Потік енергії масляного барабана, надзвичайна складність та колапс
Опублікував Гейл Актуар 5 лютого 2010 р. - 10:31 ранку
Це гостьовий допис Джорджа Мобуса, доцента кафедри обчислювальної техніки та програмних систем університету Вашингтона Такома.
Цивілізації ускладнюються за належних обставин. І занадто часто вони в підсумку руйнуються. Історія рясніє прикладами. Джозеф Тейнтер, серед інших, досліджував колапс з позиції зменшення граничної віддачі інвестицій у зростаючій складності, що, на його думку, є найпоширенішим фактором у колапсованих суспільствах. Ключове питання, яке слід задати, полягає в наступному: яка критична обставина (якщо є один фактор понад усі інші) дає змогу суспільству зростати в складності? Якщо ми знайдемо відповідь на це питання, ми можемо також виявити, що спричинює зменшення граничної віддачі у міру збільшення складності. Це, безумовно, зростає стурбованість наших сучасних цивілізацій. Я висуваю теоретичну та принципову тезу, наведену нижче, яка ставить збільшення потоку енергії як ключовий фактор збільшення складності. І я досліджую, що ми можемо очікувати від зниження цієї швидкості потоку, коли джерела виснажуються.
Джозеф А. Тейнтер «Розпад складних суспільств»
Якщо ви не читали книгу Тейнтера 1988 року (деякі могли б сказати передбачувану) "Розпад складних товариств" (Кембриджський університетський прес), або якщо ви не читали її нещодавно, було б добре зробити це якомога швидше. [Дивіться також промову, яку він виголосив на 94-й щорічній зустрічі Екологічного товариства Америки, розміщеній тут на The Oil Drum.]
Мені пощастило познайомитися з Джо на Другій щорічній зустрічі з біофізичної економіки в Сіракузах, штат Нью-Йорк, у жовтні минулого року. Він прийшов, щоб виступити з пленарною доповіддю, в якій він пов'язав віддачу енергії від інвестицій в енергію зі своєю теорією того, як розвивається складність у суспільствах перетворюється на крахи, коли вони відбуваються. Потім я зупинився в Логані, штат Юта, повертаючись додому до штату Вашингтон, і провів якийсь час, розмовляючи з ним того вечора над солодовим скотчем (лейбл, про який я ніколи раніше не чув - дуже димний!)
Тож я подумав, що відкопаю свою копію Згорнути, коли повернусь додому, і перечитаю її. Я пам’ятав, що мене не так цікавили деталі римського та майянського суспільств, як це було б археологом (повноваження Джо) і, мабуть, занадто багато обходив. Його лекція в Сіракузах викликала у мене інтерес зараз, коли я знаю трохи більше про те, що, здається, відбувається в наших сучасних суспільствах у світі після нафтового піку. На жаль, я не зміг знайти свою копію. Насправді я неясно пам’ятав, як позичив його в бібліотеці (у 1988 році я не був достатньо багатим, щоб мати велику частину особистої бібліотеки), тому швидко дістав її від Amazon разом із кількома іншими класиками на цю тему і прочитав ще раз . Цього разу з більш поінформованими, якщо не свіжими очима.
Теза Джо зводиться до цього: Суспільства розвивають більшу організаційну та технічну складність для вирішення соціальних проблем, що виникають внаслідок зовнішніх сил чи тиску населення чи надмірного використання природних ресурсів тощо, і в якийсь момент починається гранична вигідна віддача (проблеми вирішуються) зменшуватися, що призводить до зниження рівня помилок для вирішення можливих катастрофічних наслідків. Суспільства руйнуються, коли зростаюча складність вже не дає виграшу, і трапляється щось інше погане.
Читаючи це заново, я задумався про інші сфери, в яких я розробляв певний досвід, а саме про еволюцію складності в динамічних системах (із загальної системної науки) під впливом потоку енергії з високим потенціалом. Мене надихнуло написати більше про це, оскільки я думаю, що є деякі загальні принципи, якими ми могли б скористатись, щоб розшифрувати те, що відбувається сьогодні у світі, і мати певне відчуття того, чого чекати від завтра.
Потік енергії та еволюція внутрішньої складності
Термін складність став дещо проблематичним за останні кілька десятиліть через труднощі дослідників та авторів, які мали досягти певного консенсусу щодо його значення. Звичайно, це як порнографія, так? Ми це знаємо, коли бачимо. Я намагався надати більш конкретну обробку питанням складності та їх розвитку в іншому місці, тому я не буду вдаватися до цього детально тут. Читачам, які хочуть отримати більш точне визначення, слід поглянути на ці твори. Для наших цілей слід короткий зміст.
Справді є два типи складності, потенційна та реалізована. Потенційна складність походить від апріорі існування в напівзакритій системі незліченних сировинних компонентів як в абсолютних кількостях, так і в типах. Типи тут стосуються компонентів, що мають різні особливості або потенціал взаємодії з іншими типами компонентів. Чим більше різних типів та потенціалів взаємодії, тим більше усвідомленої складності можна отримати в межах системи.
Усвідомлена складність - це те, про що думає більшість із нас, коли стикається з чимось, що вже має організацію і, схоже, функціонує завдяки незліченним дійсним взаємодіям між компонентами. Коли ми бачимо різні типи компонувань компонентів, які здаються регулярними і сильно взаємодіють, ми сприймаємо систему як складну. Ми можемо розглядати систему ззовні, скажімо, коли ми стикаємося зі складною машиною (можливо, заглядаючи всередину, щоб побачити, як це працює), або зсередини, як коли ми намагаємося зрозуміти складну природу нашого власного суспільства. У будь-якому випадку, усвідомлена складність характеризується організованістю, стабільністю взаємодій, багатьма видами взаємодій та часто впізнаваними підсистемами, які самі по собі можуть бути складними. Хорошим прикладом складної системи зі складними підсистемами є жива клітина, особливо протистка, така як парамецій.
Центральне питання еволюції організації ставить: як насправді неорганізований набір компонентів (потенційна складність) з часом перетворюється на організовану, функціонуючу (усвідомлену складність) систему?
Це питання лежить в основі все ще дещо загадкової (хоча і не містичної) проблеми походження життя на Землі. Життя виникла з неживих компонентів, можливо, приблизно 2-3 мільярди років тому. І коли основна формула складного метаболізму в клітинах розробилася, життя продовжувало розвиватися далі, зрештою продукуючи прості багатоклітинні організми, а потім, за набагато коротший проміжок часу, до нас.
Гарольд Моровіц (Потік енергії в біології, 1968, Academic Press), уважно стежачи за Ервіном Шредінгером, який знаменито поставив основне питання "Що таке життя?", Дав важливе розуміння природи еволюції організації в напівзакритих системах. Він продемонстрував, що коли енергія правильного виду витікає з джерела високого потенціалу через систему і виходить з меншим потенціалом (тепло), ця робота виконується в середовищі компонентів та отриманих структурах. Він придумав фразу, яку прославив Стюарт Бренд, на задній обкладинці останнього Каталогу цілої Землі під знаменитим знімком Землі, зробленим з Місяця: "Потік енергії через систему діє, щоб організувати цю систему".