшей четкостью выделить 5 основных форм потенциалов.
Природный, представляющий собой богатства окружающей природной среды, не рассматриваемые как запасы природных ресурсов для экономики.
Природно-ресурсный потенциал, представляющий собой не что иное, как традиционно учитываемые запасы природных ресурсов.
Экономический, представляющий собой накопленное имущество в производственной и непроизводственной сферах.
Трудовой, представляющий собой уровень трудоспособности населения с учетом его образования и квалификации.
Творческий, характеризующий способности той части населения, которая занимается творческим, духовным и интеллектуальным трудом, а также оценкой накопленных предметов их труда.
Использование показателя национального достояния для оценки процесса социально-экономического развития предполагает необходимость отработки методов определения как самой его величины, так и некоторой системы сопутствующих ему показателей, характеризующих его динамику и структуру.
Что касается подходов к оценке национального достояния, то здесь могут быть использованы как традиционно принятые в экономике методы оценки национального богатства, так и методы, для разработки которых требуется проведение дополнительных исследований. Если рассматривать общий подход к оценке национального достояния как интегрированную оценку пяти вышеперечисленных потенциалов, то здесь ситуация такова.
Природно-ресурсный и экономический потенциалы оцениваются в достаточной мере традиционно на основе методов, используемых в настоящее время в экономике и статистике. Природно-ресурсный потенциал определяется как совокупная оценка запасов полезных ископаемых и земельных ресурсов, а также запасов древесины, промысловых зверей, птиц, рыб и потребляемых вод.
Экономический потенциал оценивается как стоимость национального имущества, накопленного на момент оценки в производственной и непроизводственной сферах.
Что же касается природного потенциала, а он представляет собой не что иное, как совокупную оценку геологических структур, рельефов, ландшафтов, водных ресурсов, животных и растительных сообществ, то здесь определенные методические подходы уже наработаны. Однако для обеспечения конструктивной возможности их использования требуются дополнительные исследования.
Оценка трудового потенциала может осуществляться с использованием методов, ранее практиковавшихся при планировании труда, однако, с учетом новых экономических реалий, и здесь требуется проведение дополнительных исследований.
Методы оценки творческого потенциала практически отсутствуют, и имеются лишь определенные фрагментарные исследования, преимущественно связанные с проблемами информатизации, изучением инновационного потенциала и научно-технического прогресса.
Общая оценка величины национального достояния на различные моменты времени позволяют анализировать его динамику. При этом достаточно понятно, что если такая динамика положительна, то в стране происходит социально-экономическое развитие, а в противном случае наблюдается спад. Здесь особенно важно подчеркнуть, что именно динамика национального достояния, а не только динамика ВВП, характеризует наличие развития или спада в социально-экономических процессах, так как производство ВВП является не чем иным, как лишь одним из способов актуализации национального достояния, безусловно, наиболее распространенных и эффективных, но отнюдь не исчерпывающих.
Производство ВВП оказывает наиболее значительное влияние на динамику национального достояния, но далеко не всегда приводит в увеличению последнего. В конечном итоге, лишь та часть произведенного ВВП, которая может быть использована на расширенное воспроизводство, то есть примерно в размерах производимого национального дохода, фактически может обеспечить прирост национального достояния, и то в основном за счет увеличения экономического потенциала. При этом, как правило, будут сокращаться природный и природно-ресурсный потенциалы, а трудовой и творческий будут возрастать только при правильном распределении национального дохода. Вполне возможна такая ситуация, что ВВП возрастает, а национальное достояние падает, особенно если страна живет за счет природно-ресурсного потенциала, что характерно для современной России.
Из сказанного следует, что помимо динамики национального достояния важной характеристикой является и его структура. О значении соотношений между структурными элементами, приуроченными к тем или иным формам потенциалов, заключенных в национальном достоянии, выше уже было сказано. Однако не менее важными являются географическая структура национального достояния и его распределение по владельцам. Анализ этих структур совместно с поэлементным анализом может дать представление о распределении различных видов потенциалов по субъектам Федерации, по юридическим и физическим лицам, являющимся собственниками тех или иных элементов национального достояния и т.п.
В целом оценка и анализ динамики и структуры национального достояния может быть важным инструментом исследования процессов социально-экономического развития страны и ее регионов, использование которого позволит в значительной мере переосмыслить происходящие в России процессы и более достоверно прогнозировать их дальнейшее развитие.
К научному мониторингу негативных социально-демографических процессов
Существует ряд социальных явлений, которые определяют сегодня интенсивное развитие негативных процессов в обществе.
Среди них:
- различного рода эксклюзии (социальные исключения) и депривации (лишения), главными из которых является безработица (исключение из системы трудовых отношений) и отсутствие жилища ("крыши над головой");
- формирование "социального дна", включающего группы населения из состава нищих, бомжей, беспризорных детей, уличных проституток;
- интенсивное развитие наркомании, алкоголизма и криминального поведения, прежде всего характерного для молодежи;
- интенсивный рост страдающих болезнями социальной этиологии (туберкулез, педикулез, сифилис, ВИЧ-инфекции);
- расширения слоя населения, прошедшего через "машину" силовых органов, включая вышедших из заключения и их родственников;
- значительная группа бывших военных, участвовавших в локальных конфликтах (Афганистан, Чечня, Молдавия, Грузия) и нуждающихся в реабилитации;
- мощный слой вынужденных переселенцев, сформировавшихся под воздействием распада СССР и в результате конфликтов в "горячих точках", часто лишенных ряда конституционных прав.
Указанные группы населения отличаются различной степенью разрушения социально-психологической структуры их личности; значительная часть из них находится на переломе: либо они получают возможность восстановиться, либо скатываются "вниз", выходя из сферы нормальных социальных отношений, и отличаются устойчивым асоциальным поведением.
Чтобы противостоять негативным социальным процессам, общество, во-первых, должно знать масштабы этих "болезней", их распространение, динамику и воздействующие на них факторы. Во-вторых, нужны эффективные методы борьбы с ними, основанные на использовании новых социальных технологий.
Естественным инструментом решения подобных задач является научный мониторинг общестранового характера. Лишь на основе его информации можно выработать эффективные меры борьбы с социальным "злом", которое в конечном счете ведет к уменьшению численности населения (способствует депопуляции) и снижению его качественных характеристик.
Новый подход к прогнозу кризисов в социально?экономических системах
Понятие кризисов в социально-экономических системах формально не определено, что затрудняет разработку методов прогноза неустойчивости таких систем. Если в геофизике объектами прогноза являются сильные землетрясения и их сила определяется на основе записей сейсмографов, а на рынке ценных бумаг можно формально определить кризис, как скачок какого-либо индекса, превышающий заданный порог, то при переходе к социальным системам возникают задача определения объектов прогноза.
Поэтому кажется естественным начинать решение проблемы прогноза критических переходов в сложной социально-экономической системе с рассмотрения ее отдельных крупных блоков.
Российскими экспертами были названы три кризиса в России с 1995 г. [14]:
1. Банковский кризис 25 августа 1995 г.
2. Неустойчивость экономики, вывоз денег и частичный спад активности перед президентскими выборами в июле 1996 г.
3. Общий кризис экономики 17 августа 1998 г.
Поскольку система экономических индексов, включая биржевые, сформировалась лишь к концу 1994 г., то объекты возможного прогноза брались с 1995 г. Их число невелико, и поэтому методика прогноза должна быть простой.
В качестве исходных были выбраны следующие экономические индексы:
Однодневный межбанковский кредит (MIBOR1)
Тридцатидневный межбанковский кредит (MIBOR30)
Российский биржевой индекс AK&M (AKM)
Американский биржевой индекс Доу-Джонса (DJ)
Их поведение представлено ниже вместе с моментами трех кризисов, отмеченных вертикальными линиями (см. рис. 1., рис. 2, рис. 3 и рис. 4).


Рис. 1. Динамика однодневного межбанковского кредита	Рис. 2. Динамика тридцатидневного межбанковского кредита

Рис. 3. Динамика российского биржевого индекса AK&M	Рис. 4. Динамика американского биржевого индекса Доу-Джонс

На рис. 5 приведена разность F(t) = MIBOR1(t) - MIBOR30(t). Черная горизонтальная линия показывает возможный порог для объявления тревоги; эта тревога занимает около 10 месяцев и предваряет 2 из 3 рассматриваемых кризисов.
Определим для функции F(t) коэффициент вариации Cv(t) как s(t)/m(t), где s(t) - стандартное отклонение для F(t) в скользящем 30?дневном окне (tУ30, t), а m(t) - среднее. На рис. 6 также приведен возможный порог для объявления тревоги, при котором 2 из трех событий предсказываются и тревога составляет 4,5% рассматриваемого времени, т.е. 3,2 месяца из 72.
Сравним теперь поведение биржевых индексов AKM и DJ, сгладив их 70 дневным временным окном (см. рис. 7). Обозначим эти функции как AKM* и DJ* соответственно.
Поскольку биржевой рынок России относится к числу неустойчивых, и его динамика сильно зависит от рынка США, то интересно идентифицировать устойчивые периоды, когда DJ растет, а AKM падает, т.е. периоды "локального пессимизма". Определим функцию X(t) следующим образом:
X(t) = [AKM*(t)УAKM*(tУ1)]


Рис. 5. Разность между однодневными и тридцатидневными колебаниями кредита	Рис. 6. Коэффициент вариации кривой представленной на рис. 5

Рис. 7. Коэффициент корреляции в семидесятидневном окне между индексами AK&M и Доу-Джонса	Рис. 8. Мера пессимизма, осредненная по семидесятидневному окну

в момент t, когда [AKM(t) - AKM(tУ1)] < 0 и [DJ(t) - DJ(tУ1)] > 0 и
X(t) = 0
в остальные моменты.
Теперь определим меру этого пессимизма

где суммирование проводится в том же 70 дневном окне.
Из рис. 8 видно, что всем трем российским кризисам предшествуют моменты достаточно сильного пессимизма, когда в среднем DJ растет, а AKM падает.
Введем для M некий уровень M0 и будем объявлять тревогу в момент t, когда функция M, уменьшаясь, пересекает уровень M0.Тревога снимается, если произошел кризис, либо длится 8 месяцев, после чего, считаясь ложной, отменяется. При M0 = У10 суммарная длительность тревоги составит 18,9 месяцев из 72, т.е. около 26% рассматриваемого времени, и в нее попадают все три кризиса.
Можно ввести другое правило. Пусть в точке t0 найден локальный минимум M(t) < M0 и существует момент t1 > t0, когда M(t1)УM(t0) > |M(t0)|/3 . Тогда в момент t1 объявляется тревога. Если момент t1 отсутствует, то рассматривается следующий локальный минимум M(t) > M0. При M0 = У10 моменты объявления тревоги по этому правилу отмечены жирными точками, а длительность - отрезками на оси Х. Три периода тревоги составляют 14,7% общего времени и снова предваряют все три кризиса.
Подводя итог, можно сказать, что описанный в этом разделе подход, пришедший из математической геофизики, в этой конкретной задаче оказался эффективным. Это показывает, что работы по созданию "социального барометра", прогнозированию кризисов в обществе, заслуживают внимания и поддержки.
Сценарный подход к управлению риском и ликвидацией последствий чрезвычайных ситуаций
Кризисы зачастую приводят к возникновению чрезвычайных ситуаций (ЧС) различной природы. При этом огромное значение приобретает управление в условиях ЧС. Исследователям, опираясь на новые информационные технологии, удалось существенно продвинуться и в этом направлении.
В условиях сложной внешней среды к структуре системы управления в ЧС прежде всего должны быть предъявлены требования гибкости и адаптивности. При этом, в отличие от традиционных систем, организационные механизмы в системах управления в ЧС должны быть приспособлены к выявлению новых проблем, выработке новых решений и их реализации. В рамках организационных структур систем управления в ЧС должна быть обеспечена возможность максимальной концентрации ресурсов, объединения имеющихся резервов и мобилизации за счет этого всех имеющихся сил и средств для ликвидации в кратчайшие сроки создавшейся экстремальной ситуации [15,16].
Эффективность систем управления риском и ликвидацией последствии ЧС природного и техногенного характера может быть повышена путем разработки математических и алгоритмических средств, адекватных сложности поставленной проблемы. Перспективным направлением исследований по данной проблеме является разработка научно-методических основ сценарного подхода и прикладных методов создания и развития систем и средств организационного управления в условиях ЧС, функционирующих на объектовом и региональном уровнях управления.
Сценарный подход относится к классу объектно-ориентированных методов представления информации об обстановке и выработке ответных действий в ходе развития ЧС и заключается в формировании необходимых исходных данных для эффективного принятия стратегических и оперативных решений по предупреждению и ликвидации последствий ЧС. Таким образом, сценарий развития объекта (региона) является необходимым промежуточным звеном между этапами целеполагания и формирования конкретных планов работ по ликвидации последствий ЧС [17].
Принципиальной новизной предлагаемого подхода является возможность прогнозирования поведения моделируемых объектов в условиях ЧС путем формирования наиболее вероятных сценариев их развития. Последующий анализ сценариев позволяет оценивать эффективность и согласованность множества управленческих решений, распределенных во времени и пространстве, при выборе и реализации комплексных программ ликвидации последствий ЧС.
Сценарии развития сложной региональной системы принадлежат к классу так называемых неполных математических моделей, т.е. моделей, в которые включены лишь те существенные факторы, которые могут быть формализованы с приемлемой степенью точности. Основной областью применения таких моделей является встречающийся на практике класс задач, сводящихся к нахождению как оптимистических, так и пессимистических маргинальных оценок основных количественных характеристик исследуемых объектов в условиях реализации определенной совокупности управленческих решений.
Разрабатываемый в Институте проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН и Институте прикладной математики им М.В. Келдыша РАН подход позволяет формировать прогнозируемые сценарии развития или траектории движения социально-экономических объектов регионов в фазовом пространстве их переменных на основе информации о их структуре и принятых программах (планах) действий. Весьма важным является то обстоятельство, что получаемый в результате оптимизации план, построенный на множестве .сценариев развития, может быть адекватным, т.е. гибко изменяться вместе с изменением природной, техногенной и социально-экономической обстановки, что особенно важно при ограниченности ресурсов управляющей стороны.
Заключение
На встрече с руководством Российской Академии наук 3 декабря 2001 года президент Российской Федерации В.В. Путин поставил перед российским научным сообществом две задачи в качестве ключевых. Первая - поиск и научное обоснование путей перехода экономики страны от нынешней сырьевой ориентации на инновационный путь развития. Вторая - экспертиза государственных решений. Прогноз и предупреждение бедствий, катастроф, нестабильностей в техногенной, социальной, природной сферах.
Постановка обеих задач представляется естественной для страны, находящейся на переломе своего исторического развития. Первая поставленная проблема связана с оценкой коридора возможностей страны и с выбором исторической перспективы. Другими словами, если другие развитые страны решают задачи, связанные с экономическим ростом и улучшением своего геоэкономического положения, в России сейчас нужно подниматься с колен.
Вторая задача связана с парированием угроз, защитой от опасностей, предупреждением катастроф на том историческом пути, который выберет общество после решения первой задачи.
Настоящая статья показывает, что и необходимый научный потенциал и соответствующие научные коллективы для выполнения этого социального заказа, очерченного Президентом, в настоящее время в стране есть.
Организационной основой для этой работы должна быть система научного мониторинга. Эта система должна в информационном плане обеспечить организацию и концентрацию необходимых информационных потоков. Последнее улучшит наблюдаемость многих процессов, связанных с возникновением кризисных явлений.
Это должно существенно повысить управляемость страны и её устойчивость по отношению к природным и техногенным бедствиям и катастрофам, социальным нестабильностям. Поэтому естественным местом этой системы в контуре управления нам представляется либо Совет безопасности, либо специальный орган при Президенте РФ.
Главной функцией этой системы должен быть прогноз кризисных явлений и выработка мер по предупреждению развития событий по нежелательным сценариям. Это требует использования потенциала многих исследователей, работающих в Академии наук и непосредственное привлечение учёных к анализу информационных потоков и проблемам прогноза. Одним из результатов этой работы должен стать выбор стратегии обеспечения безопасности страны в широком понимании этого слова, опирающейся на научную основу, объективную оценку потенциала России.
Отказ от ответа на осознанный обществом вызов или затягивание ответа обычно само по себе является фактором риска. В обсуждаемом случае ситуация именно такова.
Литература
1. Владимиров В.А., Воробьев Ю.Л., и др. Управление риском. Риск, устойчивое развитие, синергетика. - М.: Наука, 2000 - 432 с.
2. Катастрофы и общество. - М.: Контакт-Культура, 2000. - 332 с.
3. Глобальные проблемы как источник чрезвычайных ситуаций. - М.: УРСС, 1998.
4. Воробьев Ю.Л., Малинецкий Г.Г., Махутов Н.А. Управление рисками и устойчивое развитие. Человеческое измерение// Общественные науки и современность. 2000, №4, с.150?162.
5. Малинецкий Г.Г., Курдюмов С.П. Нелинейная динамика и проблемы прогноза// Вестник РАН. 2001. Т71, №3, с.210?232.
6. Шестая Всероссийская научно-практическая конференция "Управление рисками чрезвычайных ситуаций", г. Москва, 20?21 марта 2001 г./ Доклады и выступления/ Под общей ред. Ю.Л. Воробьева. - М.: КРУК, 2001. - 376 с.
7. Путь в XXI век: стратегические проблемы и перспективы российской экономики/ Рук. авт. колл. Д.С. Львов. - М.: ОАО Издательство "Экономика", 1999. - 793 с.
8. Российское общество и радикальные реформы. Мониторинг социальных и политических индикаторов/ Под ред. В.К. Левашова. - М.: Academia,. 896 с.
9. Левашов В.К. Устойчивое развитие общества: парадигма, модели, стратегия. - М.: Academia, 2001. - 176 с.
10. Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г., Медведев И.Г., Митин Н.А. Нелинейная динамика и проблемы прогноза// Безопасность Евразии. 2001, №2, с.481?525.
11. Государственный доклад о состоянии защиты населения и территории Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2000 году// Безопасность Евразии. 2001, №2, с.37?193.
12. Залиханов М.Ч. Устойчивое развитие России: перспективы и угрозы// Безопасность Евразии. 2001, №2, с.518?525.
13. Воробьев Ю.Л. Основные направления государственной стратегии управления рисками на пороге XXI века// Безопасность Евразии. 2001, №2, с.526?544.
14. Кузнецов И., Шабер Г. и Гребенюк Е. О прогностичности критических событий в экономике России с 1995 г. В печати.
15. Архипова Н.И., Кульба В.В. Управление в чрезвычайных ситуациях/ 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Рос. гос. гуманит. ун-т, 1998. - 316 с.
16. Косяченко С.А., Кузнецов Н.А., Кульба В.В., Шелков А.Б. Модели, методы и автоматизация управления в условиях чрезвычайных ситуаций (обзор)// АиТ. 1998, №6, с.3-66.
17 Кононов Д.А., Кульба В.В. Экологический менеджмент: сценарии развития объектов и управление экологической обстановкой// Инженерная экология. 1996, №6, с.78-99.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СИНЕРГЕТИКИ

Введение
Естественные науки всегда оказывали серьезное влияние на мировоззрение отдельных людей и на общество в целом. Это относится не только к гносеологии, но и этике, идеологии и даже религии. Приведем исторические примеры
В античной Греции были созданы основы геометрии и введено понятие доказательства. Потребность в этом диктовалась необходимостью делить земельные участки и доказывать, что они действительно равны. Отсюда и название - геометрия, то есть землемерие.
Задолго до этого в древнем Египте люди тоже умели делить участки и на интуитивном уровне использовали геометрию. Делали это жрецы и вместо доказательства ссылались на волю богов. В Греции боги и жрецы тоже были, но отношение к ним после создания геометрии, как науки, было уже другое.
Аксиомы Эвклида и геометрия в целом оказали очень большое влияние на развитие греческой культуры. Роль последней в античном мире общеизвестна.
То же можно сказать и о достижениях математики и механики в новой истории. Роль работ Декарта, Ньютона, Лейбница и их последователей в точных науках тоже известна. Однако, успехи математики и механики оказали влияние и на другие стороны общественной жизни, в частности на этику.
В двадцатом веке был сделан ряд крупных открытий в физике: теория относительности и квантовая механика. Значение их для физики и техники очевидно. Однако, эти открытия повлияли и на этику и на мировоззрение людей в целом, о чем речь пойдет позже.
В конце двадцатого века возникла синергетика и в её рамках было сделано открытие - теория динамического хаоса.
Это открытие по своему значению не уступает первым двум, а, возможно, и превосходит их. Роль динамического хаоса и неустойчивости в естественных науках уже обсуждалась выше. По существу вся книга посвящена именно этому вопросу. Напомним кратко основные выводы.
Появилась возможность (и даже необходимость) по новому взглянуть на. казалось бы, установившиеся понятия, такие как: причина, следствие, абсолютно замкнутая система, бесконечно большое (малое).
Появился новый объект - странный аттрактор, который, как выяснилось, имеет самое непосредственное отношение к реальной жизни.
Появилось новое понятие - перемешивающий слой, который является необходимым этапом развития живых систем. Выше показано, какую роль он играет при генерации ценной информации, в биологической эволюции, в творчестве и мышлении.
Уже из этого следует, что динамический хаос заслуживает статус великого открытия. Сейчас с этим согласятся отнюдь не все ученые. Это естественно, более того, именно так было и с теорией относительности и с квантовой механикой. Каждый ученый (и, тем более, коллектив ученых) защищает свою информацию, т.е. ту систему аксиом, которую он воспринял и которой владеет. Новая прогностическая информация воспринимается как негативная (ересь, посягательство на и т.п.). Такое поведение естественно для любого носителя информации и ученые не являются исключением. Примеры тому обсуждались выше.
Однако, роль динамического хаоса не ограничивается только естественными науками, в гуманитарных науках его роль не менее важна. Более того, именно динамический хаос может сыграть роль моста между науками, т.е. служить основой для их интеграции. Открытие динамического хаоса может (и должно) повлиять и на мировоззрение в целом, включая философию и этику. Об этом и пойдет речь ниже.
Методология интеграции наук, "всеединство", "универсальный эволюционизм" и "физический редукционизм"
Всеединство - стремление понять и представить в рамках единого подхода все явления природы. Речь идет об объединении наук точных (физика, химия), естественных (биология) и гуманитарных. В этом смысле "всеединство - синоним "интеграции". На языке теории распознавания для интеграции нужно составить множество решающих правил и построить в нем решающее супер-правило. Для этого необходимо использовать код (т.е. язык), на котором, формулируются решающие правила.
В точных науках такой язык уже существует, это современная математика Этот язык сейчас в человеческом обществе уже универсален (т.е. общепринят). Разумеется. он является условной информацией, хотя часто воспринимается как объективная реальность, что иногда приводит к недоразумениям (примеры обсудим ниже). Вопрос: достаточен ли язык современной математики для описания всех явлений природы, является спорным и подлежит обсуждению.
В естественных и гуманитарных науках используется язык слов (вербальный код). В точных науках этот язык тоже, конечно, используется наряду с математическим. Вербальный язык более адекватен интуитивному мышлению, но для точных наук явно недостаточен.
Универсальный эволюционизм преследует туже цель - познать мир, как целое. При этом внимание акцентируется на том, что мир в целом, равно, как и наука о нем, не статичен, но развивается. В биологии и социальных науках это осознано давно. В физике - сравнительно недавно, в связи с исследованиями эволюции Вселенной. В синергетике развитие лежит в основе науки и потому её иногда отождествляют с теорией развивающихся систем.
Законы развития различных систем (Вселенной, биосферы, организма и общества) имеют много общего Эта общность связана с тем, что во всех случаях речь идет о возникновении информации и эволюции её ценности. Поэтому формулировка общих законов развития (т.е. универсальный эволюционизм) становится актуальным направлением.
В среде физиков стремление описать все на свете в рамках единой теории (т.е. из "первых принципов") получило название "физический редукционизм" Оно появилось сравнительно давно. В основе его лежит уверенность в том, что сложные явления природы можно свести к совокупности простых, подчиняющихся фундаментальным законам физики. Подчеркнем, речь идет именно о физике, а не о какой либо другой науке. В этом проявляется известный "физический снобизм" (Здесь следует напомнить о том, что автор сам физик и ничто физической ему не чуждо).
Уравнения Ньютона, Максвелла, Шредингера действительно фундаментальны - в этом уверены все. Достаточны ли они для описания всех явлений природы, начиная от сотворения нашего мира и до появления живых и мыслящих существ - в этом уверены не все. Именно в этом и состоит проблема физического редукционизма.
По этому поводу существуют следующие мнения:
Первая точка зрения состоит в том, что фундаментальные законы физики необходимы и достаточны для описания любого явления природы. Другие естественные науки ( химия, биология) основываются на законах физики и используют их в специальных для данной науки условиях.
Такой банальный редукционизм действительно не состоятелен. Более того, даже для "вывода" законов термодинамики уже необходима ревизия ряда понятий физики. На эту тему недавно высказались два весьма авторитетных в физике ученых: З.Б. Лафлин и Д. Пайнс. Они опубликовали статью под названием "Теория всего на свете" ("Theory of Everythink", [6]). В ней показано, что ряд важных явлений (даже в неживой природе) невозможно описать исходя из "первых принципов". Предложен ряд рецептов того, как обходить трудности. Предложено и новое название этих рецептов - "квантовый протекторат". На мой взгляд авторам [6] тоже следовало бы "спешиться" и ознакомиться с тем, что уже известно в синергетике и философии. Поэтому, конструктивность рецептов работы [6] может быть подвергнута критике, но критическая часть работы сомнений не вызывает.
Вторая точка зрения в том, что фундаментальные законы физики действительно необходимы, но недостаточны для описания, например, живой природы и их необходимо дополнить. На первый взгляд это мнение противоречиво. Действительно, законы физики формулируются как полная (в математическом смысле) система аксиом. Дополнительные аксиомы приводят к переполнению системы и вступают в противоречие с основными постулатами.
Тем не менее, именно этот вариант редукционизма может претендовать на описание явлений природы, включая живую. При этом приходится вводить новые понятия, которые в исходной аксиоматике не содержатся. Такое понимание редукционизма далее будем называть "правильным" (термин, разумеется, условен)
Существует мнение, согласно которому сложные явления (например, в живой природе и обществе) вообще не подвластны точным наукам. Это мнение противоречит стремлению познать мир в целом и на мой взгляд оно не верно по существу. Тем не менее, это мнение На первый взгляд кажется правдоподобным.. Действительно, для живых существ такие понятия как: желание, удовольствие, цель (в том числе цель жизни) естественны и осмысленны. С другой стороны точные науки (в том числе физика) до недавнего времени с этими понятиями вообще не имели дела. Однако и эти понятия можно сформулировать на языке физики и химии. При этом особенно важную роль начинает играть понятие ценная информация.
Упомянутые три подхода: "всеединство", "универсальный эволюционизм" и "редукционизм" составляют основу научного мировоззрения.
Кому нужно научное мировоззрение?
Большинство ученых тратят основную часть времени и сил на решение практических задач. Для этой деятельности никакое мировоззрение не нужно.
Однако, часто встают проблемы, которые на первый взгляд кажутся неразрешимыми, обычно они называются парадоксами. Для их решения уверенность в правильности фундаментальных законов физики необходима. Отсутствие её порождает либо гиперскептицизм и робость, либо отсутствие само критицизма. Последнее ведет к фантазиям, не имеющим отношения к науке. Во избежание этого необходимо понимание фундаментальных законов физики и области их применимости, т.е. физический редукционизм в его правильном понимании. Оно же необходим для преподавателей физики. Задача педагога не только в обучении физическим методам, но и в формировании научного мировоззрения. В последнем редукционизм играет одну из главных ролей.
Наконец, научное мировоззрение нужно для всех людей (не только физиков), которые хотят видеть мир как целое, а не как набор отдельных (и часто противоречивых) явлений.
В методологическом плане главный итог состоит в следующем.
Интеграция наук на основе научного мировоззрения возможна. Можно построить единую и непротиворечивую картину мира. Однако. для этого необходимо подвергнуть ревизии ряд фундаментальных понятий современной физики и математики и ввести относительно новое и не менее фундаментальное понятие - информация (точнее. ценная информация).
Можно задать вопрос: какое явление природы лежит в основе возникновения информации, что заставило ученых взволноваться? Ответ тоже прост: это явление - неустойчивость. Читатель, прочитавший книгу (а не только введение и заключение), понимает, сколь прочно информация связана с явлением неустойчивости.
На интуитивном и вербальном уровне значение неустойчивости понималось уже давно. В качестве примера часто приводят "Буриданова осла" (его приписывают средневековому философу Жану Буридану (XIV век), хотя в дошедших до нас сочинениях Буридана этот пример отсутствует). Не менее яркие примеры приводились и позже.
Однако, теория устойчивости была заложена лишь в конце прошлого века в работах А.М. Ляпунова, который ввел меру устойчивости - "число Ляпунова" Сперва это теория воспринималась как прикладная инженерная дисциплина. Её фундаментальное (методологическое) значение было осознано значительно позже и, возможно еще не полностью, поскольку дискуссии по этому поводу продолжаются.
Напомним наиболее важные следствия этого явления.
i) Ревизия понятия причины. Именно благодаря неустойчивости "причиной" может стать Его Величество Случай. Тому пример - история о том, как муха разбила хрустальную вазу. Случай выступает здесь не как результат незнания предыстории процесса, а как символ истинного незнания, то есть принципиальной невозможности учесть исчезающе малые влияния.
Ревизии подлежит и понятие "абсолютно замкнутой системы". Оно понималось как предел незамкнутой системы, когда внешние воздействия исчезающе малы. В устойчивых системах такое понимание оправдано. В неустойчивых системах оно теряет смысл, поскольку возмущения нарастают со временем. При этом сама неустойчивость является внутренним свойством системы, но не внешних возмущений.
Он же - случай - лежит в основе генерации новой ценной информации.
ii) Необратимость процессов во времени, или, иными словами, направление "стрелы времени".
В современной физике фундаментальные законы сохранения связаны с симметрией. Так, сохранение импульса - следствие симметрии пространства, сохранение энергии - симметрии обращения времени. Именно поэтому фундаментальные законы физики формулируются в виде гамильтоновых систем, где обратимость времени гарантирована.
Необратимость времени влечет за собой не сохранение энергии. Последнее противоречит всему тому, что мы знаем о нашем мире.
С другой стороны, необратимость процессов во времени тоже явление фундаментальное и от него тоже нельзя отказаться.
Неустойчивость позволяет разрешить это противоречие, поскольку именно она является "причиной" такого нарушения симметрии времени, которое не нарушает закона сохранения энергии и, вместе с тем позволяет описать диссипативные процессы. При этом энергия разделяется на две части: свободную и связанную. Первая может переходить во вторую и при этом рассеивается (диссипирует), но не исчезает. Связанная энергия может переходить в свободную лишь частично, что и составляет суть второго начала термодинамики.
iii) Ревизия понятия бесконечно большого (и бесконечно малого) и введение понятия "гугол". (числа порядка 10100 и большие). Последнее тоже чисто практическое утверждение о том, что физически реализуемые (наблюдаемые) величины такими числами выражаться не могут. Это утверждение, как практическое, сомнений не вызывало.
Фундаментальное значение его было осознано позже, и опять же оказалось, что оно связано с неустойчивостью. Именно, в неустойчивых процессах малые начальные отклонения (меньшие, чем "обратный гугол") приводят к большим последствиям. Пренебрежение этим фактам ведет к тому, что ряд математически строгих теорем оказывается в противоречии с не менее фундаментальными законами физики (в частности, с вторым началом термодинамики).
iv) Неустойчивость является непременным условием генерации новой ценной информации. Воспринимать, хранить и передавать информацию можно и в устойчивых процессах. Более того, неустойчивость в этих процессах является только помехой. Однако, создавать ценную информацию можно только в условиях неустойчивости.
Представьте теперь, чего бы стоила теория информации и само понятие "информация", если бы природа (живая или не живая) не могла создавать новую ценную информацию.
Из изложенного следует, что неустойчивость существенно расширяет наши представления о мире и должно играть фундаментальную роль в том. что мы называем миропониманием или научном мировоззрением. В науке 21-ого века неустойчивость будет играть роль одного из краеугольных камней. Сейчас такая наука зарождается. Название её ещё не устоялось, поэтому используют: "нелинейная динамика", "нелинейная термодинамика" и "синергетика". На наш взгляд последнее наиболее удачно, поскольку наименее понятно.
Синергетика и логика
Ревизия понятий в физике и математике влечет за собой и ревизию формальной (математической) логики, поскольку именно она лежит в основе современной математики.
Логику можно рассматривать как алгоритм построения сложного суждения на основе более простых утверждений. Последние считаются заданными и играют роль начальных условий [7,8]. Сейчас предложено несколько вариантов логики, обсудим некоторые из них.
1.Классическая (формальная) логика наиболее популярна. Долгое время она развивалась как наука абстрактная, самодостаточная и прямо не связанная с проблемами насущной жизни. Основные положения её (аксиомы или алгоритмы) были сформулированы ещё в античные времена и с тех пор почти не изменились. Эти алгоритмы возникли как обобщение повседневного опыта, но на этом связь логики с реальной жизнью заканчивалась. Кратко, они сводятся к следующему.
I) Все суждения (или сообщения) разделяются на две группы: "истинные" (в математической логике им ставится в соответствие индекс "1") и "ложные" (им соответствует индекс "0"). Алгоритм построения сложного суждения формулируется с использованием логических связок "и", "или" и "не". Требуется, чтобы сложное суждение тоже было либо "истинным", либо "ложным" (верным - не верным). Иными словами, на каждый вопрос, сформулированный в рамках аксиоматики (или алгоритма) должен быть получен ответ, причем только один: "да" или "нет" (истинно -ложно, верно - не верно) Это положение известно как аксиома исключенного третьего (tertium non datur). Этим достигается однозначность суждений.
Отсюда следует, что формальная логика имеет дело с дискретным множеством объектов, о которых ставятся вопросы и выносятся суждения. Множество суждений тоже дискретно.
ii) Каждое из суждений является абсолютным, т.е. не зависящим от цели, с которой оно делается, и должно быть доказано, либо опровергнуто. Такой подход носит в себе отзвук божественного происхождения законов природы. Это значит, что на множестве объектов A,B,C, ...на вопросы типа: А или не - А, А равно В (или не равно) A>B, A<B и т.п. ответ должен быть однозначным не зависимо от меры сходства или различия. Вообще понятие меры в формальной логике отсутствует.
iii) Все элементы множества равноправны, что в частности относится и к множеству чисел.
В математике наряду с дискретными, рассматриваются и метрические континуальные множества, где вводится понятие меры. Тем не менее, равноправие чисел сохраняется. Например, если два отрезка длинами x1 и x2 отличаются на малую конечную величину Dx << x1,x2, то отрезок Dx можно "растянуть" (т.е. измерить в другом масштабе) и рассматривать как достаточно протяженный. На этом основано утверждение о бесконечной делимости отрезка. Последнее в современной математике играет существенную роль.
Успех формальной логики и построенной на её основе математики в 18-ом веке породил уверенность в том, что иначе и быть не может. В 19-ом и 20-ом столетиях эта уверенность была поколеблена. Более того, выяснилось, что система формальной логики не является полной.
Примеры неоднозначности внутри формальной логики отмечались и ранее и формулировались в виде парадоксов, таких как: парадокс лжеца и проблема буриданова осла. В строгом математическом виде неполнота системы формальной логики была доказана Гёделем.
Далее логика развивалась под давлением двух обстоятельств.
Во-первых делались (и делаются) попытки сформулировать аксиомы логики, лишенной внутренних противоречий. Эти попытки прямо не связаны с проблемами естественных наук, но могут повлиять на них косвенно.
Во-вторых, развитие естественных наук требовало уточнения ряда положений логики. Так, В 19-ом столетии выяснилось, что каждое утверждение не может быть абсолютным, но может быть сделано с определенной точностью. Последняя зависит от способа измерения, а в более общем случае, от возможности наблюдения.
Роль, которую сыграли принципы измеримости и наблюдаемости в естественных науках, общеизвестна. Они приблизили логику к реальной жизни, но разрыв ещё остался.
2. В конструктивной логике (см. [9,10] в отличие от классической, каждое утверждение подвергается конструктивной проверке путем измерения или, в более общем случае, наблюдения. Так, в классической логике на вопрос: "А или не - А" всегда должен быть получен однозначный ответ: "да" или "нет". В конструктивной логике допускается отказ от ответа, если истинность суждения невозможно проверить.
В естественных науках такая ситуация встречается довольно часто. Если утверждение в принципе не наблюдаемо, то оно относится к категории бессодержательных.
3. В последнее время предложена релевантная (уместная) логика [11]. Она отличается от классической тем, что формально правильные, но "неуместные" логические построения в ней "отбраковываются" Благодаря этому удается избежать парадоксов, ведущих к заведомо неверным выводам.
4. В рамках многозначных логик [12] все суждения разделяются не на две, а на большее число групп. В трехзначной логике допустимы три типа ответов: "да", "нет" и "может быть". Последний ответ также может быть выражен словами: "не известно", "утверждение бессмысленно" [13] или "бессодержательно". Эти варианты отличаются в основном эмоциональной окраской. Так, ответы "не известно" или "может быть" носят субъективный характер (мне не известно, но кому то другому, возможно, известно). Слова "бессмысленно" или "бессодержательно" означают, что это утверждение не может быть доказано (или опровергнуто) в рамках всего человечества (и, возможно, в рамках Вселенной).
Соответственно увеличивается и число символов Далее, устанавливаются правила (алгоритмы) определения символа сложного суждения, если известны символы, входящих в него простых (исходных) суждений
5. Так называемая нечеткая логика (фальш-логика, fuzzy logic, [14,15]) отличается от предыдущих существенно. Каждый объект (или каждое суждение) рассматривается в ней не как эталон, а как ансамбль сходных объектов. Вместо однозначных ответов ("да" - "нет") используются вероятностные суждения типа: с вероятностью Р - "да" и с вероятностью 1-Р - "нет". Разумеется при этом вводится мера сходства (или различия) объектов. Привлекательность этой логики в том, что она часто (но не всегда) близка к реальности. Недостаток её в том, что соответствующий ей математический аппарат, развит ещё недостаточно. Точнее, существуют попытки создать аппарат на основе нечетких множеств, но применение его ограничено. Это не удивительно, поскольку современная математика - язык универсальный, люди им овладели и широко используют. Заменить её другой математикой равносильно предложению перейти всем на язык эсперанто.
По поводу всех упомянутых вариантов логики можно сделать ряд замечаний.
i) Понятие цели, с которой ставится задача в них отсутствует. Неявно предполагается, что любая логическая задача когда ни будь, кому ни будь для чего ни будь пригодится. Это относится как к задачам, которые имеют однозначное логическое решение, так и к задачам, которые его не имеют. Так, например, решение проблемы буриданова осла действительно необходимо для достижения конкретных целей. То же можно сказать и о других парадоксах формальной логики.
ii) Во всех упомянутых вариантах логики рассматривается постановка задачи и ответ (если он существует). В действительности построение суждения (или принятие решения) представляет собой процесс, организованный во времени. Он реализуется либо в мыслительном аппарате человека, либо в компьютере. В логике это обстоятельство ускользает от внимания. Поэтому вопрос об устойчивости логических алгоритмов до сих пор не ставился. Устойчивость процесса логического описания того или иного явления и устойчивость описываемого процесса связаны друг с другом. Поэтому устойчивость (или неустойчивость) является важным критерием любой логической задачи. На наш взгляд дефекты логических схем связаны именно с тем, что этот критерий в них не используется.
iii) В рассмотренных вариантах логики суждения считаются либо абсолютными, либо сильно размытыми (нечеткая логика). В реальности встречаются задачи обоих типов, как требующие точного ответа, так и вероятностного. Выбор какого либо одного варианта логики означает отказ от решения значительной части задач.
Из приведенных замечаний следует, что ни один из упомянутых вариантов логики не охватывает весь круг актуальных задач современного естествознания.
Возникает вопрос: как быть?
Можно в реальной жизни и в науке вообще обходиться без логики (как, собственно, и поступает большинство людей). Можно попытаться сделать следующий шаг и предложить логику более близкую к реальности. Такую логику можно условно назвать целесообразной. В её рамках любое утверждение может быть верным, не верным и бессмысленным в зависимости от условий задачи и целей её решения. Так, например, утверждение А=В верно или не верно в зависимости от того, сколь велика разница между А и В и препятствует ли это отличие достижению цели, с которой делается это утверждение. Справедливость утверждения определяется не возможностью измерить (наблюдать) отличие, а целесообразностью принимать (или не принимать) это отличие во внимание. Если отличие в принципе не измеримо, то принимать его во внимание заведомо не целесообразно.
Такое предложение может восприниматься негативно, по следующим причинам:
Во-первых, оно низводит логику до уровня прикладных наук и лишают её ореола божественности и независимости от мирской суеты. Однако, именно это обстоятельство позволяет решить наболевшие вопросы и выйти из замкнутого круга бесплодной софистики.
Во-вторых, по звучанию "целесообразная логика" представляется как нонсенс. С первого взгляда кажется, что на любой вопрос можно ответить вопросом: -"чего изволите?". Однако, в реальных задачах такой ответ не так уж глуп.
Приведем пример: В рамках формальной логики на вопрос: сколько будет 7ґ7 верен ответ: 7ґ7=49 и любой другой ответ не верен. В рамках целесообразной логики столь же верен ответ: 7ґ7=50. Именно этот ответ часто используют люди для прикидочных расчетов "в уме", когда требуемая точность не велика.
В конкретных задачах целесообразная логика сводится к какому либо из известных уже вариантов логики. Так, например, если заменить понятия "истинно" и "ложно" (верно - не верно) словами "целесообразно" - "не целесообразно", то мы вернемся к аксиоматике классической логики. При этом изменится не структура логики, а правила оценки суждения. Может оказаться, что "верный" (с точки зрения классической логики) вывод "не целесообразен" и наоборот. Примеры этого мы обсудим позже.
Таким образом, целесообразная логика не претендует на роль новой логической конструкции. Цель её введения иная, она в том, чтобы определить области применимости известных вариантов логики в естественных науках и сформулировать соответствующие критерии.
Для того, чтобы охватить в единой логической схеме весь круг задач, целесообразно указать меру размытости, обладающую следующими свойствами:
Во-первых, она должна быть конечной, но достаточно малой, такой, чтобы при решении устойчивы[AK1]х задач ею всегда можно было бы пренебречь. Это позволяет использовать в таких случаях традиционную математику без каких либо изменений.
Во-вторых, в неустойчивых процессах эта мера должна приводить к полной размытости результата. Это позволяет использовать в таких случаях традиционный вероятностный подход.
С учетом этих замечаний аксиоматику конструктивной логики можно сформулировать в следующем виде.
(1) В [AK2]каждой задаче должна быть сформулирована цель. Бесцельные задачи квалифицируются как бессмысленные и рассмотрению не подлежат. В этом смысле целесообразная логика перекликается с релевантной [2]
(2). Любой расчет (или алгоритм) следует рассматривать как процесс, организованный во времени т.е. проводящийся поэтапно. (что справедливо по крайней мере по отношению к компьютерным расчетам). Это позволяет поставить и решить вопрос об устойчивости и/или сходимости в рамках классической математики.
(3) Как и в классической логике каждому суждению соответствует "0" или "1", но они рассматриваются не как символы, а как числа, близкие либо к 0, либо к 1, например, 0,000...abc или 1,000...def, где a,b,c и d,e,f - -случайные числа от 0 до 9. Это положение напоминает "fuzzy logic", но, в отличие от последней, требуется, чтобы "размытость" была мала, порядка "обратный гугол".
(4). Если процесс устойчив и сходится к определенному результату, то автоматически сохраняется аксиоматика классической логики (и математики). В этом случае сложное суждение будет "размыто" в ту же меру, что и исходное, Наблюдать такую "размытость" в принципе невозможно.
(5) Если процесс неустойчив, то малая "размытость" исходных суждений приводит к большой (порядка единицы) размытости "сложного" суждения. В результате суждение, "истинное" или "ложное" в рамках классической логики, оказывается ни тем, ни другим, а просто "не целесообразным" (бессодержательным). В математике это ведет к серьёзным последствиям. поскольку ряд теорем (в частности теорема Лиувилля ) при этом теряют силу.
(6). Если процесс построения суждения не сходится, то его следует остановить на любой итерации порядка гугол.
(7). Целесообразными следует считать средние характеристики ансамбля результатов расчетов неустойчивых и/или не сходящихся процессов. Усреднение проводится по результатам расчетов, отличающихся выбором произвольного числа порядка гугол (или обратный гугол). Результаты расчета каждого отдельного процесса являются не целесообразными. Динамика средних характеристик устойчива по определению среднего и расчет её подпадает под п. (4)
Перечисленные положения представляют собой алгоритм расчета процессов, как устойчивых, так и неустойчивых.
В рамках этого алгоритма отсутствуют противоречия и неоднозначности характерные для классического подхода. Для иллюстрации приведем несколько примеров.
Первый относится к проблеме временной необратимости и роста энтропии в гамильтоновых системах типа биллиарда Больцмана. В них любая траектория изображающей точки в многомерном фазовом пространстве неустойчива.
Согласно п. (3) нужно начальные условия задавать не в точке, а в малой области , не меньшей, чем обратный гугол и рассматривать поведение ансамбля точек. Согласно п. (7) целесообразно рассматривать средние характеристики ансамбля. Одной из них является энтропия, определенная, согласно Синаю как логарифм объема фазового пространства внутри всюду выпуклой оболочки, охватывающей ансамбль точек. Эта величина растет со временем и стремится к определенному пределу. По всем свойствам она совпадает с физической энтропией. Этот результат следует считать целесообразным (если, считать целью использование его для расчета, например, тепловых машин) и в этом смысле "правильным".
С другой стороны, если рассматривать поведение отдельной траектории (что равносильно заданию начальных условий с абсолютной точностью), то каждый процесс обратим во времени и энтропия расти не может (что и составляет суть теоремы Лиувилля). Этот результат является "верным" (или "истинным") в рамках классической аксиоматики, но, согласно (5) не целесообразным и в этом смысле "не правильным". Результат Синая в том же смысле является целесообразным и "правильным", хотя и "не верным" с точки зрения классической логики.
На этом примере видна разница между понятиями "истинно" ("ложно") и "целесообразно" (не целесообразно"). Напомним, что при рассмотрении устойчивых процессов этой разницы нет.
Проблема Буриданова осла в рамках целесообразной логики решается просто. Ясно, что положение осла не устойчиво. Согласно п. (3) надлежит рассмотреть ансамбль ослов, расположенных не точно между стогами сена, а в интервале порядка гугол. Согласно п. (7) целесообразным является вопрос: как распределятся ослы в пространстве. Ответ ясен: они разделятся на две равные группы и одни пойдут направо, а другие - налево. Такое поведение ослов целесообразно, если их цель - не умереть с голоду. Вопрос: куда пойдет каждый отдельный осел ставить не целесообразно. Напомним, в рамках классической математики при точно заданных начальных условиях, осел останется стоять на месте и умрет. Такое поведение не целесообразно даже с точки зрения осла.
Парадокс лжеца, напомним, состоит в следующем: привратник имеет приказ: правдивым людям рубить голову, а лжецов вешать. Предполагается, что правдивый всегда говорит правду, а лжец всегда лжет.
К городу подходит путник. Привратник вопрошает: "кто ты, правдивый человек или лжец?". Путник отвечает:: "я лжец". Что должен сделать привратник?
В рамках классической логики задача решения не имеет, потому и отнесена к разряду парадоксов.
В рамках трехзначной логики любое решение лишено смысла.
В рамках релевантной логики сама задача относится к числу запрещенных.
В рамках целесообразной логики решение состоит в следующем.
В отличие от предыдущего случая промежуточное состояние исключено , а не просто не устойчиво. Каждое из разрешенных состояний ("правдивый" и "лжец") не только не устойчиво, но и не стационарно. Процесс принятия решения состоит из последовательности итераций, каждая из которых приводит к противоположному результату. Этот процесс не является сходящимся. В рамках классической математики такой процесс представляет собой отображение предельного цикла Пуанкаре. Сам цикл устойчив, но фаза цикла не устойчива и может быть выбрана произвольно. В данном случае разрешенные состояния соответствуют противоположным фазам цикла. Таким образом, процесс не соответствует п. (4), но подпадает под п. (6).
Согласно (7) следует усреднить результаты по ансамблю итераций. Усредненный результат можно сформулировать в виде: данный путник в меру лжив и в меру правдив (что, кстати, можно отнести ко всем нормальным людям).
Если цель - определить моральный облик путника, то такой ответ следует считать целесообразным. Напротив, результат любой конкретной итерации (путник либо лжив, либо правдив) следует считать не целесообразным и не применять по отношению к нему упомянутых санкций.
Для сравнения обсудим вариант, когда путник отвечает "я всегда говорю правду". Этот случай подпадает под п.(4). Процесс принятия решения быстро сходится к результату: путнику надлежит отрубить голову. Такое решение логически безупречно. Кроме того, оно целесообразно, поскольку человек, который всегда говорит правду, социально опасен.
На этих примерах видно, что в устойчивых ситуациях классическая и целесообразная логика не вступают в противоречие.
Обсудим ещё один пример, связанный с условностью математических понятий. Вопрос тоже актуален, поскольку в науке об информации условность играет важную роль, а в математике принято этого не замечать. В качестве примера уместно обсудить проблему "стрелы времени".
В гамильтоновых системах выбор знака времени произволен. При описании устойчивых процессов этот произвол роли не играет, поскольку эти процессы обратимы.
В глобально неустойчивых процессах будущее отличается от настоящего и прошлого и это отличие реально, поскольку эти процессы необратимы. Однако, и в этих условиях выбор знака времени произволен и делается по общему согласию, т.е. условно.
Можно выбрать знак времени так, что в будущем оно будет более положительным, чем в настоящем (назовем таких людей оптимистами, тоже условно). Именно так считают все люди на нашей планете и потому эта условность воспринимается как объективная реальность.
Можно представить себе людей, столь же разумных, но живущих на другой планете ( или на Земле, но в другом демографическом изоляте), которые выбрали противоположный знак времени. Иными словами, они сочли, что в будущем время будет более отрицательным, чем в настоящем ( в этом тоже есть свой резон, назовем таких людей пессимистами). В обоих социях люди наблюдают одинаковые явления и описывают их одинаково, с точностью до знака времени.
Что происходит при обмене информацией между ними? Можно представить себе несколько вариантов.
i) Люди сообщают друг другу, что в будущем энтропия возрастает. Это объективная реальность и здесь вопросов не возникает.
ii) Люди посылают друг другу неравенство Больцмана, одни в форме: dS/dt >0 и другие - в форме: dS/dt <0 . Тут возникает вопрос: кто же прав?
iii) Люди посылают друг другу киноленты с изображением пожара и в сопроводительном письме указывают, где начало (настоящее) и где конец (будущее). Проблем не возникает, поскольку пожар везде протекает одинаково.
iv) Люди посылают друг другу киноленты и указывают, что кадры следует расположить в порядке возрастания (или убывания) времени, так, как это принято в каждой из соций. Тогда люди в другой соции с удивлением наблюдают, что у соседей пожар протекает не обычно: дым не расползается, а собирается, разгоревшийся пожар сам затухает, а дом сам собой восстанавливается в прежней красе. Иными словами, время у соседей течет в обратную сторону.
Здесь следует отметить, что изображение неустойчивого процесса на киноленте существенно отличается от самого процесса. Фиксация пожара в каждый момент времени на кинопленке - процесс устойчивый, это основное условие запоминания информации. Демонстрация фильма в любой последовательности кадров тоже процесс устойчивый - так устроен кинопроектор. Поэтому демонстрация фильма - процесс обратимый и этим часто пользуются кинорежиссеры. Таким образом, свойства самого процесса (пожара) и его изображения на киноленте в этом смысле существенно отличаются.
Что произойдет, когда люди, обменявшись информацией и не поняв друг друга решат встретиться? Произойдет борьба информаций, вплоть до ликвидации друг друга. В результате одна условная информация вытеснит другую и станет общепринятой. После этого все люди будут считать, что время в будущем возрастает (или убывает, в зависимости от того, кто оказался сильнее) и полагать, что это и есть истина.
В рамках формальной логики сделать выбор из равноправных вариантов (т.е. генерировать информацию) невозможно. Утверждение о том, что время в будущем возрастает (равно, как и противоположное) нельзя ни доказать, ни опровергнуть. В сущности. эта ситуация - один из примеров действия теоремы Гёделя.
В рамках целесообразной логики ценность выбора определяется тем, какая именно условная информация будет принята (или уже принята) в данном обществе. Иными словами, выбор знака времени - пример генерации условной информации, ценность которой возрастает (или убывает) со временем, в зависимости от того, какой вариант становится принятым в обществе.
Таким образом, проблема стрелы времени имеет два аспекта:
Во-первых, сама стрела связана с необратимостью процессов. Последнее имеет место в глобально неустойчивых системах, как в классических. так и в квантовых системах. Это утверждение содержит безусловную информацию.
Во-вторых, направление стрелы, т.е. выбор знака времени содержит условную информацию. Процесс выбора знака времени не имеет отношения к физическим явлениям, а, скорее, относится к социальным.
Из этого примера видно. сколь важно отличать условную информацию от безусловной, особенно. когда речь идет о математическом описании реальных процессов.
Всё сказанное выше можно изложить на языке теории распознавания.
Любая логика, точнее, алгоритм, построенный на её основе, представляет собой решающее правило, построенное на определенном обучающем множестве. Любой алгоритм формулируется на определенном языке (коде) и в силу этого условен, в ту же меру условна и логика.
Формальная (математическая) логика - решающее правило, построенное на обучающем множестве устойчивых динамических процессов. Она сформулирована на языке современной математики. Цель распознавания - прогноз поведения объектов из экзаменуемого множества, что возможно, если последнее совпадает с обучающим.
Множество устойчивых динамических систем достаточно широко. Прогнозирование их поведения на основе формальной логики оказалось достаточно эффективным. Математический аппарат в течение последних столетий был унифицирован и сейчас все человечество использует единый код - современную математику. Это обстоятельство породило иллюзию о том, что формальная логика, как решающее правило, не зависит от целей распознавания, свойств обучающего множества и условностей кода. Это заблуждение и лежит в основе парадоксов формальной логики.
Принцип исключенного третьего означает, что отказ от распознавания ни в каком случае невозможен. Это условие не может выполняться ни в каком реальном экзаменуемом множестве. В обучающем множестве оно может соблюдаться в исключительном случае, если последнее состоит только из эталонов. Однако, и в этом случае в экзаменуемом множестве обязательно найдутся объекты, которые не могут быть распознаны с помощью столь жесткого решающего правила. По существу, сказанное - парафраз теоремы Гёделя на языке теории распознавания. Так обстоит дело с "парадоксом лжеца". Этот объект по предъявленным признакам находится между эталонами "лжец" и "правдивый" и в рамках формальной логики не может быть отнесен ни к одному из них.
Конструктивная логика - решающее правило, построенное на том же множестве устойчивых динамических систем. В отличие от формальной логики, в ней допускается отказ от распознавания.
В рамках теории распознавания отказ от ответа означает, что необходимо расширить пространство признаков. Однако, это утверждение относится, скорее, уже к целесообразной логике.
Множество неустойчивых динамических систем существенно отличается от множества устойчивых. В нём классификация может быть проведена в другом пространстве признаков и распознавание преследует иные цели. Основная цель - прогноз поведения ансамбля объектов, принадлежащих к одному классу, но не каждого объекта в отдельности. Поэтому в множестве неустойчивых систем классические логики, как решающие правила, вообще теряют силу.
Целесообразная логика в этом множестве не только констатирует бессмысленность утверждений формальной логики (что возможно и в рамках конструктивной логики), но и позволяет перейти к другому решающему правилу. Эту роль здесь играет термодинамика (точнее, статистическая физика). Важно, что язык, на котором формулируется это правило - математика - сохраняется. Изменяются лишь смысл символов, связь их с наблюдаемыми величинами и оценка значимости результатов. Иными словами, меняется физическая аксиоматика и постановка задачи,
Таким образом, целесообразную логику можно рассматривать как пример интеграции информаций, поступающих из разных обучающих множеств.
В заключение обсудим, что нового содержит целесообразная логика по сравнению с другими.
Главное в ней - использование устойчивости как критерия областей применимости уже известных вариантов логики.
Целесообразная логика не требует изменения традиционной математики. Как правило. математические расчеты начинаются словами "пусть дано ..." и кончаются "утверждение доказано". В промежутке между ними используется математика, основанная на формальной логике. В действительности слова "пусть дано" означают, что задача идеализирована и может соответствовать реальности лишь с какой-то точностью, которая определяется целью расчета. Кроме того, по ходу вычислений часто используются предположения типа: "величина e мала и в первом приближении положим e=0". При расчете устойчивых процессов целесообразная логика может использоваться только для оценки исходных положений и результатов. В сам расчет она не привносит ничего нового по сравнению с классической, хотя и не противоречит ей. Отличия проявляются только при расчете неустойчивых процессов. Этим и определяется область конструктивной применимости целесообразной логики.
Положение (1) о необходимости постановки цели не ограничивает область применимости целесообразной логики. В действительности определенную цель, хотя бы фантастическую, можно домыслить в любой абстрактной задаче (см. примечание).
Положения (5),(6) и (7) фактически не новы. Более того, в естественных науках они давно и с успехом используются.
Приведем пример, где эти положения используются наиболее эффективно. На наш взгляд этот пример поучителен и актуален.
Сейчас в физике активно обсуждается вопрос о том, отличается ли динамический хаос от "истинного". Что такое "истинный" хаос с физической точки зрения не ясно. Формально разница в том, что даже неустойчивый процесс "в принципе" обратим (хотя реально это сделать невозможно). В целом постановка вопроса напоминает религиозные диспуты о "вере истинной".
В рамках формальной логики хаотический процесс необходимо ввести, как самостоятельный, поскольку, ответ на вопрос: является ли данный процесс динамическим или хаотическим должен быть однозначным: "да" или "нет". Иными словами, "истинный" хаос в динамических системах вообще появиться не может и его необходимо постулировать, как самостоятельный объект. При таком подходе ни о какой интеграции наук даже в рамках самой физики и речи быть не может.
В рамках конструктивной логики динамический хаос является истинным. Необходимость дополнительных постулатов о наличии других хаосов сама собой отпадает. Процесс образования хаоса необратим и энтропия при этом возрастает (теорема Синая). Слова "в принципе" здесь лишены смысла, поскольку реализовать (наблюдать) обратимость неустойчивого процесса невозможно.
В рамках целесообразной логики динамический хаос тоже является истинным, но кроме этого можно сделать и позитивное утверждение (что и было сделано). Согласно предложению Синая, энтропия исчисляется как логарифм фазового объёма внутри всюду выпуклой оболочки, окружающей ансамбль изображающих точек (о чём уже шла речь выше). Эта процедура соответствует задаче и цели расчета. В данном случае эта цель - построить математический аппарат, позволяющий - вычислять энтропию хаотических динамических систем, не только равновесных, но и не равновесных, не разрушая математическую аксиоматику, но уточняя постановку задачи на основе целесообразности..
В квантовой механике аналогичная процедура сводится к сглаживанию сильно изрезанных подынтегральных функций. Это приводит к результату, который противоречит теореме фон-Нёймана, но позволяет описать рост энтропии в хаотических квантовых системах, что и наблюдается в реальности. Цель расчета здесь такая же, как и в предыдущей задаче, но в рамках квантовой механики.
Можно привести ещё много примеров, когда физик, не задумываясь над "основами" производит усреднение по ансамблю, потому, что это "разумно" и целесообразно. По существу именно так в свое время поступил Людвиг Больцман. Поэтому формулировку этих положений мы не рассматриваем как новое слово в науке, а скорее, как констатацию факта. Тем не менее, считаем формулировку целесообразной логики полезной. Возможно, она избавит человечество от схоластических споров и призывов "давайте рассуждать логически". Как правило, эти слова произносят люди, с логикой не знакомые и как раз в тот момент, когда "логические рассуждения" заходят в тупик.
Современный ученый (философ) стоит перед выбором, какую логику предпочесть: формальную, конструктивную или целесообразную? Ситуация такая же, как и при игре в рулетку. Выигрыш - возможность описывать явления природы с единой точки зрения. Проигрыш - опасность погрязнуть в софистических спорах. Крупье - общественное мнение ученого мира. Нужно сказать. что этот крупье на редкость инертен. Действительно в реальных задачах все ученые уже давно используют целесообразность как руководство к действию. Так, что реально шарик уже давно в лунке, но крупье ещё не сказал своего решающего слова и в дискуссиях по фундаментальным вопросам ставки ещё продолжаются.
В этом разделе мы ни словом не обмолвились о диалектической логике. Этому посвящен следующий раздел.
Порядок и хаос, логика и диалектика
В явлениях природы есть закономерность. Это люди знали давно, и пытались понять законы природы (и до сих пор пытаются). Законы природы - это и есть порядок.
С другой стороны, уже понятые и сформулированные законы природы часто нарушаются. Многие явления происходят "случайно", то есть так, что предвидеть их невозможно. Это и есть нарушение порядка, то есть беспорядок, хаос. Такие явления играют большую роль в жизни, а в физике малекулярный хаос даже служит основой второго начала термодинамики.
В каких случаях и по каким причинам порядок уступает место хаосу? Каким образом из хаоса снова может возникнуть порядок?
Эти вопросы касаются не только бездушной природы. То же самое происходит и в живых системах (организмах, популяциях) и в человеческом обществе. Более того, в обществе проблемы порядка и хаоса даже более актуальны и стоят более остро, чем в естественных науках.
Как человечество пыталось ответить на эти вопросы?
Этому посвящены тома литературы, как научной, так и художественной. Провести обзор всего сказанного в ней автор не в силах. Однако, для дальнейшего необходимо напомнить основные этапы развития мысли. При этом не удастся избежать упрощения и даже вульгаризации истории. Поэтому прошу считать, что в этом разделе автор уже совсем "спешился".
В религии ответ на вопрос был прост: порядок создал Бог, а беспорядок - Диавол. Этот ответ в свое время удовлетворял человечество. Действительно: посмотрите на небо: стройной чередой движутся по нему планеты и этот порядок вечен, поскольку на небе властвует Бог. На земле другое дело. Здесь "враг человеческий" силен, отсюда и беспорядок.
Однако, с развитием астрономии, физики и математики, небесный порядок был облечен в формулы и создана наука - классическая механика.
Эта наука и до сих пор является образцом порядка. Предсказания в механике однозначны. Если известны начальные условия, и силы действующие на тело, то траектория вычисляется однозначно. Успехи механики произвели большое впечатление на общество. Оказалось, что на основе законов механики можно вычислить не только движение светил на небе, но и траекторию снаряда, выпущенного из пушки и многое другое.
Широко распространилась иллюзия о том, что по аналогичным законам (столь же четким и однозначным) можно вычислить вообще все на свете.
Создатели современной механики и математики: Декарт, Ньютон, Лейбниц, Эйлер - были люди религиозные и не отказывались от роли Бога. Однако, их последователи, в частности, французские просветители, уже попытались заменить культ Бога культом Разума. Под разумом понималась способность на основании законов природы рассчитать (или предвидеть) последующие события, как в науке так и в обществе.
Это было торжество порядка над хаосом, но временное.
"Критика чистого разума" Канта снова вернула общество к извечной проблеме. Под "чистым разумом" Кант опять же понимал возможность однозначно предсказывать (вычислять, рассчитывать) явления природы. По существу Кант обратил внимание на то, что однозначно предсказывать можно отнюдь не все явления природы, более того часто результат оказывается противоположным предсказаниям "чистого разума". Впоследствии, уже в двадцатом веке выяснилось, что ни один однозначный алгоритм (подобный механике) не может дать однозначный ответ на вопрос, поставленный в рамках того же алгоритма. Сейчас это утверждение известно как теорема Гейделя.
Кант указал на ограниченность "чистого разума", но предложить ему логическую альтернативу в рамках естественных наук того времени не мог, хотя современной ему математикой владел профессионально. Будучи человеком религиозным (как и его современники), Кант, предложил естественный для того времени выход: управляет миром Бог, а "чистый разум", хотя и силен, но не всесилен.
Оппонентом Канта выступил Гегель. Он предложил заменить формальную логику диалектической.
Диалектика, как особый вид логики, возникла ещё в античные времена и тогда существенно отличалась от формальной логики даже по названию. Под логикой понималось искусство убеждать словом (от греческого логос - слово). Под диалектикой понималось искусство побеждать в споре (в более общем случае - вести беседу). Убеждать и побеждать - цели разные и методы их достижения тоже различны (хотя для достижения первого часто используется второе). Поэтому совместить логику и диалектику очень не просто.
В рамках изложенного в книге можно интерпретировать диалектику Гегеля следующим образом.
Гегель обобщил опыт натуралистов, наблюдавших развивающиеся системы (в первую очередь живые) и сформулировал его в виде ряда правил. Которым был придан статус законов природы. Так появился тезис о борьбе противоположностей и тезис об их смене в известной триаде: "тезис - антитезис - синтез". Гегель, в отличие от Канта, не владел математикой профессионально и поэтому сформулировал эти правила в вербальной, но не математической форме. Справедливости ради отметим, что если бы Гегель и попытался это сделать, то всё равно не смог бы, поскольку необходимый для этого математический аппарат тогда ещё не был создан, да и сейчас он ещё только строится.
В результате область применимости диалектической логики не была четко очерчена. Вопрос о том где и какую логику следует применять оставался не решенным. Гегель понимал это и будучи, как и Кант, человеком религиозным, предоставил решение этого вопроса на усмотрение Божие. В результате диалектика Гегеля была отнесена к разряду идеалистических философий.
Научная общественность восприняла диалектику не однозначно. По существу и сейчас отношение к ней двояко.
Многие представители точных наук (физики и математики) отнеслись к ней негативно, полагая, что это не более чем слова. Тому есть причины. С точки зрения представителя точных наук слова "закон природы" подразумевают, что имеется математический аппарат, позволяющий делать однозначные предсказания. В диалектике Гегеля такого аппарата не было. Поэтому на вопрос: можно ли рассчитать и предсказать когда именно одна "противоположность" сменит другую и когда возникает "синтез", ответ был расплывчатый: "синтез" обязательно будет, но когда - не знаем. Разумеется, такой ответ представителей точных наук не удовлетворял.
Представители описательных (естественных и гуманитарных) наук встретили диалектику с энтузиазмом. Тому тоже есть причина. Гегелю удалось сформулировать основные и действительные достаточно общие свойства, характерные для открытых, развивающихся систем.
Здесь мы используем современный язык, поскольку во времена Гегеля понятия "открытая" и "развивающаяся" система были еще не сформулированы. Сейчас можно сказать, что триада Гегеля - образное описание процесса генерации ценной информации. Действительно, как было показано выше, при этом прежний динамический режим ("порядок") становится неустойчивым и система входит в перемешивающий слой. Возникает "хаос" - антитеза "порядка". Затем система выходит из перемешивающего слоя и входит в новый динамический режим. Возникает новый "порядок" - синтез, в котором система уже обладает новой ценной информацией. В новом режиме система развивается динамично, вплоть до следующей точки бифуркации.
Живые и социальные системы относятся именно к таковым, что и обеспечило популярность диалектики в среде биологов и гуманитариев.
Сейчас, опираясь на синергетику, можно сказать, что областью применимости диалектической логики являются все развивающиеся системы в том числе и в особенности живые. Как видим, область применимости диалектики очень широка, но не безгранична.
В неживой природе устойчивые процессы подчиняются формальной логике. Неустойчивые процессы в неживой природе тоже бывают и играют большую роль. Именно для их описания была создана теория динамического хаоса. Фактически эта теория играет роль звена, соединяющего формальную логику с диалектической.
Таким образом, области применимости формальной и диалектической логики сейчас уже определены. Сейчас сторонник диалектического мышления может ответить любому математику на его каверзный вопрос о том когда наступит "синтез". Ответ прост: постройте математическую модель процесса и сами увидите когда именно тезис перейдет в антитезис и когда наступит синтез. В развивающейся живой системе это обязательно произойдет и это качественное утверждение диалектики остается в силе. Отметим, что ссылка на Бога при этом вовсе не обязательна (и не желательна).
Приведенные выше соображения выглядят вполне материалистическими. Поэтому, можно сказать, что современная синергетика является математической основой диалектического материализма.
В дискуссиях между сторонниками формальной логики и диалектики играло роль и другое обстоятельство, тоже не маловажное. Основы диалектики были сформулированы на вербальном (словесном) уровне, для их восприятия не нужно было знать математику. До Гегеля известные философы (включая Канта) знали математику, более того, считать себя философом не будучи знакомым с математикой было просто неприлично.
После Гегеля в философии появилось много представителей описательных наук, не знакомых с математикой, а в последнее время можно стать философом вообще не будучи специалистом ни в каких других науках.
Для людей достаточно ленивых , но склонных пофилософствовать (а таковы почти все люди), освобождение от необходимости учить математику было благом. Сейчас ситуация меняется, интеграция наук становится насущной потребностью и здесь знание смежных дисциплин (включая математику) необходимо.
Подведем итог: диалектика в лице синергетики обрела, наконец, математическую опору, что позволило очертить область её применимости. Отпала необходимость привлекать Бога для решения научных проблем (т.е. поминать Имя Его всуе). Диалектический материализм стал действительно научной системой, в том смысле, в каком это принято понимать в естественных и точных науках.
Пожалуй, это и есть самое главное, что хотел сказать автор в этом разделе.
Сопоставляя диалектический материализм с разными вариантами логических схем, можно сказать, что он ближе всего к целесообразной логике, именно в той её части, где последняя становится не тривиальной. Можно сказать, также, что синергетика, как математический аппарат, охватывает не только формальную логику, но и диалектику.
Порядок и хаос в обществе (проблемы этики)
Жизнь общества и его развитие подчиняется своим законам.
Во-первых, в любом обществе есть свод законов. Это формализованные правила поведения, отступление от которых карается. В своде законов, оговаривается как мера отклонения от правил, так и мера наказания за это.
Однако, реальная жизнь - явление не алгоритмизируемое и формализовать ее полностью невозможно.
Поэтому наряду с формальными законами в каждом обществе существуют законы совести, то есть этика. Эти законы, в отличие от юридических, формулируются в виде заповедей, то есть без указания меры нарушения и меры наказания.
Заповеди бывают разные. Общеизвестны религиозные заповеди, они "от Бога" и поэтому в аргументации не нуждаются. По существу они возникают и получают признание в результате обобщения опыта существования данной соции в течение тысяч лет. Эти заповеди никто никогда строго на соблюдает, да этого и не требуется. Тем не менее, они играют большую роль в обществе, поскольку определяют некий средний (базовый) уровень этики. Заповеди следует соблюдать при прочих равных условиях, или, другими словами, их не следует нарушать без крайней на то необходимости. Это важно, поскольку в противном случае зло творилось бы на каждом шагу без всякой нужды. Религиозные заповеди слабо зависят от достижений науки и в этом смысле устойчивы.
В каждом обществе, кроме религиозных, существуют заповеди другого типа, они чаще называются "принципами", они уже не "от Бога", а от "чистого разума" и поэтому нуждаются в обосновании. Таковое, как правило. приводится и часто со ссылкой на достижения науки. Речь идет о таких принципах, как: свобода или, напротив, иерархическое подчинение, равенство или, напротив, превосходство (национальное, расовое, идеологическое), превосходство закона или, напротив, справедливости. Отметим, кстати, что слова "закон" и "справедливость" в разных странах имеют разный смысл: в западных странах это почти синонимы, а в России, скорее, антонимы.
По существу "принципы" тоже играют роль заповедей, поскольку они формулируются как абсолютные и меры нарушения и меры наказания четко не оговариваются. Ниже речь пойдет именно о "принципах".
Какова при этом роль проблемы причинно-следственных связей, проблемы предсказуемости и вообще проблемы порядка и хаоса?
Влияют ли эти, казалось бы чисто научные, проблемы на этику общества? Эти вопросы мы и обсудим.
Каково влияние "чистого разума"?
В науке "чистый разум" - полностью детерминистическая теория, где каждое событие является однозначным следствием определенной причины и само служит причиной последующего события.
Если перенести эту логику на поведение человека в обществе, то придем к следующим выводам:
Во-первых, поведение человека полностью детерминировано; он идет по заранее определенной траектории и свернуть с нее не может, даже если захочет. Иными словами, у человека нет права выбора и нет возможности проявить свободу воли.
Во-вторых, человек не несет ответственности за содеянное. Действительно, само понятие "ответственность" предполагает, что человек, совершивший поступок (или проступок) имел возможность поступить по другому, то есть имел право выбора и возможность проявить волю.
В-третьих, исчезает само понятие "совесть", поскольку оно не мыслимо без ответственности. По существу "совесть" - понятие этическое, и является аналогом юридического понятия "ответственность".
Таким образом, приходим, казалось бы, к парадоксальному выводу: "чистый разум" в человеческом поведении ведет к разрушению этики, то есть к безнравственности.
Эта проблема не нова. В религиозном аспекте она обсуждалась издревле: если поведение человека определяет Бог, то на нем и ответственность за поступки человека. С помощью многочисленных софизмов (со ссылками на искушения Диавола) удавалось все-таки этику сохранить.
В аспекте "чистого разума" поведение человека предопределено "законами природы" (подобно поведению камня, брошенного из пращи).
Они - законы природы - и несут ответственность за поступки человека. Здесь также с помощью софизмов (тоже не без Диавола, о уже без упоминания его) было решено, что переносить научные концепции на общество нельзя. Правда, почему нельзя, когда нельзя, а когда, все-таки, можно - эти вопросы оставались без ответа.
Тем не менее, влияние детерминистических концепций на этические нормы было значительным. Люди часто отступали от этических норм, грабили и убивали друг друга и делалось это либо во имя Бога (во время религиозных войн), либо во имя "Разума" (например, во время французской революции).
Каково влияние концепции "хаоса"?
В науке хаос означает, что каждое событие - результат случая и не может быть причиной последующего, поскольку оно тоже случайно. Если перенести эти положения на поведение человека в обществе, то придем к следующим выводам:
Во-первых, поведение человека в данный момент полностью зависит от множества не учитываемых условий, в частности, его настроения, желания и т.п. Предсказать его невозможно и поэтому оно случайно. Иными словами, у человека есть право выбора и свобода воли (желаний).
Во-вторых, предвидеть как повлияет данный поступок человека на последующие события (особенно отдаленные) тоже невозможно, поскольку и они случайны. Поэтому понятие ответственности за поступки тоже теряет смысл.
Вместе с ним размывается и теряется представление о "совести". В оправдание любого решения можно сказать: "хотели как лучше, а получилось как всегда".
Таким образом, концепция "полного хаоса" так же аморальна, как и концепция полного детерминизма (т.е. "чистого разума").
Тем не менее и эта концепция влияла и влияет на общественные процессы. Например, во времена общественных катаклизмов (войн, смут, революций) даже образованные люди в свое оправдание произносят: "От меня ничего не зависит; я - лишь одна молекула в сосуде с газом и ответственности за происходящее не несу".
Какова роль теории динамического хаоса?
Как упоминалось, в этой теории наряду с "хаотическими" понятиями (случай, вероятность и т.п.) сохраняются и динамические понятия (предсказуемость ближайших последствий, горизонт прогнозирования и т.п.).
Вспомним биллиард Больцмана. Траектория каждого шара между соударениями вполне детерминирована и не случайна. В момент отражения от выпуклой поверхности у шара, благодаря неустойчивости, появляется "свобода выбора". Последующее событие зависит от того, насколько шар этой свободой воспользовался; в частности, он может пролететь мимо следующего шара, хотя при другом "выборе" с ним бы столкнулся.
Эту картину можно обобщить. В поведении любого объекта есть периоды, когда оно устойчиво предопределено, предсказуемо. В развивающихся биологических системах эти периоды носят специальное название - креоды. В полностью хаотических системах такие периоды соответствует горизонту прогнозирования.
Вместе с тем, есть моменты времени (или периоды прохождения через перемешивающий слой), когда поведение становится неустойчивым (так называемые точки бифуркации) и появляется возможность ( и необходимость) случайного выбора. События, происходящие на следующем отрезке времени (порядка горизонта прогнозирования или длительности креода), зависят от выбранного пути. Поэтому их также можно (и должно) предвидеть.
Если перенести эти положения на общество, то придем к следующим выводам:
Разумеется, люди не круглые шары (хотя, что-то в этом есть). Тем не менее в жизни каждого человека, есть периоды, когда поведение предопределено и выбор делать не нужно. В эти периоды вопросы об ответственности и совести просто не встают.
Есть в жизни моменты, когда человек становится перед необходимостью выбора (жизнь теряет устойчивость). Тогда он оценивает возможные последствия выбора на последующем горизонте прогнозирования. Как правило, он это может и должен сделать (если не может, то, значит, глуп, а это, как известно, хуже воровства).
Именно в эти, бифуркационные, моменты появляются понятия ответственности за сделанный выбор (то есть за поступок) и совести.
Как видим, они основаны на следующих свойствах.
Во-первых, объективном, не зависящем от человека свойстве потери устойчивости (бифуркации).
Во-вторых, на субъективных способностях человека предвидеть последствия выбора в течение горизонта прогнозирования. Этим и определяется ответственность.
В-третьих, человек, способный прогнозировать, делает выбор, взвешивая пользу или вред возможных последствий для себя, окружающих и общества в целом. Этим определяется этический статус человека, то есть совесть.
Для морального статуса равно необходимы второе и третье условия.
Так, человек, способный прогнозировать, и сознательно выбравший вариант, который нанес вред другим, аморален и это очевидно.
Однако, не менее аморален человек, не способный предвидеть результат, но сделавший выбор, принесший много зла людям. Примеров такого поведения людей, в том числе и очень авторитетных, увы, более, чем достаточно.
События и бифуркации бывают разного масштаба.
В повседневной жизни выбор приходится делать часто, горизонт прогнозирования мал, но и последствия выбора не так существенны. Например, выбрал один магазин и в нем купил вещь подороже, а в другом мог бы и дешевле. Ошибка, но не смертельная. В этом масштабе ситуация близка к картине "полного хаоса". Серьезные этические проблемы при этом не возникают, да и не могут возникнуть - ответственность не велика.
На более высоком уровне выбор делается реже, и горизонт прогнозирования больше. Например, женитьба - шаг серьезный. Здесь горизонт прогнозирования - вся жизнь (или до развода). Если уж сделал выбор и женился, то ты должен ... много чего ты должен и уклонение от долга - нарушение этики.
Поведение в течение горизонта прогнозирования в этом случае более соответствует концепции полного детерминизма.
В жизни всего общества бифуркации еще реже. Горизонт прогнозирования - время между катаклизмами.
В течение стабильного (устойчивого) периода развитие общества на макро уровне детерминировано. При этом проблемы гражданской этики (гражданской совести) реально не встают. Большинство людей об этом просто не думают и правильно делают, поскольку предвидеть, что именно произойдет после следующей бифуркации, невозможно; "чистый разум" на это не способен.
В действительности даже в эти периоды появляется небольшое число людей, призывающих к смене режима иногда во имя Бога (религиозные фанатики), иногда во имя "чистого разума" (диссиденты). Как правило, их преследуют и в этом есть резон - эти люди аморальны не потому, что злонамеренны, а потому, что безответственны. Однако, часто именно они воспринимаются как "святые мученики", то есть люди высокой гражданской совести. То, что эти люди, сделавшие безответственный выбор (и призывавшие к этому других), в действительности аморальны, выясняется уже после следующего катаклизма, когда становится ясно: "за что боролись на то и напоролись".
В моменты, когда общество теряет устойчивость и становится перед необходимостью выбора, роль каждого человека возрастает. Соответственно возрастает и ответственность за выбор. Здесь уже гражданская активность оправдана и, напротив, отсутствие гражданской совести аморально.
Подведем итог:
Влияние научных концепций на этические нормы как человека, так и общества, существенно.
В рамках концепции полного детерминизма равно как и полного хаоса, моральный статус воспринимается, как нечто статическое , не зависящее от фазы процесса. При этом теряется основа таких понятий как ответственность и совесть.
В рамках синергетики моральный статус играет разную роль в зависимости от фазы развития (человека, семьи, общества). Понятия ответственность и совесть естественно возникают в фазах потери устойчивости, тогда и проявляется этический статус. Это не значит , что основные догмы этики (т.е. заповеди) изменяются со временем (хотя и это имеет место). Это значит, что они просто должны проявляться в моменты бифуркации. Проявление активности до или после этого в действительности аморально.
Возникает вопрос: какие именно бифуркации играют роль в обществе? Для ответа воспользуемся аналогиями. Общество - развивающаяся система и в нем происходит накопление информации, как безусловной, так и условной.
Генерация и использование безусловной информации характерна для эволюции биосферы (филогенеза) и развития сложного организма (онтогенеза). Применительно к обществу в этом аспекте уместно воспользоваться аналогией с этими процессами. Здесь главную роль играют бифуркации типа "складки" и "сборки" (смена режима), бифуркации типа Хопфа (автоколебания и авто волны) и бифуркации Тюринга (возникновение диссипативных структур). В обществе им соответствуют технические революции, освоение новых территорий и возникновение новых городов и государств. обсуждение этих явлений относится к экономике, социологии и демографии и выходит за рамки книги.
Генерация условной информации аналогична образованию кода. Этические нормы - пример условной информации и здесь уместно воспользоваться этой аналогией. Главную роль при этом играют бифуркации прохождения фронта между разными кластерами на стадии паркета.
Генерация конъюнктурной информации в данном случае означает укрепление норм поведения, существующих в данном кластере. Эта информация, как упоминалось, не является новой и её ценность определяется личными целями "конъюнктурного информатора" - сделать карьеру на идеологии.
Если кластер достаточно велик, фронты далеко и ещё не известно в какую сторону движутся, то генерация конъюнктурной информации не является ни моральной, ни аморальной. Идеологические карьеристы всегда были, есть и будут, поскольку желание сделать карьеру - естественная поведенческая реакция представителей homo sapiens. Их можно упрекать или им завидовать, но важно понимать, что серьёзных для общества последствий их деятельность не повлечет.
Генерация прогностической информации в этом случае почти всегда аморальна, поскольку безответственна. Эта деятельность может привести к серьёзным последствиям, а к каким именно - предвидеть практически невозможно. Здесь справедливо всё, сказанное выше об этике в периоды устойчивого развития.
Если фронт уже приблизился и наступила бифуркационная ситуация, то положение меняется. На самом фронте (в пределах его ширины) конъюнктура быстро меняется и генерация конъюнктурной информации теряет смысл. Акт генерации любой информации становится ответственным, поскольку может повлиять на движение фронта. Здесь справедливо все сказанное об этике в бифуркационный период.
В заключение подчеркнём главное:
С позиций синергетики этические нормы нельзя рассматривать, как нечто абсолютное и не зависящее от фазы развития общества. Напротив. в зависимости от этой фазы часто "добро" и "зло" меняются местами. На интуитивном уровне это давно осознано человечеством и неоднократно отражено в классической литературе.
Подведем итог.
В синергетике действительно возникают методологические проблемы, решение крторых способствует развитию как синергетики, так и методологии.
Затронутый широкий круг проблем от логики и диалектики до этики объединяет то, что все они решаются в динамике. Именно, для решения проблемы рассматривается процесс её возникновения. При этом, самое важное свойство процесса - его устойчивость (или неустойчивость). Именно явление неустойчивости позволяет определить области применимости различных подходов и тем решить проблему их совместимости.
Другое важное обстоятельство состоит в том, что люди часто имеют дело с условной информацией, но воспринимают её как безусловную. Примером может служить проблема "стрелы времени" Здесь также уместен динамический подход. Для разрешения недоразумения достаточно проанализировать процесс возникновения условной информации и эволюции её ценности.
Сама по себе мысль о том, что проблемы нужно решать в динамике, разумеется, не нова. Человечество уже более двух тысяч лет знает, что "все течет и все изменяется". Важно и ново другое - синергетика позволяет задать вопрос: как течет и когда и как изменяется. Ответ на этот вопрос часто оказывается решением проблемы. В результате появляется надежда построить единую картину мира и не словесную, а на языке точных наук.
Затронуты далеко не все проблемы методологии. Более того, при решении одних проблем встают другие - это естественный процесс развития науки. Мы надеемся , однако, что при решении насущных проблем, а также тех, которые понадобятся впредь, синергетический подход будет плодотворен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наиболее важными задачами проекта представляются следующие.
- Разработка мировоззренческих, междисциплинарных основ нового мировидения на базе синергетической парадигмы.
- Разработка больших исследовательских проектов, научных "сверхзадач"
как основа для открытого непрерывного гуманитарного образования.
- Исследование сценариев развития гуманитарного образования в контексте развития общества.
- Анализ интегрирующих обобщающих междисциплинарных подходов и их роли в непрерывном гуманитарном образовании.
- Методы синергетики в развитии новых образовательных техноло

Министерство образования Российской Федерации Московский физико-технический институт (государственный университет)

УДК 007.003 519.511.3

Утверждаю Ректор МФТИ

проф. Н.Н. Кудрявцев "16" декабря 2002 г.

ОТЧЕТ

по проекту

"Разработка научно-образовательной синергетической парадигмы в контексте непрерывного гуманитарного образования"

программы

"Государственная поддержка региональной научно-технической политики высшей школы и развитие ее научного потенциала"

подпрограмма

"Межрегиональные научные исследования в области общественных и гуманитарных наук"

период отчетности

2002 г.

вид отчета

заключительный

Научный руководитель член-корр. РАН С.П.Курдюмов

Ответственный исполнитель профессор Г.Г.Малинецкий

г. Москва 2002

Аннотация

Содержание