Цифровой журнал «Компьютерра» № 127

Кафедра Ваннаха: Эффективность и устойчивость Михаил Ваннах

Опубликовано 25 июня 2012 года

Есть такой автор «твёрдой» научной фантастики – Вернор Виндж. И есть у него, в цикле о приключениях Фама Нювена, роман «Глубина в небе» (A Deepness in the Sky, 1999), удостоенный сразу пары высших жанровых премий – и «Небьюла», и «Хьюго». Это – полноценная «космическая опера». С межзвёздными далями, разнообразными формами галактической жизни, орбитальными сражениями…

Флот галактических торговцев Кенг Хо, с которым Фам Нювен бродит по Вселенной, наблюдает различные технологические цивилизации, развивающиеся, угасающие, терпящие крах и перестающие быть технологическими… Постигает законы, по которым это происходит, – не из научной любознательности, а в сугубо маркетинговых целях. Ведь торговцам нужна «разность потенциалов». Нужны места с высокой технологией, где можно купить электронику и медицинское оборудование, и нужны места, изобильные ресурсами диктатуры торговых магнатов, где всё это можно выгодно продать правителям.

И вот, в числе прочих законов, торговцы Кенг Хо знают и такой: чем эффективней технологическая цивилизация, тем ниже её устойчивость, тем быстрей она рушится при неблагоприятных условиях. В романе широкими мазками кисти фантаста описана гибель технологической цивилизации планеты Намчен и попытки торговцев Кенг Хо её спасти… Но в вышеупомянутом законе ничего фантастического нет. Это – обычная теория систем управления. Ведь фантастика для Винджа – хобби. По основной профессии он математик, профессор университета Сан-Диего. (Кстати, понятие технологической сингулярности введено именно Винджем, но речь сейчас не о нём.)

Преподавание понятия устойчивости в курсах линейной теории автоматического управления в семидесятые начиналось с анекдота о доске. Каждый из нас легко пройдёт по ней, лежащей на полу. А вот по доске, поднятой на десяток метров над землёй, – мало кто. Даже при её жесткости и отсутствии вне,шних, скажем ветровых, воздействий. Дело в том, что человек – система с обратной связью, причём адаптивная. Идя на уровне земли, он не боится упасть – коэффициент передачи по контуру стандартный. А вот грохнуться с десятка метров – малоприятно. Поэтому наша система управления повышает коэффициент передачи. И до такой величины, что система выходит на грань устойчивости, а то и идёт вразнос… Казалось бы, высокий коэффициент передачи должен обеспечить особо тщательное парирование ошибок – ан нет, он, наоборот, начинает сам порождать их во всё увеличивающихся размерах.

Понятие баланса между эффективностью и устойчивостью применимо ко многим отраслям. Посмотрим на него на примере магазина. Большие запасы хороши тем, что, сколько бы ни зашло покупателей, они не уйдут без покупки. Но они стоят денег – омертвление в них оборотного капитала, расходы на хранение, на электроэнергию для холодильников. А в случае овощей и фруктов – порча. В случае охлаждённого мяса – необходимость перерабатывать залежавшийся товар в более дешёвые полуфабрикаты. Ну а малый запас – покупатель уйдёт без покупки и отправится в соседнюю лавку. А повторись это – глядишь, и сформируется пагубная для корыстных интересов торговца привычка предпочитать конкурента.

А для общества всё ещё серьёзнее. Поглядим на широкую номенклатуру современных магазинов — не сравнить с ассортиментом времен индустриального общества… Но вот запасы каждой позиции – минимальны (по изложенным выше причинам). Ну, временное отсутствие чего-то одного не так страшно – кружку кофе можно зажевать шоколадкой с семидесятипятипроцентным содержанием какао, вместо вожделенной восьмидесятипятипроцентной (поймав при этом администратора за объёмистую талию и высказав ей своё недовольство). Но вот сколько-нибудь серьёзное воздействие на логистическую инфраструктуру может привести к куда более неприятным вещам.

Магазины и склады, оптимизируя экономическую эффективность, работают с минимально необходимыми запасами. (Именно это определяет широкое внедрение в дистрибуции компьютерных систем и цифровых каналов связи.) А сбой приведёт к парализации всей системы, даже без падений астероидов и атомных бомб. Усложняя нашу инфраструктуру, делая её более разумной путём внедрения ИТ, мы выводим её на грань устойчивости. Особенно в случае злонамеренного воздействия. (Именно поэтому недавние предупреждения Евгения Касперского об угрозе эскалации гонки кибервооружений и стали предметом широкого обсуждения в крупнейших мировых изданиях вроде Der Standard, Le Figaro, Time…)

Но воздействия-то бывают и отнюдь не злонамеренные. Их порождает «нормальное» функционирование внешнего мира. Они могут быть эндогенными, зародившимися в самой системе. И болезненнее на них могут прореагировать самые что ни на есть эффективные.

Давайте вспомним присущие недавнему прошлому восторги, вызванные развитием высоких технологий в Великом княжестве Финляндском, как некогда звалась Суоми в составе Российской империи. Действительно, завидовать было чему. Чего стоила одна лишь Nokia. В начале века на неё приходилось до 4 процентов ВВП Финляндии и до 21 процента налоговых поступлений от корпораций Страны озёр. Капитализация в 2000 году оценивается в триста миллиардов евро. Акции в том году шли по цене, эквивалентной 65 евро. Поразительный контраст с отечественным бизнесом той поры. Руководитель «Газпрома» Миллер гордился тогда тем, что средняя рыночная капитализация его компании составила 7,94 млрд. долларов, выростя по сравнению с 1999-м в 1,7 раза… Огромное количество местных политиков и публицистов произносили тогда пламенные речи о достоинствах «северного пути» и «скандинавского социализма».

Но всё меняется… И не всегда к лучшему. Нынешняя капитализация Nokia составляет в июне 2012 года 7,4 млрд. евро. Вон, «Компьюлента» пишет о массовых сокращениях персонала этой компании – десять тысяч человек, пятая часть сотрудников. Целая дивизия работников информационного хайтека бодрым маршем отправляется по известному адресу… Обычно считается, что проблемы Nokia начались с того, что её менеджмент, почивая на лаврах крупнейшего производителя мобильников, пропустил появление iPhone и связанной с ним идеологии. (А ведь на пике капитализации финны стоили в четырнадцать раз дороже яблочников, в апреле же 2012-го Apple Inc. взлетал в рыночной цене до 644 млрд. долларов – при шестидесяти тысячах работников по сравнению с полусотней тысяч, вкалывавших до сокращения на финнов.)

Не отреагировал он и на появление Android, в результате чего объективнее оценивший достоинства операционных систем Samsung вышла в лидеры по объёмам продаж. Вообще-то можно было бы сделать вывод и о том, что конкурировать с Юго-Восточной Азией старой Европе не по силам, но это тема для отдельного разговора у нас и строжайшее табу для европейских медиа…

Так что мы на очень серьёзном примере видим, что одна из самых блистательных компаний глобального рынка информационных технологий показала нам, что эффективность может сочетаться с весьма низкой устойчивостью. Сорокакратное падение капитализации за дюжину лет – это очень круто! (Скажем для сравнения, что капитализация «Газпрома» с 2000-го по 2008 год возрастала в 46 раз…) То есть зарабатывать мегамиллиарды на крайне эффективной бизнес-модели можно в кратчайшие сроки – это продемонстрировал нам взлёт капитализации Apple. Но можно их терять с ещё большей скоростью – вот пример Nokia перед нами.

Наверное, это первый случай того, что неверный выбор операционной системы, пренебрежения Android'ом (чего-то такого, чем должны заниматься технари-ботаники, и вникания в то, что «не царское дело» для капитанов бизнеса) повлёк последствия такого финансового объёма. (Для справедливости скажем, что каких-то роковых недостатков у Symbian OS, как и у светлой памяти OS/2 WARP, нет – просто конкуренты оказались лучше; кто универсальней, кто удобней для потребителя…)

Ну, Михаил Евграфович давным-давно в «Господах ташкентцах» отметил, что «Времена усложняются. С каждым годом борьба с жизнью становится труднее для эмпириков и невежд». То есть – опытный российский бюрократ и гениальный сатирик почти полтора века назад чётко осознавал, что повышающие эффективность усложнения неизбежно влекут за собой требования усложнения управляющих алгоритмов (интерпретируя его слова современным языком.)

Но выбор между эффективностью и устойчивостью останется всегда, пусть и на других уровнях. И пренебрежения им могут быть крайне драматичны. Представим себе пенсионный фонд, разместивший активы в 2000 году в акциях финской компании. Это может тащить за собой такие проблемы, по сравнению с которыми местное митинговое движение покажется игрой детей в песочнице. И что интересно, такие проблемы неизбежно будут порождаться не отсталостью, а развитием. Постоянной гонкой за эффективностью.

К оглавлению

Василий Щепетнёв: Свидетельствует царь Василий Щепетнев

Опубликовано 26 июня 2012 года

Историю в школе я не то чтобы не любил, но относился к ней равнодушно. Химия, физика, математика – это да, это интересно, астрономия – крайне интересно, а история… Древний мир изучали в пятом классе, а много ль пятикласснику дела до Цезаря, Клеопатры или Нерона? Страшно далеки они от пятиклассника… Средние века – шестой и седьмой класс. Тут уже поинтереснее, в эти годы обыкновенно читают «Айвенго», «Трёх мушкетёров» или «Крестоносцев».

Увы, про мушкетёров учебник помалкивал, упирая больше на народные восстания и революции. Уот Тайлер, Ян Жижка, жакерия, но всё подавалось пресно и сухо – или я так воспринимал тексты. Что мне Лютер или Кальвин, если и католицизм был штукой совершенно непонятной, да и православие тоже.

Новая, тем более новейшая история повествовала преимущественно о забастовках и революциях, важнейшим событием девятнадцатого века считалось образование «Союза борьбы за освобождение рабочего класса», а уж о веке двадцатом и говорить нечего.

"После Петра Первого России ужасно не везло на царей" – заключение, для школьника вполне оправданное. Так нас учили. Хотите верьте, хотите нет, но даже портрета Николая Второго в учебнике не оказалось! Абстрактный деспот, безликое зло, символ пустоты. Долгие годы он и оставался таковым. Лишь в восьмидесятые время начало приобретать цвет и форму. Из прямой линии превращаться сначала в рисунки на плоскости, а потом и объёмные фигуры. Хотя и по сей день фигуры эти статичны, как в классическом музее мадам Тюссо.

Их, фигуры, обряжают то в одни одежды, то в другие, но этого мало. Спрашивать о чём-то их сложно: молчит Русь, не дает ответа. Или вкладывает в уста персонажей те речи, которые хотелось бы слышать тому, кто наверху. Николай Второй из тирана и кровопийцы стал мучеником, правление его всё чаще называют серебряным веком, и то тут, то там раздаются призывы возродить самодержавие: лишь самодержец может управлять бескорыстно, по совести, в ином же случае к власти непременно придёт демагог (в современном значении слова).

Почему же непременно, откуда уверенность? А вдруг…

Но вернусь к Николаю Александровичу. Сквозь туман времён проступает сложная, противоречивая, трагическая фигура, но не является ли это оптическим обманом? В тумане зачастую многое представляется более сложным, поскольку размытые детали дорисовываются воображением, а оно, воображение, дай ему волю, такого нарисует… У человека благородного и воображение благородное, у человека практичного – практичное, а у циничного – циничное. Помимо воображения искажает облик и господствующая идеология. При советской власти Николая иначе, нежели кровавым, не видели, сегодня же над головой проступает сияние.

Вопрос о личных качествах Николая — не праздный. Не решив его, невозможно оценить и события, связанные как с правлением самодержца, так и с ликвидацией этого правления. И самое простое – дать слово самому Николаю. Ведь глупо оценивать певца по тому, что напел Рабинович, если имеется возможность услышать подлинный голос.

О годах ученичества цесаревича Николая я недавно упоминал («Понедельник: география, повторение, повторение; вторник – повторение, повторение, повторение»). Но это всё-таки оценочное суждение. Читать нужно дневники самодержца. «Ни дня без строчки» – не формальный девиз для государя, а руководство к действию. Дневник он ведёт аккуратно, тщательно записывая впечатления о прожитом дне.

Год одна тысяча девятьсот четвёртый. Возраст Николая – полных тридцать пять лет. Задачей своего правления самодержец считает укрепление позиций России на Дальнем Востоке. Основной конкурент России – Япония, и война с ней – вопрос дней, и даже часов. Итак:

Война, театр, чаепитие с матушкой и морозная погода – события равнозначные, через запятую. Смотрим дальше:

Война, чай, прогулки, концерты и чай с дядей Владимиром…

Быстрой победоносной войны не вышло, и о ней в дневнике упоминается всё реже и реже. Самодержца занимает другое. Читаешь, и впечатление, будто государь бредит.

Война, зреет революция, на плечах самодержца огромная империя, а он… «Ездил на велосипеде и убил 2-х ворон»! Эта строчка – квинтэссенция дневника Николая Второго. Трудно скомпрометировать идею самодержавия больше.

Прошло десять лет. Европа перед Мировой Войной.

Мировая Война началась!

Переношусь в тысяча девятьсот шестнадцатый год. Мировая война, государь – верховный главнокомандующий.

Февраль семнадцатого. Последние дни империи.

Накануне вооружённого восстания:

Всё. Больше не могу. Это не дневник, это история болезни. Вернее, сама болезнь. Воля ваша: проводите экспертизы, верьте на слово, но опыт, здравый смысл и профессиональные навыки говорят мне, что император Николай Второй был олигофреном. Попросту – умственно отсталым. Его психика застыла на уровне гимназиста третьего – четвёртого класса. Гонять ворон, кататься на велосипеде или смотреть «Таинственную руку» ему, взрослому мужчине, куда интереснее, нежели заниматься государственными делами.

Да и не мог он заниматься государственными делами. Ну, примет доклад, ну, почитает документы, но ситуацией в стране он не владеет и распоряжений толковых отдать не может. Олигофрена можно определить как личность, неспособную к самостоятельной социальной адаптации. Как пишут специалисты, «адаптивное поведение всегда нарушено, но в защищённых социальных условиях, где обеспечивается поддержка, эти нарушения у больных с лёгкой степенью умственной отсталости могут совсем не иметь явного характера».

В спокойное, мирное время он мог быть царём-представителем: ездить на смотры, принимать послов, посещать оперу и ходить на охоту с кузеном Вилли. Это приемлемо для конституционной монархии, но не для самодержавия. Во время кризисов Николай становился обузой, ненужным звеном, тормозящим всё и вся.

Разумеется, ставить в личную вину Николаю Второму то, что он был умственно отсталым, нельзя. Это не вина его, а беда. Виновато самодержавие — строй, при котором ключевую должность годами занимает явно не пригодный к ней человек.

Что самодержавие пошло ко дну с таким капитаном, неудивительно. Удивительно, как долго оно держалось на плаву. Видно, запас прочности империи после смерти Александра Миротворца был велик. Остаётся лишь гадать, как развивались бы события, если бы Александр Александрович прожил не сорок девять лет, а хотя бы шестьдесят, лучше – семьдесят.

Но увы, медицина оказалась бессильной.

К оглавлению

Дмитрий Шабанов: Ориентация по внутренней карте Дмитрий Шабанов

Опубликовано 28 июня 2012 года

В предыдущей колонке я убеждал читателей, что ключевые этапы становления человека можно рассматривать через призму эволюции создаваемых психикой моделей действительности. Я упомянул, что становление таких моделей помогало управлять движением. Я хочу обсудить такие модели подробнее и обращусь для этого к языку социальных насекомых.

Язык пчёл стал предметом интенсивного изучения со времён Нобелевского лауреата Карла фон Фриша, его последователя Мартина Линдауэра и многих других блестящих исследователей. Одним из открытий этой научной школы было описание виляющего танца пчёл.

Пчела-разведчица, обнаружив в отдалении от улья источник корма, выполняет в темноте улья на вертикально расположенных сотах специфический танец. Она бегает по восьмёрке. Частота виляющих указаний брюшка является мерой расстояния до корма, а угол наклона центральной части восьмёрки относительно вертикали соответствует углу требуемого направления полёта относительно проекции направления на солнце на земную поверхность.

Непонятно? Вот картинка (взято отсюда с изменениями), которая это прояснит.

Когда пчела-разведчица танцует на горизонтальной поверхности (например, на прилётной доске), центральная часть описываемой ею фигуры показывает направление полёта к цели. Если танец выполняется на поверхности сот, отклонение центральной части выписываемой фигуры от вертикали показывает угол между направлением полёта и направлением в сторону солнца.

Фриш утверждал, что пчела-разведчица точно информирует о необходимом направлении полёта других рабочих пчёл. Целая серия более поздних экспериментов показала, что большая часть из «слушательниц» ориентируется не на геометрические указания, а просто на запах корма. Впрочем, кажется, что порядка 10 процентов наблюдательниц танца летит именно туда, куда надо. Можно считать, что это свидетельствует о неэффективности пчелиного языка. Впрочем, как преподаватель со стажем, могу заверить читателей: 10 процентов слушателей, действительно понявших сложные объяснения, – неплохой результат для педагога-человека.

Споры вокруг пчелиных танцев продолжаются, но, кажется, никто не оспаривает сам факт их наличия. Фигуры, которые выписывает во время танца пчела-разведчица, отражают то представление о цели, которое имеется в её надглоточном ганглии (который, по словам Фриша, «меньше просяного зёрнышка»). Кажется, всё-таки некоторые из наблюдателей (и пчёл-соседок по улью, и исследователей-биологов) расшифровывают эти танцы верно.

Почему пчёлы используют в качестве ориентира именно положение солнца? Фасеточный глаз насекомых способен воспринимать плоскость поляризации света, и пчела легко вычисляет положение дневного светила, даже когда оно скрыто за плотными облаками. Но у ориентации по солнцу есть и один существенный недостаток: его диск всё время движется по небу. Иногда пчёлам приходится летать за взятком на значительное расстояние. За время такого полёта солнце изрядно смещается по небу. Что же делать? Пересчитывать направления и углы! Очевидно, что это возможно лишь при наличии внутренних часов.

Обеспечение столь совершенного механизма ориентации — непростая задача. Она требует эффективной обработки данных, связанных с ходом времени и положением в пространстве. Пчёлы – древняя группа, и их механизм ориентации – результат эволюции в течение десятков миллионов лет. Его возникновение оправдано тем, что использование такого механизма контроля полёта намного повышает эффективность питания.

Анализируя поведение пчёл, мы можем кое-что узнать о том, как они работают с моделью пространства. Расскажу об эксперименте, в котором используется нелюбовь пчёл к перелетанию через высокие препятствия. Пчёл заставляли лететь к цели, находившейся за высоким домом. Возможные маршруты показаны на рисунке.

Первый вывод, который можно сделать по результатам этого эксперимента, заключается в том, что пчёлы-разведчицы не сообщают, с какой стороны надо огибать препятствие. Долетев до стены дома, сборщицы нектара поворачивают как придётся – направо или налево. Долетают до края дома и...

В танце разведчицы, который направил их в путь, было закодировано направление на цель и расстояние до неё по прямой. Может, сборщицы возвращаются на ту линию, от которой отклонились? Нет. Они выбирают варианты маршрутов 1 или 4 и летят прямо на цель (с некой ошибкой, следствием погрешностей передачи информации и ориентации на местности).

Разведчица, которая направила их к корму, проделала больший путь, чем расстояние от цели до улья по прямой, но указала в танце всё-таки именно его. Сборщицы установили, где находится цель на внутренней карте, и дальше, отклоняясь от прямого маршрута из-за неописанных препятствий, летят к ней кратчайшим возможным путём. Обратите внимание на треугольник, показанный серым цветом: в своих расчётах пчёлы используют правило, которое мы называем теоремой Пифагора.

Мы не знаем, как организована модель пространства в психике пчелы, но она обладает свойствами внутренней карты...

И теперь – последняя, убойная, на мой взгляд, деталь. Пчёлы собирают нектар только днём, и днём же танцуют. В течение светлого времени суток в нашем, северном полушарии солнце проделывает путь с востока через южную сторону небосвода к западу. В северной стороне неба в нашем полушарии солнце не оказывается никогда. Ночью оно проходит с другой стороны Земли, под нашими ногами – от запада через северную сторону на восток.

А поймут ли пчёлы, где находится солнце ночью? Найдены способы заставить их танцевать по ночам. Один из них – направить в улей пчелу, которая возбуждена открытием нового источника корма, и затем накрыть её на сотах тесной проволочной сеточкой. Другой способ связан с ситуацией поиска нового убежища для готовящегося к вылету роя.

Где, с точки зрения языка пчёл, находится солнце ночью? На севере! С нашей точки зрения, чтобы правильно рассчитывать положение светила, нужно понимать логику суточного вращения Земли. Когда человечество правильно поняло этот факт? Пчёлы начали использовать это знание в неявной форме много раньше.

Наличие в психике пчёл отражения суточного вращения Земли может показаться чудом. Как внутренняя модель, развивавшаяся для адаптивных целей, смогла прийти в соответствие с астрономической действительностью?

У меня нет чёткого ответа на этот вопрос, но я предполагаю, что самое эффективное объяснение движения солнца – самое математически простое, экономное. Наш мир тоже организован экономно. Наиболее адаптивной оказалась та модель, логика которой совпала с действительным устройством физического мира.

Читатели испытывают некий когнитивный диссонанс? Раньше вам казалось, что символическое описание действительности – прерогатива человека? Тогда я добью вас рассказом об особенностях языка муравьёв.

Муравьиная коммуникация изучена хуже пчелиной. К счастью, при грамотной постановке опыта можно узнать кое-что о модели действительности и этих перепончатокрылых.

Почитайте описание экспериментов Жанны Резниковой и Бориса Рябко, изучающих в Сибири коммуникацию муравьёв. Искусственное гнездо. Деревянная гребёнка с несколькими десятками зубцов. С зубца на зубец можно перейти только через основание гребёнки. Разведчику показывают корм, расположенный на одном из зубцов. Тот бежит в гнездо за подмогой и что-то «объясняет» сородичам. Пока происходит передача информации, гребенку меняют на аналогичную, лишённую запаховых меток, которые оставил муравей. Через определённое время, нужное для передачи информации, из гнезда выбегает команда. Разведчика на этом этапе пинцетом выхватывают из гнезда — чтоб не показывал путь. Это не мешает вышедшей команде прямиком направиться к нужному зубцу. Корм на него кладут уже тогда, когда выбор сделан (чтобы муравьи ориентировались по полученной информации, а не, к примеру, по запаху корма). Ориентироваться можно только по номеру зубца. Представьте себе, в этих условиях муравьи сообщают друг другу, где искать корм!

И это ещё не всё. Чем больше номер зубца, тем дольше происходит передача информации. Грубо говоря, чтобы передать, что корм на шестидесятом зубце, надо 59 раз «сказать» что-то вроде «пройди мимо этого зубца и дойди до следующего». Для такого объяснения нужно намного больше времени, чем для описания пути ко второму зубцу. Пока понятно?

А потом муравьёв приучили чаще находить корм на определённых (по счёту – никаких меток!) зубцах. Затем переложили приманку на соседние со знакомыми – и зарегистрировали сокращение времени, нужного для передачи информации.

Получается, муравьи не описывают путь от начала до конца, а передают что-то вроде команды «на два зубца раньше, чем в таком-то из недавних мест». Итак, в их системе коммуникации появились общепонятные обозначения для тех зубцов, где пища оказывалась относительно часто.

Обратите внимание на красоту этих экспериментов. Мы не знаем, как устроен язык муравьёв, но просто по времени передачи информации можно выяснить кое-что существенное относительно принципов его функционирования. И благодаря этому мы получаем свидетельства, что модель пространства, используемая муравьями, использует символы и оказывается пластичной, корректируемой во время использования! Видимо, изменяемый в зависимости от ситуации язык оказался более эффективным, чем заранее жёстко прошитая в генах однозначная схема.

Вы ещё не готовы пересмотреть своё отношение к насекомым?

Итак, описывая модели действительности, свойственные социальным перепончатокрылым (пчёлам и муравьям), мы увидели несколько их общих свойств. Они предназначены для управления движением. Они адаптивны. Они организованы экономно. Они используют символы.

И ещё одно. Они удивительно совершенны.

Возвращаясь к прошлой колонке, скажу, что мы не знаем, воспринимают ли пчёлы и муравьи мир вокруг них как непрерывный и целостный процесс или как совокупность отдельных стимулов. Но между их и нашим внутренним миром есть немало общего. А узнать это мы смогли потому, что модели в психике этих насекомых проявляются в ходе их взаимодействия друг с другом. Разве о внутреннем мире людей мы судим как-то иначе?

Кстати, работа с пространством сыграла особенную роль и в становлении наших моделей, поддерживаемых при взаимодействии людей. Наука как совокупность положений, последовательно выводимых из начальных принципов и проверяемых наблюдений, выросла из «Начал» Евклида, а сами «Начала» подвели итог опыту работы с пространством. Нет-нет, я не хочу преуменьшить роль предшественников Евклида, да и как можно преуменьшить роль «отца всех наук» Аристотеля. Но всё же первую (по крайней мере из дошедших до нас) целостную дедуктивную систему создал именно Евклид. Итак, есть кое-что общее в развитии индивидуальных моделей социальных насекомых и нашей коллективной модели действительности — науки.

А какие особенности являются для наших внутренних моделей действительности уникальными? Нет-нет, я говорю не об уникальности наших отношений со средой, которую обсуждал в серии «кофейных» колонок (эта и четыре следующих) год назад. Тогда, год назад, я намеренно отказался от обсуждения особенностей внутреннего мира разных существ. Но раз мы можем высказывать суждения о работе моделей муравьёв, мы можем задуматься и о работе собственных моделей. И какие же особенности таких моделей являются нашей прерогативой?

Об этом – не сейчас.

К оглавлению

Дмитрий Вибе: Почему мы видим человека на Луне? Дмитрий Вибе

Опубликовано 29 июня 2012 года

Одна из фундаментальнейших астрономических картинок — диаграмма Герцшпрунга-Рессела. По ней одной можно рассказать треть всей астрономии. Простота и ёмкость диаграммы ГР порождает искушение и всё остальное выстроить так же красиво и упорядоченно. Автору одного из астрономических блогов пришла в голову замечательная идея: нанести на диаграмму самих астрономов, по оси Х откладывая количество научных работ, а по оси Y — количество упоминаний в Гугле. Технология построения диаграммы подробно описана в блоге.

Как и настоящая диаграмма ГР, персонифицированная диаграмма разделена на последовательности. Верхнее положение в ней занимают медиа-звёзды — астрономы, у которых показатель абсолютной известности составляет примерно один Мегагугль при не всегда большом количестве научных публикаций. Из верхнего левого в нижний правый угол идёт главная карьерная последовательность, состоящая из типичных астрономов, популярность которых растёт соразмерно с их научным багажом. Наконец, в нижней части диаграммы располагается последовательность тёмных астрономов, публикующих статьи, но неизвестных поисковикам (вряд ли такие существуют в природе — статьи ведь тоже индексируются).

В комментариях к сообщению блога методику построения диаграммы изрядно раскритиковали, но на ней, тем не менее, наглядно проявляется совершенно очевидный факт (подтверждающий общую осмысленность диаграммы!): широкая известность учёного вовсе необязательно связана с его научными успехами. Выше всех на последовательности медиа-звёзд находятся Карл Саган и Стивен Хокинг — весьма значительные учёные. Но кто знает об их научных исследованиях? Много ли народа без «Википедии» скажет, чем в астрономии занимался Саган? Зато все знают, что по его книге снят фильм с Джоди Фостер! Конечно, все слышали, что Хокинг занимается чёрными дырами. Но эта информация почерпнута не из научных статей, а лишь как довесок к его человеческому подвигу. Три сотни статей у Сагана (по данным ADS), полторы сотни — у Хокинга. А количество хитов в Гугле у каждого превышает 10 миллионов! Сравните с Я.Б. Зельдовичем, который при пяти сотнях научных публикаций получает в Гугле меньше 20000 хитов по двум языкам.

К сожалению, разница между количеством статей и количеством упоминаний в интернете не всем понятна. Довольно часто приходится встречаться с мнением, что известный в интернете учёный и есть самый главный специалист. Помните, в 2004 году был шум, связанный с тем, что «Стивен Хокинг признал, что ошибался в отношении чёрных дыр»? Были (и остались) люди, которые восприняли это признание как свидетельство краха физики. Ну как же, Самый Главный Физик признал, что заблуждался! Тогда как на самом деле это признание никак не повлияло на работу подавляющего большинства физиков (они, поди, и не узнали о нём).

К этим рассуждениям меня побудил интереснейший человек — профессор принстонского Института перспективных исследований Питер Голдрайх. Его звёздочка на диаграмме находится значительно ниже медиа-звёзд. У Голдрайха, правда, довольно много публикаций — около полутора сотен. Однако его имя и фамилию, заключённые в кавычки, Гугль находит меньше пяти тысяч раз.

При этом список тем, по которым Голдрайх писал статьи за последние полвека, прямо-таки ошарашивает: природа спирального узора в галактиках, резонансы в Солнечной системе, кольца и спутники планет, пульсары, планетарные туманности, мазеры, протопланетные диски, движение полюсов Земли, гелио- и астросейсмология, МГД-турбулентность... Причём, это не просто рядовые работы. Было бы преувеличением сказать, что каждая статья Голдрайха дала жизнь какому-либо «именному» эффекту или модели, но их явно больше, чем у типичного «академического гиганта».

Ещё одна особенность работ Голдрайха — короткие названия и небольшое количество соавторов. Когда я учился в аспирантуре, сосед по комнате в общежитии принёс как-то ксерокопию статьи с коротким, но ёмким названием «Water». Её автором был... Не помню, кто, но, кажется, Вайцзекер или кто-то того же уровня. И мы долго обсуждали тогда, что нужно быть признанным гением, чтобы редакторы разрешили тебе опубликовать не обзорную, а обычную статью о текущем исследовании с заголовком из одного-двух слов. К статьям Голдрайха это относится в полной мере: «Электродинамика пульсаров», «Молекулярные облака», «Образование планетезималей» или даже загадочное «Q в Солнечной системе». Ещё раз подчеркну: это не обзоры и не названия глав в учебнике. Это обычные статьи, названия которых у «обычных» авторов часто занимают пару-тройку строк.

Малое же число соавторов сам Голдрайх объяснил тем, что ему достаточно одного-двух человек, чтобы было с кем обсудить решаемую Голдрайхом проблему. Вот здесь можно найти весьма обширное интервью с Голдрайхом, где он объясняет и это, и многое другое. Интервью немаленькое, но очень интересное.

Я сам впервые столкнулся с идеями Голдрайха, когда вместе с коллегами из США соавторствовал в нескольких работах по молекулярному излучению в турбулентной среде. Наследие Голдрайха фигурировало в этих работах трижды. Во-первых, моделируя мазерное излучение молекулы гидроксила, мы опирались на одно из первых и ключевых теоретических исследований космического мазерного излучения, выполненное Голдрайхом, Кили и Кваном в середине 1970-х годов и известное теперь как модель GKK.

Во-вторых, мы смотрели, насколько может быть поляризовано вращательное излучение молекул оксида углерода в силу действия эффекта Голдрайха-Килафиса. Суть этого эффекта состоит в том, что в оптически анизотропной среде у вращения молекул CO появляется предпочтительное направление, из-за чего их собственное излучение слегка (на несколько процентов) поляризуется. Анизотропия турбулентности в среде может быть связана с магнитным полем в ней. Для численных оценок мы использовали теорию МГД-турбулентности Голдрайха-Шридара.

Людям, изучающим образование планет, мила модель протопланетного диска Чианга-Голдрайха. Такой диск вообще имеет очень сложную структуру, на которую влияют и излучение звезды, и турбулентность, и трение в веществе диска... Моделировать всю эту физику хоть сколько-нибудь «честно» — семь потов сойдёт. Чианг и Голдрайх решили принести честность в жертву простоте. Диск по краям нагрет звездой, а в середине нет? Так давайте будем его представлять в виде двух слоёв — внешнего, нагреваемого излучением звезды, и внутреннего, нагреваемого излучением внешнего слоя. Модель получилась действительно простая, но, тем не менее, пригодная для многих оценок.

И это ещё не всё. В качестве варианта объяснения быстрого образования протопланетных сгущений в диске рассматривают неустойчивость Голдрайха-Уорда. Голдрайх и Тремейн задолго до реальных открытий предсказали наличие спутников-"пастухов" и планетную миграцию. И есть ещё неустойчивость Голдрайха-Шуберта во вращающихся звёздах, модель пульсара Голдрайха-Джулиана...

Самая «свежая» работа Питера Голдрайха, опубликованная несколько месяцев назад в журнале Icarus называется "Почему мы видим человека на Луне?". В ней он и два его соавтора возвращаются к одному из самых первых исследований Голдрайха — исследованию приливной эволюции системы Земля-Луна и поискам ответа на вечный вопрос: почему Луна всегда повёрнута к Земле одной и той же стороной? Причём, именно той, на которой людская фантазия нет-нет, да и соберёт из мозаики лунных морей человеческое лицо.

К оглавлению