http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=2f69a24d-b55f-44cb-b386-2524cd11411f&print=1© 2024 Российская академия наук
Синергетика нужна сегодня обществу, как никогда. Сейчас ситуация такова, что в США проектированием будущего занимается более двухсот мозговых центров. В России же - лишь отдельные группы энтузиастов, сказал в эфире Pravda.Ru Георгий Малинецкий, завотделом моделирования нелинейных процессов Института прикладной математики имени Келдыша РАН.
— Георгий Геннадьевич, Петр Леонидович Капица еще в семидесятых годах просчитывал, сравнивал все возможности, учитывал повышение КПД. Он приводил неоспоримые доводы, что солнечная энергетика очень перспективна, но пока не может соперничать с углеводородами. Просто потому что для выработки этих самих производств, понадобится энергии больше, чем они дадут. Как решить энергетическую проблему?
— Именно поэтому нужны инженеры, которые должны сделать солнечные батареи такими же дешевыми, как краска. Над этим работают. США стали первой страной, которая начала заниматься нанотехнологиями именно под эту задачу — радикальное удешевление солнечных батарей. Один процент солнечной энергии, падающий на Сахару, достаточен для того, чтобы все потребности человечества решить.
— Это не только техническая сторона, но и общественно-политическая?
— Конечно!
— Илья Пригожин писал про диссипативные структуры, на основе чего Мандельброт и Лоренс, которые открыли фракталы и создали теорию хаоса, потом открыли Институт сложности в Санта-Фе. Это идет в параллель к синергетике? Возможно управлять хаосом?
— Нет, это просто один из разделов синергетики. Институт сложности в Санта-Фе создан для решения одной из важнейших задач, которая сейчас стоит перед странами и всем миром — это заглянуть в свое будущее. В самом деле, очень важно заглянуть в будущее, хотя бы чтобы узнать о возможных войнах. Если мы сейчас хотим начать финансировать создание нового оружия, чтобы понять, нужно ли оно, нам надо иметь тридцатилетний прогноз.
Такой длительный прогноз нужен по очень простой причине — для того, чтобы принимать разумные решения. Потому что от начала финансирования до того, как оружие будет создано, проходит не менее десяти лет. Притом не важно, речь идет о новых самолетах, о новых кораблях или о новых системах связи.
Везде потребуется примерно столько времени. Примерно двадцать лет оно должно стоять на вооружении и соответственно представлять угрозу для систем противника.
То есть для того, чтобы сейчас начать что-то делать, нам нужно заглянуть на тридцать лет вперед. Поэтому одна из важнейших задач науки в целом и синергетики в частности — это проектирование будущего. Это анализ небольших изменений в сегодняшнем дне, которые могут радикально изменить будущее. Простой пример — допустим, мы перестали нормально учить школьников, что сейчас и происходит.
— К чему это приведет?
— В школу пришли молодые учителя, которые учились уже в новой России в ослабленном варианте. Это другое поколение, другие люди с другим образованием. В одном из крупнейших издательств научной и учебной литературы России URSS негласно установлено по возможности редакторов моложе сорока лет не принимать. Потому что те, кто моложе, не очень знают русский язык. Это нынешнее поколение, а что будет дальше?
А дальше, при таких трендах, если их сейчас не переломить, у нас появится поколение, которое не сможет поддерживать даже не будущую, а нынешнюю техносферу. Вопрос, как выскочить из этого канала, и возможно ли это? Опять же, нужно изменить какие-нибудь, может быть, минимальные условия, это тот самый эффект бабочки.
Давайте смотреть исторический пример. В 1913 году в царской России 80 процентов населения было неграмотно. Спрашивается, как удалось построить науку мирового уровня уже к сороковому году? А рецепт-то крайне простой. Кстати, сейчас Китай развивается именно по этому рецепту. Центральный Комитет Коммунистической партии Китая, чтобы успешно двигаться в 21 веке, поставил задачу изучения истории двадцатого века.
Первый вопрос, который они задали своим историкам (с закупкой архивов, переводом огромного количества документов и моделированием): Как удалось за двадцать лет Советскому Союзу создать науку мирового уровня? Ответ: массовое образование и система олимпиад, которая позволяет отобрать лучших.
Специалисты по ядерному оружию спрашивают, почему удалось так быстро создать советскую атомную бомбу, располагая несравненно меньшими ресурсами, чем США, которые очень много выиграли во Второй мировой войне, а наша страна была обескровлена?
В огромной степени — это физические и математические олимпиады школьников. Благодаря им узнали, какие люди умеют решать задачи, кому, что можно поручить. И вторая вещь. О многих нобелевских лауреатах уже забыли, а Льва Давидовича Ландау помнят. Почему? — Да по очень простой причине, что он создал "Курс Ландау" вместе с Лифшицем. Девятитомный курс, где наиболее важные по его мысли в теоретической физике отражены: что-то в задачах, что-то в тексте.
Он сказал: кто готов сдать мне том за томом девять томов (это само по себе интеллектуальное достижение нетривиальное), то я найду этому человеку работу в теоретической физике СССР. Экзамены ему сдало 53 человека. Это позволило, по крайней мере, треть нашей физики укомплектовать качественными кадрами. Так она сформировалась. Но одним из важнейших понятий синергетики является неустойчивость. Здесь есть вещи, где один в поле — не воин, но есть и такие, где один в поле — воин.
Приведу другой пример — Алан Тьюринг, человек, занимающийся чисто абстрактной математикой. Он начал размышлять над проблемой, которая была поставлена Декартом. Можно ли создать универсальный алгоритм, универсальный способ решения всех математических задач? Декарт полагал, что возможно. По этому пути он создавал аналитическую геометрию.
Великий Давид Гильберт на математическом конгрессе сформулировал 23 проблемы, решение которых должны математику двадцатого века продвинуть. И десятая проблема — именно эта.
Над этим ломал голову Алан Тьюринг. Когда наступила Вторая мировая война, оказалось, что исследования Тьюринга, машина Тьюринга крайне важны для того, чтобы раскалывать немецкие шифры. Он в одиночку смог расколоть шифр военно-морских сил Немецкой Германии. И одно это позволило каждый месяц привозить в Великобританию на сто тысяч тонн грузов больше.
— Тьюринг и Ландау оказали достаточно серьезное влияние на всю историю. Но синергетика должна учитывать гораздо меньшие величины, изменение поведения людей, бытовые тренды. Даже мелочи могут привести к изменению макросистем.
— Совершенно точно. Когда великого советского математика Андрея Николаевича Холмогорова пригласили преподавать на механико-математическом факультете МГУ, на первом ученом совете его спросили: что самое главное, что могло бы резко продвинуть факультет, математику и всю страну? Ответ меня поразил: Надо научиться прощать людям их таланты. Это очень глубоко. Например, в тех же военных вопросах что надо поставить впереди: интересы мелкой научной школы, конкретного завода, честь мундира или интересы страны?
Синергетика нужна очень многим. Сейчас ситуация такова, что в США проектированием будущего на междисциплинарной основе занимается более двухсот мозговых центров. У нас же — отдельные группы энтузиастов. Ну, а кроме того, сейчас все стало сложнее, потому что Российская академия наук была разогнана в 2013 году. Академии наук, которая была создана Петром I, у нас уже нету.
В синергетике есть очень важное понятие, введенное Карлом Якоби в конце девятнадцатого века, бифуркация — от французского bifurcation — раздвоение, ответвление. Это осознал Анри Пуанкаре, один из гениев начала двадцатого века. Формально, математически — это изменение числа или устойчивости решения некого уравнения. Например, квадратные уравнения: дискриминант меньше нуля — и решения нет, а здесь он больше нуля — и решений два. Когда дискриминант мы меняется, появляется два решения.
Так вот, оказывается, что в массе случаев все развитие и вообще история у нас связана с прохождением последовательности бифуркации. Спрашивается, где надо системой управлять, где она особенно чувствительна? А вот здесь, когда у нас возникает новое состояние, когда мы с вами определяем, куда мы идем — туда или сюда. И поэтому в нашем современном мире синергетика и стала очень популярна.
Она от некого подхода, в который играли ученые, вошла в массовое сознание, потому что мы сейчас и находимся в точке бифуркации. Вот сейчас, именно сейчас определяется судьба мира, возможно, возможно на много веков, а может быть, и навсегда.
— Ведь бифуркация это не только раздвоение на два пути. Может быть много путей и каскад бифуркации?
— Может быть много путей. И сейчас мы действительно проходим очень важную бифуркацию. Если мы с вами будем рассуждать и действовать как раньше, то и сохранятся те же тенденции, и мы будем скатываться. Давайте мы — как люди, как человечество — ничего делать особенно не будем. Ну вот учились мы плохо. Вот добываем нефть, и будем также качать дальше. Не убирали особо мусор, ну и дальше не будем убирать. Действуя по инерции, мы вроде бы находимся ровно, а на самом деле мы пилим сук, на котором сидим.
— Зато продаем опилки и считаем это выгодным и полезным.
— Да, продаем опилки. Есть такое понятие — "экологический след". Чтобы что-то произвести, нам нужно — место, чтобы это добыть. Нужно поставить завод, чтобы он производил, нужны магазины, которые нам это продадут. И дальше все это надо утилизировать. Каждая технология имеет экологический след. До 1980 года мы укладывались в одну Землю. Сейчас возможности Земли превышены на двадцать процентов. Мы уже живем за счет детей и внуков. А если бы все человечество жило по американским стандартам, то понадобилось бы пять таких планет, как Земля.
У нас все становится дороже и дороже, мы исчерпываем невосполнимые ресурсы. Россия исчерпывает свою нефть, другие страны — свои ресурсы. Человечество уничтожает растительность, мы безобразно относимся к нашим лесам. Дела становятся хуже, хуже и хуже. Ухудшается экологическая обстановка. Издревле известно, что если вырубили лес, то скорее всего, будет проблема. А посмотрите на Арал — эксперимент-то поставлен.
Дальше, когда становится голодно — начинаются войны. Вот какие войны — это вопрос интересный. Начинаются глобальные переселения. Мы сейчас видим, что Африка двинулась в Европу. Причем она двинулась не в Венгрию, Грецию или Болгарию, они в Германию и Англию идут. Интересно, когда Германия и Англия начнет закрывать границы. Любопытная вещь. Бомбить-то они — мастера…
То есть, в этом, реализующемся сейчас, первом варианте мы идем вниз, мы идем в новое Средневековье. Остается надеяться, что хотя бы до применения ядерного оружия не дойдет, и мы дальше стройными рядами уверенно пойдем в Средневековье. Будет сверкающий град на холме — аристократы, феодалы новые. Не так важно же, что у феодалов в руках — Калашников, дубинка или бластер.
Мы утрачиваем технологии. Заметьте, что сейчас отношение к науке резко ухудшилось, причем не только в России. Но Россия особенно безобразно выглядит. За время новой России мы уполовинили число научных сотрудников. Поэтому все четче очерчивается траектория в Средневековье. И уже прежних ресурсов-то ведь нет, мы уже выбрали очень многое. Сумеем ли мы найти новые источники для развития человечества?
При бифуркации динамические системы определяются притяжением аттрактора, то есть, куда притянется это движение. У нас сейчас есть четкий, убедительный аттрактор — притягатель, который тянет нас вниз. Но один из важнейших выводов в синергетике — то, что будущее — не единственное, у нас есть выбор. Но один из выборов — очевиден.
А другой аттрактор — нужно прорваться в будущее. Наука сейчас понимает очень многие контуры этого. Почему нам всего не хватает? — А понятно, почему. Есть такая пословица: я не настолько богат, чтобы покупать дешевые вещи. А мы живем в цивилизации одноразовых стаканчиков. Мы нечто делаем, потом это немедленно выбрасываем и делаем опять. У меня холодильник ЗИЛ прослужил почти шестьдесят лет.
— Сейчас ведь в каждой корпорации кроме главного конструктора сидит главный деструктор, который…
— Совершено верно, гарантийщик, который рассчитывает, чтобы все немедленно выходило из строя, после окончания гарантийного срока.
— Ведь это же связано напрямую, совершенно теснейшим образом со способом производства. Расширенное капиталистическое производство основано на этом, может работать только так и будет все это воспроизводить.
— Конечно, совершенно верно и абсолютно правильно. А наш тренд должен быть в том, чтобы были долговечные вещи, которые будут служить многим поколениям. Можно это делать? — Безусловно, да. Вот есть замечательная швейцарская фирма, которая считает, что механические часы, которые она делает, должны служить шести поколениям.
Подготовил к публикации Юрий Кондратьев , Правда.ру