ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ В КРАНЕ С ГОРЯЧЕЙ ВОДОЙ, МАРСОХОДЕ И ДЕМОГРАФИЧЕСКОЙ ПИРАМИДЕ

Рассмотрим подробно обратные связи с запаздыванием - одно из проявлений теории систем, на котором основан доклад "Пределы роста" - одно из первых научных предсказаний "конца света" (близости экологической и социальной катастрофы).

Мы публикуем цикл заметок, в которых пытаемся покопаться в истории возникновения понятия Устойчивого развития. Первая статья этого цикла рассказывала про доклад Пределы роста, написанный учеными – специалистами по системному анализу. В нем ученые наглядно показали, что человечество может довольно скоро достичь пределов своего развития по ряду показателей (численность населения, наличие ресурсов, индустриализация и т.д.).

Выход этого доклада в 1972 году подлил масла в огонь обеспокоенности общества вопросами экологии. Возникли десятки общественных организаций, институтов, специальностей и тысячи активистов, пытавшихся решить проблему необузданного роста человеческого потребления и размножения.
О первых попытках решения этого вопроса мы писали в следующей заметке:

Сегодня мы хотим копнуть поглубже в некоторые идеи доклада Пределы роста и посмотреть на них через призму теории систем и системного анализа.
Как мы уже писали, авторы доклада Пределы роста были одними из первых специалистов по моделированию сложных систем. Например, одна из авторов Донэлла Мэдоуз еще известна тем, что написала книгу Азбука системного мышления, переведенную, кстати, на русский язык.
Так вот, при помощи системного мышления и анализа они вывели три основных причины того, почему человечество способно подойти к физическим пределам своего роста.
Эти три причины очень просты:
1. Постоянный рост системы (часто экспоненциальный)
2. Наличие у системы физического предела
3. Запаздывание в системе между событием и откликом на него (обратная связь с запаздыванием).

Мы считаем невозможным погружаться дальше в эту тему, пока не будут прояснены некоторые основные понятия. Поэтому в этой заметке будет сделан упор на последней причине.

В обратных связях с запаздыванием кроется множество ловушек. Суть их в том, что решение об изменении системы принимается на основании анализа ее показателей, т.е. на основании ее состояния, которое уже прошло. Проблема в том, что пока совершается изменяющее воздействие, система и сама меняется (по своей природе). Вследствие этого управленческое воздействие применяется к новому состоянию системы, не соответствующему тому, для которого оно было разработано.
В одной книге это сравнивали с управлением автомобилем по зеркалу заднего вида.
Можно привести множество как глобальных, так и бытовых примеров, в которых обратные связи играют злую шутку. Самый простой бытовой пример – газовая колонка, подогревающая воду. Когда вода в душе становится холодной, человек крутит ручку, чтобы прибавить горячей воды. Так как вода нагревается медленно, замерзший и намыленный человек прибавляет еще. В конце концов, когда обратная связь срабатывает, вода становится слишком горячей и человеку приходится проделывать все упражнение снова, теперь уже с холодной водой.

Другим примером может быть задержка сигнала от дальних объектов. Именно поэтому нельзя сделать самолет или ракету, которыми можно было бы управлять из наземного центра. У всех ракет и “беспилотников” есть встроенный интеллект, который производит сиюминутное управление. Очень явно проблему такой задержки можно наблюдать на американском марсианском роботе — там задержка передачи сигнала в одну сторону составляет примерно 14 минут. Это означает, что если вы даёте команду “двинуться вперед”, то сигнал дойдет до робота через 14 минут, а затем через 14 минут обновленную информацию получат на земле. Таким образом, чтобы выполнить любое элементарное действие ученым требуется 28 минут.

Еще один пример – демографическая ситуация. ZtykidKjCrE

Если посмотреть на половозрастную картину России на 2012 год, то совершенно очевидной является задержка обратной связи длинной в 20 лет (возраст полового созревания). Демографические ямы и всплески повторяются каждые 20 лет. Видны некоторые отклонения от общей тенденции, вызванные социальными переменами, но, в целом, спад рождаемости, произошедший в военные годы аукается нам до сих пор. 2000е годы как раз и были продолжением этой традиции. В последние же пару лет в России наметился перевес численности над рождаемостью. Машина пропаганды, конечно, припысывает все заслуги текущему режиму, но небольшое погружение в структуру данных позволяет увидеть, что просто беби-бумеры 85-88, наконец, начали обзаводится семьями.

В следующем выпуске на эту тему мы расскажем о сакральном смысле термина “Устойчивость” с точки зрения системного анализа.

Поделиться в соц. сетях

Share to Facebook
Share to Google Plus
Устойчивое развитие, Философия науки
Tags: , ,