МЫ ЧТО, - ДИНОЗАВРЫ? КАК ВЫЖИТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСТВУ

Ю.М. Горский **, Е.В.Деньщикова*, И.Е.Кудрявцев*, С.В.Покровский*, А.М.Степанов**
* ГУП ВЭИ им. В.И. Ленина, Москва,
** Международная Академия Информатизации (МАИ), Москва

        Современное Человечество чем-то напоминает динозавра: маленькая головка и большое туловище. Естественно оно, это туловище, требует много-много "еды", энергии, а вот способности к самоорганизации ради выживания явно мозгов не хватает. По Р. Кэрроллу [1], размеры мозга у млекопитающих примерно в 10 раз больше, чем у современных рептилий с аналогичным весом тела. Введённый Джерисоном коэффициент энцифализации у млекопитающих равен единице, у высших человекообразных обезьян он составляет четыре, а у человека - семь. У современных рептилий, по сравнению с млекопитающими, он равен 0,12. Судя по тому, как медленно развиваются такие структуры, как ООН, их влияние на направление и ход развития Человечества, коэффициент энцифализации у него невысок. Мы, Человечество, - созидатели, и созидаем не только ради потребления, но и создаём культурные ценности, развиваем науку и т.д. Вот только продолжаем смотреть на Природу как на неисчерпаемый источник всех благ для нашей жизни. А ведь мы - часть Природы. Может, стимул для развития мы себе выбрали не тот? Не та структура функционирования и управления? Маловат "общечеловеческий мозг"? Недостаточны связи этого "мозга" с отдельными функциональными частями? Недостаточны обратные связи, идущие от результатов деятельности Человечества к "мозгу"?

         А ведь задача для "общечеловеческого мозга" сложнейшая: необходимо научиться жить в гармонии с Природой. Её возможности по переработке техногенных отходов ограничены. Мы должны научиться тратить деньги не на войны, а на создание экологически чистых энергосберегающих технологий. Они, особенно в начальной фазе не рыночны, ибо требуют больших затрат на научные исследования и их техническую реализацию. Понимание такой ситуации зафиксировано в решениях конференции ООН в Рио-де-Жанейро 1992 года по устойчивому развитию Человечества. В сентябре 2002 г. ООН провела "Саммит Земли" в Иоханнесбурге по подведению итогов прошедшего десятилетия и разработке планов по реализации намеченных мер, которые бы обеспечили эту устойчивость, предотвратили грядущее самоуничтожение.

         Почему же как итоги пятилетней деятельности, так и десятилетней деятельности по реализации само поддерживаемого устойчивого развития с помощью Разума и Знаний о самих себе не приводят к ощутимым результатам?

         По-видимому, Человечество пока руководствуется сиюминутными потребительскими интересами, действует в основном спонтанно, и поэтому система "Человечество - Природа" неизбежно движется к зоне многовариантной потери устойчивости. Отсутствие научно обоснованных, самонастраивающихся структур функционирования социумов, приоритетно управляемых Разумом, Знаниями, Нравственными критериями, служит главной причиной потери устойчивости [2].

         Гармония есть связь, стройность, соразмерность частей, слияние различных компонентов объекта в единое органическое целое. Поиск и реализация действенного механизма этой гармонизации в социуме, внедрение соответствующих норм жизнедеятельности в общественное сознание человека являются практически единственной надеждой на избавление от угрозы глобальной катастрофы в XXI в. В настоящее время противоречие между Человечеством и возможностями Природы составляет главную опасность. А это, в свою очередь, требует срочной перестройки целей и устаревших структур управления и функционирования социумами за счёт ускоренного самопознания, с тем, чтобы они, социумы, обладали необходимыми качествами, обеспечивающими динамическую устойчивость системы "Человечество - Природа". В результате изучения сложных самонастраивающихся систем разного рода удалось показать, что природный закон единства и взаимодействия противоположностей должен работать в социумах [3]. Кроме того, на гомеостатическом принципе удалось найти подход к моделированию оптимальной структуры управления противоречиями и, возможно, к разработке новой целевой функции гармоничного с природой развития Человечества [4 - 6]. Существующие структуры функционирования и управления социумами еще не совершенны и не соответствуют в полной мере выше упомянутому закону и представлениям академика В.И. Вернадского о ноосферном управлении обществом (управлении Разумом).

         Приведем упрощённую блок-схему функционирования и управления современным социумом [3], где есть и общественная, и частная собственность на средства производства, есть централизованное управление, есть "общечеловеческий мозг" МЦЧ (рис. 1).

        Рис. 1. Гипотетическая схема управления цивилизацией (с учетом разработки и создания индустриальных экотехнологий): МЦЧ - мозговой центр человечества; ООН - Организация Объединенных Наций; МЦЭТ - международный центр экотехнологий; ЦЭТ1, ЦЭТ2 - Центры экотехнологий; "Р+" и "Р-" - регулирующие системы; Рез1, Рез2 - резервы; S - результирующие воздействия на биосферу; инф. ГОС, ЖОС - информационные гибкие и жесткие обратные связи, ПОС - перекрестные обратные связи.

        Центральная часть схемы может быть упрощенно представлена следующей схемой (рис. 2).

         Рис. 2. Блок-схема модели гомеостата поддержания постоянства параметров

        Здесь , , - входные воздействия, подаваемые соответственно, на вход гомеостата и составляющих его исполнителей, , , --соответственно, значения выходов гомеостата , и - значения противоречий, , --потенциальные сдвиги, , , , , , - соответственно коэффициенты регулирования и постоянные времени в регуляторах , и ;,,,- ограничения выходной характеристики сверху и снизу, отражающие предельные вещественно-энергетические возможности и .

        С позиций теории автоматического регулирования такая структура (без блока активации) явяляется многосвязной системой регулирования с дифференциальным включением каналов. новыми моментами здесь являются: наличие противоречия между каналами (на схеме это реализуется потенциалами и ) и управление этим противоречием как "горячим" резервом: согласование управления заданиями и со стороны ; введение дифференциального метода включения каналов в объект с сохранением принципов конкурентного включения каналов. В целом, функционирование системы описывается следующей системой уравнений:

         ,

        

        

        

        

        

        В этой системе уравнений регуляторы представлены минимально-достаточными законами управления: для , и - пропорционально-интегральным, а для управления потенциальными сдвигами и - пропорционально-дифференциальным). Эта система является минимально-достаточной. Гомеостат симметричен, за счет этого компенсируется проникающая помеха (попадая на встречно включённые регуляторы она взаимовычитается).

         В соответствии с вышеуказанной схемой, системы с частной и общественной собственностью - регуляторы-антагонисты, МЦЧ - регулятор-руководитель, управляемый объект - биосфера. Регулирование противоречий осуществляется боле сложным способом, чем в технической системе, поэтому этот блок не представлен. Существует ряд других отличий.

         Экосистемы имеют принципиально большее число прямых, обратных и перекрестных связей в структуре управления для поддержания их функционирования в границах нормы реакции. Искусственные технические системы (например, регуляторы) строятся на минимальной достаточности таких связей. Поэтому живые системы обладают качественно иными и более адаптационными и компенсационными способностями в экстремальных ситуациях, некоторые из которых может имитириовать гомеостатическая модель. Ниже представлен график, отражающий возможности гомеостата противостоять возмущениям даже при отключении некоторых каналов.

         Система с односторонним шоком тоже может компенсировать значительные релейные возмущения (при), что показано на рис.3 (один из каналов обратной связи (по цепи B1) был разорван в начальный момент времени).

Рис. 3. Компенсация гомеостатом одностороннего шока (разрыв левого или правого канала обратной связи), в момент (от момента включения гомеостата).

        В социальной системе показанная выше "патология" соответствует либо "дикому рынку" либо жесткой тоталитарной системе. Но эти "блоки" не идентичны, и вообще в большинстве естественных систем, построенных по гомеостатическому принципу блоки-исполнители не одинаковы между собой (передаточные функции многопараметрических недетерминированных систем часто очень сложны). Эта особенность также может быть исследована с помощью использования гомеостатического принципа, например через введение асимметрии в постоянных времени (рис. 4).

Рис.4. Работа гомеостата при асимметрии постоянных времени (постоянные времени равны, соответственно,,).

        Возможно также введение асимметрии и в самих функциях регуляторов. На рис.5. представлен график переходного процесса, для случая, когда один регулятор работает по интегродифференциальному закону, а второй - по дифференциальному.

Рис.5. Работа гомеостата в условиях принципиальной асимметрии в законах регулирования.
Время переходного процесса и коэффициент перерегулирования при введении асимметричности при этом изменяются незначительно.


         Моделируя структуры управления предприятиями, социумами целесообразно использовать гомеостатический подход.

Рис. 6. Объёмная логическая структура простейшей модели экономической квазисистемы.

        Схема может быть расширена - по горизонтали, если в сферу действия маркетинга входят несколько предприятий, и по вертикали - если внешнее управление руководствуется вышестоящими органами (отрасль промышленности, государство, ООН). Основная задача - анализ и контроль, действие осуществляется через внешнее управление, иначе-возникает много несогласованных между собой, системами высших уровней и внешними условиями треугольников управления и система может выйти из состояния динамического равновесия.

        В политико-экономических системах далеко не все связи известны и используются специалистами по управлению. Вхождение Человечества в информационно-индустриальную фазу развития позволяет создавать модельные системы управления высокого интеллектуального уровня, в том числе на базе выше предложенных структур. При этом необходимо учитывать современные тенденции к обобществлению, к усилению государственного регулирования, к увеличению доли государства в собственности компаний таких, как транспортные, энергетические, добывающие, связанные с освоением космоса и пр. С точки зрения обеспечения экологической безопасности, госсобственность, общественная собственность на средства производства, чем хороша? На наш взгляд, ею проще управлять с помощью разума (научный центр при Президенте!) и с целью разработки и развития экологически чистых энергосберегающих технологий. К тому же гармонизация системы "Человек-Социум-Природа" надёжнее реализуется за счёт всеобщего образования и нравственного воспитания населения.

         Все развитые в промышленном отношении страны серьёзно озабочены проблемой экологической безопасности, и необходимо объединить усилия учёных и правительств в создании единой централизованной системы под руководством ООН и его мозгового центра по экотехнологиям для решения задачи гармоничного с Природой развития Человечества. При этом уже сегодня ООН необходимо организовать соревнование между капиталистическими и социалистическими странами за лучшую экологическую обстановку как в самих странах, так и за уменьшение влияния техногенной нагрузки на общепланетарную ситуацию, что может обеспечить устойчивое гармоничное развитие Человечества с помощью Разума и Знаний о самих себе и Природе (self-sustainable development by reason and knowledge) [2]. России есть с чем выйти на Саммит Земли в Иоханнесбурге в сентябре текущего года по подведению итогов выполнения решений конференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992 г.). В частности, предложить приведенную выше структуру как базу для совершенствования и компьютерных исследований устойчивости систем функционирования социумов, развивающихся в соответствии с целевой функцией гармоничного с Природой развития Человечества. Но эту целевую функцию ещё надо разработать. У нас есть значительный научно-технический задел по системному анализу, комплексному подходу к разработке сложных систем управления и функционирования, эко-технологиям, энерго - сберегающим технологиям. Целесообразно принять за основу структуру природного гомеостата, то есть динамическую устойчивость живых организмов. Для обеспечения динамической устойчивости и развития социальных систем, на наш взгляд, следует использовать для построения их структур принцип единства и взаимодействия противоречий (противоположностей), управляемых из единого центра ради поддержания целостности сложной системы, включающей в себя как считываемые регулятором отклонения по величине и производным от задаваемых целевой функцией параметров, так и корректировку самой целевой функции при подходе к точке бифуркации или при угрозе распада системы. Исполнительные "блоки" системы имеют разные алгоритмы выполнения общей для них целевой функции, за счёт чего и возникает разное воздействие на общую нагрузку (биосферу). Мозговой центр определяет, какой из алгоритмов точнее отрабатывает управляющий сигнал, и корректирует, как алгоритмы, так и, возможно, перестраивает структуру самих исполнительных "блоков" системы. Таким образом, наличие противоречивых тенденций в работе исполнительных блоков есть ключ к самонастройке системы на её целостное существование при изменяющихся внешних условиях. Особенно при этом важны перекрестные обратные связи.

         При разработка концепции энергетической и экологической безопасности России следует провести прежде всего следующие исследования:

  1. Исследование и компьютерное моделирование сложных систем управления и регулирования, состоящих из противоречивых составляющих, на принципе устойчивости их динамических состояний (на гомеостатическом принципе) для социальных, включая структуру функционирования ООН, экологических, энергетических и бизнес-систем, плазменных и энергосберегающих технологий, для обеспечения системной безопасности и т.д. Ожидаемые результаты, их научное значение, социально-экономическая эффективность и значимость: повышение эффективности функционирования и управления, повышение надежности и адаптивности технических и социальных систем, в том числе энергосистем, экосистем, систем управления социумами, предприятиями и т.д.
  2. Теоретические и экспериментальные исследования физики резонансных явлений в системах с переменными параметрами технологического назначения. Связь с приоритетными направлениями развития науки и техники и ожидаемые результаты: повышение производительности плазмохимических технологических установок за счет резонансного увеличения поглощения подводимой к разряду энергии и (или) увеличения объема структуры плазменного образования; новое направление в теории динамики физических систем с переменными параметрами.
  3. Исследования и согласование общей концепции и технических требований на оборудование экологически чистого, энергосберегающего "интеллектуального" здания (строения) гражданского и промышленного назначения для массового строительства новых городов а также вахтовых зданий модульного типа.
  4. Составление карт загрязнений поверхностей воды и земли (мониторинг) с помощью авиационного флуоресцентного панорамного лидара.
  5. Разработка систем энергоснабжения наземных объектов на базе высоко эффективных солнечных батарей трубчатой конструкции на повышенные напряжения.
  6. Разработка плазменной технологии нанесения пленок на различные поверхности большой площади на основе разряда пониженного давления с СВЧ-возбуждением плазменных поверхностных волн и технологического оборудования. Использование этой технологии при создании оборудования для массового производства теплоотражающих покрытий на оконные стекла для энергосберегающих, экологически чистых, интеллектуальных сооружений.
  7. Исследование и оптимизация методов улавливания и очистки выбросов тепловых электростанций. Разработка и внедрение СВЧ-плазмохимической технологии переработки выбросов и технологического оборудования для этих целей.
  8. Теоретические и экспериментальные исследования плазмохимических методов переработки оксидов металлов, в том числе отвального гексафторида урана.
  9. Изготовление СВЧ-установок для дезинфекции и дезинсекции зерновых культур и высоковольтных импульсных агрегатов для электропрополки.
  10. Разработка и исследование процессов активации воспламенения и горения углеводородных топливо-воздушных горючих смесей.
  11. Исследование СВЧ-плазмохимических технологий переработки бытовых отходов и пр.

         Приведенный перечень, разумеется, неполный. Необходимо как при Правительстве РФ, так и при ООН создать координационный центр по разработке, отбору и реализации технологий, включая разработку новой целевой функции развития Человечества в гармонии с Природой и структуру функционирования ноосферных социумов.


Литература

  1. Кэрролл Р. Палеонтология и эволюция позвоночных. Т.2. М.: Мир, 1993. С.133.
  2. Покровский С.В. Кое-что об анализе условий устойчивого развития цивилизации // ТЭК. 1998. № 1-2. С. 75-77.
  3. О возможных подходах к разработке оптимальной структуры управления постиндустриальным обществом / А.Г. Беченов, Ю.М. Горский, С.В. Покровский и др. // XXVI Междунар. конф. и дискуссионный научный клуб. IT + SE'99. "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации, бизнесе и охране природных ресурсов". Гурзуф, 1999. С. 265-270.
  4. Покровский С.В., Кудреватова О.В., Степанов А.М., Горский Ю.М. Подходы к моделированию системы "Человек-Природа" (Приоритеты при выработке путей развития цивилизации в гармонии с природой). Искусственный интеллект. 2001. № 3. С.671-675.
  5. Горский Ю.М., Лавшук В.В. Жизнь или смерть цивилизации (модель, прогноз, роль интеллекта и информации). Иркутск: Агентство Известия/Восток, 1994. 31 с.
  6. Горский Ю.М., Кузнецова И.А. Имитационная гомеостатическая модель отношений "Производетель-Потребитель" в условиях рынка // Вестн. Междун. Ун-та. М., 1997. С.51-59.

Назад