Задача оптимального управления в общем виде формулируется так: при каких значениях параметров модели достигается максимальный экономический эффект. Определенные из решения этой задачи значения параметров и «закладываются» в план хозяйственных действий, который должен привести к оптимальному результату. Отметим, что для решения каждой такой задачи необходимо задать экономический критерий — совокупность числовых показателей, изменяющихся в зависимости от результатов численного моделирования процессов в окружающей среде. Выбор подобного критерия — нелегкая проблема и требует большой работы по определению констант, связывающих свойства природной среды с производственными показателями.
В общем случае для нахождения оптимальных решений требуется учесть огромное число факторов: экономические затраты на строительство в данном месте, стоимость сооружения и эксплуатации коммуникаций (железных и автомобильных дорог, водопровода, линий связи), перспективы развития региона, расходы на здравоохранение и различные природоохранные мероприятия и т. д.
Наряду с необходимостью научного подхода к планированию строительства новых промышленных объектов для действенной охраны экологически значимых зон требуется выработать четкие требования к выбросам уже действующих предприятий.
В рамках небольшой статьи трудно даже просто перечислить все вопросы, возникающие при решении задач, связанных с охраной природы. Здесь упомянуты лишь немногие из них, образующие своеобразный скелет проблемы в целом и позволяющие составить некоторое представление о ней. Среди других важных научных направлений, имеющих большое самостоятельное значение и оказывающих заметное влияние на методику решения этих задач, следует выделить космическое зондирование пространственной структуры загрязнений, а также построение алгоритмов и разработку ЭВМ, ориентированных на данный класс задач.
Таким образом, математические модели для охраны окружающей среды (и в первую очередь для выработки оптимальных хозяйственных решений) представляет собой большой и сложный комплекс взаимосвязанных программ по различным научным дисциплинам. В некоторых направлениях здесь достигнуты значительные результаты, другие — еще только начинают развиваться. В целом же область науки, которую можно назвать математическим моделированием для охраны окружающей среды, переживает стадию становления. Предстоит много поработать, чтобы отдельные, пока еще разрозненные попытки решения комплексной по своей сути проблемы стали надежным подспорьем в нашей повседневной деятельности.
КИБЕРНЕТИКА, НООСФЕРА И МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
Б. Е. БОЛЬШАКОВ, В. Е. ЧЕРКАСОВ
Научные исследования, проведенные советскими и американскими учеными в области оценки возможных планетарных последствий ядерного конфликта, убедительно продемонстрировали мировой общественности угрозу ядерного омницида, против которого необходимо объединить усилия всем государствам мира. Только в таком случае откроются благоприятные возможности для решения коллективными усилиями всех государств глобальных проблем человечества.
В результате широкого обсуждения и анализа этих проблем выявлен ряд нерешенных вопросов методологического характера: каков механизм возникновения глобальных проблем? как они связаны между собой? каковы тенденции их развития? какие новые методы нужны для решения этих проблем? какой должна быть стратегия их решения? как повысить эффективность их решения, иными словами, как повысить эффективность международного сотрудничества по глобальным проблемам?
В среде советских и прогрессивных зарубежных ученых сформировалось осознание того, что для решения глобальных проблем необходима целостная и глубоко проработанная концепция глобальной системы как совокупности взаимосвязанных компонентов цивилизации и природы, возникающей и развивающейся в результате деятельности индивидов, социальных и культурных сообществ и всего человечества.
Естественнонаучным основанием этой концепции могут послужить научные представления о ноосфере как о качественно новой глобальной системе, обеспечивающей гармоническое взаимодействие человека — природы — общества в интересах сохранения и развития мира. Такая глобальная система постепенно образуется на нашей планете под воздействием труда и научной мысли всех прогрессивных сил человечества.
Осознается ли этот процесс? Управляем ли он? На этот вопрос ответить не просто. Целесообразнее поставить другой: «Как сделать этот процесс сознательно управляемым?»
Для решения глобальных проблем международным сообществом предпринимаются большие усилия. Но все ли возможности используются в полной мере? Безусловно нет. И в первую очередь следует отметить что недостаточно полно применяются научные методы управления сложными системами.
Следует отметить, что еще в двадцатых — сороковых годах нашего столетия академиком В. И. Вернадским было создано учение о переходе биосферы в качественно новое состояние — ноосферу, обеспечивающее сохранение и развитие жизни как планетарно-космического явления. Это столь необходимое человечеству учение известно в полной мере пока лишь узкому кругу специалистов.
Нет сомнения в том, что ноосфера относится к разряду сложных систем, а следовательно, процесс становления ноосферы может быть предметом внимания кибернетики. Иными словами, сегодня может быть поставлен вопрос о возможности создания научных методов управления процессом перехода биосферы в ноосферу, процессом становления ноосферы.
Фундаментальные принципы сохранения и развития жизни, научной мысли как планетарного явления, сформулированные В. И. Вернадским, в органическом сочетании с богатыми инструментальными возможностями кибернетики могут оказаться весьма полезными в поиске эффективных методов управления глобальными проблемами социальной и природной среды.
С позиций кибернетики и вообще системного подхода для управления любой сложной системой необходимо иметь систему как минимум трех взаимосвязанных (идеально-математических в терминах измеряемых величин) моделей:
• требуемой системы (задает цель управления);
• существующей системы (здесь выявляются факторы, на которые следует воздействовать, чтобы управлять системой);
• программы, позволяющей преобразовать существующую систему в требуемую.
Таким образом, для создания модели управления становлением ноосферы требуется ответить как минимум на следующие вопросы: что представляет собой ноосфера как целевая глобальная система? какова существующая глобальная система? Получив ответ, можно перейти к формированию научно обоснованной программы. Уже из этих вопросов видно, какой непочатый край работы лежит на пути к цели.
Ноосфера как глобальная система
За последние годы в научной печати появилось много интересных работ по ноосферной тематике, развивающих учение В. И. Вернадского. Все они вместе с учением В. И. Вернадского дают возможность говорить о наличии теоретических предпосылок для исследования обсуждаемого вопроса.
В планетарном масштабе ноосфера означает качественно новую социально-природную целостность, определяющим и направляющим звеном которой выступает разум человечества, познающий и правильно применяющий общие законы сохранения и развития общества и природы в их внутренней взаимосвязи.
Ноосферное видение мира предполагает понимание того, что процессы в системе «человек-общество-природа» находятся в неразрывной связи и развитии и поэтому любое нарушение этих связей, а тем более их разрыв, порождает негативные явления, с которыми сталкивается как отдельный человек, так и общество в целом. С этих позиций все вопросы сохранения и развития мира не множество отдельных проблем, а разные стороны одной проблемы — становления ноосферного мира как глобальной социально-природной системы, сохраняющейся и развивающейся в ходе закономерной эволюции биосферы в ноосферу.
Цель этой системы — сохранение и развитие мира. Этот термин многозначен и в разных контекстах принимает различные значения. В политическом смысле слово «мир» означает «отсутствие войны», а в научном и философском встречаем: «мир как движущаяся материя», «мир как Вселенная», «мир как глобальная система человечество-природа» и т. д. Здесь под термином «мир» будем понимать глобальную систему, включающую в себя разные социальные образования (человек, организация, нация, класс, страна, международные объединения), взаимодействующие между собой и с окружающей их природной средой через непрерывный обмен веществом, энергией и информацией. «Мир как отсутствие войны» характеризует состояние глобальной системы, выступает необходимым условием развития и существенным компонентом в механизме планетарной жизни.
