Нелинейность, синергетика, кризис

Сравнивая главные технологии XX и XXI вв., мы видим принципиально важный новый элемент. Стратегические задачи XX в. решались за счет использования технологий, опиравшихся на знание физики, химии, математики, механики, компьютерных наук. Новые технологии междисциплинарны. Они требуют, с одной стороны, знания о человеке и опираются, естественно, на знание о человеке. С другой стороны, они представляют конкретный прогноз и методы проектирования, что подразумевает количественное описание, использование формализованных моделей и методов прикладной математики. С третьей стороны, они требуют целостного описания объекта, его взаимосвязей с биосферой, техносферой, со сценариями технологического развития. Для этого нужно опираться на прочный фундамент естествознания.

Один из наиболее успешных и продуктивных междисциплинарных подходов — теория самоорганизации или синергетика.

Этот подход лежит на пересечении предметного знания, математического моделирования и философской рефлексии (этот взгляд и разработку методологических принципов синергетики сейчас развивает известный философ и методолог В.Г. Буданов [2]). По мнению выдающегося специалиста по философии науки академика В.С. Степина [3], именно синергетике в XXI в. предстоит стать ядром научной картины мира и основой научного мировоззрения.

В 1950-х гг. английский физик и писатель Чарльз Сноу сетовал на возникшую «пропасть двух культур» — естественнонаучной (ориентированной на будущее, на прогресс, на новые возможности) и гуманитарной (опирающейся на прошлое, на традицию). Синергетика — одна из наиболее удачных попыток перебросить мост между этими двумя культурами, предложить язык математических моделей, на котором удобно говорить о сложных системах, и естественникам, и гуманитариям.

Синергетика рассматривает так называемые нелинейные и неустойчивые системы. Нелинейность означает парадоксальное, антиинтуитивное поведение изучаемых объектов (когда совместное действие нескольких причин или факторов может дать новое качество, когда результат их действия нельзя вычислить как сумму результатов этих причин по отдельности). Для нелинейных систем характерно наличие нескольких сценариев развития, нескольких вариантов будущего. Неустойчивость характерна для систем, находящихся вдали от равновесия, и означает, что малые отклонения в таких системах могут нарастать, переводя изучаемый объект в иное состояние.

Выдающиеся экономисты и социологи прошлого — К. Маркс, М. Вебер, В.И. Ленин, Н.Д. Кондратьев, И. Шумпетер, Дж. М. Кейнс — констатировали и изучали на качественном уровне неустойчивость социально-экономических и социально-технологических объектов. Синергетика в приложении к этим объектам предлагает количественное описание и математические модели. Это дает возможность более полно, точно и конкретно прогнозировать ход развития этих систем и дает инструменты для прогноза.

Кризисы в прошлом (экономические, социальные, структурные, системные) и нынешний кризис — одно из проявлений нелинейности и неустойчивости соответствующих систем. Поэтому естественно говорить о них на языке синергетики.

В развитие синергетики выдающийся вклад внесли И.Р. Пригожин (Нобелевская премия по химии 1977 г.) и созданная им Брюссельская научная школа [4]. Он доказал, что нелинейность и неустойчивость во многих физических и химических системах может служить основой и источником возникновения упорядоченности, спонтанного возникновения структур, самоорганизации. Этот подход, подхваченный представителями многих научных дисциплин, показал, что роль субъектов, элит или даже отдельных людей в определенных состояниях системы и областях параметров может быть решающей. Решения и действия, предпринятые в нужное время и в нужном месте, могут изменить будущее системы, ее судьбу. Таким представлением обусловлены и новое видение природы многих процессов, угроз и рисков, которые с ними связаны, и новые возможности управления с помощью слабых, но точных воздействий.

Термин синергетика (в переводе с греческого — теория совместного действия) ввел один из создателей этого подхода немецкий теоретик Герман Хакен, занимавшийся физикой лазеров. Он вложил в этот термин два смысла. С одной стороны, это подход, рассматривающий возникновение новых свойств, качеств, стратегий в сложных системах, элементы которых таковыми не обладают. С другой стороны, это подход, развитие которого требует совместной творческой активности естественников и гуманитариев (а сейчас можно к ним добавить технологов и управленцев). Г. Хакен обнаружил, что простейшие нелинейные модели многих сложных процессов в различных областях науки (включая гуманитарные) оказываются одними и теми же [5]. За этим единством разнообразных явлений стоит универсальность их математического описания, алгоритмов прогноза их поведения, методов управления. Все это дает новый, более высокий уровень понимания многих процессов в нашем сложном нелинейном мире, возможность увидеть в многообразии единство, а также инструменты, позволяющие среди множества переменных, параметров, факторов выделить главное.

В нашей стране основоположником синергетики стал выдающийся специалист в области прикладной математики и междисциплинарных исследований, третий директор Института прикладной математики им М.В. Келдыша РАН С.П. Курдюмов. Он занимался сверхбыстрыми процессами — взрывами, неустойчивостями плазмы. Асимптотика (приближенное описание) таких процессов — так называемые режимы с обострением, когда одна или несколько величин в изучаемой системе неограниченно возрастают за ограниченное время (время обострения tf). Теория режимов с обострением, развитая С.П. Курдюмовым и его научной школой, получила мировое признание [6].

Эта теория имеет непосредственное отношение и к кризисным процессам. На рис. 2, 3 представлены индикаторы двух сложных систем, по которым можно судить об их динамике.

Иллюстрация взята из работы [15].

На рис. 2 показан логарифм индекса Доу-Джонса перед Великой депрессией. Для кризиса в Юго-Восточной Азии, многих финансовых пирамид характерна та же закономерность — быстрый рост с ускоряющимися колебаниями (которые могут служить предвестниками приближающейся катастрофы).

Иллюстрация взята из работы [14].

На рис. 3 показана концентрация ионов хлора в минеральных источниках перед гигантским землетрясением в Кобе. По сути, мы имеем одну и ту же зависимость с точностью до масштабов в системах совершенно разной природы! (Говоря математическим языком, хорошей асимптотикой для обеих зависимостей является закон

Поскольку , то есть мы имеем режим с обострением.) И сложившаяся система фондового рынка, и система тектонических плит и разломов — это открытые (способные к обмену информацией, энергией или чем-то иным), нелинейные и иерархические системы. Замечательно то, что они допускают универсальное количественное описание. Один из важнейших результатов синергетики последних лет — понимание природы этой универсальности [7].

Однако имеют место и принципиальные различия. В случае глобальных тектонических систем у нас нет инструментов, позволяющих влиять на происходящий процесс. Мы должны прогнозировать катастрофу и принимать меры, позволяющие наилучшим образом подготовиться к ней. В случае экономического кризиса такие инструменты есть. Вопрос

о создании новых инструментов и регуляторов, о повышении их эффективности ставил еще десяток лет назад известный финансист Дж. Сорос [8]. В предшествующем кризисе он увидел предвестник следующего — уже мирового кризиса всей экономической системы, кризиса всего капиталистического мироустройства. Того кризиса, который разворачивается на наших глазах.