С. Капица - Синергетика и прогнозы будущего

• Название: Синергетика и прогнозы будущего
• Автор: С. Капица
• Жанр: Прочая научная литература

С позиций синергетики и нелинейной динамики рассматриваются проблемы, еще недавно целиком относившиеся к сфере гуманитарного знания. Среди них математическое моделирование исторических процессов, глобальные демографические прогнозы, стратегическое планирование будущего человечества, изменение императивов развития цивилизации, прогноз развития системы образования. Актуальность и острота обсуждаемых проблем побудила авторов прибегнуть к необычной форме изложения. Анализ научных результатов в различных частях книги предваряет предельно простое и ясное изложение развиваемых авторами концепций и получаемых выводов. Это делает книгу доступной не только для студентов, аспирантов, исследователей, но и для широкого круга читателей, интересующихся завтрашним днем человечества.

---

Итак, спросим себя, для чего нужна теория, либо какая-то теоретическая наука. Конечно, сразу перед глазами встает величественное здание теоретической физики. Иерархия моделей, развитый формализм, эффективный набор процедур, позволяющий сравнивать предсказания теории с результатами эксперимента и данными наблюдений. Однако и в других областях предпринимались попытки построить теоретический анализ, пусть гораздо более скромный. Характерный пример – дискуссия о теоретической биологии и попытки построить эффективную систему математических моделей для анализа биологических проблем. Дискуссии, школы в городе Пущино, огромное количество статей и конференций, множество неудачных моделей. И каков же итог? На наш взгляд – новый уровень понимания биологических проблем, возможность отделить действительно принципиальные вопросы от мелких второстепенных задач. Разумеется, при этом математика перестает быть "машиной", обрабатывающей результаты экспериментов. У нее появляется в одних случаях эвристическая функция, в других – обобщающая, синтезирующая роль, в третьих она становится языком, на котором формулируются биологические закономерности. Опрос, проведенный на одной из школ по математическим моделям биологии, показал, что некотоpые участники на вопрос, что мешает совместной работе математиков и биологов, ответили:"Математикам – незнание математики, биологам – незнание биологии". Вероятно, это типичная ситуация.

Недавний пример – попытки построения теоретической географии, опираясь на те количественные закономерности, которые были обнаружены в этой области [46-48].

Допустим, что мы решили, следуя примеру других наук, создать новую дисциплину – теоретическую историю. Какие шаги для этого можно было бы предпринять?

Уточнение предмета. В философии истории существует множество взаимоисключающих взглядов на предмет исторической науки [8, 10, 12, 25, 57]. Если считать, что история это "наука о мнениях", или полагать, что она "учит только тому, что ничему не учит", то трудно надеяться на успех в построении какой-либо теории. Давайте, следуя традиции естественников, введем "рабочее определение". Оно нужно только для того, чтобы договориться, о чем будет идти речь. Например, оно может звучать так:"Под теоретической историей будем понимать междисциплинарный подход, позволяющий исследовать и описывать причинно-следственные связи, определяющие поведение и поле путей развития больших социальных групп на характерных временах от 10 до 1000 лет и обладающие предсказательной силой". Определение, вообще говоря, требует уточнения из-за "больших социальных групп", под которыми могут пониматься в одних случаях этносы, в других – граждане страны или полиса, в третьих – элиты, определяющие ход исторических процессов. "Предсказательная сила" это способность давать прогноз определенных событий на некоторых характерных временах. Разумеется, эти времена определяются типом событий, полнотой и достоверностью информации о состоянии общества. Нелинейная динамика показала, что существуют даже в простейших физических системах фундаментальные ограничения на возможность "динамического" прогноза, своеобразный "горизонт предсказуемости" [39, 81]. Тем не менее множество характеристик исследуемых процессов могут быть предсказаны, и почти всегда можно дать "слабый прогноз" – ответить на вопрос, чего не произойдет в данной системе.

Междисциплинарность подхода связана с необходимостью использовать модели социальной психологии, экономики, результаты имитационного моделирования для получения ответов на исторические вопросы. Теоретическая история, как это не раз бывало, ставит историю в центр наук. Однако сейчас это, по-видимому, можно сделать на совершенно ином уровне.

Пожалуй, наиболее важным является представление о "поле путей развития". В самом деле, в ходе развития, начиная от отдельного человека и кончая человечеством как целым, неоднократно приходится делать выбор. Отказываться от одних путей, предпочитая другие. Смысл и значение различных научных дисциплин в большой мере определяются тем, насколько разумным и осознанным они позволяют сделать этот выбор. Возможности истории в комплексе с другими дисциплинами, включая компьютерное моделирование, в последние годы многократно возросли. Традиционная история делала акцент на одном конкретном историческом пути. Теоретическая история может поставить во главу угла не только реальность, но и возможности, ситуации выбора, точки бифуркации исторического процесса. Теоретическая история должна иметь дело не только с критическим анализом прошедшего, но и с "сослагательным наклонением".

Отметим, что путь к созданию и исследованию "виртуальной реальности", позволяющей лучше понять существующую и "спроектировать" будущую, проходят и другие дисциплины. Например, теоретическая география [46-48], психология [23, 49, 50], конструирование сооружений и теория принятия решений [30, 65, 66].

Создание "сита", позволяющего отделять главные факторы от второстепенных. Это исключительно важный этап, предшествующий построению теории. Напомним, что в физике он проходился в течение многих веков. Леонардо да Винчи, как известно, исследовал зависимость величины, которую мы называем ускорением свободного падения, от массы и плотности тела. Он считал эти факторы весьма важными и получил конкретные количественные соотношения. Известная "школьная легенда" гласит, что вопрос удалось прояснить благодаря опытам Галилея, бросавшего предметы с вершины Пизанской башни. Однако это неверно. Вычислительный, не говоря уже о натурном, эксперимент приводит к выводу, что Галилей просто не мог наблюдать одновременное падение различных тел. Проведенный исторический анализ также подтвердил, что мы имеем дело только с легендой. (Такая работа была с успехом выполнена группой школьников из вечерней компьютерной школы при Институте прикладной математики Академии наук.) Позже, в картезианской физике, движение тел связывалось со сложным взаимодействием вихрей и высказывалась идея, что "все связано со всем" [26]. Понадобились усилия многих блестящих исследователей, чтобы перейти к более простому описанию, выделить наиболее важные причинно-следственные связи, чтобы создать "сито".

Вероятно, история сейчас переживает "картезианский период" своего развития. Однако вопрос об иерархии причинно-следственных связей уже поставлен. Известен классический пример М.Блока с падением человека в пропасть в результате неосторожного шага. Тривиальному подходу "существенно все" противопоставлен поиск конкретной причины – неосторожного шага:"И не в том дело, что именно этот антецедент был самым необходимым для данного события. Множество других были в равной степени необходимыми. Но среди всех других он выделяется несколькими очень четкими чертами: он был последним, наименее постоянным, наиболее исключительным в общем ходе вещей, наконец, в силу именно этой наименьшей всеобщности его вмешательства как будто легче всего было избежать" [25].

М.Блок и ряд его последователей предложили критический подход к доступным источникам, что тем самым превращает работу историка в своеобразное "историческое расследование". При этом традиционные приемы криминалистики и использование стандартов анализа, принятых в юридических науках, помогли получить много интересных научных результатов в этом жанре "исторического детектива". Выделение стандартных схем рассуждений и типичных модельных ситуаций позволило С.Смирнову создать жанр своеобразных "исторических шахмат" [27], обсуждаемых в нескольких задачниках по истории. Нахождение достаточно простых и красивых схем, позволяющих анализировать происходящее на различных исторических подмостках, в парадоксальной "олимпиадной" форме, выходит за рамки учебных упражнений. Это сродни рефлексии математиков и представителей естественных наук, часто приводящей к парадоксам и "красивым" задачам.

Историческая информатика в том традиционном смысле, как это, например, понимается в сборнике [28] или книге [76], расширяет возможности историка, давая инструменты для анализа фактического материала, привлечения современного статистического анализа. Однако это не означает нового качества, компьютер, по-прежнему, остается "машиной для обработки данных". Глубокое и оригинальное обсуждение методов моделирования в анализе исторических процессов показывает, что мы здесь находимся в начале пути [31-33, 75, 76]. Теоретическая история могла бы сделать следующий шаг – развить технику вычислительного эксперимента в истории. В физике, химии, технологии, где это делалось в 60-е годы, использование этой техники имело фундаментальное значение. В частности, в России начало этих работ было связано с научными школами академиков А.Н.Тихонова, А.А.Самарского и Н.Н.Моисеева.