Новые горизонты

По мере развития человеческого общества и интенсификации жизни все более и более становится необходимым согласование деятельности людей, живущих не только в разных странах, но и на разных континентах. Появляется все больше вопросов и проблем, требующих для своего решения коллективных усилий народов различных государств, все больше обостряется необходимость управления этими проблемами, постепенно охватывающими планету в целом. Эти проблемы получили в последние годы даже собственное название — глобальные. К их числу относятся, например, проблемы загрязнения, прежде всего те, которые обусловлены переносом загрязнения атмосферой и водой.

Человечество крайне заинтересовано в хорошем воздухе атмосферы и в чистоте Мирового океана, в разумном расходовании ограниченных запасов энергетического топлива и других необходимых для жизни минералов. К числу глобальных относится также проблема выравнивания жизненных условий в развитых и развивающихся странах. И многие-многие другие. И здесь кибернетика оказывается перед лицом совершенно новых задач, требующих для своего решения разработки специфических подходов. Первое, с чем сталкивается исследователь, — это необходимость глубокого системного анализа, анализа, сочетающего гуманитарные и естественнонаучные подходы. Подробный рассказ о них выходит за рамки данной книги, поэтому здесь стоит остановиться на каком-нибудь одном примере, на котором можно было бы попытаться описать эту основную особенность управленческого анализа, требующего широкого объединения знаний самой разнообразной природы. В качестве такого примера возьмем климат, сосредоточив внимание на оценке антропогенных нагрузок на него и учете климатических факторов при разработке процедур, необходимых для принятия решений.

Сегодня на эту тему публикуется много работ, и она занимает умы не только ученых, но и политиков, и просто образованных людей. Есть достаточно много оснований считать, что энергетическая мощность человечества и реализация грандиозных проектов типа переброски стока великих сибирских рек на юг могут привести к существенному изменению многих климатических характеристик. Тот факт, что человеческая деятельность может изменить климат, создает одну из самых острых экологических проблем глобального характера, и ее выбор в качестве примера тех новых задач, которые поднимаются перед кибернетикой, кажется вполне уместным.

 

Как возникают глобальные проблемы

Человек всегда стремился и стремится отразить в своем сознании величие природы, понять законы, управляющие миром, в котором он живет, предсказать возможное течение событий. Эти стремления людей отвечают их общественным потребностям — они не только помогают решать конкретные задачи повседневной практики, но и вселяют уверенность в своих силах, создают тот нравственный и духовный климат, который в не меньшей степени обеспечивает гомеостазис рода человеческого, нежели конкретные успехи в материальной сфере. Постепенно в умах людей рождались мировоззренческие системы, охватывающие те или иные фрагменты реальности. Но человек нуждается в большем, и он создал это «большее».

История сохранила нам величественные схемы мироздания, созданные гениями прошлых веков. Но, только начиная с эпохи Возрождения, можно говорить о научном фундаменте, о научной методологии их создания и развития, о широкой возможности использовать эти представления для решения практических задач, стоящих перед людьми.

Эпоха Возрождения открыла эру создания грандиозных синтетических научных конструкций, позволяющих сегодня увидеть единство мира, в котором мы живем, взаимообусловленность разнообразных процессов, которые в нем протекают. Благодаря им постепенно формируется не только методологический фундамент, но и технология того анализа процессов, протекающих в окружающем мире, который мы сегодня называем системным. Он дает сегодня возможность человеку решать конкретные проблемы в непрерывно усложняющемся мире. Последнее очень важно — заготовленных рецептов никогда не бывает достаточно; человечество обречено на непрерывный поиск, в котором научная, системная методология играет роль нити Ариадны.

Первый шаг был сделан И. Ньютоном, превратившим общие идеи движения, высказанные еще в античное время, в исходную позицию для анализа процессов, протекающих во внешнем мире. Впервые человечество обрело принципиальную возможность предвидения, и впервые исследователям стали доступны не только общие качественные соображения, но и строгие количественные оценки.

На первых порах все это касалось только механики и астрономии. Но если можно вычислить, узнать точно, когда и где на небосводе появится комета Галлея или куда упадет камень, которому мы придаем ту или иную скорость, то почему нельзя узнать судьбу и более сложных явлений? Одним словом, поняв причины, которые порождают явление, человек получил впервые возможность создания теорий, на основе которых можно высказать научное предвидение.

Это был, конечно, эпохальный факт, оказавший, может быть, не сразу огромное влияние на характер развития мысли. Можно по-разному интерпретировать историю развития естественных наук и системного мышления, но нам хотелось бы отметить лишь еще два ее этапа.

Первый — это эволюционное учение Ч. Дарвина.

Оно открыло очередную страницу познания, связав в единое целое огромное разнообразие фактов, накопленных естествоиспытателями и палеонтологами. Эволюция жизни, развитие ее форм, механизмы, порождающие это развитие, все эти открытия позволили заглянуть в прошлое, произвести его реконструкцию, понять законы развития материи. А познав законы, познав механизмы, скрытые пружины изменения живой природы, ученые утвердились в мысли, что в наших силах увидеть и черты завтрашнего дня. Одним словом, они убедились: чтобы понять будущее, надо уметь заглянуть в прошлое!

Следующий шаг сделал В. Вернадский. Он создал концепцию биосферы. Центральным в его учении было представление о глубокой взаимосвязи всех процессов, протекающих на Земле, — геологических, химических, биологических. Он был первым, кто показал, что существование всего лика Земли, ее ландшафтов, ее гидросферы и атмосферы обязано жизни — живой компоненте биосферы. И чем дальше идет развитие планеты, тем роль жизни становится все более и более определяющим фактором в ее судьбе.

Таким образом, учение В. Вернадского, так же как и учение Ч. Дарвина, это учение об эволюции, учение о формах движения материи. Но в нем уже идет речь о развитии биосферы в целом, о взаимной обусловленности эволюции ее элементов, о закономерном появлении и развитии жизни, в рамках которой столь же закономерно возникает антропогенез, возникает процесс формирования человека вида «гомо сапиенс», приводящий неумолимо к появлению общества. И как логическое завершение этой системы взглядов в последние десятилетия своей жизни В. Вернадский создает учение о ноосфере, то есть о сфере разума. Согласно В. Вернадскому разум человека постепенно создает цивилизацию, способную к целенаправленному воздействию на естественный ход эволюции Земли. И неуклонно та часть нашей планеты, которая становится доступной активной воле людей, превращается в организм, то есть в систему, обладающую своими собственными целями развития и возможностями для их достижения.

Итогом учения В. Вернадского оказывается представление о единстве человека и биосферы, о единстве человечества в рамках биосферы, о том, что естественным этапом развития биосферы является ее постепенное превращение в единую общность, о которой уместно говорить как о системе, обладающей общими целями развития.

Таким образом, за последние 200–250 лет европейская цивилизация создала ряд грандиозных синтетических (объединяющих) теорий, позволяющих увидеть единство окружающего мира, глубочайшую взаимосвязанность разнообразных факторов. Благодаря им системное мышление становится постепенно естественной нормой. И эти системы взглядов, эти теории были не просто философскими системами. Они раскрывали механизмы, управляющие развитием, и, следовательно, открывали возможность предвидеть ход событий, дать им не просто качественную, но и количественную оценку.

Возможность заглянуть в завтра становится доступной исследователю. Этот факт трудно переоценить, тем более что он определяет целый ряд важных следствий.

Если человек способен предвидеть результаты своих действий, то у него возникает возможность сравнения вариантов этих действий и отбора тех, которые наилучшим образом отвечают поставленным целям. Другими словами, у человека возникает потенциальная возможность управлять событиями, то есть целенаправленно воздействовать на них. И естественно, что он начинает ее использовать. Но управление имеет смысл тогда и только тогда, когда ясно очерчены цели, во имя которых производятся те или иные действия. Проблема целей — именно целей, стоящих перед развивающимся обществом, превращается в одну из основных задач современной науки.

Генеральная цель развития цивилизации, по В. Вернадскому, — это обеспечение коэволюции (совместной эволюции) человека и биосферы. Появление человечества — закономерный этап эволюции планеты, в ходе которой возник разум, создается ноосфера. Человечество можно рассматривать только в рамках биосферы, оно — ее элемент, и его будущее неразрывно связано с ее эволюцией.

Мощность человеческой цивилизации, ее способность влиять на ход событий общепланетарной эволюции становится столь значительной, что в принципе она способна разрушить сложившуюся ситуацию, сложившееся состояние биосферы, которую мы условно назовем равновесной. Конечно, сегодня человек еще не способен уничтожить биосферу напрочь. Но под его воздействием она может перейти в новый равновесный режим.

И каков он будет, об этом мы сегодня сказать пока ничего не можем. И даже не знаем, будет ли место для человека в этой новой биосфере. Поэтому на передний план научного анализа выходят проблемы таких оценок альтернатив человеческой деятельности, которые не нарушают гомеостазиса человечества как вида, не разрушают, а обеспечивают совместное развитие человека и биосферы. Без подобных оценок нельзя говорить о какой-либо стратегии целенаправленного развития общества, о достижении вообще каких-либо целей.

Сформулированные положения могут служить отправной позицией для построения научной программы исследований, в которой условия коэволюции человека и биосферы должны быть изучены с самых различных точек зрения. Такая программа и определит тот фундамент научных знаний, без которых в современных условиях нельзя говорить об управлении процессами глобального характера и целенаправленном развитии цивилизации.

 

Системность и междисциплинарность

Одна из основных трудностей подобных исследований — это обеспечение их системности, комплексности.

Очень трудно выделить какой-либо объект биосферы и изучить его самостоятельно. Биосфера — это единое целое с очень высокой степенью взаимообусловленности.

Отдельный, локальный выброс углекислого газа в атмосферу рассеивается через несколько дней и приводит к изменению состава атмосферы над всеми регионами планеты. Нельзя описать процессы, происходящие на суше, не принимая во внимание недавно обнаруженные мощные аномалии в течениях глубинных вод океана.

Разгадку климатических аномалий в одной части земного шара, как правило, следует искать за многие тысячи километров. Так, например, урожайность в районах Волги и Казахстана тесно связана с интенсивностью осенних штормов в северной части Атлантики.

Если там бывают продолжительные осенние штормы, то океан отдает очень много тепла в атмосферу, и в следующую весну и лето он бывает холоднее обычного.

Но тогда атлантические ветры (так называемый «Западный перенос»), зона действия которых простирается за Уральский хребет, бывают также холоднее обычного и несут с собой большее количество осадков.

В Центральной России и Прибалтике в это время можно ожидать холодного и дождливого лета, зато эти неприятности с лихвой окупаются благами, которые получают восточные и юго-восточные районы страны:

влажные холодные ветры, проникая в глубину Евразии, парируют азиатские ветры, дующие с севера или, что еще опаснее, из среднеазиатских пустынь. В подобных ситуациях можно ждать хороших урожаев в степных районах Советского Союза.

Точно так же нельзя отделить процессы, протекающие в биоте, от атмосферных процессов. Прежде всего именно биота — живая часть атмосферы определяет структуру углеродного цикла. А количество углекислоты в атмосфере влияет на температуру атмосферы, создавая так называемый парниковый эффект. Суть его в том, что атмосфера Земли, практически прозрачная для коротковолновой солнечной радиации, сама непосредственно солнцем нагревается очень слабо: один хороший шторм в океане, оказывается, отдает тепла атмосфере больше, чем солнечная радиация за целый год.

Нагревание атмосферы происходит главным образом за счет теплового излучения нагретой солнцем подстилающей поверхности суши и океана! Присутствие же углекислоты (СО2) в атмосфере препятствует уходу в космос этого тепла. Другими словами, СО2 экранирует тепловое излучение Земли, и атмосфера нагревается сильнее, ее температура повышается, нарушается структура образования облаков, меняется циркуляция атмосферы (характер ветров) и т. д. Одним словом, меняется климат.

Но биота влияет на климат не только через углеродный цикл. Изменение характера растительности меняет альбедо планеты, то есть отражательную способность ее поверхности, и, следовательно, непосредственно влияет на ее тепловой баланс. Наконец, растительность определяет интенсивность испарения влаги с подстилающей поверхности, непосредственно влияя на водный баланс.

И существенно влияют на биосферу, что нас интересует больше всего, факторы антропогенного характера, то есть нагрузки на нее, которые создает человечество. Сегодня в литературе обсуждаются прежде всего три аспекта этой проблемы: роль антропогенных выбросов в атмосферу, прежде всего углекислоты и аэрозолей; влияние искусственной энергии на тепловой баланс атмосферы; влияние изменения альбедо, обусловленного урбанизацией, сведением лесов и заменой естественных ценозов искусственными.

Но есть еще целый ряд вопросов, изучение которых необходимо для того, чтобы понять те последствия наших действий, которые будут определять условия нашей жизни. Это прежде всего крупные проекты перестройки геологических масштабов. Ныне обсуждается множество самых различных проектов, начиная от относительно «безобидного» перераспределения стока рек до проектов глобального характера вроде перекрытия Берингова пролива. Все экологические следствия подобных предложений пока анализируются только на интуитивном уровне.

Любые проекты, так или иначе влияющие на экологическую обстановку того или иного региона, задевают судьбы людей. Ведь, как уже говорилось, общество состоит из различных групп, имеющих разные, порой несовпадающие интересы, различные представления о целях своего развития, различные шкалы ценностей.

Поэтому каждый проект, могущий повлиять на экологическую обстановку, неизбежно приводит к определенным конфликтам, приводит к определенным напряжениям социального характера, и кибернету необходимо немалое усилие, недюжинные способности для их преодоления и снятия. Вот почему исследования климатических последствий реализации того или иного проекта должны сопрягаться с анализом той конфликтной ситуации, которая при этом может возникнуть. Ясное понимание всех подобных обстоятельств поможет лицу, ответственному за принятие решений, правильно его выбрать.

 

Региональные климатические характеристики

Изучением характеристик климата различных районов Земли занимается огромная армия исследователей.

Их усилия направлены на описание современного состояния климата того или иного региона и выяснение закономерностей и механизмов, его порождающих; и изучение взаимообусловленности климатических характеристик различных зон земного шара и выявления последствий антропогенных воздействий на их изменения.

Что касается первого вопроса, то он достаточно хорошо изучен. Многолетние наблюдения позволяют не только описать климат того или иного региона, но и дать определенные заключения о механизмах, его порождающих. Например, мы хорошо знаем особенности «Западного переноса», который определяет климат Европы, можем подробно объяснить причины засушливости Сахары и т. д.

Географическая климатология накопила немалое количество фактов, которые с успехом используются при изучении механизмов, управляющих климатом.

Вместе с тем мы все время сталкиваемся с погодными аномалиями, объяснить которые, а тем более предсказать не в состоянии. Мы, например, почти ничего не знаем о причинах бедствий, постигших страны Сахеля (страны, расположенные к югу от Сахары), когда в течение целого ряда лет в этой засушливой, но в целом благодатной зоне не выпало ни одной капли дождя.

Нам до сих пор памятен 1976 год, когда Западная Европа была затоплена дождями, а влажная, в обычные годы лесная зона европейской части России задыхалась от жары и вызванных ею лесных пожаров. Объяснить подобные аномалии даже ретроспективно мы пока не умеем.

И тем не менее те сведения, которые накоплены климатологией, очень важны и их нельзя недооценивать. Известным русским климатологом А. Воейковым еще в XIX веке был сформулирован принцип: тепло на севере (имеется в виду северное побережье Советского Союза в районе Баренцева моря), сухо на юге — и наоборот: холодно на севере — дождливо на юге страны. И этот закон выполняется с удивительной точностью. Так, например, в конце 40-х годов началось похолодание Арктики. И немедленно начали происходить заметные изменения климата южных районов Советского Союза. И сейчас, когда в Арктике и на севере температура в среднем понизилась на величину, меньшую одного градуса, растительность юга сразу же отозвалась на это. Особенно чувствительный индикатор — это флора пустынных и околопустынных районов. Так, например, за последние 27 лет в районах барханных песков восточной Туркмении количество растений в самих барханных песках увеличилось в 8 раз! В аридной зоне, примыкающей к пустыне Каракум, плотность естественной растительности увеличилась на 20–25 процентов, и в настоящее время там происходит интенсивное восстановление кустарников, погибших в предыдущий более засушливый период.

Эти циклы периодического похолодания и потепления Арктики, а одновременно и наступления более влажных или более засушливых периодов в аридных южных районах страны, получили название циклов Бракнера. Знание подобных закономерностей позволяет с известной правдоподобностью оценивать тенденции в климатических изменениях, а следовательно, и возможную эффективность сельскохозяйственного производства, а также судить о региональных климатических эффектах тех или иных инженерных проектов.

Сегодня рождается много проектов перестройки климата нашей планеты. Их авторы, стремясь улучшить ситуацию в каком-либо одном районе мира, не учитывают тех изменений, которые вследствие их действий могут произойти в других районах.

Сегодня хорошо известно, что решающим фактором, определяющим региональные характеристики климата, является структура воздушных течений. Они, в свою очередь, зависят от характера океанических течений.

Поэтому многие инженерные проекты «усовершенствования» климата так или иначе связаны с созданием сооружений, изменяющих направления течений. И хорошим помощником авторам этих проектов служит палеореконструкция климата, то есть анализ климата предшествующих эпох.

Так, показательна, например, история оледенения Антарктиды. Ее географическое положение уже более 50 миллионов лет не меняется и близко к современному, как не меняет своего положения и Южный полюс, располагаясь в ее центре. Однако долгое время этот континент не был ледовым. Конечно, на нем были ледники, особенно в горах, достигавших в те времена 5 километров и больше. И вокруг него возникали ледяные поля. Но сплошной ледяной щит появился относительно недавно.

Первое значительное похолодание Антарктиды произошло на рубеже эоцена и алигоцена — около 38 миллионов лет назад. Оно связано с заглублением Южно-Тасманийского поднятия и возникновением пролива Дрейка, отделившего Антарктиду от Южной Америки, Благодаря этому около 27 миллионов лет назад сформировалось так называемое циркумполярное течение, которое заблокировало воды Антарктиды от других океанов. Появление этого течения, омывающего Антарктиду, привело к формированию устойчивой цепочки циклонов, сопровождающих это течение, изолируя саму Антарктиду от остальных морей Мирового океана.

Из-за этих циклонов летние месяцы под континентом стали дождливыми и облачными; в течение пасмурного лета снег, накапливающийся за зиму, таять практически не успевает, и Антарктида превратилась в насос, выкачивающий воду из океана. В итоге влага в виде снега и льда непрерывно накапливается в ледяном панцире материка, а уровень Мирового океана падает. За время образования антарктического ледяного щита он понизился по меньшей мере на 50–60 метров. Этот факт имеет огромное общепланетное значение. В частности, с понижением уровня океана резко увеличилась засушливость климата на всей планете.

Если бы сегодня удалось снова перекрыть пролив Дрейка, то вся картина циркуляции вод Мирового океана качественно бы изменилась. Исчезло бы циркумполярное течение, прекратилась бы изоляция Антрактиды, летние месяцы в ней стали бы ясными и солнечными, к ее берегам подошли бы теплые воды, нагретые у экватора подобно Гольфстриму и Куро-Сио, и льды Антарктиды начали бы таять!

Вот подобные этому рассуждения и служат основанием для проектов изменения климата планеты.

В свое время мировую известность получил проект изменения течения Гольфстрима. Известно, что из-за существования силы Кориолиса теплое течение Гольфстрим, зародившись в Карибском море и пройдя более тысячи километров вдоль восточного побережья Америки, поворачивает на восток, создавая над Европой мягкий морской климат. Благодаря этому здесь на широте Копенгагена растут буковые леса. В то же время в Канаде на той же широте господствуют тундровые ландшафты.

Если у Ньюфаундлендской банки поставить что-то вроде плотины, то значительная часть Гольфстрима направится дальше на север вдоль берегов Лабрадора, и тогда, по замыслам авторов проекта, климат северной части США и Канады резко улучшится, то есть значительно потеплеет!

Не будем сейчас говорить о том, что произошло бы при этом с климатом Европы и какая трагедия нависла бы над ней. Нам хотелось лишь показать, как легко в таких вопросах может подвести интуиция, ибо климат Северной Америки изменился бы возможно совсем не так, как предполагают авторы проекта.

Конечно, на Лабрадоре, Ньюфаундленде и в северной части провинции Квебек климат стал бы несколько мягче. Но те устойчивые северо-восточные ветры, которые определяют холодный континентальный климат северных территорий Канады, запада провинции Онтарио и провинции Саскачеван, сделались бы влажными.

В результате здесь стал бы формироваться ледовый щит, как в период последнего оледенения (около 20 тысяч лет назад), когда на широте Великих озер лежал ледник километровой толщины (Висконсинское оледенение).

Другой подобный проект был связан с изменением течения Куро-Сио, которое, подобно Гольфстриму, покидает родные края и уходит на восток. Направляя одну из теплых струй этого течения в сторону Охотского моря, можно качественно улучшить условия жизни на его побережье. Но одновременно создался бы ледяной щит в центре Сибири. Парадоксально? Ничуть! Уровень средних температур Якутии гораздо ниже, чем в Гренландии. Однако в Гренландии лежит ледник мощностью до трех километров, а на севере Якутии, где под тонким слоем почвы находится полуторакилометровый слой вечной мерзлоты, растут травы в рост человека, пасутся стада оленей и растет лес! И причина этого контраста снова в структуре океанических течений. Благодаря Гольфстриму в Гренландии выпадает огромное количество осадков, которые не успевают таять за короткое пасмурное и влажное лето. А в Якутии нет ледников прежде всего потому, что зимой там мало снега, а летом ясное небо и много солнца. Страшны, оказывается, не зимние морозы, а избыток влаги в условиях холодного климата. Значит, поворот Куро-Сио обернется трагедией для центральной Сибири.

Вот о таких региональных следствиях инженерных задумок их авторы часто не догадываются.

Проекты, подобные описанным, затрагивают огромные пространства планеты; улучшая условия жизни одних регионов, они могут поставить на грань катастрофы жизнь целых континентов. Но и проекты гораздо меньшего масштаба могут оказать совершенно непредсказуемое влияние на региональный климат. Покажем это на двух примерах.

В печати уже давно, еще с довоенных лет, обсуждается проект канала Средиземное море — Мертвое море, лежащее в котловане почти на триста метров ниже уровня Средиземного моря. На этом канале может быть создан каскад гидроэлектростанций. С энергетической точки зрения проект очень выгоден. Жаркий климат и интенсивность испарения превратят энергетическую систему в своеобразный «перпетуум мобиле». Конечно, площадь Мертвого моря при этом значительно возрастет и будет затоплена низменная солончаковая равнина. Авторов проекта это беспокоит, так как при этом будет нарушен традиционный промысел по добыче соли. Но, как они утверждают, упадок солевого промысла с лихвой окупится тем, что из-за большого испарения пустынный климат прилегающей местности станет более влажным и приятным для жизни человека.

Однако этот вывод при ближайшем рассмотрении оказывается не совсем правильным. Климатические изменения действительно произойдут, но не в окрестностях Мертвого моря, а в горах Ирака. В чем же здесь дело?

Испарение с поверхности Средиземного моря огромно. Оно достигает 2500 кубокилометров в год, то есть равно стоку десяти таких рек, как Волга. Юг, юго-восток Европы, Причерноморье Советского Союза, в том числе и Кавказ, обязаны этому явлению своим климатом и продуктивностью сельскохозяйственного производства. Реки Месопотамии, то есть Тигр и Евфрат, и их притоки — это тоже продукт Средиземного моря, Увеличение зеркала Мертвого моря приведет к резкому увеличению испарения с его поверхности. Десятки кубических километров средиземноморской воды, которые устремятся по каналу в сторону Мертвого моря, действительно будут быстро испаряться с его увеличивающейся поверхности. Но направление господствующих ветров здесь таково, что эта влага станет уходить на северо-восток и выпадать в горах Курдистана. В результате значительно возрастет сток рек бассейна Тигра.

Другой, уже реализованный, проект — это перекрытие пролива, соединяющего залив Кара-Богаз-Гол с Каспийским морем. Из-за целого ряда выясненных и невыясненных причин уровень Каспийского моря долгое время непрерывно снижается. Этот факт не мог не вызвать беспокойства, так как один из самых продуктивных водоемов мира постепенно теряет свои качества. Как их восстановить?

Увеличить сток рек Волги, Терека и Урала мы не можем, поскольку их воды будут во все большей степени использоваться для орошения. Следовательно, надо попытаться уменьшить испарение самого моря. И вот возникает проект.

С поверхности Кара-Богаз-Гола влаги испаряется в год 7–8 кубометров. Если этот залив отделить от Каспия, то тем самым замедлится падение его уровня.

И кажется, что это перекрытие пролива не повлечет за собой никаких особо вредных последствий. По-видимому, так и рассуждали авторы проекта, который сегодня уже реализован.

Но и эти рассуждения нельзя принять без оговорок.

Прежде всего следует понять: а куда девается та вода, которая испаряется с поверхности Каспийского моря?

Она полностью оседает в горах Памира и Тянь-Шаня, поскольку за ними лежат безводные пустыни Такла-Макан и Гоби и сухое нагорье Тибета. На Тянь-Шане и Памире каспийские испарения создают ледники, которые и питают великие среднеазиатские реки Амударыо и Сырдарью — основу жизни наших Среднеазиатских республик. Исчезнет Кара-Богаз-Гол — может уменьшиться поступление влаги в ледники среднеазиатских горных систем, уменьшится сток рек и, следовательно, ухудшатся в какой-то степени условия сельскохозяйственного производства в Средней Азии.

Конечно, ответить на вопрос, насколько они ухудшатся и когда это произойдет, отнюдь не просто. Но в том-то и состоит трудность принятия сложного управленческого решения; надо узнать все это и учесть все те возможные последствия, которые оно может повлечь.

Итак, мы видим, что при принятии решения регионального масштаба требуется рассматривать и учитывать гораздо больше всевозможных факторов, чем это может показаться сначала. И особенно трудно высказать какие-либо суждения о возможных климатических сдвигах в тех или иных отдаленных районах планеты. Общая климатическая ситуация определяется также в результате наложения на естественные климатические циклы, которые довольно трудно изучать, еще и антропогенных факторов. Поступление в атмосферу углекислоты и выброс искусственно выработанной энергии создают определенные условия для повышения средней температуры планеты. В этом мнении сходятся практически все климатологи мира.

Итак, в XXI веке ожидается общее потепление. Но как при этом изменится климат в отдельных регионах земного шара? Несмотря на сложность проблемы, среди климатологов существует довольно определенное мнение о характере развития процесса. Общая схема рассуждений примерно следующая.

Известно, что изменение средней температуры Земли практически не затрагивает температуру экваториальной зоны. Зато при ее увеличении резко теплеет в арктических зонах. Следовательно, вместе с повышением средней температуры планеты уменьшатся температурные градиенты, то есть сгладятся перепады температур между экватором и полярными зонами. А поскольку именно эта величина определяет интенсивность циркуляции атмосферы, то она с повышением средней температуры сделается более вялой. В результате уменьшится также и перенос влаги. Значит, засушливые районы мира станут еще более засушливыми, а влажные — еще более влажными. Вот такую картину обычно рисуют климатологи.

Но здесь далеко не все так просто, как кажется, и в этих процессах немало загадок. Главная же из них — так называемая «загадка голоцена».

Голоценом называется тот период, который начался сразу, как окончилось последнее оледенение (оказывается, мы живем, таким образом, в голоцене). Науке известен так называемый «максимум голоцена» — период с чрезвычайно благоприятными климатическими условиями, отстоящий от нас на пять-семь тысяч лет. Средняя температура планеты тогда была на несколько градусов выше современной. В районе Архангельска и на побережье Белого моря шумели широколиственные леса, а все современные климатические пояса были как бы сдвинуты к северу на 300–600 километров.

Согласно схеме рассуждений, которую мы изложили, климат голоцена должен был бы при повышении средней температуры планеты обладать большей контрастностью: пустыни должны были быть знойнее и занять основную площадь континентов. Но ничего подобного тогда не было. В этот период Сахара представляла, по-видимому, засушливую саванну, как сейчас страны Сахеля. Ее пересекали полноводные реки, и ее обширные территории были пригодны для сельского хозяйства.

Вспомним, что еще совсем недавно — во времена Древнего Рима — северная Африка была житницей империи.

Великая азиатская степь с ее пустынями Гоби, Каракум, Кызылкум, Такла-Макан и т. д. также была саванной.

И там безбедно существовали многочисленные племена скотоводов. В чем же дело? Почему наши, казалось бы, правдоподобные рассуждения на поверку оказались столь несостоятельными? В чем загадка голоцена? Какие механизмы определяли эти исключительно благоприятные условия для Евразии и Африки?

К сожалению, мы можем только гадать и строить гипотезы. Вот одна из них.

Климат определяется не только характером воздушных течений, но и течениями в океане. И климат Восточной Европы и Западной Сибири, в частности, во многом определяется течением Гольфстрим. Около берегов Кольского полуострова, точнее, в районе устья Белого моря он делает резкий поворот на север и уходит от берегов Советского Союза, не в силах прорваться через мелководья, которые отделяют Баренцево море от Карского. Из-за этого Карское море всегда одето в ледяной панцирь. А огромный сток реки Оби понижает его соленость, что только увеличивает мощность морского льда.

В результате над Карским морем и севером Западной Сибири формируются массы холодного воздуха. Над Баренцевым морем картина совершенно иная здесь зона пониженного давления, а в таких зонах гораздо теплее.

В этом районе возникают большие градиенты температур и давлений, вызывающие зарождение северо-восточных ветров. Они блокируют атлантические циклоны, что и определяет засушливый климат равнин, прилегающих к Уралу, и степной зоны южнее Уральского хребта.

В период максимума голоцена этого холодного «карского заслона», по-видимому, не было. Атлантические циклоны проникали далеко на восток, оттесняя сибирский антициклон к Тихому океану, создавая умеренную влажную зону в тех местах, где сейчас лежат барханные пески. Такая ситуация могла бы возникнуть, если бы Гольфстрим смог прорваться в Карское море. Значит, либо мощность Гольфстрима в ту пору была иной, либо изменилась как-то топография шельфовой зоны Баренцева и Карского морей. Можно лишь предположить, что имела место первая причина. Воды Мексиканского залива, наверное, в ту пору нагревались сильнее, и на север устремлялась более нагретая струя Гольфстрима.

Если это так, то ключ от климата великих степей Евразии лежит у берегов Мексики и Кубы.

Наш рассказ, наверное, убедил читателя в том, что проблемы управления климатом отдельных районов по-настоящему трудны. На интуитивном уровне и на уровне традиционных географических рассуждений ответить на многие вопросы, которые ставит практика, действительно невозможно. В то же время природопреобразующая деятельность человека не только продолжается, но и усиливается. И перед человечеством встает грандиозная задача управления этой деятельностью. Но для этого необходимо прежде всего научиться оценивать ее эффекты. Ведь они становятся такими, что оказывают воздействие на само существование человечества. И чтобы выявить степень этого воздействия, без кибернетики не обойтись.

Так кибернетика общественного развития поднимает перед естественными науками новые беспрецедентные проблемы. Как начинать исследования подобных проблем? Какова должна быть при этом отправная позиция?

Занимаясь этими вопросами в Вычислительном центре Академии наук СССР, мы пришли к однозначному утверждению: «Путь к решению частных проблем лежит через общее». Так учил нас еще академик В. Вернадский. Только создав фундаментальные климатические модели планеты в целом, можно будет более или менее правильно оценивать климатические изменения, вызываемые антропогенными факторами, и построить математический аппарат, создать тот инструментарий, который позволил бы описать различные управляющие воздействия. То есть не индуктивный путь исследования частных проблем и переход от них к общим схемам, а путь дедукции: от общей модели климата планеты к решению частных вопросов регионального управления. Биосфера это единый организм, а, как говорят медики, надо лечить не болезнь, а самого больного. Как это делать, мы и расскажем в следующем разделе.

 

Моделирование климата планеты

Общие точки зрения являются всего лишь исходной позицией. Конечно, если позиция выбрана неверно, то добиться успеха почти невозможно. Но от ее выбора до выигрыша сражения очень не близко. Сказав, что нам необходима общая модель климата, мы только ставим проблему. А дальше начинается неизвестное. Что должна представлять собой климатическая модель планеты, какие требования должны быть к ней предъявлены и что, в конце концов, мы должны понимать под словом «климат»?

Ответить на подобные вопросы отнюдь не просто.

И наши ответы будут в значительной степени субъективны, ибо они отражают определенную позицию, к изложению фрагментов которой мы и переходим.

Мы будем опираться на то определение климата, которое было предложено советскими учеными А. Мониным и Ю. Шишковым. Они считают, что климат — это «статистический ансамбль состояний, которые проходит система „океан — суша — атмосфера“ за период времени в несколько десятилетий».

В этом определении отражена роль трех компонентов, вносящих основной вклад в состояние окружающей среды: инерционного океана, легкой неустойчивой атмосферы и наиболее подверженной человеческому влиянию суши.

Модель климата должна опираться на две базовые модели — модель гидродинамики атмосферы и модель гидродинамики океана. Их выбор — очень важный этап исследования, имеющий своей целью решение задач управления. Не создание новых, а именно выбор, потому что специалисты по метеорологии и океанологии уже разработали многочисленные модели подобного рода.

И задача тех, кто разрабатывает управленческий инструментарий, состоит прежде всего в выборе уже существующих и очень разных моделей, их стыковке между собой и их адаптации для целей управления, то есть превращения их в инструмент кибернетического анализа.

Этот выбор отнюдь не прост, ибо модели должны удовлетворять многочисленным требованиям, зависящим от целей исследования и возможностей анализа. Во-первых, они должны быть достаточно просты, чтобы оказаться доступными для вычислительных средств; но, с другой стороны, эти модели должны быть и достаточно детализированы, чтобы с их помощью кибернет мог делать заключения о влиянии климата на хозяйственную деятельность людей и выбирать такой образ поведения, который в наибольшей степени отвечал бы интересам всех людей планеты.

Например, чтобы решить вопрос о переброске стока рек, исследователь должен иметь возможность с помощью модели оценивать сезонные значения средней температуры, интенсивность фотоактивной радиации, количество осадков и многое другое. И что интересно, информация, характеризующая отклонение этих величин от их средних значений (то есть соответствующие величины аномалий и дисперсий), также является существенной при разработке стратегий активного поведения общества.

Требования к модели климата должны включать в себя и «уровень разрешения». Модель климата для кибернета что микроскоп для естествоиспытателя. Человеческий глаз может отличать одну деталь от другой лишь в том случае, если их размеры не менее одной десятой миллиметра. Такова его «разрешающая способность». Уже первый микроскоп позволил увидеть микробы. Разрешающая способность современного оптического микроскопа в тысячи раз больше, а электронный микроскоп позволяет различать частицы, отличающиеся друг от друга на миллионные доли миллиметра. И в зависимости от объекта исследования экспериментатор выбирает микроскоп, обладающий той или иной необходимой силой разрешения.

Так и при изучении природных явлений мы должны согласовать разрешающую способность модели климата с нашими потребностями и задачами. Чересчур «сильная» модель потребует больше времени для своего анализа. Модель же малой разрешимости может не заметить и упустить важные детали. Для исследования региональных особенностей климата и обоснованных оценок продуктивности естественных и искусственных ценозов модель климата должна различать на поверхности земли квадраты размерами порядка 4–5 градусов по широте и долготе. Только в этом случае можно достаточно хорошо выделить основные промышленные и сельскохозяйственные регионы, например отличить климат Поволжья от климата Центральной России. Кроме того, модель должна допускать реальную возможность анализа эволюции климата в течение нескольких десятилетий.

Проведя с этих позиций сравнение имеющихся в нашем распоряжении многочисленных моделей глобальной циркуляции атмосферы, мы в ВЦ АН СССР остановили свой выбор на одной американской модели (так называемой модели Гейтса — Минца — Аракавы). Эта гидротермодинамическая модель атмосферы была создана в интересах прогноза погоды, но для подобных целей она оказалась чересчур грубой, поскольку это, по существу, двухслойная модель тропосферы и она не учитывает целый ряд деталей, важных для предсказания погоды на ближайшее время. Для наших же целей ее точность была более чем достаточна. Нас устраивало, что она учитывает не только реальное распределение материков и океанов, но и распределение горных систем, характер ледяного и снежного покрова и т. д.

Эта модель обладала еще одним достоинством — она давала весьма полную картину источников и стоков энергии, которые формируются в атмосфере за счет солнечной радиации и фазовых переходов воды, содержащейся в атмосфере и в подстилающей поверхности, в пар, в лед, в снег или в воду. Это очень важное достоинство модели. В самом деле, перенос влаги, сопровождаемый испарением и конденсацией воды, возникновением и исчезновением облаков, играет колоссальную роль в механике и энергетике атмосферы. Достаточно сказать, что на испарение затрачивается около трети всего поглощаемого планетой солнечного тепла.

Как, наверное, уже обратил внимание читатель, мы все время употребляем термин «модель климата», В действительности же это некоторая «система моделей», описывающих все те процессы, которые в своем взаимодействии и определяют климат. Подобно тому как современное здание состоит из отдельных, но связанных между собой блоков, система моделей климата — это тоже конструкция, обладающая собственной архитектурой. Кроме блока моделей, отражающих процессы, протекающие в атмосфере, в Системе моделей климата должен присутствовать и блок моделей, описывающих состояние океана, который в наибольшей степени определяет структуру климата, изменение его характеристик.

Выбор модели океана, то есть способ описания его динамики, тоже очень не прост. С одной стороны, эта модель не должна быть очень сложной и допускать возможность проведения многократных пересчетов, а с другой — она должна учитывать основные особенности обмена энергией, а также потоки влаги и углекислоты в зависимости от широты и долготы.

Пробный анализ показал, что эти сложнейшие процессы обладают одним важным свойством, которое нам позволяет упростить модель. Дело в том, что океан очень инерционен и существенная перестройка его состояния требует сотен лет! Поэтому если мы хотим изучить тенденции изменения климата, которые может создать человеческая деятельность в течение десятков лет, то мы можем не учитывать движения глубинных океанических вод. Это обстоятельство сильно упрощает исследование. Оно позволяет воспользоваться достаточно простой моделью взаимодействия атмосферы и океана, разработанной в главной геофизической обсерватории в Ленинграде (профессор Е. Борисенков).

К числу перечисленных моделей следует добавить еще модель образования морского льда, динамику материкового льда и т. д.

Наконец, нам нужны не просто уравнения, описывающие изменения гидротермодинамических элементов атмосферы и океана, но и статистическая модель, прослеживающая эволюцию таких характеристик, как средняя температура, влажность, облачность и т. д.

Не будем подробно описывать все те трудности, преодоление которых необходимо для завершения подобного исследования. Пока еще мы далеки от окончания этой работы. Но первый шаг уже сделан: как говорят кибернетики, модель может «считать». Конечно, еще далеко не все, еще очень медленно, но тем не менее она «считает»! И мы уже видим, что та, казалось бы, фантастическая задача, которая была поставлена в середине 70-х годов, не столь уж фантастична. Может быть, пройдет 10–15 лет, и с этим инструментом анализа климатических изменений ученые начнут работать так же, как, например, работают сейчас с системой расчетов ядерных реакторов и электростанций.

Составителей модели подстерегает еще одна трудность — идентификация модели, проверка ее достоверности. В физике для этого обычно проводят эксперимент и его данные сравнивают с расчетными величинами.

Здесь же все гораздо сложнее. Мы наблюдаем лишь один-единственный вариант погоды, наша же модель статистическая, и предполагается, что описывать ей придется эволюцию средних характеристик. Значит, надо брать много средних данных о многих вариантах погоды. А где их взять, эти средние характеристики? Правда, метеослужба сейчас работает довольно интенсивно и ее наблюдения достаточно полны. Следовательно, пройдет лет 50-100, и тогда, наверное, накопленных данных окажется достаточно для построения «средних характеристик» погоды. Ну а сейчас?

На наше счастье, синоптикам известен ряд явлений, повторяющихся с точностью удивительной! Существует, например, «Западный перенос» атмосферы — движение воздуха в Северной Атлантике и Европе, которое осуществляется серией циклонов, устремляющихся с запада на восток. Известен, например, так называемый Азорский максимум — зона повышенного давления, располагающаяся зимой над Азорскими островами. В это время там устанавливается отличная погода, и состоятельные люди Америки и Западной Европы проводят зимние каникулы на Азорских островах! В январе устанавливается знаменитый Сибирский антициклон. Особенно постоянно наблюдается круговое движение воздуха летом вокруг Антарктиды. Можно привести еще целый ряд подобных явлений, которые можно использовать в качестве тестов для проверки моделей.

Итак, первейшее требование к модели — она должна воспроизводить подобные, повторяющиеся явления. В противном случае ее нельзя использовать для прогнозов.

Модель, построенная в ВЦ АН СССР, с большой точностью воспроизводит те картины, которые привыкли наблюдать синоптики. То есть с точки зрения описания глобальных экологических процессов она не противоречит наблюдаемым фактам. Это уже много, хотя и недостаточно.

Но, сделав первый шаг, мы уже более уверенно можем приступить к нашей главной задаче — оценке возможных климатических сдвигов как следствий антропогенной нагрузки на биосферу. Эта оценка будет представлять собой результат расчетов, проведенных на основе построенной модели. Она укажет на возможные изменения основных метеорологических величин, таких, как средние температуры и влажности, количества фотоактивной радиации, величины балла облачности, количества осадков и ряд других факторов, влияющих на производственную деятельность, в зависимости от изменения некоторого базисного набора параметров — альбедо, концентрации СО2, количества искусственной энергии… Значения этих параметров определяются, в свою очередь, промышленной и другой деятельностью людей в настоящее время или в обозримом будущем. В частности, с помощью разрабатываемой климатической модели, точнее, системы моделей мы надеемся научиться рассчитывать климатические эффекты различных проектов как регионального, так и глобального характера.

Другими словами, мы предполагаем однажды в обозримом будущем иметь систему моделей, позволяющих проводить оценки параметров климата — оценки, которые необходимы для выбора рациональных стратегий хозяйственной деятельности в различных регионах мира.

Сейчас еще рано говорить о том, что такие расчеты могут быть сегодня эффективно реализованы. Нас ждет еще много трудностей, но перспектива уже видна.

 

Региональные конфликты и коллективные решения

До сих пор мы обсуждали проблемы биосферы и климата. Читателю может показаться что все это очень далеко от вопросов кибернетики. Но это не совсем так.

Чтобы управлять, чтобы принимать те или иные решения, надо прежде всего ясно видеть связи, существующие между нашей действительностью, которой мы можем управлять (в той или иной степени), и изменениями, которые могут происходить в биосфере. Особое значение для нас имеют факторы, связанные с реализацией проектов, способных изменять климатические характеристики, либо шаги, предпринимаемые для достижения каких-либо экономических целей и так или иначе влияющие на характеристики климата.

Мы сформулировали некоторую точку зрения на те пути, которые позволяют получить количественные оценки последствий антропогенных нагрузок, и рассказали о тех первых шагах, которые уже сделаны в этом направлении.

Предположим теперь, что речь идет о каком-либо большом проекте, например о перераспределении стока рек. Предположим также, что в нашем распоряжении уже есть инструмент, то есть разработана система моделей и способы ее использования, позволяющие производить все необходимые экологические и климатические расчеты, все необходимые оценки будущего проекта.

Достаточно ли этого, чтобы решить проблему выбора его характеристик?

Ответ однозначен: нет! В самом деле, любое изменение экологических условий создает определенную конфликтную ситуацию: одним планируемое изменение полезно, другим менее полезно, третьим просто вредно.

И кибернет, принимая решение, обязан заранее понять содержание конфликта, возможные действия разных людей и организаций, а самое главное — попытаться найти возможные пути преодоления всех противоречий, способных перечеркнуть благие начинания!

Значит, теория, имеющая своей целью создать основу для анализа экологических проблем (в том числе и климатических), необходимо должна включать в себя главу, посвященную проблемам региональных конфликтов и коллективных решений. Подчеркнем последнее:

благополучное разрешение любого конфликта — это всегда коллективное решение.

Постараемся еще раз пояснить смысл термина «конфликтная ситуация», анализ которой является одной из важнейших задач кибернета. Мы не раз говорили, что общество (страны, регионы, провинции, отдельные люди) следует рассматривать как противоречивое единство некоторого множества субъектов. Единство-потому что эти субъекты (предприятия, регионы и т. д.) связаны общностью судеб, производственными, юридическими и прочими формами связи. Противоречивое — поскольку каждый из субъектов имеет свои собственные интересы и цели, возможно нетождественные целям других объектов. Он стремится к их достижению и обладает для этого определенными возможностями.

Когда мы говорим об интересах, то для их количественной характеристики обычно вводят некоторую систему показателей. Это может быть величина дохода, степень загрязненности реки, на которой расположено предприятие, количество выпадающих осадков, мощность электростанций… Показатели, которыми можно охарактеризовать интересы, бывают очень различны.

Итак, управляющий или какое-нибудь другое руководящее лицо, выбирающее параметры проекта, сталкивается с тем фактом, что каждый из заинтересованных субъектов (организации, регионы, отдельные лица) стремится использовать свой ресурс так, чтобы максимализировать свою собственную систему показателей. И он оказывается в очень трудном положении. Ресурсы, необходимые для реализации проекта, находятся в руках субъектов, и приказать расходовать их по его усмотрению он не может. Есть ли у него какие-либо возможности воздействовать на субъектов так, чтобы они приняли необходимое коллективное решение и выделили на реализацию проекта необходимые ресурсы?

Оказывается, есть! Эти возможности определяются тем фактом, что достичь своей цели тот или иной субъект самостоятельно не может, это зависит не только от него самого, но и от действий других субъектов. В самом деле, чистота реки зависит не только от того, как ее очищают на заводе, но и от того, какую воду сбрасывают в реку коммунальные предприятия города. И прежде чем предложить вариант своего решения по охране вод реки, кибернет должен провести тщательный анализ целей партнеров, так как они могут быть совершенно различными, и не исключено, что он столкнется с проблемами совершенно разной природы.

I. Первая проблема — это перечисление показателей, то есть установление структуры интересов и целей субъектов и исследование тех возможностей, которыми они располагают для достижения своих целей. Это проблема социального и экономического анализа общественных отношений.

Поведение других субъектов всегда скрыто завесой неопределенности. И кибернету никогда не бывают точно известны условия, в которых протекает деятельность той или иной организации или жизнь региона. Ему приходится считаться с тем фактом, что действуют люди далеко не всегда по строгим законам логики. Поэтому условие того, что данный субъект будет во всех случаях жизни стремиться к увеличению определенных показателей, всегда является гипотезой. Однако, не сделав какого-либо предположения о поведении этого субъекта, говорить об эволюции кибернетической системы смысла не имеет. Но гипотеза гипотезе рознь! И задача кибернета — провести такие исследования, которые повысили бы его уверенность в справедливости его гипотезы.

II. Вторая проблема — вычисление значений показателей по тому способу использования ресурсов, который будет избран субъектами. Это проблема уже совсем другого типа — она потребует конкретных природоведческих и экономических исследований (о ней и шла речь в предыдущих параграфах этой главы). Развитие системы моделей и соответствующих наблюдений, их регистрации, составления банков данных и т. д. позволит рассчитать эти показатели.

III. И последняя проблема — принятие коллективных решений. Поскольку любая характеристика системы зависит от действия всех субъектов системы, то выбор способа использования ресурсов есть не что иное, как некоторая коллективная акция. Значит, проблема выбора стратегий в использовании ресурса относится к совершенно иному типу проблем, чем те, о которых мы говорили до этого. Ими занимается «Теория коллективных решений», которую, вероятно, лучше было бы назвать «Теорией конфликтов», ибо цели и интересы различных субъектов между собой довольно часто не совпадают.

Хотя проблемами коллективных решений ученые занимаются уже не один десяток лет, соответствующая теория не богата какими-либо результатами. Большой группе субъектов найти компромисс, приемлемый для всех, всегда очень непросто. Людям всегда трудно договориться между собой. А иногда и просто невозможно, когда компромисса, который устраивал бы всех, просто нет. В этом случае мы говорим, что цели субъектов антагонистичны. (История немало дает нам примеров конфликтов антагонистического характера.) И тем не менее «Теорией коллективных решений» установлены некоторые факты, и о них полезно знать людям, ответственным за принятие решений.

Приведем одно важное рассуждение, показывающее, что во многих случаях поиски компромисса не бесполезны и должны следовать некоторым правилам. Конечно, при этом мы будем считать, что проект выгоден всем договаривающимся сторонам — одним больше, другим меньше…

Прежде всего, что означают слова: компромисс принят? Это значит, что все субъекты, в распоряжении которых находятся ресурсы, договорились, что каждый из них будет следовать определенной стратегии их распределения и для реализации проекта он выделит определенный ресурс.

Предположим теперь, что существует другой выбор, другой способ распределения ресурса, который обладает тем свойством, что он обеспечивает всем субъектам лучшие значения их показателей. Очевидно, второй выбор следует предпочесть первому, поскольку он выгоднее всем! А первый мы сразу можем отбросить — он не может котироваться в выборе коллективного решения.

Таким образом, следует изучать лишь такие компромиссы, то есть такие выборы, такие стратегии, которые нельзя одновременно улучшить по всем показателям. Этот принцип называется принципом Парето — по имени итальянского экономиста Парето, который его сформулировал более 80 лет тому назад. Он совершенно очевиден и позволяет сократить множество возможных альтернатив, другими словами — упростить анализ.

Но одного принципа эффективности мало. Необходима еще известная гарантия, что субъекты, согласившиеся сделать тот или иной выбор, действительно его сделают.

Ведь может оказаться так, что кому-то из участников будет более выгоден какой-либо другой способ поведения, отличный от того, который он должен произвести согласно договоренности. Это значит, что предлагаемый компромисс (выбор распределения ресурсов) должен обладать некоторым свойством устойчивости и не допускать возможность обмана. Это свойство состоит в следующем. Предположим, что все субъекты договорились о некоторой единой стратегии: каждый субъект должен выделить на реализацию проекта некоторый вполне определенный ресурс. Мы говорим, что этот выбор будет устойчив в том случае, если любой субъект, выделивший не то количество ресурса, которое оговорено соглашением, потерпит убыток — его результат окажется хуже, чем если бы он выполнил условия компромисса; значение его показателей, в которых он заинтересован, будет меньше тех значений, которые он имел бы, придерживаясь договоренности. Устойчивый компромисс тем и хорош, что отступать от него не выгодно никому!

Так вот, предположим, что нам удалось найти такой компромисс, который одновременно и эффективен и устойчив. Тогда есть достаточно оснований считать, что он будет принят всеми участниками конфликта. В самом деле, каждый из субъектов знает, что другого компромисса, который был бы выгодней всем одновременно, нет. Кроме того, при нем никто никого не обманет, поскольку нарушающий договоренность терпит ущерб, другими словами, компромисс устойчив.

Но вся беда «Теории коллективных решений» как раз и состоит в том, что в тех конфликтных ситуациях, которые довольно часто встречаются на практике, эффективные компромиссы неустойчивы, то есть устойчивых и одновременно эффективных компромиссов просто нет! Именно это обстоятельство, вероятно, и служит причиной бедности «Теории коллективных решений».

Ведь если нет достаточно эффективного компромисса, удовлетворяющего (приемлемого) для всех субъектов, и нет гарантии против обмана, то и нет никакой основы для заключения договора.

Эти трудности характеризуют общее состояние теории. Однако в некоторых конкретных ситуациях, когда речь идет об анализе экологических вопросов и, в частности, о решении проблем регионального характера, появляется целый ряд обстоятельств, выделяющих эти системы со многими субъектами из общего класса.

Мы рассмотрим лишь одну типичную ситуацию, полагая, что проблемы I и II для нее мы решать умеем.

Другими словами, мы знаем показатели, которые в первую очередь интересуют субъектов — участников конфликта, знаем те ресурсы, которыми они обладают, и, наконец, располагаем достаточно совершенными моделями, позволяющими вычислить эти показатели.

И поэтому остановимся только на проблеме III, на структуре возможных компромиссов.

 

Путешественники в одной лодке

Представим себе несколько человек, решивших в одной лодке переплыть реку (озеро, океан). У каждого из них есть свои цели, свои средства для их достижения, но есть и одна общая цель — доплыть до места назначения (или за заданное время приблизиться как можно ближе к этому месту). Значит, набор показателей, которые характеризует цели каждого субъекта, имеет по меньшей мере две составляющие. Одну из них назовем эгоистической, например во время плавания лучше сохранить здоровье, а вторую — общественным интересом — она общая для всех. Степень ее достижения (насколько за сутки им удастся приблизиться к берегу) зависит от той доли ресурса, которую выделит на ее достижение каждый из путешественников, судьба которых свела в одну лодку.

Индивидуальный ресурс каждого из них ограничен.

И каждый должен каким-то образом разделить его между своими собственными потребностями и общими нуждами. Эта проблема может оказаться далеко не простой. Если путник отдаст все свои силы на общее благо, то он может просто не дожить до конца путешествия. Например, если будет сидеть все время на веслах, то выдохнется и погибнет. Значит, ему интерес нее отдыхать и сохранять себя. Но все время отдыхать все не могут, тогда они просто не доплывут до берега.

Требовать от всех равной отдачи тоже нельзя: у разных путешественников разные физические возможности, и что одному легко, то для другого может оказаться смертельным!

Коллективная договоренность (компромисс) в рассматриваемом случае как раз и будет состоять в том, что каждый из субъектов добровольно принимает на себя обязательство выделить на общественные нужды вполне определенную часть своих ресурсов, причем более сильные выделяют, естественно, больше, а более слабые меньше. Эту ситуацию можно описать на языке математики и провести ее количественный анализ.

То есть можно изучить вопрос о существовании эффективных и устойчивых компромиссов.

Так вот, оказывается, что в ситуации «путешественники в одной лодке» всегда существует устойчивый и эффективный компромисс. Что это значит в рассматриваемом случае?

Теория утверждает, что в этом случае существует справедливое распределение обязанностей, которое выгодно всем и от которого никому не выгодно отступать.

Этот факт носит характер математической теоремы.

Впервые он был установлен в конце 60-х годов Ю. Гермейером и И. Вателем.

Оказалось, что связывающая всех путешественников «железная необходимость» доплыть всем до берега определяет существование устойчивого эффективного компромисса, каковы бы ни были их индивидуальные цели и индивидуальные характеристик! Конечно, найти такой компромисс, который бы устраивал всех путешественников, далеко не просто, но и небезнадежно.

Авторы этой теоремы указали схему исследований и расчетов, которая позволяет определить, какую долю ресурсов каждый из путешественников должен выделить на достижение общих целей. Для проведения подобных расчетов необходимо лишь определить стремления партнеров и то место в их интересах, которое занимает достижение общей цели (в нашем примере — как путешественники соизмеряют свои цели).

Ситуация «путешественники в одной лодке» типична для экологических проблем, поскольку всегда существует некоторый общий показатель качества среды, в улучшении которого заинтересованы все субъекты, участвующие в конфликте. Можно думать, что многие из проблем глобальной экологии также могут быть сформулированы с использованием подобных понятий, и тогда модель «путешественники в одной лодке» будет простейшей схематизацией анализа глобального экологического конфликта. В самом деле, кажется вполне законным представление о всех нас как о путешественниках на одном космическом корабле, имя которому планета Земля!

Эта точка зрения очень важна для людей. Сегодня ее принимают ученые, которым близки проблемы глобальной экологии. Завтра ее должны усвоить все «члены экипажа» этого космического корабля! Математической схеме «путешественники в одной лодке» сейчас придают большое значение. Жизнь, конечно, гораздо о ложнее любой схемы. И тем не менее человек даже в самых сложных ситуациях ориентируется на относительно простые схемы. Они не только указывают пути, но и воспитывают интуицию, рождают уверенность в то, что решение может быть найдено и в ситуациях, куда более сложных. Когда впервые на семинаре покойный ныне профессор МГУ Ю. Геймейер рассказал о той теореме, которая им была доказана совместно с И. Вателем, у меня возникло глубокое убеждение, что начала создаваться математическая теория сосуществования народов мира, появилась некоторая исходная позиция для количественных оценок тех компромиссов, которые обеспечат существование людей на нашей планете!

В этой главе шел рассказ о той новой реалии, с которой сталкивается человечество. Она поднимает новые проблемы. Может быть, сегодня мы их видим еще на горизонте. Но завтра они сделаются основным стержнем научных исследований. Это будут проблемы самого разного физического содержания. Здесь мы говорили о климатических аспектах глобальной экологии. Но не меньшее значение имеет и судьба биоты, проблемы загрязнения, перенаселенность планеты и т. д. и т. п.

И в решении всего этого многообразия вопросов, каждый из которых жизненно важен для человеческого общества, центральное место занимает кибернетика.

В самом деле, ведь главное состоит в том, чтобы экипаж нашего космического корабля «Земля» работал слаженно и чтобы путешествие могло благополучно продолжаться. А сегодня на нем не все идет так, как надо бы. И если мы внимательно присмотримся к тому, что делают «члены экипажа», то увидим, что многие, к сожалению, очень многие портят его двигатели, подтачивают его борта, бездумно уничтожают тот скудный запас жизненного ресурса, который нам отпустила природа.

И, заканчивая эту книгу рассказом о проблемах управления биосферой, хотелось бы, чтобы у читателя осталось представление о той роли, которую кибернетика, опирающаяся на всю мощь современного естествознания, на науку об обществе, призвана сыграть в истории человеческой цивилизации.