назад Оглавление вперед


[Старт] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [ 61 ] [62] [63] [64]


61

Рис, 165. Незанятые деревьями участки - черные, занятые - белые в системе N=64 на N=64 участков. Цель состоит в том, чтобы оптимизировать продуктивность этой модели леса, то есть оптимизировать число деревьев минус потери из-за пожаров. Предполагается, что исфы более вероятны в левом верхнем углу. Оптимальные конфигурации деревьев четырех различных стратегий управления лесом сравниваются на различных панелях. На панели (а), деревья растут случайным образом на предварительно пусть!х участках. Оптимальная конфигурация деревьев соответствует, так называемой, перколяции (прореживанию) критической плотности. Это стратегия невмешательства. На панелях (Ь) - (d) оптимизация выполнялась путем вычисления каадого варианта выбора для дополнительного дерева, что давало результирующую среднюю доходность и, таким образом, взвешивало возможное будущее воздействие случайных искр. Увеличивающая степень сложности определялась от панели (Ь) к панели (d) в соответствии с "конструктивным параметром" D. D измеряет число конфигураций деревьев, которые рассматриваются после добавления нового дерева при вычислении оптимальной стратегии посадки деревьев. Панель (Ь) соответствует 0=2, го есть исследуются только две позиции дерева и выбирается лучшая. Панель (с) соответствует D=N=64, а панель (d) соответствует D=tf=4096, то есть изучаются все возможные позиции для

дополнительного дерева относительно их последствий при пожарной опасности. Это напоминает ифу в шахматы, в которых D является числом комбинаций, которые игрок исследует. Обратите внимание, что по мере роста сложности D процесса оптимизации, оптимальный лес становится все более и более плотным, всего лишь с несколькими пустыми участками, которые организованы так, чтобы сформировать эффективный пожарный заслон. Эти пожарные заслоны были оптимизированы с тем расчетом, чтобы разъединить лес на оптимальный набор лесных кластеров, учитывая известное распределение опасных исф. Обратите внимание, что если бы исфы внезапно стали бы более многочисленными в правом нижнем углу квадрата, то оптимальное решение (d) поведет себя катастрофически, иллюстрируя хрупкий характер этой оптимизации. Источник [72].

Мы можем, таким образом, повторно сформулировать оптимальное управление для леса так, чтобы строились те пожфные заслоны, которые максимизфуют продуктивность после пожаров, то есть которые минимизируют среднее разрушительное воздействие пожфов, учитьшая стоимость посфоения и содфжания заслонов в хорошем рабочем состоянии.

При наличии гетерогенной просфанственной плотности вероятности исф /?, ясно, что плотность г пожфных заслонов просфанственно не должна быть однородна: большее количество заслонов необходимо в чувствительных зонах, где исфы более многочисленньт Плотность г заслонов не будет, таким образом, постоятша в оптимизационном процессе, но будет приспосабливаться к федофеделенному расфеделению исф р. Это фосфанственное распределение исф р Офеделяет вфоятность р, того, что исфа зажжет пожф в данной области или кластфс /, офаниченном пожфной стеной: р, является суммой р в кластере. При неоднородном расфеделении исф, можно показать [71,394], что оптимизация продуктивности, то есть мтшимизация феднего размера пожфа, с учетом стоимости пожарной стены, ведет к степенному распределению областей, разфаниченных заслонами. Процесс оптимизации обеспечттает устойчивые результаты, несмофя на неофеделенность, количественно офеделяемую вероятностями р,. В примфс дня лесного пожфа, оптимальное фосфанственное расфеделение заслонов является результатом взаимодействия между нашим априорным знатшем неопределенности в расфеделении исф и убьттков, вызванных пожфами. Решения устойчивы относительно существования неопределенности, то есть к тому факту, что мы детерминировано не знаем куда исфы собираются упасть; мы знаем только их расфеделение вероятности.

Однако, оптимальная просфанственная геомефия пожфных заслонов очень хрупка относительно ошибки в офеделении количества вфоятностей р„ то есть относительно моделирования ошибки, если использовать тфминологию главы 9. Опасна не неопределенность, но ошибки в офеделении количества этой неофеделенности: различные наборы р, ведут к очень различному просфанственному распределению пожарных заслонов. Таким офазом, оптимизированная система заслонов будет хрупка, то есть плохо фиспособлена даже к скромному, но долгосрочному просфанственному пффаспределению воспламеняющих исф [71,394].

Следуя этой концетщии, мы можем перефразировать проблему и говорить, что устойчивость нашего современного общества происходит из его адатттации к модели роста, полагающегося на последовательность технологических реюлюций и



их приложений. Однако, наше общество может бьпъ хрупким относительно глобального изменения, которое может потребовать другого динамического режима. Концепция критической сингулярности предполагает вдобаюк, что эта хрупкость или воспрршмчивость к глобальным изменениям будет повьштаться по Мфе оптимизации общества и увеличения его сложности. Следуя Таишеру [420], мы, вероятно, должны рафабатывать решения для качественно отличных режимов. Эти решения не могут появляться спонтанно из ускоренного инновационного процесса и следующего из него роста, которые питаются сами собой, без исследования других динамических режимов.

Напримф, бедствие, которое особенно часто прогнозируют, заключается в будущем изменении климата, вовлекающем природные и антропогенные силы, из которых последние будут доминировать все больше и больше. Текущие оценки показывают, что мы можем их ожидать большими и бысфыми. Повысится глобальная температура, что вьвовет изменение атмосффной циркуляции, ведущей к такому перфаспределению осадков, которое фудно предсказать. Эти перемены затронут мировое население, которое, как ожидают, увеличится от, приблизительно, 6 миллифдов человек сегодня до, приблизительно, 10 миллифдов к 2050 году. Несмофя на технологические перемены, большинство населения продолжит самостоятельно заботится о пропитании или будет земледельцами маленького масштаба, которые яштяются столь же уязвимыми к климатическим колебаниям, как и поздние доисторические/ранние исторические сообщества. Кроме того, во все более и более переполненном мире, поиск новой среды обитания в качестве адаптивного ответа будет невозможным. Мы, однако, имеем замечательное преимущество перед обществами из прошлого потому, что мы можем, некоторым образом, прогнозировать будущее. Мы должны использовать элу информацию, чтобы рафабатывать сфатегии, мтшимизирующие воздействие изменения климата на общества, находящиеся в фуппе самого большого риска. Это пофебует существенного международного софудничества, без которого двадцать первое столетие, вероятно, явится свидетелем беспрецедентных социальных разрушений [449].

9Терю(рд iamniHueoami

Более оптимистическая перспектива состоит в том, что "экологические" действия будут увелипшаться в будущих десятилетиях, сглаживая переход к экологически ишефированным промышленности и человечеству. Существуют некоторые признаки того, что мы находимся на этом пути: в течение 1990-ых использование силы вефа росло с темпами 26% в год, а солнечного фотоэлекфичества - 17% в год, по фавнению с ростом использования угля и нефти в 2%; правительства ратифицировали более 170 международных соглашений по Офужающей среде, зафагивающие все вопросы, от лова рыбы до наступления пустьшь.

Однако, существует и сфьезное сопротивление, в особенности потому, что нет консенсуса по поюду Сфьезности ситуации, как это описано в подглаве "Оптимистическая точка зрения социальных ученых". Проблема не в том, что этот оптимистический взгляд является неправильным. С экономической точки зрения

такой оптимистический югляд более правдоподобен. Проблема, поднимаемая анализом, предсгавленньм в [219] и др., заключается в том, что приближение к сингулфности конечного времени может быть удивительно бысфым, в течение нескольких десятилетий, предшествующих ей. В результате, линейные эксфаполяции будут вводить в сильное заблуждение с катастрофическими последствиями. Наш анализ показывает, что "оптимистическая точка зрения" эндогенно содержит свою собственную смерть в форме предсказанной сингулфности, созданной как раз тем ускорением, которое питает оптимистическую точку зрения.

Переход к устойчивости состоит в эюлюции от режима роста к сбалансированному симбиозу с природой и с ресурсами Земли. Это пофебуст Пфехода к обществу, основанному на знаниях и в котором знание, интеллектуальные, артистические и гуманистические ценности замещают поиски материального богатства. На самом деле, основное экономическое различие заключается в том, что знание, "не конкурирует" [350]: использование идеи или части знания в одном месте не препятствует её использованию в другом месте. Напротив, скажем, предмет одежды, используемый индивидуумом, делает невозможным ее одновременное использование кем-то еще. Только сделав акцент на неконкурирующих товфах, можно, в конечном счете, офаничить фабеж планетьт Стимулы, которые необходимы людям для работы и для того, чтобы находить смысл их жизни, должны быть найдены вне материального богатства и мощи. Некоторые, так назьгоаемые "примитивные" общества, кажется, способны эволюциотшровать в такое состояние.

Множество исследователей и экологических фупп проповедуют переход от наших существуюищх энфгетических систем, с доминирующим использованием нефти, газа и угля, которые являются неустойчивыми, к более прямому использованию солнечной энфгии в форме излучения, вефа, океанских приливов и производства биомассы (см., напримф, [148,149,151] и ссылки там). Устойчивое производство продоюльствия и биомассы зависит от ряда фитических компонентов, которые включают в себя качество почвы, качество воды и ее адекватное количество, климат, качество воздуха, технологии сельского хозяйства, технологии удобрений, биотехнологии и биологическую вариативность. Новые достижения в биотехнологии растений должны бьтть использованы для выгоды увеличивающегося населения развивающихся сфан, поскольку достижения в производстве продовольствия, обеспеченные "зеленой" революцией, достигли своего погожа, в то время как мировое население продолжает увеличиваться [91].

Существует также глобальная проблема эрозии почвы, поскольку почти 1% всемирного запаса высококачественной почвы тфяется ежегодно [151] (при такой скорости, половина почвы будет потеряна меньше, чем за 70 лет). Эрозию почвы можно предотвратить интеллектуальным использованием воды и растительности. Качество почвы - это также фитическая проблема: почва - очень сложный материал, сформированный воздействием атмосферы, гидросффы и биосффы на каменистые матфиалы, что пазьшается общим тфмином "погодные условия". Чтобы преобразовать в почву ее родительскую скалу, из которой она произошла, пофебуется много десятилетий и тысячелетий. Существует пофебность во



всеобщей химии почвы с развитием нового сельского хозяйства, основанного на разнообразии и интефащщ методов для различных типов полей. Вода и почва тесно связаны. Управление водными запасами требует интефащш знаний из почти всех наук и инжиниринга, главными из которых являются методы устойчивой социологии и экономики [148,149,151].

Извлечение руд и очистка полезных ископаемых производят огромные количества ядовитых элементов и зафязнений, таких как мьппьяк, галогены (фтор, хлор и бромиды), ртуть, свинец, сфа и фемний. Мы нуждаемся в новых инженфных технологиях, чтобы выбирать необходимые материалы с минимальным уроном для офужающей среды. Поскольку 75% населения индусфиальных сфан живут в городах, существует обширная проблема управления отаодами, включая технологии, ведущие к массовому воздушному и водному зафязнению. Мы нуждаемся в качественном управлении источниками сьфья и технологиями рециркуляции. Чтобы создать действительно устойчивые системы, все люди должны быть образованы и должны понимать систему поддфжания нашей жизни [150].

Наконец, и не меньше всего, мы нуждаемся в воле, чтобы действовать, а не заниматься очковтфательством [264]. Триумф экономического роста не оставил времени, чтобы не беспокоится об офужающей феде. Для главных фанснациональных корпораций в Офаслях сьфья, энфгии, химикалий и афопромьшшенности нет достаточных рьшочных рычагов, чтобы конфетно работать в направлении устойчивости [145] до тех пор, пока услуги, действительно федпагаемые офужающей федой, не оцениваются адекватно и не вставляются в бухгалтерский баланс.

Экосистемы - это основной капитал: фи должном управлении, они обеспечивают поток жизненных товаров и услуг [99]. Ценность фироды включает в себя производство товаров (типа даров моря и февесины), процессы поддфжания жизни (типа опьшения, воздушной и водной очистки, стабилизации климата, уменьшение наводнений и засух, контроля над вредителями, производства плодородных почв) и условий жизни (типа отдыха, фасоты и чистоты неба). Кроме этого, экосистемы имеют ценность в терминах сохранения возможностей (типа консфвации генетического разноофазия для будущего использования). Если взять фугой примф, то экономическая стоимость части тропического леса Амазонки не офаничивается его финансовой стоимостью как склада будущих ффмацевтических фепфатов или как места для экологического туризма. Эта "используемая" стоимость может бьпъ лишь маленькой частью должным образом офеделенной экономической оценки. За десятилетия, экономисты осознали важность "неиспользуемой" стоимости удобств офужающей среды, типа заповедных областей или исчезающих особей. Но публичный хфактф этих товаров делает особенно фудным количественное определение их стоимостей опытным путем, поскольку не существует рьшочных цен [145]. Действительно, экосистемы, относительно других форм капитала, плохо поняты, едва проверены и (ю многих случаях) подвфгаются быстрой дефадации и истощению.

Приводились доводы, что процесс экономической оценки может ул/чшать уфавление [99]. Индивтщуумы и сообщества уже неявно оценивают стоимость

фироды в коллективном финятии решении, слишком часто рассмафивая услуги экосистемы как "бесплатные". До недавнего времени, это было, в общем, безопасно делать: собственно говоря, капитал экосистемы был избыточен и воздействия экономической деятельности были минимальньт Капитал экосистемы становится все более недостаточньм, и тепфь важно понимать и как оценивать экосистемы, и Офаничения таких оценок [145]. Констаца (R. Costanza) из Университета штата Мэриленд и двенадцать соавторов федфиняли одну из наиболее спорных, недавних попыток объединить экономику и экологию, чтобы получить полную монетфную стоимость всемирных "экологических услуг и фиродного капитала" [94]: они получили число в 33 филлиона долларов в год, которое превьштает сумму всемирных валовых национальных продуктов. Констанца и др. описали $33 филлиона в год как "минимальную оценку" для "текущей экономической стоимости" 17-ти экосистемных услуг (от атмосффного газового регулирования до "культурная стоимости") суммирующих более, чем 16 типов экосистем (от отфьттого океана до городских ценфов). Эта работа подняла большую волну фитики, от "сфьезной недооценки бесконечности" от Томана (М. Тошап) из Resources for the Future, до "нефименимости, поскольку неоклассическая экономика измфяет стоимость в контексте определенного обмена". В федставлении неоклассической экономики бессмысленно сфашивать какова стоимость услуг всемирной экосистемы. Связанное с этим фебование заключается в том, что можно оценить только маленькое (или "маржинальное") изменение текущих условий. Однако, по нашему мнению является важньм то, что этот порядок исследования кфректирует результат лишь на 1% ВНП или даже меньше для стоимости экосистемы, которую многие могли бы федположить. В общем, лучше иметь это число, чем не иметь никакого, поскольку это может способствовать дальнейшей интефации устойчивости офужающей среды в индусфиальный и экономический подходы.

(Возобновление ускоряющегося роста при переходе фундаментальнысбаръеров

Новый режим, подразумеваемый сингулфностью конечного времени может возобновить гонку за рост, даже с более сильным ускорением, увеличенным за счет новых отфьгтий, которые позволят человечеству полностью эксплуатировать обширные ресурсы океанов (пока, в основном, неиспользуемые) или даже ресурсы других планет, особенно, находящихся вне нашей солнечной системы. Условия для этого весьма подходящие. Для достижения планет требуются новые способы намного более быстрого пфедвижения, а также революцтш в нашем контроле над неблагофиятными биологическими эффектами космоса на людей с его нулеюй фавитацией и высокой радиацией. Новые лекарства и гетшая инженерия мотут подготовить людей к фудностям космоса, ведя к новой эре улучшенного ускоренного роста после пфиода консолидации, которая достигнет высшей точки в новой сингулфности конечного времени, вероятно, через столетия в будущем.

Темпы роста компьютерной мощи (см. Рис. 164), софоюждаемого совсем недавним появлением фупномасштабного использования Иттгернета, делает более вфоятным развитие человеческих взаимодействий с компьютфами и сетями, чем с любыми другими машинами. Винге (V Vinge) [438] заслуженный профессор

[Старт] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [ 61 ] [62] [63] [64]