От системного анализа к мировой динамике

Замысел работы, положенной в основу этой книги, родился в ИПМ. Тогда, в соответствии с заведенным порядком, в институте работал не только общий научный, но и философско-методологический семинар и ряд политсеминаров.

На одном из политсеминаров ИПМ в 1974 г. с сообщением выступил сотрудник Института США и Канады А. А. Пионтковский и сотрудник Института прикладной математики В. А. Геловани. Они рассказали о работах профессоров Массачусетского технологического института Дж. Форрестера и Д. Медоуза, посвященных мировой динамке.

В 1971 г. американский исследователь Джей Форрестер начал работы по математическому моделированию мирового развития. Он постарался выделить некоторые ключевые, ведущие переменные, которые определяют развитие человечества как целого и к которым «подстраиваются» остальные характеристики нашей цивилизации. Позже в теории самоорганизации — синергетике — такие переменные стали называться параметрами порядка. В качестве ведущих переменных были выбраны численность населения, размер основных фондов, доля фондов в сельском хозяйстве, уровень загрязнения и количество невозобновляемых ресурсов.

На основе статистических данных, касающихся развития человечества в XX веке, были найдены соотношения, характеризующие зависимость скоростей изменения параметров порядка от самих этих параметров. Затем полученная система пяти обыкновенных дифференциальных уравнений решалась на компьютере И в предположении, что взаимосвязи между переменными сохраняются такими же, как были в XX веке, давался прогноз на XXI век.

Полученные результаты вызвали шок.

Сейчас эти выводы представляются очевидными. Человечество живет не по средствам — за год оно тратит невозобновляемых ресурсов столько, сколько природа создавала около 2-х миллионов лет. И нынешняя цена нефти, превышавшая 140 долларов за баррель в 2008 г., говорит сама за себя. (Когда строилась модель

! 1 Форрестер Д. Мировая динамика. М.; СПб.: ACT: Terra Fantastica, 2003. 379 с.

Форрестера, бензин в СССР стоил дешевле газированной воды без сиропа.)

Сотрудник Дж. Форрестера Деннис Медоуз, которому в 1970 г. было 26 лет, возглавил в качестве научного и административного руководителя многонациональную команду молодых ученых и в 1972 г. представил их коллективный труд «Пределы роста. Доклад Римскому клубу». В нем было дано несколько сценариев развития человечества. Из работы следовало, что в ближайшие десятилетия должна быть изменена стратегия мирового развития. Императив неограниченного экономического роста с вовлечением в хозяйственный оборот всех доступных человечеству ресурсов должен уступить место иным, более глубоким и мудрым целям, учитывающим интересы будущих поколений.

Деннис Медоуз занимается не только научной, но и преподавательской деятельностью. Он неоднократно бывал в нашей стране и читал блестящие лекции, собиравшие многочисленные аудитории. Его книга рекомендована российским студентам в качестве учебника [1]\ Успех этой деятельности связан с тем, что за 30 лет, прошедших с момента издания «Пределов роста», предсказания относительно мирового развития, сделанные на основе достаточно простой математической модели, подтвердились весьма точно. Книга во многом способствовала рождению и развитию идей устойчивого развития, она была переведена на 35 языков, а ее тираж превысил 4 миллиона экземпляров.

О неудаче проекта анализа мировой динамики лучше остальных могут сказать авторы упомянутой книги: «...сегодня мы оцениваем перспективы развития мира гораздо пессимистичнее, чем в 1972 г. Грустно, но факт: человечество впустую потратило целых 30 лет, обсуждая не те проблемы, что нужны, и принимая слабые, нерешительные меры по защите окружающей среды. У нас нет других 30 лет, так что проявлять нерешительность просто некогда: слишком многое нужно изменить, чтобы сегодняшний выход за пределы уже в XXI веке не привел к глобальной катастрофе». Впрочем, это наша общая задача.

Этим важнейшим проблемам и были посвящены доклады молодых ученых на политсеминаре в ИПМ. В то же время В. Геловани и А. Пионтковский представили результаты своих исследований с моделью Форрестера, полученные в результате введения в модель управляющих функций, которые показали возможность активного воздействия на поведение прогнозных траекторий [2]\

Институт прикладной математики был создан в 1953 г. для анализа стратегических проблем, стоявших перед страной и предполагавших использование методов прикладной математики и компьютерное моделирование. Его первым директором был выдающийся математик, механик, организатор науки, Трижды Герой Социалистического Труда, академик М. В. Келдыш. Многие направления современной прикладной математики родились в стенах этого института. И среди сотрудников, и среди его «выпускников» (тех, кто впоследствии ушел в другие организации) много выдающихся ученых. Среди важнейших проблем, решенных в ИПМ, — математическое обеспечение космических полетов. Эти работы велись в отделе № 5, которым многие десятилетия руководил академик Д. Е. Охоцимский. Ощущение того, что самые дерзкие проекты могут быть осуществлены, что будущее рядом, было характерным для научной атмосферы того времени. Первый спутник, полет Гагарина, облет Луны, космические аппараты, запущенные к Марсу и Венере, — воплощение мечты.

В этом направлении работали В. А. Геловани и В. Б.

компьютерного анализа рентгеновских снимков и ряда других методов медицинской диагностики.

Попытка ответить на этот вопрос привела к интересным результатам. Оказалось, что для того чтобы не допустить кризиса и вывести параметры порядка на постоянные значения, нужно создать две гигантские отрасли промышленности. Одна — связанная с переработкой уже созданных и создаваемых отходов, сравнимая по масштабу со всем оборонно-промышленным комплексом мира. Другая — связанная с рекультивацией земель, выведенных из хозяйственного оборота, сравнимая со всем мировым транспортным комплексом [3]\ Алгоритм управления оказался достаточно сложным, тем не менее важно, что он существует!

Эти работы были продолжены в ИПМ и И С А. Удалось найти совсем простые алгоритмы. Было показано, что если человечество, как и сейчас, останется на уровне общих слов еще 15-20 лет, то далее ничего сделать не удастся — кризис возникнет, какие бы средства не были вложены далее [4]\ Однако вдумаемся в масштаб будущих перемен. Если при самом благоприятном сценарии численность человечества стабилизируется, то это, скорее всего, будет означать, что из года в год, из века в век в одном регионе будет жить одинаковое число людей, что многие будут жить в домах, построенных прапрапрадедами, которые им предстоит оставить пра- праправнукам. Трудно вообразить масштаб перемен, необходимых для этого в технологиях, культуре, морали.

И здесь мы переходим к очень важному вопросу — к проблеме отношения ученого и власти. Многие исследования могут быть проведены только при серьезной поддержке государства. Кроме того, чтобы результаты ученых были услышаны, поняты и приняты во внимание, требуются усилия власти.

В. А. Егоров рассказывал, как он обращался к М. В. Келдышу с просьбой увеличить масштаб работ по мировой динамике, которые велись в ИПМ факультативно. М. В. Келдыш, человек государственного ума, не поддержал эту идею по двум причинам. Первая — трудность получения реальных, объективных данных, касающихся социально-экономических показателей и СССР, и мира. Вторая — трудность доведения результатов моделирования до руководства страны, где большое влияние имеют представители гуманитарного знания, с которыми достаточно трудно найти общий язык. По мнению М. В. Келдыша, проблемы моделирования мировой динамики следовало развивать не в ИПМ, а в какой-то иной организации.

Осознание того, что помочь увидеть путь в будущее должны ученые, возникло в конце 1970-х гг. В 1968 г. по инициативе итальянского предпринимателя Аурелио Печчеи была создана неформальная экспертная группа — Римский клуб, поставившая вопрос об управляющем воздействии на развитие современной цивилизации. Для понимания основных тенденций и прогноза возможных сценариев будущего решено было опираться среди других оценок на компьютерные модели. Мир вступил в эпоху вычислительной математики и технологий проектирования будущего. Одним из учредителей клуба был советский ученый, академик Д. М. Гвишиани. Показательно, что в разгар холодной войны ученые разных стран начали думать о будущем. И благодаря поддержке влиятельных политиков и Римскому клубу их голос оказался услышан.

В 1972 г. для анализа тех же проблем был создан Институт системного анализа в Вене. Это время можно назвать эпохой системного анализа. В центре внимания оказались большие системы, понимаемые как управляемые системы и рассматриваемые как совокупности взаимосвязанных подсистем, объединенных общей целью функционирования.

Денниз Медоуз (2-й справа) и Владимир Бритков (слева) на семинаре

в Бергене (Норвегия)

Принципиальное значение системного анализа оценили и в Советском Союзе. При Государственном комитете по науке и технике СССР — главном органе, курировавшем научно-технологическую сферу страны, — был создан Национальный совет по системному анализу. Его председателем стал академик Д. М. Гвишиани. В том, что вы держите в руках эту книгу, его очень большая заслуга. В 1976 г. был создан Всесоюзный научно-исследовательский институт системных исследований (ВНИИСИ), впоследствии ставший Институтом системного анализа РАН Этот институт сыграл уникальную интегрирующую роль.