КРОМКА ХАОСА

У нас есть все, даже специалисты по удаче

КРОМКА ХАОСА

До недавнего времени я думала, что катастрофы, кризисы и прочие бедствия планирует Бог. Такая у него работа. Оказалось, что этим же самым занимается профессор Георгий Малинецкий, заместитель директора Института прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук.

Георгий Геннадьевич считается одним из крупнейших, если не самым главным кризисологом России. Он умеет предсказывать кризисы. Более того, он умеет предсказывать поведение любой сложной динамической системы, будь то катастрофа, фондовый рынок или полет облаков. На Западе специалистов такого класса называют «прогнозистами» или «строителями будущего». У нас чаще всего — «кризисологами», потому что предсказывают наши проектировщики в основном кризисы.

Свои прогнозы Георгий Геннадьевич делает с помощью особой науки — нелинейной динамики, которая занимается теорией хаоса. Даже не надейтесь, что если ваше время распланировано, а жизнь упорядочена, то теория хаоса и профессор Малинецкий не имеют к вам никакого отношения. Все мы живем в хаосе, более того, сами его создаем. Любой наш поступок вызывает массу последствий, нарушает стабильность в мире. Последствия могут самым неожиданным образом разрушить тщательно спланированную жизнь. Нелинейная динамика пытается найти закономерности в причинно-следственных связях и описать хаос уравнениями. Иногда эти уравнения спасают сотни человеческих жизней.

Специалисты по хаосу из Института прикладной математики уже тридцать лет занимаются прогнозами. Они уточняли небесную механику для запуска спутников, рассчитывали уравнения полетов ракет, мощность ядерных взрывов. Для всех этих сложных дел в институте еще на заре компьютерной эры стояли мощные ЭВМ. Так что перед встречей с Малинецким я представляла себе, что увижу кабинеты, под завязку набитые вычислительной техникой. А вся техника, думалось мне, мигает разноцветными лампочками и над ней висит надпись, как в операционной: «Тихо! Рассчитывается будущее». Но в кабинете Малинецкого не было даже логарифмической линейки.

— Что же вы так? — задала я первый вопрос.

— Вы видели, как нас охраняют? — спросил Георгий Геннадьевич, имея в виду охрану на первом этаже. — Поверьте, здесь есть такое, чего нет больше нигде в мире, — очень мощный компьютерный центр с уникальным программным обеспечением.

И на дальнейшие расспросы в этом интригующем направлении сказал только одно:

— Помните «Понедельник начинается в субботу»? Знаменитый НИИЧАВО? Так вот он — здесь. Я на пять минут отойду, а вы пока поиграйте с динамическим хаосом, — профессор дал мне в руки непериодический маятник. Это что-то вроде «вечного двигателя», продающегося в киосках: шарики на пружинках, вращающиеся в разные стороны. Наигравшись с хаосом, я поинтересовалась:

— Георгий Геннадьевич, вы мне его просто так дали или с научным умыслом?

— На примере этого маятника я вам объясню теорию прогноза, — профессор дотронулся до маятника, и шарики послушно заплясали вверх-вниз, — используя самые мощные в мире компьютеры, мы сможем предсказать положение шариков только в течение пяти колебаний. Как они будут вести себя дальше — неизвестно.

— Подождите, а о каком тогда прогнозировании вообще можно говорить, если вы с шариками не можете справиться?

— В том-то и дело, что пять колебаний мы рассчитать можем. То есть мы предсказываем развитие ситуации до какого-то момента, а потом — только вероятность. Момент, до которого мы прогнозируем, называется горизонтом прогноза. Для каждого случая горизонт прогноза свой, но он обязательно существует. Например, прогноз погоды. Даже если мы будем знать положение каждой капли воды и каждой молекулы воздуха, даже если мы построим какой-нибудь суперкомпьютер, точно предсказать погоду мы сможем не больше чем на три недели. Мир устроен так, что тотальное прогнозирование невозможно. Очередной запрет природы.

— От чего зависит предел прогноза?

— От начальных данных самой системы. То есть от ее сложности и устойчивости. Например, если строить домик из костяшек домино, то сложность системы в том, сколько костяшек в домике, а устойчивость зависит от того, как они опираются друг на друга. Сложный неустойчивый домик посыплется менее предсказуемо, значит, и горизонт прогноза меньше.

— Но результат-то мы можем предсказать — будет куча костяшек!

— Какая куча! Что останется от домика — вот ведь что важно! У Рея Брэдбери есть рассказ «Бабочка». Главный герой отправляется в путешествие во времени в эпоху динозавров. Чтобы не нарушить ход истории, герой должен двигаться по специальным тропам, но он случайно сходит в сторону и убивает золотистую бабочку. Возвратившись в свое время, он видит, что изменились состав атмосферы, правила правописания и итог предвыборной кампании. Изменения, вызванные гибелью бабочки, стремительно нарастали и обернулись катастрофой. Мир — очень сложная система, и гибель одной-единственной бабочки — это тот случай, когда предсказать последствия невозможно. Могла, например, измениться не орфография, а Правила дорожного движения. Математики называют это чувствительностью к начальным данным.

— А есть какой-нибудь нелитературный пример?

— Метеоролог Эдвард Лоренц писал, что если земная атмосфера устроена так, как мы себе это представляем, то взмах крыльев бабочки в нужном месте и в нужное время может изменить погоду, скажем, через две-три недели, в громадном регионе.

— Я смотрю, бабочки — страшные «животные»! Если нужно учитывать всех бабочек, как же тогда можно составлять прогноз?

— В пределах горизонта — можно. Дело в том, что разные катастрофические события могут развиваться по одним законам. Нелинейная динамика позволила установить универсальные сценарии перехода системы от порядка к хаосу. Так что в ряде случаев можно говорить об одинаковых сценариях возникновения катастроф. Графики поведения сложно организованных иерархических систем, будь то фондовый рынок и тектонический разлом, одни и те же. Перед катастрофой на них виден ускоренный рост некоторых коэффициентов, на который накладываются ускоряющиеся колебания.

— Тогда напишите, пожалуйста, уравнение для какой-нибудь катастрофы.

— I(t)=A+B(tc-t)a[1+Ccos(wlog(log(tc-t)-g].

— И что оно описывает?

— Любое катастрофическое изменение.

— Сюда можно подставлять различные данные и высчитывать, когда же грянет гром?

— Теоретически — да. Но на практике мы обладаем пока слишком малым количеством данных, которые можно использовать для решения. Особенно это характерно для российской действительности. Знаете, иногда мы приходим в какой-нибудь научный институт и просим информацию, которая им самим уже не нужна и они ее завтра же выбросят. Но на наш запрос, подкрепленный письмом из министерства, мы получаем один ответ: «Платите».

— Но, несмотря на это, вы же что-то считаете. Скажите, от чего нелинейная динамика уже спасла наше общество?

— От развала системы образования. В 1994 году к нам обратились Министерство образования России и Европейский банк реконструкции и развития. Речь шла о выделении кредита на реконструкцию высшей школы в размере двух миллиардов долларов. И тогда возник вопрос: если будут реализованы пожелания ЕБРР, то к чему это приведет в пяти-, десяти- и двадцатилетней перспективе? Пожелания предусматривали почти полный переход на американские учебники, ликвидацию системы техникумов и ПТУ и сокращение вузов до пятидесяти на всю территорию России. С помощью моделей нелинейной динамики нам удалось подсчитать, что через небольшой промежуток времени страна вышла бы на устойчивый низкопродуктивный режим. У нас бы было много профессиональных специалистов среднего класса. Но после этого на сцену должны выходить специалисты, занимающиеся перспективными технологиями. А вот их бы как раз не оказалось. Нам удалось убедить министерство не брать кредит, а это, поверьте, было очень сложно. Сейчас мы активно сотрудничаем с МЧС, составили серию карт, ранжирующих территорию России по вероятности риска возникновения природных катастроф. Но главная опасность наступающего века не в природных стихиях, а в человеке.

— Это выяснилось с помощью нелинейной динамики?

— Да. Связь стала ясна недавно. Осознать ее помогла парадоксальная статистика аварий. «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. Знаете, даже не оставляет чувство, что нам просто очень не везет. Но знаковые катастрофы последних лет показали, что рядовые технические решения конкретного человека могут повлечь за собой длинную цепочку причин и следствий, приводящих к трагическим последствиям. Инженер атомной станции может сделать более страшные вещи, чем тайфун или смерч.

— Техногенных катастроф в будущем веке будет больше, чем природных?

— Сложно сказать. Дело в том, что XX век окончательно сформировал искусственную среду обитания человека — техносферу. Мы уже не можем без нее существовать. Но техносфера сегодня так усложнилась, что поддерживать ее в исправном состоянии очень трудно. Нет абсолютно надежных технических сооружений. Возьмем пример с буровыми платформами. Это более миллиона тонн металла и бетона стоимостью более двух миллиардов долларов. Платформы делали сверхнадежными. Когда они запускались, было ощущение, что здесь ничего аварийного не может быть. Авария предполагалась раз в двадцать миллионов лет! Тем не менее на пятнадцати платформах уже были тяжелые аварии. Полностью предотвратить возможность катастрофы сегодня невозможно, и это обратная сторона прогресса и новых технологий.

— То есть нам следует оторваться от суеты и готовиться к техногенному коллапсу?

— Если ничего не изменится, то да. Основная задача в наступившем веке для всего человечества — научиться управлять рисками, вырабатывать философию риска. Ученый-футуролог Форстер тридцать лет назад вычислил, что если взять все сегодняшние показатели общества (потребление ресурсов, загрязнение природы, рост численности населения) и оставить их на прежнем уровне, то мир придет к краху в середине XXI века. Чтобы вывести человечество из пике, уже сегодня необходимо 30% мирового валового продукта тратить на очистку мира от всяческих загрязнений. Эра количественного прогресса, проходившая под девизом: «Выше, дальше, быстрее», заканчивается. В ХХ веке ученые дали возможность человечеству делать выбор — по какому пути развиваться. Теперь они должны сказать, какую цену придется заплатить при том или ином сценарии развития. К сожалению, хорошо проработанных глобальных прогнозов пока нет.

— Все, что вы говорите, настолько пессимистично, что хочется бежать с этой планеты...

— Ну, во-первых, жизнь, уж какая есть, существует только на Земле, а, во-вторых, лично я оптимист. Я верю, что человечество и Россия найдут правильный путь развития. Ведь он существует, и его вполне можно рассчитать, но для этого государство должно определить, в какой сфере страна будет возрождаться в первую очередь. Сегодня в мире существуют пятьдесят макротехнологий, наличие которых обеспечивает процветание страны. Они были озвучены ведущими японскими специалистами и признаны во всем мире. Двадцать две технологии — у США. Советский Союз владел двенадцатью, в том числе основополагающими — передовыми ядерными технологиями, космическими, военными, авиационными. Сейчас еще не поздно принять решение. Если же этого не сделать, то мы упустим возможность вернуться к прежней мощи.

— Странная вещь получается: с одной стороны, вы предлагаете развивать технологии, а с другой — говорите, что мы от них и погибнем.

— Человечество уже не сможет вернуться на дотехнологическую стадию развития. Поэтому ко всему нужно подходить разумно. Нужно выбирать те технологии, которые будут наименее разрушительными для будущего. А для этого необходимо серьезно заниматься прогнозами. Ведь прогнозы обходятся в десятки, а иногда и в сотни раз дешевле, чем ликвидация последствий уже происшедших бед. Но ДРАМА в том, что у нас нет на это социального заказа! Мнение ученых никого не интересует. Например. Дума соглашается на ввоз отходов ядерного топлива. С кем они консультировались? А между тем этот проект по рискам и стоимости сопоставим с полетом американцев на Луну. Там требовались миллиарды, и здесь требуются, там не было конкретных технологий, и у нас нет. Ведь как мы собираемся перерабатывать топливо? Оно сверхрадиоактивно, для такой переработки необходимо построить полностью роботизированные заводы, аналогов которым нет нигде в мире! Представляете, сколько нужно будет вложить средств в изобретение технологии?

— Тогда нужно создать в Думе комиссии ученых, которые бы отслеживали законопроекты.

— Ох, какие идеальные слова вы сказали! Недавно я посетил Госдуму и побеседовал с одним из ее руководителей. Я задал ему простой вопрос: «А как принимаются законы?» Он объяснил, что сначала комитеты разрабатывают тот или иной законопроект. Потом тот идет в проверку: в первую очередь проверяют на наличие орфографических, а во вторую — юридических ошибок. «Погодите! А кто занимается смыслом? Кто проверяет сущность закона?» А такого органа нет. На прощание мой собеседник сказал: «Если вы будете выступать, не говорите одного жуткого словосочетания: «экспертиза по существу». Вам просто оторвут голову».

— Может быть, у нас просто все верят в удачу?

— У нас думают, что «как-нибудь обойдется». При таком подходе ни кризисологи, ни специалисты по удаче не нужны.

— А на самом деле?

— А на самом деле нужны и те и другие. Прогнозы катастроф, бедствий и кризисов приносят реальную пользу и поэтому все же развиваются даже у нас. Я говорил о сотрудничестве с МЧС, а вот другой пример: третьего декабря прошлого года Путин собрал руководство Российской академии наук, чтобы поставить перед ним только две задачи. Первая: прогноз и предупреждение бедствий, катастроф, нестабильности и кризисов социального, техногенного и природного характеров. Вторая: анализ перехода страны от сырьевой ориентации к высоким технологиям. Первая задача по масштабу и важности для страны сравнима с разработкой стратегических вооружений и космических программ. Теперь что касается удачи: представьте себе сильную и слабую державы. Сильная будет выигрывать все время, даже если она плохо играет. 11 сентября был жуткий террористический акт, а США в результате него добились своих геостратегических целей. В США есть специалисты по удаче — это аналитики и проектировщики будущего. Но у нас они появятся только тогда, когда будет ресурс кого-то переиграть: технологии, конкурентоспособная продукция. Слабой державе специалисты по удаче не помогут. Сначала нужно создать ресурсы. Я буду счастлив, когда у нас возникнет социальный заказ на специалистов по удаче.

Елена КУДРЯВЦЕВА