Г.Форд - Высшая школа государственного администрирования

Черные лебеди
и самоорганизованная
критичность
Г.Г. Малинецкий
Институт прикладной математики
им. М.В. Келдыша РАН
Межфакультетский курс
«Стратегии, риски и высокие технологии в государственном управлении».
Осенний семестр 2013
Высшая школа государственного администрирования МГУ
02.10.2013
0
МШЭ
ВШБ
Искусств
Современные
Телевидение
Аудита
ВШГА
Наук о
Химический
Педагогического
Школа перевода
Биоинженерии и
Иностранных
Социологический
Азии и Африки
Журналистики
Географический
Почвоведения
Политологии
Психологии
Юридический
Фунд. медицины
Геологический
Вычислительной
Мировой политики
Государственного
Механико-
Глобальных
Биологический
Филологический
Исторический
Философский
Физический
Экономический
Распределение курсов
по факультетам
12
10
8
6
4
2
Психологии
Казахский
филиал МГУ
Почвоведения
Журналистики
Исторический
Юридический
Иностранных
языков
Мировой
политики
Геологический
Вычислительная
математика
Политологии
Социологический
Географический
Аудит
Экономический
Механикоматематический
Философский
Современные
социальные
Физический
Государственного
управления
МШЭ
Распределение студентов
по факультетам на курсе ВШГА
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Кибернетика
и управление
«Капитализм с необходимостью порождает и всегда
будет порождать кризис перепроизводства»
К. Маркс, Капитал
A
B
К.Маркс
(1818-1883)
Н.Винер
(1894-1964)
Роль субъекта
и объекта управления



Приоритет финансового капитала и
финансовой олигархии
Неравномерность экономического,
политического, социального развития
Центр не может без периферии
В.И. Ленин
(1870-1924)
И.Р. Пригожин
(1917-2003)
Кибернетика в управлении
страной

С. Альенде
(1908-1973)



Э.С. Бир
(1926-2002)
Кибернетические
принципы
государственного
11.09.1971
управления КИБЕРСИН
«Если это работает, то это
уже устарело»
«Главный инструмент –
управление
разнообразием»
«Хочешь помочь – сделай
это немедленно»
Управление и синергетика
Самоорганизация
Принцип «кормчего»
Принцип «танка»
Организация
Г. Хакен
1927
Н.Н. Моисеев
(1917-2000)
Интуитивное, эмоциональное,
рациональное
Карл фон
Клаузевиц
Дейл Карнеги (1780-1831)
(1888-1955)
Наполеон
(1769-1821)
Белые лебеди
Е. Исинбаева
К.Ф. Гаусс
(1777_1855)

exp   x  M  / 22
 x  
 2
2

Нормальные аварии
Каждая
катастрофа
имеет
фамилию, имя
и отчество
Чарльз Перроу теория
нормальных
аварий
Проектные
аварии
Гипотетические
аварии
Запроектные
аварии
Максим Горький
18 мая 1935 г.
Трешер
10 апреля 1963 г.
Системные законы – проявление
самоорганизации
Ранжировка крупнейших компаний
мира по рыночной стоимости,
млрд. долл. (Выпадают ExxonMobil,
General Electriс и Microsoft)
Ранжировка населенных пунктов
России по числу жителей
N ( r ) ~ r  ,  ~ 1
r  r0 , r0  1, r0  2, 
Возможность построения
социального барометра
Разность между позитивными (и нейтральными) и негативными ответами
на вопросы ВЦИОМ
"Что бы Вы могли сказать о своем
настроении в последние дни?"
"Как Вы бы оценили в настоящее время
материальное положение вашей семьи?"
Математика и
реальность

И.Ньютон
(1642-1727)



А.Эйнштейн
(1879-1955)
«Природа представляется мне
гигантским часовым
механизмом»
И.Ньютон
«Природа – это реализация
простейших математических
конструкций»
А. Энштейн
«Математика – это просто
раздел физики»
В.И. Арнольд
«Надо освободить математику
от физики, а физику – от
математики»
Ф. Дайсон
Ф.Дайсон
(1923)
10100 - гугол
В.И. Арнольд
(1937)
Игра
в масштабы
«Внизу еще очень много места.
Приглашение в мир новой
физики» (1959)
В каждой шутке есть доля
шутки,
остальное правда
Непрерывные
недифференцируемые
функции
К. Вейерштрасс
(1815-1897)
W x    a n cosbn x 
n 1
Д. Лагранж
(1736-1813)
a 1
b 1
f x   af bx   g x 
ab  1
g x   a cosbx 
Харди,
1916
Игра
в бесконечность
Пифагор
x
vt   lim
t 0 t
Математика есть единая
симфония бесконечного.
Д. Гильберт (1862 - 1943)
t
xt    vz dz
t0
Циркуль, линейка,
2
И. Ньютон
(1643-1727)
А. Лебег
(1875-1941)
Г. Кантор
(1845-1918)
Фракталы
Б. Мандельброт
(1924-2010)
Ф. Хаусдорф
(1868-1942)
ln N  
d F  lim
0 ln 1  
Ковер Серпинского
Губка Серпинского
Остров Коха
Комплексная динамика
zn 1  z  c
2
n
Множество
Жюлиа
f n z   
Множество
Мандельброта
Удивительные
острова
Кривая Пеано
Остров Коха
L  C
1d
Линии Вады
Фрактальные
области
3
z 1  0
притяжения

 
z n 1  z n  z  1 / 3 z

z  1, e
*
3
n
2i / 3
,e
4i / 3
2
n

xn1
f xn 
 xn 
f xn 
И. Ньютон
(1643-1727)
Мир сложных систем –
мир негауссовых законов
 ( x) ~ x (1 )  N (r ) ~ r 1/ 
Закон Ципфа (α=1)
Гауссовы законы
 ( x) ~ e
 x2 / 2
Степенные законы
 ( x) ~ x (1 )
Откуда берутся серые лебеди
Модели катастроф в
иерархических
системах
Опасность
таится на
кромке хаоса
Б. Мандельброт
(1924—2010)
Гаити. 12 января 2010 г.
N E   E
Канторово множество

Красивое слово - фрактал
«Неизвестное
неизвестное»
ВТЦ (США),
1973-2001 г.
М. Ямасаки
«Испанка»
50 млн человек
Э.С. Бир
(1926-2002)
11.09.2001 г.
Крайнестан
То, что работает,
уже устарело
Среднестан
Среднестан и Крайнестан
М. Талеб
Янсзон, 1606 год
Помните
о черных
лебедях
Чернобыльское прозрение.
Почему нам так не везет?
Проблемы
сMи 
Авария
на месторождении
«Тенгиз», 1985 г.
x   x
Маловероятное сочетание
многих маловероятных
обстоятельств
1
Авария
«Титаник», 1912 г.
Серые лебеди.
Тяжелые хвосты.
В.А. Легасов
(1936-1988)
«Дамоклов меч»
А.П. Александров
(1903-1994)
Сан-Франциско
ГНТП
«Безопасность»
1986 г.
«Опасно
не рисковать…»
К.В. Фролов
(1932-2007)
Разлом Сан-Андреас
Катастрофы уникальных
объектов.
Август, Россия, XXI век
12.08.2000, подводная
лодка «Курск»
 ( x) ~ e
 x2 / 2
 ( x) ~ x (1 )
27.08.2000,
Останкинская
телебашня
17.08.2009, СаяноШушенская ГЭС
Ущерб от одной «негауссовой» аварии
сравним с ущербом от всех остальных
катастроф в отрасли
Стихийные бедствия в США
XX век
Ураган «Катрина»,
август 2005
Распределение бедствий по количеству
погибших в их результате в США в XX веке
Затопленный
Новый Орлеан
Опасности сложных систем
Теория
самоорганизованной
критичности, парадокс
Ахиллеса
Ранжировка семейств компьютерных вирусов по
интегральной доле пораженных ими компьютеров
«В будущем новые явления будут
открываться на основе знания об
общей математической структуре
описывающих их математических
моделей»
Наш мир опасен.
Наша реальность
гораздо ближе к
сказкам 1000 и 1
ночи, чем кажется
Ранжировка техногенных катастроф по
количеству погибших
А. Пуанкаре
(1854—1912)
Опасности сложных систем
Ранжировка стран по доле ВИЧ-инфицированного
населения в возрастах от 15 до 49 лет
Ранжировка техногенных катастроф по
количеству погибших
Ранжировка семейств компьютерных вирусов по
интегральной доле пораженных ими компьютеров
Ранжировка стихийных бедствий по числу
раненых
Парадоксы серых лебедей
1. Ущерб от крупнейшего события
данного класса превышает общий ущерб
от всех остальных.
2. Если считать среднее по
увеличивающемуся временному
интервалу, то среднее растет, хотя
состояние системы не ухудшается.
3. Чтобы справится с серым лебедем,
надо иметь очень большие ресурсы.
4. Косвенный ущерб от серых лебедей
многократно превышает прямой и с
трудом поддается оценке.
Где водятся серые лебеди?
1. Биржевые крахи.
2. Аварии на АЭС.
3. Землетрясения.
4. Наводнения.
5. Утечка конфиденциальной
информации
6. Тайфуны.
7. Инновационная деятельность.
8. Медиаиндустрия.
9. Книгоиздание.
10. Интернет.
11. Борьба организационных
структур.
12. Политическая борьба и т.д.
Как укрощать серых лебедей
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Расчет на худшее.
Исключение ряда возможностей.
Привлечение ведущих экспертов в случае необходимости.
Стратегическое планирование (алгоритмы генштаба).
Использование когнитивных центров.
Имитационное моделирование.
Чудо чудное.
Диво дивное
Черный лебедь – парадоксальное
событие, стратегия, изобретение,
считавшееся невозможным и
кардинальным образом меняющее
пространство возможностей и рисков.
Выход в другое пространство.
Крайнестан
Черные лебеди в
инновационной сфере
Г. Форд
1863-1947
«Рабочий должен
иметь возможность
купить тот автомобиль,
который сделал»
Г.Форд
А.М. Зингер
1811-1975
Первая мировая война
как черный лебедь
Первую мировую войну сделали
возможной две технологии
• Прямой синтез аммиака (Габер,
Нобелевская премия 1918 год)
• Производство резины
Число жертв:
1 мировая война
7 млн. человек
Грипп «Испанка»
40 млн. человек
Не в теме
Мы и Они
• Крах аналитической
стратегии.
• Самолеты, газы, танки,
торпеды.
• Новые организационные
структуры.
• Война не монархий и
республик, а столкновение
угля и нефти.
• Прогноз Ивана Блоха.
Черный лебедь XX века
Плыли в Индию,
попали в Америку
Х. Колумб
(1451-1506)
Ю.А. Гагарин
(1934-1968)
1492
Запомнить
все!
Т. Джефферсон
(1743-1826)
1776
Конкуренция
в целостной
системе
Гигантские вымирания
в ходе эволюции
Ч. Дарвин
(1809-1882)
Ж. Кювье
(1769-1832)
Самоорганизованная
критичность
A
Пер Бак
(1948 – 2002)
 ( S ) ~ S 1, 2
 (T ) ~ T 1,33
λ
Парадигма
самоорганизованной
критичности
T  ~ T 
 ( x) ~ x (1 )
Пер Бак (1948-2002)
Биовычисления,
нейронаука
•Многоагентные системы
•ДНК-вычисления
•Нейронные сети
•Генетические алгоритмы
•Клеточные автоматы
•Иммунные сети
ТЦ ГА
ГЦГЦ
АГЦТ
ЦГЦГ
ТЦГЦ
ГЦГА
АГЦГ
ЦГЦТ
41
Все в одном и одно во всем
Что вверху,
то и внизу…
М. Эшер.
Меньше и меньше. 1956