Рецензия: Пер Бак «Как работает природа. Теория Самоорганизованной критичности».
Мы ничего не хотим знать, но всё понимать. Эйнштейн.
Цель науки о самоорганизованной критичности - внести ясность в фундаментальный вопрос о том, почему природа сложна, а не проста, как это подразумевают законы физики. Пер Бак.
Ещё одна нетленка от издательства URRS, которая знакомит нас с положением дел в современной науке. А она, коллеги, находится в стадии революционного рывка, о котором, к превеликому сожалению, не знают не только обыватели, но и вроде бы интересующиеся. Более того, в обществе культивируется убеждение, что наука, наоборот, находиться в загоне.
Дело в том, что в «загон» попали многие отрасли узко дисциплинированных направлений. Те вопросы, которые стоят перед ними десять и двадцать лет назад - по прежнему актуальны и не имеют перспектив решения. Более менее развиваются прикладники, которые дорабатывают заделы фундаменталистов прошлых лет. Такое положение вещей консервируется верхушкой того или иного узко дисциплинарного сообщества. Так общаясь с космологами в Кембридже Пер Бак спросил, почему они придерживаются столь консервативных взглядов на свою отрасль знаний, что приводит к невозможности объяснить происходящее. Ответ был прост и неожидан. «Если мы не будем придерживаться некоторой общей картины вселенной, пусть и не подкреплённой фактами, не останется ничего, что связывало бы нас в единое научное сообщество. По сколько на нашем веку вряд ли одна из картин, которые мы используем будет опровергнута, любая теория одинакова хороша». Объяснение оказалось социальным, а не научным.
В противовес такому подходу стало развиваться междисциплинарные направления, когда к решению, казалось бы, прикладных задач начинает привлекаться математические методы, философия. После чего выясняется, что полученные модели актуальны и для других сфер применения. Так идеи самоорганизации критичности широко используются в геофизике и социологии, в теории прогноза землетрясений и лингвистике, астрофизике и экономике. По большому счёту, можно сказать, что такие исследования позволяют прийти к пониманию нового уровня законов унивёрсума как сложной системы, а мир, в котором мы живём, включая вещественную и социальную составляющую - несомненно сложная система. Такой подход создаёт более цельную онтологическую картину миру, позволяя уйти от диагноза «узкопрофессионального кретинизма».
Самоорганизованная критичность.
Эксперимент с кучей песка знаком практически всем. Для детей младшего возраста лучшая забава строить крепости из мокрого песка, когда выпускаешь его сверху на постройку, а он застывает причудливыми наплывами, чтобы потом рухнуть под своей тяжестью, вызываю разрушительную в пределах кучи лавину. Так вот путь к идеям самоорганизации критичности Пер Бак начал с экспериментов с песочной кучей. Его интересовало: можно ли создать математическую модель поведения сыплющегося песка в такой куче. Конечно, сделать расчёт для каждой песчинки, которая обладает разным весом, размером и сцепляемостью, да ещё сделать сопряжение для их множества - не возможно. Тем не менее, было обнаружено, что такая система отвечает некоторым общим параметрам. Например, наблюдались постоянные смены равновесных состояний, когда куча медленно растёт, с катастрофическим развитием событий, вызванных срывающимися от незначительных воздействий (по принципу домино) лавинами. Что приводит к любопытному моменту: точный расчёт поведения песчинок не возможен, но есть понимание того, что данной системе присуще неравновесное состояние с периодическими лавинами, количество и качество которых можно предсказать. И лавины эти являются неотъемлемой частью системы, без которых её генезис и трансформация была невозможна. В отличие от ровной поверхности песка на пляже, на которую не влияют внешние воздействия (данная система является равновесной).
Такие свойства как, масштабные катастрофы, фрактальность, 1/f - шум, закон Цыпфа приводят к пониманию того, что это может быть общим законом для поведения сложных систем. Возможно, что таким фундаментальным принципам является Самоорганизация критичности.
От теории к практике.
Что нам даёт знание о таких системах? Сам Пер Бак настроен пессимистически, что такие системы надо просто принять, так как многое человеку не под силам - например, остановить землетрясение. Остановить, пожалуй, нельзя, но уже можно их предсказывать, тем более, минимизировать ущерб от них. Так как землетрясения зависят от состояния земной коры, которая формировалась миллионы лет, у нас нет возможности проследить всю её эволюцию с помощью статистики, но, наблюдая более частые малые землетрясения, можно вычислить их степенный закон, описывающий вероятности наступления такого события. При этом данную вероятность можно закладывать в качестве риска в строящиеся здания и инфраструктуру. Например, далеко не секрет, что катастрофа с Фукусимой была давно просчитана, а своевременные меры предосторожности смогли здорово бы снизили её масштаб. Так что ситуация с Фукусимой это классика нарушения общемировой техники безопасности.
А вот ряд катастроф человечество вполне научилось контролировать. Например, снежные лавины. И рецепт прост: контроль осуществляется за счёт вызова более мелких контролируемых лавин, которые гарантировано не причинят катастрофического ущерба. Метод грубый, но крайне действенный. Нечто подобное было несколько раз использовано и в исторической ретроспективе, но об этом в следующий раз.
Конечно же, такой сложный организм, как социосистема вполне подходит под определение Самоорганизующейся критичности. В книге рассмотрен пример экономики и дорожных пробок, хотя, на мой взгляд, это не более чем более простые составляющие одной, более сложной, системы.
С точки зрения экономики Пер Бак считает, что революционность марксизма исходит именно из регулярности катастроф в сложных системах, однако, именно этот же факт, по его мнению, печально сказался на социалистической системе, которая пыталась развиваться без катастроф. И попытки отложить катастрофу привели только к её ещё более масштабному коллапсу. Исходя из этого, Пер Бак приходит к выводу, что капитализм и либеральная экономика с её периодическими кризисами наиболее подходящая для мира система.
Впрочем, это заметно по книге, что последнее, что пытался анализировать Пер Бак - это современная мир-система. Он осознаёт, что катастрофы, в т.ч. социальные неизбежное следствие развития социума, но это утверждение так же не находит одобрения у современной элиты, которая уже успела языком Френсиса Фукуямы объявить о конце истории, так что великих откровений на этот счёт в книге вы не дождётесь. Но никто не мешает это сделать нам.