CC BY
48
М. Б. Игнатьев
ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ В ИНФОРМАЦИОННОМ ОБЩЕСТВЕ
На заседании комиссии по модернизации и технологическому развитию при Президенте России в июне 2009 г. были определены пять приоритетных направлений, в том числе стратегические информационные технологии, включая вопросы создания суперкомпьютеров и разработки программного обеспечения. Принятый в международной практике индикатор состояния информационного общества учитывает 23 показателя, разделенные на четыре группы — компьютерная инфраструктура, информационная инфрастуктура, Интернет-инфраструктура, социальная инфраструктура. Предстоит много сделать, чтобы Россия успешно строила информационное общество.
Санкт-Петербург по праву считается пионером российской информатизации. Первая в мире рекурсивная многопроцессорная вычислительная система сверхвысокой производительности и надежности была запущена в ЛИАП в 1979 г, первая конференция по школьной информатике была проведена у нас в городе в 1981 г., а в 1991 г. был подготовлен первый документ «Концепция информатизации Ленинградского региона».
Социально-экономические системы как самоорганизующиеся структуры. Экономика со времен Адама Смита существенно изменилась и представляет собой сложную самоорганизующуюся систему. После великих географических открытий 15—16 вв. в мире сложился глобальный социокультурный цикл. В наше время этот цикл охватывает все страны и регионы. Каждый человек может быть творцом в отдельный момент времени. Творцы производят множество инноваций — проектов, патентов, песен и т. д. Эти инновации после апробации в микросредах, после прохождения цензуры попадают в средства массовой информации и обрушиваются на лю-
дей через телевидение, прессу, Интернет и вызывают по ассоциации у некоторых людей рождение новых идей, новых инноваций и, таким образом, цикл повторяется многократно. Часть инноваций, проходя через конструкторские бюро и различные производства, превращается в вещи (одежду, машины и т. п.) и опять-таки обрушивается потоком на людей.
Этот социокультурный цикл является основой процессов глобализации, в который погружено все человечество. Непрерывный поток инноваций в самых разных областях человеческой деятельности — неотъемлемый элемент современной картины мира и основа существования потребительского общества. Вместе с тем безудержное развитие потребительского общества ведет к исчерпанию природных ресурсов и росту социальных противоречий в обществе. Растет разница в доходах самых богатых и самых бедных слоев общества, самых богатых и самых бедных стран мира, что ведет к росту напряженности и терроризму. Необходимость международного регулирования этих проблем привело к рождению концепции устойчивого развития. «Устойчивое развитие» в русской транскрипции — это неточный перевод с английского словосочетания «sustainable development», что означает «поддерживающее развитие».
В современном обществе большую роль играют деньги, поэтому финансовый цикл оказывает большое влияние на экономику. В финансовом цикле все большую роль играют вычислительные системы и сети. Если в 1950 г. в торгах на биржах мира участвовали тысячи людей, то в 2000 г. — свыше 100 миллионов человек (через компьютерные сети). Изобретение кредитной карточки и развитие компьютерных сетей, которые связали магазины и банки, позволило ускорить оборот наличности в 10 раз.
В настоящее время в виртуальном финансовом мире оборачивается гигантское количество денег, во много раз превосходящее валовой национальный продукт, что послужило источником многочисленных афер и спекуляций и вызвало в конце 2008 г. мировой финансовый кризис. Существует множество моделей социально-экономических процессов, ниже рассматривается возможность их лингво-комбинатор-ного моделирования.
Самая древняя книга — это китайская «книга перемен», которая утверждает, что мир непрерывно меняется. Это видно отчетливо в жизни каждого человека — все перемены отражаются в его памяти. В обобщенном виде факт непрерывного изменения нашего человекоразмерно-го мира отражается в понятии глобального социокультурного цикла. Глобальный социокультурный цикл складывается из отдельных частных циклов. Во-первых, это большие циклы отдельных стран, потому что главный обмен информацией идет с использованием национального языка и каждая из стран стремится развить свою промышленность и сельское хозяйство таким образом, чтобы максимально удовлетворить потребности своих граждан. При этом необходимо учитывать внешнюю торговлю и обмен информацией и людьми с другими странами. Во-вторых, глобальный цикл и большие циклы распадаются на другие отдельные циклы (например, циклы печатных сообщений, музыкальных сообщений, изобразительных сообщений и пр., которые имеют свою специфику).
Роль культуры состоит в том, что она дает человеку «экран понятий» [3], на который он проецирует свое восприятие внешнего мира. Современный человек открывает для себя окружающий мир, как с помощью системы образования, так и по законам случая, в процессе проб и ошибок, в силу случайности своей биографии. Совокупность его знаний определяется статистически, он черпает их из жизни, из газет, их телевидения, из сведений, добытых по мере надобности. Лишь накопив определенный объем информации, он начинает обнаруживать скрытые в ней структуры. Экран знаний формировался по-разному. Классический широко пользовался логической дедукцией и приемами формальных рассуждений, и экран знаний напоминал хорошо организованную решетку.
В наше время фактура экрана знаний иная — он все больше похож на волокнистое образование, знания складываются из разрозненных обрывков, связанных простыми, чисто случайными отношениями близости по времени усвоения, по созвучию или ассоциации идей. Эти обрывки не образуют регулярной структуры, но она обладает силой сцепления, которая не хуже старых логических связей придает экрану культуры плотность, не меньшую, чем у традиционной структуры. Такую культуру называют «мозаичной».
В настоящее время основой социокультурного цикла являются вычислительные системы и сети, которые пронизывают все частные циклы и оплетают паутиной весь земной шар, благодаря чему формируется глобальный гибридный интеллект.
Анализ процессов глобального социально-культурного цикла выявил большую степень неравенства между различными социальными группами. По методике ООН вычисляют, какой доход приходится на каждые 20 % населения. 20 % самых богатых получают свыше 80 % дохода, а 20 % самых бедных получают 1,4 % доходов, что несправедливо и ведет к росту напряженности во взаимоотношениях между различными социальными группами людей. Очевидное неравенство ведет к росту катаклизмов в мировом сообществе. При социализме в СССР такого неравенства не было. Концепция устойчивого развития призвана смягчить это противоречие.
Оценки состояния капиталистической системы лидерами экономически развитых стран, производящих свыше 80 % мировой промышленной продукции, близки к выводам К. Маркса о неизбежности гибели капитализма. Разработанная Российским правительством антикризисная программа определяет конкретные меры по преодолению кризиса (сохранение реальной экономики, сокращение безработицы, поддержка сельского хозяйства). Но ее недостаток — отсутствие идеологической базы, определяющей конечную социальную цель и технологию реализации намеченных мероприятий в их системном единстве, становление новой системы, выходящей своими качественными показателями за рамки капитализма. Капитализм является обществом потребления, людям навязывается ипоте-
ка и другие способы потребления в долг. Ориентация человека не на труд, а на потребление, лишает его смысла жизни, означает его деградацию до уровня животного существования.
С 70-х годов Д. Беллом, О. Тоффлером, Дж. Гилбрейтом и другими разрабатывается концепция постиндустриального (посткапиталистического) общества. Новым системным качеством должна быть социальная справедливость, имеющая своим содержанием всеобщую основу, вознаграждение по результатам труда, доминирование государственной собственности, новый уровень самоорганизации общества на разных уровнях.
В настоящее время слова «система» и «системный подход» широко используются во всех сферах деятельности и именно поэтому нуждаются в уточнении. Существуют несколько десятков определений понятия «система», со временем оно изменялось не только по форме, но и по содержанию. Мы будем пользоваться таким определением системы: системой называется целостная совокупность элементов, в которой все элементы настолько тесно связаны между собой, что она выступает по отношению к другим системам и окружающей среде как нечто единое.
С понятием «система» часто связывают понятие «цель». Использование слова « цель» в случае нефинальных инструкций не совсем корректно, в этом случае правильнее говорить не о конечных целях, а о принципах поведения, выраженных в императивах, как показал И. Кант. Для живой системы таким категорическим императивом будет сохранение жизни, во что бы то ни стало и при любых обстоятельствах. Выигрыш при этом невозможен, проигрыш недопустим, а вся деятельность направлена на то, чтобы «игра в жизнь» продолжалась как можно дольше.
Императив в лингвистике — повелительное наклонение глагола (например, посмотрите, отойдите и т. д.). Междометный императив — разряд глагольных слов с повелительно-восклицательным значением (например, в русском языке — «вон!», «прочь!», «долой!»). Императивная норма, норма права — установленное государством общеобязательное правило общественного поведения.
Гораздо лучше эта картина описывается так называемым «странным аттрактором», при ко-
тором и процесс, и положительная обратная связь удерживаются не в пространстве одного параметра, а в некоторой зоне многомерного фазового пространства как показал И. Приго-жин. Происходит как бы притяжение параметров процесса к центру или центрам аттрактора, но в силу инерционных эффектов возникают сложные движения вокруг него (в одномерном случае — знакомые инженерам автоколебания).
В процессе непрерывной погони за выживанием изменяются свойства живой системы и среды ее существования, поэтому система оказывается в каждый данный момент времени в новой ситуации, в новом месте многомерного фазового пространства внешних и внутренних параметров. Там требуются, соответственно, и новые специфические действия, обеспечивающие поддержание процесса жизни. С такими действиями могут быть связаны временные цели, которые часто перестают быть актуальными еще до того, как они оказываются достигнутыми (императив сохранения жизни важнее частных целей).
Во второй половине 19 в. началось проникновение понятия «система» в различные области научного знания. Важное значение имело создание эволюционной теории Ч. Дарвина, теории относительности, квантовой физики, структурной лингвистики и др. Многие научные принципы анализа систем были сформулированы в тектологии А. А. Богданова, в праксеологии Т. Котарбинского, в работах В. И. Вернадского и др. Предложенная в конце 40-х годов 20 в. Л. Берталанфи программа построения «общей теории систем» явилась одной из первых попыток обобщенного анализа системной проблематики. При определении понятия «система» необходимо учитывать теснейшую взаимосвязь его с понятиями целостности, структуры, связи, элемента, отношения, подсистемы, иерархии и др. Со времен В. Л. Канторовича, ученые в области экономики внесли большой вклад в изучение сложных систем, что отразилось и в Нобелевских премиях по экономике.
Проблемы устойчивого развития и вопросы войны и мира. Устойчивое развитие (англ. sustainable development) — процесс изменений, в котором эксплуатация природных ресурсов, направление инвестиций, ориентация научно-технического развития, развитие личности и институциональные изменения согласованы друг с другом и укрепляют нынешний и будущий по-
тенциал для удовлетворения человеческих потребностей и устремлений.
Концепция устойчивого развития (УР) явилась логическим результатом экологизации научных знаний и социально-экономического развития, бурно начавшимся в 1970-е годы. Вопросам ограниченности природных ресурсов (ПР), а также загрязнения природной среды, которая является основой жизни, экономической и любой деятельности человека, в 1970-е годы был посвящен ряд научных работ. Реакцией на эту озабоченность было создание международных неправительственных научных организаций по изучению глобальных процессов на Земле, таких как Международная федерация институтов перспективных исследований (ИФИАС), Римский клуб (с его знаменитым докладом «Пределы роста»), Международный институт системного анализа, а в СССР — Всесоюзный институт системных исследований.
В докладе «Наше общее будущее» Международная комиссия по окружающей среде и развитию (МКОСР) уделила основное внимание необходимости «устойчивого развития», при котором «удовлетворение потребностей настоящего времени не подрывает способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности» . Эта формулировка понятия «устойчивое развитие» сейчас широко используется в качестве базовой во многих странах.
Теория и практика показали, что экологическая составляющая является неотъемлемой частью человеческого развития. В основе деятельности Международной комиссии по окружающей среде и развитию и ее заключительного доклада «Наше общее будущее» была положена новая триединая концепция устойчивого (эколого-со-циально-экономического) развития. Всемирный саммит ООН по устойчивому развитию (межправительственный, неправительственный и научный форум) в 2002 г. подтвердил приверженность всего мирового сообщества идеям устойчивого развития для долгосрочного удовлетворения основных человеческих потребностей при сохранении систем жизнеобеспечения планеты Земля. Концепция устойчивого развития во многом перекликается с концепцией ноосферы, выдвинутой академиком В. И. Вернадским еще в середине XX века.
Понятие и определения устойчивого развития. Фактически речь может идти не о немедленном
прекращении экономического роста вообще, а о прекращении, на первом этапе, нерационального роста использования ресурсов окружающей среды. Последнее трудно осуществить в мире растущей конкуренции и роста таких нынешних показателей успешной экономической деятельности, как производительность и прибыль. В то же время переход к «информационному обществу» — экономике нематериальных потоков финансов, информации, изображений, сообщений, интеллектуальной собственности — приводит к так называемой «дематериализации» хозяйственной деятельности: уже сейчас объемы финансовых сделок превышают объемы торговли материальными товарами в семь раз. Новую экономику двигают не только дефицит материальных (и природных) ресурсов, но во все большей степени изобилие ресурсов информации и знаний. Удельная энергоемкость хозяйственной деятельности продолжает снижаться, хотя общее энергопотребление пока растет.
Большинство международных организаций системы ООН включило в свою деятельность существенную экологическую составляющую, ориентированную на переход к устойчивому развитию. Эксперты Всемирного банка определили устойчивое развитие как процесс управления совокупностью (портфелем) активов, направленный на сохранение и расширение возможностей, имеющихся у людей. Активы в данном определении включают не только традиционно подсчитываемый физический капитал, но также природный и человеческий. Чтобы быть устойчивым, развитие должно обеспечить рост — или, по крайней мере, неуменьшение во времени всех этих активов. Для рационального управления экономикой страны применяется та же логика, что используется для рационального управления личной собственностью.
В соответствии с приведенным определением устойчивого развития главным показателем устойчивости, разработанным Всемирным банком, являются «истинные темпы (нормы) сбережения» или «истинные нормы инвестиций» в стране. Принятые сейчас подходы к измерению накопления богатства не учитывают истощение и деградацию природных ресурсов, таких как леса и нефтяные месторождения, с одной стороны, а, с другой, инвестиции в людей — один из самых ценных активов любой страны. При переходе на вычисление истинных темпов
сбережений (инвестиций) этот недостаток исправляется корректировкой рассчитываемых традиционными методами темпов сбережений: в сторону уменьшения — путем оценки истощения природных ресурсов и ущерба от загрязнения окружающей среды (потеря природного капитала), и в сторону увеличения — путем учета возрастания человеческого капитала (прежде всего из-за инвестиций в образование и базовое медицинское обслуживание).
Концепция устойчивого развития появилась в результате объединения трех основных точек зрения: экономической, социальной и экологической.
Экономическая составляющая. Экономический подход к концепции устойчивости развития основан на теории максимального потока совокупного дохода Хикса-Линдаля, который может быть произведен при условии, по крайней мере, сохранения совокупного капитала, с помощью которого и производится этот доход. Эта концепция подразумевает оптимальное использование ограниченных ресурсов и использование экологичных - природо-, энерго-, и матери-ало-сберегающих технологий, включая добычу и переработку сырья, создание экологически приемлемой продукции, минимизацию, переработку и уничтожение отходов. Однако при решении вопросов о том, какой капитал должен сохраняться (например, физический или природный, или человеческий капитал) и в какой мере различные виды капитала взаимозамеща-емы, а также при стоимостной оценке этих активов, особенно экологических ресурсов, возникают проблемы правильной интерпретации и счета. Появились два вида устойчивости — слабая, когда речь идет о неуменьшаемом во времени природном и произведенном капитале, и сильная — когда должен не уменьшаться природный капитал (причем часть прибыли от продажи невозобновимых ресурсов должна направляться на увеличение ценности возобновимого природного капитала).
Социальная составляющая. Социальная составляющая устойчивости развития ориентирована на человека и направлена на сохранение стабильности социальных и культурных систем, в том числе на сокращение числа разрушительных конфликтов между людьми. Важным аспектом этого подхода является справедливое раз-
деление благ. Желательно также сохранение культурного капитала и многообразия в глобальных масштабах, а также более полное использование практики устойчивого развития, имеющейся в недоминирующих культурах. Для достижения устойчивости развития, современному обществу придется создать более эффективную систему принятия решений, учитывающую исторический опыт и поощряющую плюрализм. Важно достижение не только внутри-, но и межпоколенной справедливости. В рамках концепции человеческого развития человек является не объектом, а субъектом развития. Опираясь на расширение вариантов выбора человека как главную ценность, концепция устойчивого развития подразумевает, что человек должен участвовать в процессах, которые формируют сферу его жизнедеятельности, содействовать принятию и реализации решений, контролировать их исполнение.
Экологическая составляющая. С экологической точки зрения, устойчивое развитие должно обеспечивать целостность биологических и физических природных систем. Особое значение имеет жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Более того, понятие «природных» систем и ареалов обитания можно понимать широко, включая в них созданную человеком среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется сохранению способностей к самовосстановлению и динамической адаптации таких систем к изменениям, а не сохранение их в некотором «идеальном» статическом состоянии. Деградация природных ресурсов, загрязнение окружающей среды и утрата биологического разнообразия сокращают способность экологических систем к самовосстановлению.
Единство концепций. Согласование этих различных точек зрения и их перевод на язык конкретных мероприятий, являющихся средствами достижения устойчивого развития, — задача огромной сложности, поскольку все три элемента устойчивого развития должны быть сбалансированы. Важны также и механизмы взаимодействия этих трех концепций. Экономический и социальный элементы, взаимодействуя друг с другом, порождают такие новые задачи, как достижение справедливости внутри одного
поколения (например, в отношении распределения доходов) и оказание целенаправленной помощи бедным слоям населения. Механизм взаимодействия экономического и экологического элементов породил новые идеи относительно стоимостной оценки и интернализации (учета в экономической отчетности предприятий) внешних воздействий на окружающую среду. Наконец, связь социального и экологического элементов вызвала интерес к таким вопросам как внутрипоколенное и межпоколенное равенство, включая соблюдение прав будущих поколений и участие населения в процессе принятия решений.
Индикаторы. Важным вопросом в реализации концепции устойчивого развития (особенно в связи с тем, что она часто рассматривается как эволюционирующая) стало выявление практических и измеряемых индикаторов. В этом направлении сейчас работают как международные организации, так и научные круги. Исходя из вышеуказанной триады, такие индикаторы могут связывать все эти три компонента и отражать экологические, экономические и социальные (включая психологические, например, восприятие устойчивого развития) аспекты.
Устойчивое развитие и традиционная экономика. Появление концепции УР подорвало фундаментальную основу традиционной экономики — неограниченный экономический рост. В одном из основных документов Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.) «Повестке дня на XXI век», в главе 4 (часть 1), посвященной изменениям в характере производства и потребления, прослеживается мысль, что надо идти дальше концепции устойчивого развития, когда говорится, что некоторые экономисты «ставят под сомнение традиционные понятия экономического роста» и предлагаются поиски «схем потребления и производства, которые отвечают существенным потребностям человечества».
Традиционная экономика утверждает, что максимизация прибыли и удовлетворение потребителей в рыночной системе совместимо с максимизацией благополучия людей и что недостатки рынка можно исправить государственной политикой. Вторая полагает, что краткосрочная максимизация прибыли и удовлетворение индивидуумов-потребителей в конечном итоге
приведет к истощению природных и социальных ресурсов, на которых зиждется благосостояние людей и выживание биологических видов.
Экономика устойчивого развития. Прогресс экономической науки заставил учитывать природный фактор. С одной стороны, большинство традиционных природных ресурсов стали дефицитными. Причем это относится не только к не-возобновляемым, но также и к так называемым возобновляемым ресурсам — прежде всего, ресурсам экосистем (экосистемным «товарам» и «услугам») и биоразнообразию. Одно из определений устойчивого развития — это неистощи-тельное развитие в долгосрочном, межпоколенном плане. Поскольку природа является основой жизнедеятельности человека, ее истощение и деградация при существующих экономических отношениях негативно сказывается на социальных отношениях, росте нищеты и структурах производства и потребления. С другой стороны, оказалось, что многие возобновляемые природные блага не имеют должной ценности, что является источником их истощения и деградации. Поэтому произошел переход к экологической экономике и экономике устойчивого развития. В то же время взаимодействие социальных и экологических факторов привело к рассмотрению еще одного фактора производства — социального капитала.
Устойчивое развитие территорий. XX век, ставший периодом беспрецедентного роста городов и систем расселения, выявил также потребность человечества в разработке и внедрении принципов УР в области градостроительства и территориального планирования. Соответствующая концепция получила название «устойчивое развитие территорий», подразумевающее обеспечение при осуществлении градостроительной деятельности безопасности и благоприятных условий жизнедеятельности человека, ограничение негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду и обеспечение охраны и рационального использования природных ресурсов в интересах настоящего и будущего поколений. В таком виде термин попал в Градостроительный кодекс России 2004 г.
Следует заметить, что, несмотря на множество индикаторов, выхода для человечества не видно в рамках существующей картины мира. Слишком много людей на планете и слишком
ограничены ее ресурсы. Необходим учет конфликтных ситуаций и опасности распространения ядерного оружия [24].
Лингво-комбинаторное моделирование и операция поляризации. Лишь для небольшого числа реальных систем имеются математические модели. Прежде всего, системы описываются с помощью естественного языка. Предлагается способ перехода от описания на естественном языке к математическим уравнениям. Например, пусть имеется фраза:
WORD! + WORD2 + WORD3 . (1)
В этой фразе мы обозначаем слова и только подразумеваем смысл слов. Смысл в сложившейся структуре естественного языка не обозначается. Предлагается ввести понятие смысла в следующей форме:
(WORDl) (SENSE!) + (WORD 2)* (SENSE 2) +
+ (WORD3)* (SENSE3) = 0 . (2)
Будем обозначать слова как А1 от английского Appearance, а смыслы — как Ei от английского Essence. Тогда уравнение (2) может быть представлено как:
Al*El + A2*E2 + A3*E3 = 0 . (3)
Уравнения (2) и (3) являются моделями фразы (1). Образование этих уравнений, приравнивание их к нулю и есть операция поляризации.
Лингво-комбинаторная модель является алгебраическим кольцом, и мы можем разрешить уравнение (3) либо относительно А1, либо относительно Е1 путем введения третьей группы переменных — произвольных коэффициентов из [4-7]:
А1 = и 1* Е 2 + и 2* Е 3;
А2 = -и 1* Е1 + и 3* Е 3; (4)
А3 = -и 2* Е1 -и 3* Е 2
или
Е1 = и 1* А 2 + и 2* А3;
Е 2 = -и 1* А1 + и 3* А3; (5)
Е 3 = -и 2* А1 -и 3* А 2,
где и 1,и 2, и 3 — произвольные коэффициенты, которые можно использовать для решения различных задач (3).
В общем случае, если имеем п переменных и т многообразий, ограничений, то число произвольных коэффициентов S будет равно числу сочетаний из п по т + 1, что показано в [4], табл. 1:
^ = С71, п > т- (6)
Число произвольных коэффициентов является мерой неопределенности и адаптивности. Лингво-комбинаторное моделирование может опираться на анализ всего корпуса текстов на естественном языке, это трудоемкая задача по извлечению смыслов для суперкомпьютеров, его
Таблица 1
Коэффициенты
n / m 1 2 3 4 5 6 7 8
2 1
3 3 1
4 6 4 1
5 10 10 5 1
6 15 20 15 6 1
7 21 35 35 21 7 1
8 28 56 70 56 28 8 1
9 36 84 126 126 84 36 9 1
можно также использовать, опираясь на ключевые слова в конкретной области, что позволяет получать новые модели для конкретных областей знания. В этом случае лингво-комбинаторное моделирование заключается в том, что в конкретной предметной области выделяются ключевые слова, которые объединяются во фразы типа (1), на основе которых строятся эквивалентные системы уравнений с произвольными коэффициентами. В частном случае они могут быть дифференциальными уравнениями, и при их исследовании может быть использован хорошо разработанный математический аппарат. Лингво-комбинаторное моделирование включает все комбинации и все варианты решений и является полезным эвристическим приемом при изучении плохо формализованных систем [4—6]. В лингвистической литературе имеется множество трудов, в которых исследуются понятия «смысла» и «значения», но эти теории во многом оказались неконструктивными, что ярко показал Л. Витгенштейн в своей Голубой книге. Использование в качестве модели фразы (1) уравнения (2) позволяет построить исчисление смыслов, которое хорошо реализуемо на компьютерах. По мнению Д. А. Леонтьева, смысл (будь то смысл текстов, образов сознания, душевных явлений или действий) определяется, во-первых, через более широкий контекст и, во-вторых, через интенцию или энтелехию (целевую направленность, предназначение или направление движения). В нашем определении смысла наличествуют эти две характеристики — контекстуальность (смыслы вычисляются, исходя из контекста) и интенциальность (произвольные коэффициенты позволяют задавать те или иные устремления).
Переход к информационному обществу требует построения новой картины мира, где бы информация заняла достойное место (вместо механицизма — компьютеризм).
Успехи современной науки со времен Ньютона неоспоримы, но чем энергичнее внедряются ее результаты в виде различных машин и технологий во все сферы жизни, тем явственнее проступают ее недостатки. Один из главных недостатков заключается в том, что современные технологии рассчитаны на использование больших количеств энергии и материалов, на использование больших давлений, напряжений,
усилий, температур, что приводит к загрязнению окружающей среды, исчерпанию источников энергии и материалов, гибели живой природы — то есть к тому, что называют экологическим кризисом.
Истоки этих недостатков лежат в самой парадигме современной науки, ее деятели слишком часто пользовались «бритвой Оккама», срезая как бы все лишнее и слишком упрощая проблемы. В итоге сложилось стремление к «гениальной» простоте, физика заполнилась формулами «из трех букв» (например, закона Ома). И если это было простительно в докомпьютерный век, то с появлением мощных компьютеров, которые буквально входят в каждый дом, неоправданное упрощение недопустимо, недопустимо пренебрежение тонкими сущностями. Информатика имеет дело со слабыми сигналами, которые могут управлять большими процессами. Слабое человеческое слово способно приводить в действие мощные армии. Информатизация всех отраслей человеческой деятельности — это, прежде всего, выявление возможностей управления с помощью слабых сигналов, слабых по мощности, температуре, напряжению.
Но для того, чтобы управлять системами, необходимо иметь новые модели различных процессов, в сами эти модели должна быть заложена возможность информационного управления. В этом сущность процесса информатизации. Обычно под информатизацией понимается процесс внедрения новых информационных технологий, прежде всего, компьютерных и телекоммуникационных, в различные сферы социально-экономической жизни, но этого недостаточно.
Любая отрасль науки опирается на модели реальных процессов, в одних отраслях науки эти модели более формализованы, в других менее, но все они используют естественный язык. Естественный язык — это мощная моделирующая система, созданная усилиями всего человечества, очень важно разобраться, как работает эта моделирующая система. Лингво-комбинаторное моделирование — это универсальный метод моделирования плохо формализованных систем в самых различных областях науки, техники, в различных областях человеческой деятельности. В каждом конкретном применении этого метода необходимо осуществлять верификацию
модели, проверять ее на соответствие поведению реального объекта. Наличие произвольных коэффициентов и возможность расширения модели, возможность включения новых переменных, новых ключевых слов, позволяют настраивать модель для моделирования сложных реальных объектов.
Лингво-комбинаторное моделирование позволяет сформировать новую картину мира, которая опирается на все достижения современной науки и, прежде всего, информатики. Лингво-комбинаторная картина мира состоит из трех групп переменных, во-первых, это явления (Appearances), во-вторых, это смыслы (Essences), в-третьих, — это структурированная неопределенность (Structural Uncertainty), из которых состоят все неживые и живые системы. Лингво-комбинаторное моделирование — это математический аппарат постнеклассической науки. На уровне неклассической науки был введен наблюдатель, на уровне постнекласси-ческой науки введен управитель [2].
Адаптационные возможности сложных систем. В структуре эквивалентных уравнений систем со структурированной неопределенностью есть произвольные коэффициенты, которые можно использовать для приспособления системы к различным изменениям, чтобы повысить точность и надежность функционирования систем, их живучесть в потоке перемен. Теперь рассмотрим феномен адаптационного максимума в жизненном цикле сложных развивающихся систем.
Биологические системы (от живой клетки до многоклеточных организмов) проходят свой цикл развития от рождения до смерти. Социально-экономические системы (семья, предприятия, банки, города, села, регионы, страны) проходят сложный путь развития, находясь под воздействием различных внутренних и внешних факторов. Одни предприятия и банки процветают, другие терпят крах и банкротятся, одни города и страны процветают, другие переживают стагнацию, о чем свидетельствует мировая статистика. Все эти системы являются сложными развивающимися системами и в жизненном цикле этих систем проявляются закономерности, свойственные многомерным системам.
Важной закономерностью, оказывающей большое влияние на социально-экономические системы, является феномен наличия адаптаци-
онного максимума, который заключается в следующем [7, 8, 9]. Установлена ранее неизвестная закономерность наличия адаптационного максимума в жизненном цикле сложных развиваю -щихся систем, заключающаяся в том, что при наложении ограничений на систему из п переменных (п > 6) число произвольных коэффициентов в структуре эквивалентных уравнений, описывающих поведение системы, сначала возрастает, достигает максимума, а потом начинает убывать, и, соответственно, изменяются адаптационные возможности системы — сначала они растут, достигают максимума, а потом начинают убывать, и если наложение ограничений продолжается, то система делается жесткой и погибает в потоке перемен окружающей среды. Отсюда вытекает стратегия управления различными сложными системами — они должны управляться так, чтобы удержать их в зоне адаптационного максимума, если нужно обеспечить их живучесть в потоке перемен.
Уже давно известно, что существуют ритмы в биологических системах. Например, из результатов переписи населения (табл. 2) ясно видно наличие минимума смертности для людей в возрасте 10-14 лет, при этом следует отметить, что он сохраняется независимо от социально-экономических условий и в период 1896-1897 гг., и в период 1984-1985 гг., но объяснения этому минимуму смертности не было. Из статистики развития экономики известны циклы Кондратьева и другие циклические явления в экономике, как отдельных предприятий, так и более крупных экономических образований.
В технических системах известны периоды максимальной надежности и устойчивости систем. Предложенная математическая модель развивающихся систем позволяет говорить о наличии закономерности адаптационного максимума, которая объясняет многочисленные факты и позволяет предсказывать поведение сложных систем.
Система — целостная совокупность элементов, в которой все элементы настолько тесно связаны между собой, что она выступает по отношению к другим системам и окружающей среде как нечто единое. На рис. 1 представлена схема, где система взаимодействует со средой и использует два механизма адаптации: настойка или самонастройка системы с помощью произ-
Таблица 2
Результаты переписи населения
Годы / Возраст 1896-1897 1958-1959 1969-1970 1978-1980 1982-1983 1984-1985
0-4 133,0 11,9 6,9 8,1 7,9 7,7
5-9 12,9 1,1 0,7 0,7 0,6 0,6
10-14 5,4 0,8 0,6 0,5 0,5 0,5
15-19 5,8 1,3 1,0 1,0 1,0 0,9
20-24 7,6 1,8 1,6 1,7 1,6 1,5
25-29 8,2 2,2 2,2 2,3 2,2 2,0
30-34 8,7 2,6 2,8 2,9 2,9 2,8
35-39 10,3 3,1 3,7 4,3 3,8 3,6
40-44 11,8 4,0 4,7 5,4 5,6 5,7
45-49 15,7 5,4 6,0 7,8 7,4 7,3
50-54 18,5 7,9 8,7 10,3 10,9 11,3
вольных коэффициентов в структуре эквивалентных уравнений системы и обучение или самообучение системы, которое заключается в наложении новых ограничений на систему. Кроме этих механизмов адаптации возможны и другие, такие как рост числа переменных системы, размножение, эффективное забывание, ограничение контактов со средой, объединение систем в коллектив и др. В общем случае число произвольных коэффициентов £ в структуре эквивалентных уравнений системы определяется как число сочетаний из п по т + 1 и определяется формулой (6) (см. табл. 1).
Сложная система — это система, в которой проявляется феномен адаптационного максимума, т. е. система с числом переменных больше шести. У системы есть две возможности приспособиться к изменениям в среде, это, во-первых, настойка с помощью манипуляции произвольными коэффициентами, и чем больше этих коэффициентов, тем выше адаптационные возможности, и, во-вторых, обучение, наложение новых ограничений на переменные системы.
В режиме непрерывного обучения число произвольных коэффициентов изменяется в соответствии с формулой (6), и это приводит к по-
явлению циклов в развитии систем, что иллюстрируется рис. 1, где цикл развития системы начинается в точке 1, проходит через максимум в числе произвольных коэффициентов и заканчивается в точке 2, где должна наступить трансформация, сброс ранее накопленных ограничений, далее начинается в точке 3 новый цикл, опять система проходит через максимум адаптационных возможностей, достигает точки 4, где опять происходит трансформация, и система начинает новый цикл в точке 5 и так далее. Эта модель позволяет объяснить наличие циклов
Рис. 1. Трансформация развивающейся системы, п1 < п2 < п3, траектория системы: 1-2-3—4-5—6-...
в развитии сложных биологических, социально-экономических и технических систем.
Предложенная модель процессов самоорганизации сложных развивающихся систем реализует закономерность наличия адаптационного максимума в жизненном цикле систем в потоке перемен. Жизненный цикл — совокупность фаз развития, пройдя через которые система достигает зрелости и становится способной эффективно функционировать и дать начало новому поколению.
Как показывает статистика, существуют циклы в развитии экономики, в частности — циклы Кондратьева. Учет закономерности наличия адаптационного максимума позволяет объяснить эти циклы [12]. Надежность сложных человеко-машинных комплексов достигает своего максимума в зоне адаптационного максимума и технические системы должны строиться таким образом, чтобы при изменении этих систем они оставались в зоне адаптационного максима как можно дольше.
Число примеров систем можно было бы увеличивать, но уже ясно, что феномен адаптационного максимума существует, и учет закономерности наличия адаптационного максимума в жизненном цикле сложных развивающихся систем позволит лучше понять механизмы их функционирования и значительно улучшить их характеристики. Для того, чтобы выжить, этно-социум должен находиться в зоне адаптационного максимума.
Структурная стабильность, совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе, т. е. сохранение основных свойств при различных внешних и внутренних воздействиях, обеспечивается адаптационными возможностями [4, 5]. В представленных лингво-комбинаторных моделях адаптационные возможности систем определяются числом произвольных коэффициентов в структуре эквивалентных уравнений, и наибольшая структурная стабильность достигается в зоне адаптационного максимума, который обнаруживается у различных систем с числом переменных больше шести [4], см таблицу. Для удержания систем в зоне адаптационного максимума можно использовать различные методы — рост числа переменных, наложение и снятие ограничений, объединение систем в коллективы. Действительно, если имеем две системы:
^ 1=стх, s2=стг, (7)
то путем наложения общих ограничений mcol получим коллектив:
с _ /-~1т1+т2+тео1+1
¿ео1 ~СП1+П2 • (8)
При этом в зависимости от конкретных параметров может быть Scol > S1 + S2, когда объединение в коллектив приводит к росту адаптационных возможностей, а может быть Scol < S1 + + S2, когда адаптационные возможности меньше суммы адаптационных возможностей исходных систем. Наличие неопределенности в структуре системы, произвольных коэффициентов, позволяет реализовать различные механизмы самоорганизации.
Наличие феномена адаптационного максимума в жизненном цикле различных сложных развивающихся систем позволяет объяснить эволюцию систем в условиях изменяющейся среды. Феномен адаптационного максимума является основой самоорганизации в природе и обществе. Структура неопределенных коэффициентов задает матрицу картины мира, в рамках которой и разыгрываются различные события. Произвольные коэффициенты в структуре эквивалентных уравнений могут быть и волновыми функциями, а различные системы могут рассматриваться как квантовые макрообъекты.
Стратегические технологии. Пока в России топчутся на месте и только говорят об инновационном росте, не решаясь применить ясное целеполагание, весь мир живет иначе. Особенно разителен контраст с Соединенными Штатами, где не только смело заглядывают в будущее, но и активно его формируют—в своих, естественно, интересах. Американцы прекрасно понимают: прежняя модель мирового развития исчерпала свои возможности, впереди переход в совершенно новый (шестой) технологический уклад. И они готовятся возглавить этот переход [19, 22]. Растет понимание, что вот-вот на смену пятому технологическому укладу пойдет шестой. Что имеется в виду? Рассмотрим карту технологических укладов.
V технологический уклад: компьютеры, малотоннажная химия, телекоммуникации, электроника, Интернет.
VI технологический уклад: Биотехнологии, нанотехнологии, вложения в человека, новое
природопользование, робототехника, новая медицина, высокие гуманитарные технологии, проектирование будущего и управление им.
Приходит понимание, что глубинные причины нынешнего кризиса — в исчерпании возможностей пятого уклада.
Николай Кондратьев в свое время выяснил, что локомотив экономики — «Большие волны», несущие с собой новые технологические уклады. Каждый уклад проходит в своем развитии три этапа. Сначала возникает наука, связанная с новыми возможностями — это 10-15 лет, потом наступает стадия создания опытных образцов техники — еще 10-15 лет. Столько же длится и третий этап — проникновение нового техно-уклада в экономику.
СССР смог максимально воспользоваться преимуществами четвертого уклада. Но лидерство в укладе требует от страны сверхусилий. Постсоветская Россия полностью «проспала» пятый уклад, занявшись саморазгромом, самопроеданием и сверхпотреблением.
Вложения в инновации пятого уклада уже не дают прежних отдачи и успехов. России поздно заниматься персональными компьютерами, программированием и мобильными телесистемами: главные «сливки» уже сняты другими. Нас пускают лишь в аутсайдерские ниши. Ну, есть в РФ 150 миллионов мобильников — и что дальше? Человек не может покупать новый сотовый телефон раз в четыре месяца — это бессмысленно. Отрасли пятого уклада достигли стадии насыщения и не в состоянии поглотить большие деньги. Но и новые отрасли (шестого уклада) пока не готовы принять огромные инвестиции: ни нанотехнологии, ни новая медицина, ни «зеленая» химия. Будущее за формированием новой картины мира — компьютеризмом, из которого вытекают новые технологии.
Нужно понимать, что прежний мир кончился. Нужно провести серьезные конференции по проектированию будущего и по выработке «технического задания» на будущее. Наступление эры компьютеризма так же неизбежно, как наступление эпохи двигателей внутреннего сгорания после века паровых машин.
Пожалуй, высшая стадия нанотеха — создание крохотного ассемблера-сборщика, который сможет из атомов собирать все необходимые вещи на нанофабрике размером с комнату [6].
На Западе уже ходит теория «Двухнедельной технологической революции». Вот ее компоненты:
• принципиально новые устройства могут быть созданы в маленькой лаборатории (стоимость новых форм живого — 200 тыс. $);
• возможность редактировать геном (евгеника);
• наноассемблеры позволяют производить все желательные вещества очень быстро;
• плотность записи информации 1015 / см2 (сейчас — 108/см2);
• принципиально новые растения, животные, другие формы жизни (например, выведенная в одном из наших научных центров суперсосна, растущая в несколько раз быстрее, чем обычная);
• универсальные анализаторы, мониторинг состояния организма [7].
Страна, первой совершившая такой прорыв, обгонит все прочие страны и превзойдет их так же, как европейцы превосходили ацтеков и инков. Такой нанотех основа и для революции в военном деле: он позволяет создать совершенное и чистое, абсолютное оружие. Например, микророботов и целые их сообщества. Впрочем, очертания такой революции уже видны: на рис. 2 показан сидящий на пальце миниатюрный беспилотный разведчик «Шмель» израильского производства.
Необходимые и достаточные условия создания нанороботов были определены в моей статье
Рис. 2. Беспилотный разведчик «Шмель» израильского производства
[6]. Из нанотрубок можно создавать материал в сто раз легче стали и в шесть раз ее прочнее. Это не только возможность получить, например, абсолютно пуленепробиваемые доспехи или суперброню. Из нанотрубок можно создать «канатную дорогу» между Землей и спутником на геостационарной орбите (36 тыс. км), и по этой дороге запускать в космос грузы, используя центробежную силу. Это тот самый «космический лифт», о котором писал Артур Кларк в «Фонтанах рая» и который проектировал советский ученый Юрий Арцутанов.
Россия также могла бы начать смелые на-нотехнологические проекты. Начиная от памперсов, впитывающих объем жидкости в сто раз больший по объему нежели абсорбент в самом подгузнике, и, заканчивая технологией создания «эльфийского плаща-невидимки» Виктора Ве-селаго. Он еще в 1967 г. высказал идею создания материала, который может отклонять лучи света и радиоволны, заставляя их как бы обтекать объект, закутанный в «эльфийский» материал.
Всякое эпохальное свершение проходит три стадии развития. Возьмем для примера космонавтику. Сначала чем-то новым занимаются «безумцы-визионеры». Например, Циолковский с его идеей космических полетов. Потом приходят энтузиасты, вроде Цандера или Тихонра-вова, строящие первые действующие модели ракет. Они доказывают техническую возможность воплощения Мечты. Наконец, венчают
дело профессионалы вроде Сергея Королева, строящие космическую промышленность.
Как-то я спросил одного из сподвижников Королева: «Как же вы справились с таким невероятно трудным делом?» Он ответил: «Мы были уверены, что мы — лучшие и непременно выйдем в космос. Нас воспламенили книги: «Межпланетные полеты» Якова Перельмана (1904 г.) и советская «Энциклопедия межпланетных полетов», изданная в 1934-1936 годах...» Мечтатели-воспламенители умов у нас сегодня есть.
Чтобы двигаться по инновационному пути, России необходимо сформировать новую «повестку дня» и определить главные направления работы, к этому нас призывает сама жизнь. Нам нужна новая идеология, новая система ценностей.
В заключение хотелось бы отметить, что в любой сложной системе имеет место феномен адаптационного максимума, удаление от которого и влечет кризис;
для того, чтобы уменьшить глубину кризиса, необходимо следить за зоной адаптационного максимума и стремиться удерживать систему в этой зоне, накладывая и снимая ограничения, объединяясь в коллективы или выходя из них, разрабатывая новые технологии и т. д.;
для того, чтобы человечество преодолело кризис, необходимо построить новую картину мира, в которой информация заняла бы достойное место.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Мерло-Понти М.. Феноменология восприятия / М. Мерло-Понти, — СПб., 1999.
2. Степин В. С. Теоретическое знание / В. С. Сте-пин, — М., 2003.
3. Моль А. Социодинамика культуры / А. Моль, — М., 1973 .
4. Игнатьев M. Б. Голономные автоматические системы / M. Б. Игнатьев, — М. — Л.: Изд-во АН СССР, 1963, — 204 с.
5. Ignatiev M. B. Simulation of Adaptational Maximim Phenomenon in Developing Systems Proceedings of The SIMTEC'93—1993. International Simulation Technology Conference. — San Francisco, USA. — 1993. —P. 41-42.
6. Игнатьев М. Б. Роботы на основе нанотехнологий и пути перехода из одной мировой точки в другую / М. Б. Игнатьев // Вестник Северо-Западного отделения Метрологической академии. Вып. 2, 1998.
7. Ignatyev M. B., Makina D. M., Petrischev N. N., Poliakov I.V., Ulrich E.V., Gubin A. V Global model of organism for decision making support // Proceedings of the High Performance Computing Symposium — HPC 2000, Ed. A. Tentner, 2000 Advanced Simulation Technologies Conference. - Washington DC. USA. — 2000. — P. 66-71.
8. Ignatyev M. B. Linguo-combinatorial method for complex systems simulation // Proceedings of the 6th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics. Vol. XI, Computer science II. — Orlando, USA. — 2002. — P. 224-227.
9. Игнатьев М. Б. Семиблочная модель города для поддержки принятия решений // Труды семинара «Компьютерные модели развития города». — СПб.: Наука, 2003. — С. 40-45.
10. Игнатьев М. Б. Роботы, аватары и люди как системы со структурированной неопределенностью // Новое в искусственном интеллекте. — М., 2005.
11. Игнатьев М. Б., Никитин А. А., Никитин А. В., Решетникова Н. Н. Архитектура виртуальных миров / Изд. 2-е. — СПб., — 2009.
12. Ignatyev M. The study of the adaptation phenomenon in complex systems // AIP Conference Proceedings. Melville — New York, 2006. Vol. 839. P. 322-330.
13. Игнатьев М. Б. Информационные технологии в микро-, нано- и оптоэлектронике // М. Б. Игнатьев. — СПб., 2008. — 200 с.
14. Ignatyev M. Semantics and self-organization in nanoscale physics // International Journal of Computing Anticipatory Systems. Vol. 22. 2008. P. 17-23. (Edited by D.M. Dubois, HAOS, Liege, Belgium).
15. Игнатьев М. Б. Вселенная как самоорганизующаяся система // Тезисы докладов Всероссийской астрометрической конференции «Пулково-2009». — СПб., 15-19 июня 2009. — С. 19-20.
16. Ignatyev M. Universe as Self-Organization System // Abstract book of 9th International Conference on Computing Anticipatory Systems, HEC-ULg, Liege, Belgium, August 3-8, 2009, Symposium 3, p. 14.
17. Игнатьев М. Б. О совместном использовании принципов введения избыточности и обратной связи для построения ультраустойчивых систем // Тру -ды Ш Всесоюзного совещания по автоматическому
управлению. Т. 1, 1968.
18. Glushkov V., Ignatyev M., Miasnikov V., Torga-shev V. Recursive machines and computing technology // Proceedings IFIP-74, computer hardware and architecture, p. 65-70, Stockholm, August 5-10, 1974.
19. Малинецкий Г. Г. и др. Новое в синергетике. Взгляд в третье тысячелетие // Г. Г. Малинецкий и др., М.: Наука, 2002.
20. Медведев Д. А. Россия, вперед! (газета «Известия» от 11.09.2009).
21. Игнатьев М. Б. Компьютеризм // Программа 29-й международной конференции по информатике и проблемам устойчивого развития, СПб., 2324 апреля 2010. С. 83-84.
22. Гвишиани Д. М. Мосты в будущее. / Д. М. Гви -шиани. — М., 2004.
23. Наше общее будущее: Доклад Международной комиссии по окружающей среде и развитию (МКОСР): пер. с англ. / Под ред. С. А. Евтеева и Р. А. Перелета. — М.: Прогресс, 1989.
24. Яковлев Р. М., Данилевич Я. Б., Игнатьев М. Б., Суглобов Д. Н. // Атомная энергетика без плутония и Чернобыля / Р. М. Яковлев, Я. Б. Дани-левич, М. Б. Игнатьев, Д. Н. Суглобов / Мир и согласие. — № 2. — 2008. — С. 58-71.
