При изменении запасов в системе их относительная мощность меняется непропорционально. Нелинейности в системах с обратными связями приводят к обратимому доминированию разных циклов. Это усложняет поведение системы и делает его более разнообразным.
Система, включающая гусениц, пихты и ели, может демонстрировать колебания с периодом в десятки лет, но при этом экосистема не покидает определенных границ. Так может продолжаться до бесконечности. Основной результат деятельности гусениц состоит в том, что в лесу растет не только пихта, но и другие породы деревьев. Но то, что устойчиво с экологической точки зрения, невыгодно экономически. В восточной Канаде практически вся экономика зависит от лесной промышленности, а она, в свою очередь, требует непрерывных заготовок пихты и ели.
Когда стали применяться инсектициды, системе стало труднее балансировать между разными нелинейными зависимостями. Инсектициды убивают не только гусениц, но и их естественных врагов, тем самым ослабляя обратную связь, которая раньше сдерживала размножение вредителей. Пихт в лесах по-прежнему много, поэтому размножение гусениц, происходящее по нелинейному закону, преодолевает критическую точку, после которой их численность растет взрывными темпами. С этого момента гусеницы постоянно готовы осуществить очередное нашествие. Действия лесной промышленности привели к тому,
----------------------'II мшиимрм шшттшгг •л'шг-ттп втгшжшт "згчей™ '■^гтяиишш
что Холлинг назвал "постоянной готовностью к вспышке численности", причем на все большей территории. Лесная промышленность сама загнала себя в эту ситуацию и теперь сидит на пороховой бочке: стоит хоть немного уменьшить распыление химикатов, как последует немедленный взрыв численности гусениц, причем такой силы, что даже представить страшно.*
Несуществующие границы
Если мыслить в системных терминах, становится заметным частое неправильное использование понятия "побочный эффект*... Обычно под этим подразумевают "эффект, которого я не предвидел или о котором думать не хочу*... Побочные эффекты заслуживают прилагательного "побочный* ничуть не больше, чем "основной" эффект. В системных терминах мыслить не так-то легко, и чтобы облегчить себе жизнь, мы предпочитаем коверкать язык.
Гаррет Хардин*, эколог
Помните символы "облаков" на структурных схемах в первой и второй главах? Остерегайтесь их! Они - основные источники неожиданного поведения систем.
* Эта история упоминается в нескольких источниках: С. S. Holling. The Curious Behavior of Complex Systems: Lessons from Ecology в издании H. A. Linstone. Future Research (Reading, MA: Addison-Wesley, 1977); B. A. Montgomery et al. The Spruce Budworm Handbook, Michigan Cooperative Forest Pest Management Program. Handbook. 82-7. November. 1982; The Research News. University of Michigan. April-June. 1984; Kari Lie. The Spruce Budworm Controversy in New Brunswick and Nova Scotia // Alternatives. 10. no. 10(Spring 1980). 5; R.F.Morris. The Dynamics of Epidemic Spru ce Budworm Populations // Entomological Society of Canada, no. 31 (1963).
** Garrett Hardin. The Cybernetics of Competition: A Biologist's View of Society. Perspectives in Biology and Medicine. 7. no. 1 (1963). 58-84.
Символами "облаков" отмечены начала и концы потоков. По сути, они представляют собой запасы - источники или стоки - которые мы в данный момент не учитываем, чтобы не усложнять обсуждение. Они отмечают границы системной диаграммы. Практически никогда речь не идет о реальной границе - системы вообще редко имеют реальные границы. Как известно, все связано со всем, и четких границ тут нет. Между морем и сушей нет жесткой и однозначной границы, между социологией и антропологией нельзя провести линию раздела. Нет преграды, отделяющей автомобильные выхлопы от вашего носа... Границ на самом деле не существует - это лишь словесные понятия, рамки мышления, восприятия, принятые в обществе ограничения - искусственные, теоретические границы, мысленные модели.
Самые большие сложности возникают именно с границами. С немецкой стороны границы могут жить чехи, а с чешской стороны границы - немцы. Деревья произрастают не только в лесах - отдельные экземпляры растут даже в полях; в свою очередь, полевые культуры проникают в глубины леса. Беспорядочные, смешанные границы - источник разнообразия и творчества.
В нашем "системном зоопарке", кстати, символ "облака" применялся в той схеме, которая описывала поставки автомобилей на склад дилера, - машины поступали из "облака". Разумеется, в облаках машины не делают, их производят на заводах из определенных видов сырья, используя для этого капитал, рабочую силу, энергию, технологии и управление (все это - средства производства). Точно так же и поток машин со склада уходит не в облака, а в гаражи к частным клиентам или корпоративным заказчикам в результате продаж.
Нужно ли учитывать потоки сырья и отслеживать перемещение машин домой к покупателям (то есть надо ли вместо символа "облака" использовать на диаграмме соответствующие структуры), зависит от того, насколько такие уровневые переменные (или запасы) влияют на поведе-
Рис. 47. За "облаками" иногда скрываются другие части системы
ние системы в интересующих нас временных границах. Если сырья заведомо достаточно, а клиенты по-прежнему готовы покупать машины, то "облака" использовать можно. Но вот если случится нехватка сырья или насыщение рынка продукцией, а мы проведем мысленные границы вокруг системы, не включая эти факторы, то поведение системы может оказаться совершенно неожиданным.
На рис. 47 используются символы "облаков". Границу можно отодвинуть дальше. Обработанное сырье поступает с химических комбинатов, из плавильных печей, с нефтеперегонных заводов, а они, в свою очередь, получают потоки сырья от предприятий, занятых добычей полезных ископаемых. Обработка не только приводит к созданию продукции - создаются еще и рабочие места, появляются доходы, зарплаты, выбросы и загрязнения... Потребленная продукция перемещается на мусорные свалки, мусоросжигательные заводы или поступает на переработку, и это тоже затрагивает общество и окружающую среду. Утечки вредных веществ со свалок загрязняют источники питьевой воды; мусоросжигательные заводы выбрасывают дым и золу; заводы по переработке направляют вторичное сырье в производственные потоки.
Всегда ли нужно отслеживать всю цепочку, от месторождения до мусорной свалки - что называется, "от колыбели до могилы"? Это зависит от того, кто и что хочет узнать, и за какой период времени. Для долговременных оценок полная цепочка очень важна. А коль скоро физическая экономика расширяется, антропогенная нагрузка на среду ("экологический след" человечества) растет, то и долговременные прогнозы вдруг превращаются в краткосрочные. Мусорные свалки заполняются (и переполняются) неожиданно быстро. Ото по-настоящему ишарашивает людей, для которых мысленная модель рисовала радужную картинку, будто они "выбросили" что-то навсегда, избавились от чего-то, отправив в некое "облако". Источники сырья - месторождения, скважины, шахты - тоже могут истощаться с неожиданно высокой скоростью.
Если раздвинуть временные рамки достаточно широко, то и шахты с месторождениями нельзя считать концом истории. Геологические циклы продолжительностью в миллионы лет продолжают перемещать горные породы по нашей планете, приводят к появлению и исчезновению морей, поднимают и опускают горные массивы. Пройдет еще сколько-то геологических эпох, и то, что было погребено в мусорных кучах, окажется на вершине скалы или на дне океана. Образуются новые месторождения металлических руд и углеводородов. В масштабах нашей планеты у системы нет "облаков", нет крайних границ. Даже реально существующие облака на небе - и те участвуют в круговороте воды в природе. Все физические потоки откуда-то поступают и куда-то ведут, всё пребывает в движении.
Но это не значит, что всякая модель, будь то мысленная или компьютерная, должна отслеживать все цепочки до тех пор, пока не будет охвачена вся планета. "Облака" - необходимая часть моделей, описывающая метафизические потоки. В буквальном смысле к нам спускаются с небес, из облаков, любовь и ненависть, гнев, чувство собственного достоинства... Если мы хотим изучить что-то, приходится прибегать к упрощениям, а значит, вводить искусственные границы. Иногда "облака" несут в себе дополнительный подтекст - например, нет ничего плохого в том, чтобы рассматривать рождаемость и смертность как приход из облаков и возвращение обратно, как на рис. 48.
Границы на рис. 48 в прямом смысле этого слова проходят "от колыбели до могилы". Но и они могут оказаться неподходящими - например, в том случае, если население
интенсивно мигрирует (эмиграция и иммиграция) или если мы изучаем проблему с нехваткой мест на кладбище.
Иногда с выбором границ приходится помучиться даже опытным системным мыслителям. Вокруг системы нет какой-то одной, раз и навсегда определенной границы. Нам приходится их придумывать, чтобы модель была доходчивой и адекватной. Если забыть, что эти границы мы искусственно воздвигли сами, могут возникнуть большие проблемы.