5.1. Риск. Объективная основа - Управление риском. Риск. Устойчивое развитие. Синергетика - Неизвестен - Синергетика

Объективное существование риска связывают с вероятностностной природой многих процессов, многовариантностью материальных и идеологических отношений, в которые вступают субъекты социальной жизни. Функционирование и развитие сложных систем описывается посредством статистических законов. Отсюда – невозможность однозначного предсказания наступления предполагаемого результата.

Отвлечемся от социальных аспектов риска, от принятия решений и многих других проблем, связанных с деятельностью субъекта. Посмотрим на риск природных и техногенных катастроф с объективной точки зрения. Соотношение необходимости и случайности со времен Гегеля было излюбленной темой многих философских исследований. При этом риск связывался со случайностью, которую в определенных ситуациях можно было уменьшить, как думали еще в прошлом веке, либо совсем от нее избавиться. Прояснение соотношения случайности и предопределенности в объективном контексте в XX веке дала теория вероятностей и нелинейная динамика.

Стандартный подход, принятый в теории вероятностей, предполагал, что на некий объект влияет множество разных факторов, которые мы, в силу ограниченности нашего знания, считаем случайными. Другими словами, эта точка зрения связана с ограничениями наших возможностей анализировать причинно-следственные связи и выводить следствия из известных причин, опираясь на законы природы. В то же время случайность, риск и непредсказуемость, характерные для одного объекта, могут приводить к упорядоченности и стабильности для целого ансамбля. Пример тому – классический рынок или статистика аварий, когда мы не можем предсказать, не разорится ли и не попадет ли в аварию данный субъект, однако доля разорившихся торговцев или попавших в аварию водителей может быть вполне предсказуемой.

Нелинейная динамика показала, что случайность возникает зачастую не в результате действия большого количества разных причин или сложности системы. Она может быть результатом того, что система обладает чувствительностью к начальным условиям. Это означает, что неустойчивость является неотъемлемой чертой многих систем, начиная с простейших. Как мы уже упоминали, устойчивость системы определяется тем, как ведут себя близкие траектории, определяющие ее поведение.

Чувствительность к начальным данным означает, что в среднем эти траектории экспоненциально разбегаются. Скорость их разбегания определяется величиной , называемой ляпуновским показателем (см. рис. 6). Оказалось, что чувствительность к начальным данным имеет место для атмосферы и проявляется на временах, характерных для изменения погоды. Ею обладают солнечная активность и множество биологических систем .

Рис. 6. Варианты поведения близких траекторий

Чувствительность к начальным данным связана с разбеганием близких траекторий, она свидетельствует о неустойчивости движения. В этом случае показатель Ляпунова >0 (а). Устойчивое движение соответствует системам с 0 (б).

Чувствительность к начальным данным говорит о неустойчивости исследуемой системы, о том, что малые причины в ней, скорее всего, будут иметь большие последствия. Проведенные в XX веке исследования показали, что чувствительность к начальным данным характерна для демографических процессов, а также для динамики развития систем расселения .Более того, интуитивно ясная картина, связанная с этим свойством, лежит в основе концепции устойчивого развития. При этом основная идея обеспечения устойчивого развития сводится к тому, чтобы изменить свойства объекта так, чтобы ляпуновский показатель  стал отрицательным, чтобы любые воздействия имели обозримые, предсказуемые последствия. Этот подход эффективно использовался при разработке стратегии ограничения систем вооружений и анализе программы "звездных войн" . Возможно, он окажется полезным и в других задачах, связанных с обеспечением безопасности.

Обратим внимание на парадоксальность высказанной точки зрения и ее глубокое мировоззренческое значение. Она начала обсуждаться после выхода в свет в 1963 г. классической работы американского метеоролога Эдварда Лоренца, положившей начало новому направлению в естествознании – исследованию хаоса в детерминированных системах (т.е. в таких системах, в которых будущее однозначно определяется настоящим и прошедшим).

Лоренц выбрал простейшую модель динамики атмосферы – систему всего лишь трех обыкновенных дифференциальных уравнений, просчитал ее на компьютере и сумел понять, что он имеет дело не с ошибками вычислений, а с открытием. Математический образ детерминированных непериодических процессов, для которых невозможен долгосрочный прогноз и приходится обращаться к вероятностным характеристикам, назвали странным аттрактором. На рис. 7 показаны проекции такого аттрактора, описывающего колебания в некоторой химической реакции, которую моделировали на компьютере.

Рис. 7. Странный аттрактор, соответствующий установившемуся режиму в модели, описывающей колебательную химическую реакцию

Точка, определяющая состояние объекта, принадлежит трехмерному фазовому пространству. Представлены проекции аттрактора на две различные плоскости.

Смысл динамического хаоса легко понять, глядя на рис. 7б. Точка, определяющая состояние системы (например, концентрации в химических реакциях) движется по этому аттрактору, как "сани" по американской горке. Эти сани будут поворачивать и двигаться то по левой, то по правой ленте. Допустим, мы запустили рядом двое саней (одни – это идеальная модель системы, другие – сама система). Сначала, когда они двигаются близко к друг другу, по положению одних саней можно сказать, где находятся другие (именно это и есть прогноз). Но, начиная с некоего момента времени – горизонта прогноза, – одни сани поворачивают влево, а другие вправо. Даже точно зная, где находятся одни сани, мы теряем возможность что-либо сказать о других.

Наличие горизонта прогноза для многих, даже не очень сложных, систем принципиально меняет наш взгляд на мир. Мы осознаем еще одно фундаментальное ограничение, касающееся возможности прогнозирования, моделирования, сопоставления теории и эксперимента. Применительно к системам прогноза и предупреждения катастроф и бедствий знание горизонта прогноза исключительно важно. Эта величина определяет, насколько часто нужно проводить мониторинг исследуемого объекта, какие задачи в принципе могут быть решены, а какие находятся за пределами возможностей исследователей. Подчеркнем, что речь идет о принципиальном вопросе, и совершенствование вычислительной техники и алгоритмов не может существенно изменить величину этого горизонта.

Имея в виду принципиальное изменение мировоззрения, к которому приводит нелинейная динамика и которое, естественно, должно найти отражение в теории безопасности и риска, лауреат Нобелевской премии Илья Пригожин назвал одну из своих последних книг "Философией нестабильности".

До XX века наука по большому счету избегала использовать вероятностный подход к описанию мира, однако развитие сначала квантовой теории, а затем и теории динамического хаоса показало, что вероятностное описание в ряде случаев является единственно возможным и отражает глубинные свойства природы. Сейчас мы стоим на этапе его переноса из области фундаментальной науки на прикладной и философский уровни.