Мониторинг целостности

Наука основана на выявлении существенных переменных и одновременном отбрасывании несущественных. Сложной является машина, в которой очень многими параметрами пренебречь нельзя, ибо они существенным образом участвуют в её функционировании. С. Лем «Сумма технологии»

Типичная беда донкихотов в том, что они упускают какую-то важную деталь и не воспринимают ситуацию в её целостности: «Гладко было на бумаге, да забыли про овраги…» И к НТР это имеет прямое отношение. Как разжечь пламя научно-технической революции? Начать с искры, с компании в прессе. Вспомнить про Всесоюзное общество рационализаторов и изобретателей и теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ). Если будем смотреть на Восток, то стоит напомнить про японские «кружки качества», сыгравшие большую роль в технологическом подъёме Японии, если на Запад – то про создание и взлет Кремниевой долины. После этого хлынет поток заявок, предложений, проектов. Что взять из этого? Тут необходимо сито, помогающее отобрать желаемое. И сито это частному инвестору, бизнес-ангелу (почему не помечтать о несбыточном?) не менее нужно, чем фондам, министерствам, государственным структурам. В Кремниевой долине в среднем из 1000 предложений поддержку фирм, фондов, компаний, занимающихся высокими технологиями, находят 7. Сито довольно частое, но только оно позволяет снизить риски до приемлемого уровня. Отбор ведётся по многим критериям. Но один их них – целостность, позволяющая понять, как новое впишется в сложившуюся структуру. В простейших случаях понятие целостности очевидно. Наверно, все читатели помнят бородатый анекдот про предприимчивого предпринимателя, просившего сдать ему в аренду 1,5 метра государственной границы. А может быть, не такой это уж и анекдот… Создание высококачественных образцов продукции требует построение иерархических целостных организационных структур. И это тоже довольно понятно. Современный боевой самолет это, по крайней мере, 1500 параметров, каждый из которых может повлиять на его эффективность. Генеральный конструктор, как утверждает инженерная психология, может осознанно и эффективно выбрать 5-7. Его помощники тоже по 5-7, помощники помощников также. Однако если одного из специалистов, способных квалифицированно выполнить работу и выбрать «свои» параметры нет, то это может поставить под угрозу весь проект. Отсюда понятно, как разваливать такие структуры, соответствующие отрасли. Создавать и восстанавливать сложнее. Однако в более сложных случаях всё не так просто. И тут нужны количественные характеристики сложности. Наверно впервые с этим столкнулись географы. Давайте упорядочим города по численности населения, приписав самому крупному ранг r₀, второму по величине – рангr₀+1 , третьему –r₀+2 и т.д. (r₀подбирается исходя из имеющейся выборки) Оказалось, что в целостной системе расселения имеет место степенная зависимость численностиNот ранга:N(r) ~r^-α, которая в географии называется законом Ауэрбаха (а в других областях знания законом Ципфа или законом Парето). Дальнейшие исследования показали, что построенные таким образом зависимости (их называют зависимостями ранг–размер) являются типичными для других целостных систем. В качестве примера можно привести зависимость ранг–размер для мегаполисов мира (см. рис. 4). Зависимости такого типа удобно рассматривать в логарифмических координатах (когда по одной оси откладывают lgN, по другой – lgr). В этих координатах степенные зависимости представляют собой прямые, тангенс угла которых определяет показатель степени α. Например, на рисунке 4 представлено зависимость ранг – размер для крупнейших городских агломераций.

Рис. 4Ранжировка крупнейших агломераций мира по числу жителей Степенной зависимостью сr₀= 10 и α = 1,21 описываются 523 агломерации из 524, население которых к 2000 году превысило 750 тыс.чел. Из общего ряда выбивается только Большой Токио. Эта агломерация необычна тем, что имеет не одно, а два ядра, в роли которых выступают самые большие японские мегаполисы – собственно Токио и Йокохама (соответственно, 8,1 и 3,4 млн.чел. в городской черте).

Мир, с этой точки зрения, представляет целостную систему. Те же зависимости характерны для природных систем (например, закон Рихтера-Гуттенберга для числа землетрясений, энергия которых превышаетE, от энергииN(E) ~E^-α, α ≈ 2/3), для мира живого (распределение семейств по числу родов, которые они содержат), для техносферы (распределение техногенных катастроф по числу жертв или ущербу), для информационного пространства (частота употребления различных слов или доля компьютеров, пораженных различными вирусами). Теория самоорганизации – синергетика – раскрыла механизмы возникновения таких степенных (масштабно-инвариантных) распределений. И сейчас, на качественном уровне, есть понимание того, какие системные механизмы приводят к возникновению степенных распределений¹³. Но для нас сейчас важно другое. Особый интерес представляют объекты, которые «не укладываются» в степенную зависимость. Обратим внимание на ранжировку населенных пунктов России по числу жителей (см. рис. 5).

Рис. 5Ранжировка населенных пунктов России по числу жителей в 2002 году. Степенной зависимостью сr₀= 15 и α = 0,88 описываются более 42 тыс. населенных пунктов с населением свыше 200 человек за исключением двух столиц, выбивающихся из общего ряда.

Видно, что закон Ципфа прекрасно работает для десятков тысяч городов, посёлков и деревень России. Но не работает для двух крупнейших – Москвы и Санкт-Петербурга. Из этого следует, что эти две столицы принадлежат другой целостной системе (см. рис.4, где оба мегаполиса прекрасно укладываются в общую степенную зависимость), находятся в другом социально-экономическом пространстве, живут по своим, отличным от других городов, законам, решают свои особые проблемы. Это убедительно иллюстрируют и результаты социологов (см. рис. 6).

Рис. 6Разность между позитивными (и нейтральными) и негативными ответами на вопрос ВЦИОМ: "Как Вы бы оценили в настоящее время материальное положение вашей семьи?"

На этом рисунке представлены ответы на задававшийся вопрос о материальном положении. Совокупность ответов, как и в случае обычного барометра, позволяет мерить своеобразный аналог «давления» или «температуры» в обществе. Видно, что на происходившие в стране изменения жители столицы реагировали гораздо более эмоционально и нервно, чем остальная Россия. И, что ещё важней, на некоторые события они реагировали в противофазе… Всё как в поговорке «Москва – не Россия, но и Россия – не Москва». Примерно также дело обстоит с крупнейшими компаниями мира (см. рис. 7).

Рис. 7Ранжировка крупнейших компаний мира по рыночной стоимости, млрд. долл. Степенной зависимостью сr₀= 28 и α = 1,05 описываются 871 компания. Из общего ряда выпали ExxonMobil, General Electric и Microsoft.

Из анализа зависимости ранг–размер по капитализации видны три сегмента. В своём пространстве живут три сверхгиганта – Exxon Mobile, General Electric , Microsoft. В своём – гиганты (верхняя тысяча). И в своём следующие фирмы (у зависимости «загибается» хвост – компаний, с капитализаций, которая бы соответствовала бы ципфовскому закону, не хватает). Супергиганты, крупнейшие транснациональные корпорации (ТНК) и все остальные играют по разным правилам… Ну а теперь после экскурса в синергетику вернемся к «ситу инноваций». Строя зависимости ранг-размер для различных отраслей, регионов, стран, можно легко понять, чего не хватает, в каком диапазоне должны лежать желаемые инновации. Приведем злободневный пример из области энергетики, опираясь на данные профессора Б.И. Кудрина из Московского энергетического института¹⁴. Состояние энергетики не напрасно вызывает тревогу. В самом деле 2/3 территории страны (где проживает 20 миллионов человек), по сути, не электрифицировано. Но если надежного энергоснабжения нет, то есть потребитель отключается на 100 и более часов в год (в Европе норма 7-10 часов/год), то это означает невозможность вести товарное хозяйство – 10-15 коров доить вручную очень трудно. 60% линий электропередач имеет износ 100%. По нынешним нормам за подключение 1 кВт установленной мощности с потребителя требуют 45 тыс. рублей. Звучит фантастично, но это так. Результат налицо. 11 тысяч поселений исчезло с карты России за последние 13 лет, 40 тысяч поселений не имеют связи и дорог с твердым покрытием. В индустриальную эпоху отдельные энергетические гиганты радикально меняли ситуацию. Лозунгами были концентрация производства и централизация энергоснабжения. Впрочем, в ряде областей жизнедеятельности это и сейчас так – проданная Россией Венесуэле эскадрилья истребителей и 100 тысяч автоматов Калашникова изменили геополитический рейтинг этой страны. Однако в постиндустриальную эпоху, тем более в эпоху экономики знаний зависимость ранг-размер для энергетических мощностей должна соответствовать таковой зависимости для численности жителей населенных пунктов. У распределения энергомощностей нужно срочно «отрастить хвост». Это означает, что на один генератор мощности 1 млн.кВт должно приходиться примерно 10 генераторов по 100 тыс.кВт, 100 – по 10 тыс.кВт, 1000 – по 100 кВт, 100 тыс. – по 10 кВт и миллион – по 1 кВт (они нужны геологам, садоводам, туристам, в армии). Именно для «отращивания хвоста» сейчас как воздух нужны инновации (вспомним первый приоритет в списке RAND). Другими словами, наука сейчас позволяет не только «генерировать инновации», но и осуществлять мониторинг целостности, создавать «сито инноваций». И масштаб задач очевиден. По существу, нужен новый план ГОЭЛРО, новая индустриализация, переход к новому технологическому укладу. Бывая на конференциях по инновациям, чувствуешь, что в подсознании у большинства докладчиков один и тот же миф. Про то, как калики перехожие поят немощного Илью Муромца живой водой. Успеть бы напоить…