Черные лебеди и самоорганизованная критичность Г.Г. Малинецкий Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН Межфакультетский курс «Стратегии, риски. - презентация

1 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

2 Распределение курсов по факультетам

3 Распределение студентов по факультетам на курсе ВШГА

4 Кибернетика и управление «Капитализм с необходимостью порождает и всегда будет порождать кризис перепроизводства» К. Маркс, Капитал Н.Винер( ) A B К.Маркс( )

5 Роль субъекта и объекта управления Приоритет финансового капитала и финансовой олигархии Приоритет финансового капитала и финансовой олигархии Неравномерность экономического, политического, социального развития Неравномерность экономического, политического, социального развития Центр не может без периферии Центр не может без периферии В.И. Ленин ( ) И.Р. Пригожин ( )

6 Кибернетика в управлении страной Кибернетические принципы государственного управления КИБЕРСИН Кибернетические принципы государственного управления КИБЕРСИН «Если это работает, то это уже устарело» «Если это работает, то это уже устарело» «Главный инструмент – управление разнообразием» «Главный инструмент – управление разнообразием» «Хочешь помочь – сделай это немедленно» «Хочешь помочь – сделай это немедленно» С. Альенде ( ) Э.С. Бир ( )

7 Управление и синергетика Наполеон( ) Самоорганизация Организация Интуитивное, эмоциональное, рациональное Карл фон Клаузевиц( ) Дейл Карнеги ( ) Г. Хакен 1927 Н.Н. Моисеев ( ) Принцип «кормчего» Принцип «танка»

8 Белые лебеди К.Ф. Гаусс (1777_1855) Е. Исинбаева

9 Нормальные аварии Проектныеаварии Запроектныеаварии Гипо-тетическиеаварии Максим Горький 18 мая 1935 г. Каждаякатастрофаимеет фамилию, имя и отчество Чарльз Перроу - теориянормальныхаварий Трешер 10 апреля 1963 г.

10 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

11 Возможность построения социального барометра "Что бы Вы могли сказать о своем настроении в последние дни?" "Как Вы бы оценили в настоящее время материальное положение вашей семьи?" Разность между позитивными (и нейтральными) и негативными ответами на вопросы ВЦИОМ

12 Математика и реальность «Природа представляется мне гигантским часовым механизмом» «Природа представляется мне гигантским часовым механизмом»И.Ньютон «Природа – это реализация простейших математических конструкций» «Природа – это реализация простейших математических конструкций» А. Энштейн «Математика – это просто раздел физики» «Математика – это просто раздел физики» В.И. Арнольд «Надо освободить математику от физики, а физику – от математики» «Надо освободить математику от физики, а физику – от математики» Ф. Дайсон В.И. Арнольд (1937) А.Эйнштейн( ) И.Ньютон( )Ф.Дайсон(1923) гугол

13 Игра в масштабы «Внизу еще очень много места. Приглашение в мир новой физики» (1959) В каждой шутке есть доля шутки, остальное правда

14 Непрерывные недифференцируемые функции К. Вейерштрасс ( ) Д. Лагранж ( ) Харди,1916

15 Игра в бесконечность Математика есть единая симфония бесконечного. Д. Гильберт ( ) Пифагор Циркуль, линейка, Г. Кантор Г. Кантор( ) И. Ньютон И. Ньютон( ) А. Лебег А. Лебег( )

16 Фракталы Б. Мандельброт ( ) Ф. Хаусдорф ( ) Ковер Серпинского Губка Серпинского Остров Коха

17 Комплексная динамика МножествоЖюлиа МножествоМандельброта

18 Удивительные острова Кривая Пеано Остров Коха Линии Вады

19 Фрактальные области притяжения И. Ньютон ( )

20 Мир сложных систем – мир негауссовых законов Гауссовы законы Степенные законы Закон Ципфа ( α =1)

21 Откуда берутся серые лебеди Б. Мандельброт ( ) Красивое слово - фрактал Канторово множество Модели катастроф в иерархических системах Гаити. 12 января 2010 г. Опасность таится на кромке хаоса

22 «Неизвестное неизвестное» ВТЦ (США), г. М. Ямасаки г. Э.С. Бир ( ) «Испанка» 50 млн человек То, что работает, уже устарело Крайнестан Среднестан

23 Среднестан и Крайнестан Янсзон, 1606 год М. Талеб Помните о черных лебедях

24 Чернобыльское прозрение. Почему нам так не везет? Авария на месторождении «Тенгиз», 1985 г. Авария «Титаник», 1912 г. Проблемы с M и Маловероятное сочетание многих маловероятных обстоятельств

25 Серые лебеди. Тяжелые хвосты. Сан-Франциско Разлом Сан-Андреас В.А. Легасов ( ) «Дамоклов меч» А.П. Александров ( ) К.В. Фролов ( ) ГНТП«Безопасность» 1986 г. «Опасно не рисковать…»

26 Катастрофы уникальных объектов. Август, Россия, XXI век , Саяно- Шушенская ГЭС , Останкинская телебашня Ущерб от одной «негауссовой» аварии сравним с ущербом от всех остальных катастроф в отрасли , подводная лодка «Курск»

27 Стихийные бедствия в США XX век Распределение бедствий по количеству погибших в их результате в США в XX веке Затопленный Новый Орлеан Ураган «Катрина», август 2005

28 Опасности сложных систем Ранжировка техногенных катастроф по количеству погибших Ранжировка семейств компьютерных вирусов по интегральной доле пораженных ими компьютеров А. Пуанкаре ( ) «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 Теория самоорганизованной критичности, парадокс Ахиллеса

29 Опасности сложных систем Ранжировка техногенных катастроф по количеству погибших Ранжировка стихийных бедствий по числу раненых Ранжировка стран по доле ВИЧ-инфицированного населения в возрастах от 15 до 49 лет Ранжировка семейств компьютерных вирусов по интегральной доле пораженных ими компьютеров

30 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.

31 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.

32 Как укрощать серых лебедей 1.Расчет на худшее. 2.Исключение ряда возможностей. 3.Привлечение ведущих экспертов в случае необходимости. 4.Стратегическое планирование (алгоритмы генштаба). 5.Использование когнитивных центров. 6.Имитационное моделирование.

33 Чудо чудное. Диво дивное Крайнестан Черный лебедь – парадоксальное событие, стратегия, изобретение, считавшееся невозможным и кардинальным образом меняющее пространство возможностей и рисков. Выход в другое пространство.

34 Черные лебеди в инновационной сфере Г. Форд «Рабочий должен иметь возможность купить тот автомобиль, который сделал» Г.Форд А.М. Зингер

35 Первая мировая война как черный лебедь Первую мировую войну сделали возможной две технологии Прямой синтез аммиака (Габер, Нобелевская премия 1918 год) Прямой синтез аммиака (Габер, Нобелевская премия 1918 год) Производство резины Производство резины Число жертв: 1 мировая война 7 млн. человек Грипп «Испанка» 40 млн. человек Крах аналитической стратегии.Крах аналитической стратегии. Самолеты, газы, танки, торпеды.Самолеты, газы, танки, торпеды. Новые организационные структуры.Новые организационные структуры. Война не монархий и республик, а столкновение угля и нефти.Война не монархий и республик, а столкновение угля и нефти. Прогноз Ивана Блоха.Прогноз Ивана Блоха. Не в теме Мы и Они

36 Черный лебедь XX века Х. Колумб ( ) 1492 Т. Джефферсон ( )1776 Ю.А. Гагарин ( ) Плыли в Индию, попали в Америку Запомнитьвсе!

37 Конкуренция в целостной системе

38 Гигантские вымирания в ходе эволюции Ч. Дарвин ( ) Ж. Кювье ( )

39 Самоорганизованная критичность Пер Бак (1948 – 2002) λA

40 Парадигма самоорганизованной критичности Пер Бак ( )

41 41 Биовычисления, нейронаука Многоагентные системы Многоагентные системы ДНК-вычисления ДНК-вычисления Нейронные сети Нейронные сети Генетические алгоритмы Генетические алгоритмы Клеточные автоматы Клеточные автоматы Иммунные сети Иммунные сети ТЦГААГЦТГЦГЦ ЦГЦГ ГЦГА ЦГЦТ ТЦГЦ АГЦГ ТЦГААГЦТГЦГЦ ЦГЦГ ГЦГА ЦГЦТ ТЦГЦ АГЦГ

42 Все в одном и одно во всем М. Эшер. Меньше и меньше Что вверху, то и внизу…