Бури, земетресения, войни: Защо светът е толкова нестабилен в момента?
Бури, трусове, войни: Защо светът е толкоз неустойчив сега и можем ли да го предотвратим? През множеството време животът ни протича безпрепятствено и предвидимо, само че е податлив и към периодическа неустойчивост с опустошителни последствия
.
Какво е нелинейна система? Това е система, чийто излаз не е директно симетричен на началото. Ние, хората, сме нелинейни системи – ако спечелим 1 млн. $ от лотарията, евентуално ще бъдем в действителност доста щастливи. Но в случай че спечелим 4 млн. $, евентуално няма да сме четири пъти по-щастливи. Казано по-ясно, в случай че удвояването на благосъстоянието ни в лотарията би ни направило щастливи, загубата на благосъстоянието ни вследствие на някаква
глупава игра не просто би ни натъжила, а би ни унищожила.
Нелинейността е основна съставна част на явлението безпорядък – процесът, който е в основата на известния резултат на пеперудата: как една дребна неустановеност може да нарасне и да направи цялата система непредсказуема. В безредните системи обаче резултатът на пеперудата не работи изцяло от самото начало. Понякога една безредна система може да бъде предсказуема за много дълъг интервал в бъдещето. В други случаи, наоколо до периодическа неустойчивост, размахването на крилата на пеперудата може да унищожи предсказуемостта за доста къс интервал от време. Всичко това е разследване от нелинейността.
Времето е нелинейна безредна система.
През по-голямата част от времето то е много скучно и предвидимо, само че от време на време става диво непредсказуемо и рисково. През октомври 1987 година синоптикът на „ Би Би Си “ Майкъл Фиш сподели на феновете да не се тормозят от мощните ветрове, които се оказаха най-силната стихия, която Южна Англия е преживявала от 300 години, единствено ден преди да се случи. Метеоролозите се поучиха от това. Осъзнали са, че развиването на това, което в някои среди стана известно като „ бурята на Фиш “, е извънредно сензитивно към резултата на пеперудата – доста повече от нормално.
И по този начин, в днешно време, когато се пробват да предскажат времето,
синоптичните центрове организират ансамбли от 50 симулации, всяка от които се разграничава леко в началните си условия (чрез махане на крилата на метеорологична пеперуда). Когато атмосферата е доста нестабилна, както беше през октомври 1987 година, тогава другите прогнози в границите на ансамбъла ще се разграничават фрапантно една от друга: някои от тях ще демонстрират рисково време със мощ на вихър, а други ще демонстрират доста по-благоприятно време. Единственото, което може да направи синоптикът в такава обстановка, е да оцени вероятността или невероятността рисковото събитие да се случи.
Днес ансамбловото прогнозиране на времето революционизира метода, по който
филантропичните организации и организациите за помощ при бедствия изпращат незабавна храна, заслон, медикаменти и даже финансови средства в райони, застрашени от рискови метеорологични условия. Такива изпреварващи дейности се подхващат, когато основаните на ансамбъла вероятности за рискови метеорологични условия надвишават авансово избран предел.
Можем ли ние, хората, да повлияем на вероятността от такива периодически неустойчивости?
Да, можем. Продължавайки да изпускаме парникови газове в атмосферата, като по този метод затопляме и овлажняваме въздуха, ние насочваме нашата нелинейна климатична система към по-голяма периодическа неустойчивост. Може би един от най-опустошителните типове неустойчивост е обвързван с повратна точка,
да вземем за пример обвързвана с разпадането на огромна
ледена завивка, което води до доста повишение на морското ниво. В тази обстановка не можем да изправим породените вреди, като просто обърнем излъчванията. Това би означавало да заключим вратата на конюшнята, откакто конят е избягал.
Имаме опция да понижим вероятността от тези климатични неустойчивости, като контролираме излъчванията на парникови газове.
Но кои дейности ще бъдат най-ефективни?
През 50-те години на предишния век беше препоръчана концепцията за взривяване на нуклеарни бомби в подобаващи елементи на атмосферата, с цел да се отклонят ураганите от плануваните им траектории, в случай че заплашват обитаеми региони. За да вземат тези решения, климатолозите се пробват да моделират климатичната система и да оценят по какъв начин ще се промени климатът вследствие на разнообразни вероятни сюжети за бъдещи излъчвания. Но тези оценки са несигурни, не на последно място заради резултата на тези излъчвания върху вътрешните атмосферни процеси,
като да вземем за пример облачната завивка.
Дори нашата Слънчева система, за която постоянно се счита, че е най-точната и предсказуема система от всички, е безредна и може да демонстрира периодическа неустойчивост.
Преди повече от 100 години френският физик Анри Поанкаре сподели, че попринцип нищо не пречи на планетите да бъдат изхвърлени доста ненадейно от Слънчевата система. За благополучие, въз основа на ансамбловите прогнози за Слънчевата система можем да бъдем сигурни, че този тип периодическа неустойчивост няма да се случи
в обозримо бъдеще (в случая доста милиони години).
Много по-вероятна обаче е миниверсия на тази неустойчивост – от астероидния пояс да бъде непредсказуемо изхвърлен дребен метеорит, който да удари Земята с резултат, сходен на този на една или повече нуклеарни бомби. Поради тази причина НАСА усъвършенства опциите си за прогнозиране на метеорити в близко бъдеще и създава средства за отклонение на метеорити, в случай че те ненадейно се насочат към Земята.
Мисията „ Дарт “, при която галактически транспортен съд
се разруши в метеорита Диморфос, сполучливо тества способността ни да се оправим с периодическата неустойчивост на астероидния пояс, като променим курса на галактическа канара, която може да се окаже ориентирана към Земята. В този случай разполагаме със средства за отчасти управление на неустойчивостта и за попречване на най-лошите ѝ последствия.
Бихме ли могли да предотвратим появяването на
обособени метеорологични феномени, като бурята от 1987 година, връхлетяла Англия, или ураганите, които годишно поразяват източното крайбрежие на Съединени американски щати, посредством сходен тип интервенция?
През 50-те години на предишния век беше препоръчана концепцията за взривяване на нуклеарни бомби в подобаващи елементи на атмосферата, с цел да се отклонят ураганите от плануваните им траектории, в случай че заплашват обитаеми региони. Въпреки очевидния проблем с радиоактивните превалявания обаче, времето е прекомерно комплицирано, с цел да
може да се реализира благонадежден надзор от този вид.
За да има какъвто и да е късмет да се повлияе на тежка метеорологична система, детонацията би трябвало да се извърши доста дни авансово, преди системата да е узряла.
Оценката на мястото на взривяване на бомбата на този обсег зависи доста сензитивно от дребномащабните елементи на плануваните модели на атмосферна циркулация – в случай че се сгреши плануваното място за взривяване даже с няколко километра, бомбата може да има едва влияние върху целевата рискова метеорологична система.
Способността ни да изчислим тези чувствителни
локации на планиран обсег, на който техниката по принцип би могла да работи, просто не е толкоз добра. Това е забавна концепция, само че (може би за щастие) е малко евентуално да работи надеждно на процедура.
Но рисковите метеорологични условия не са единствената нелинейна система, която в последно време въздейства на живота ни.
Разпространението на Коронавирус -19 не беше изключително
добре планувано в ранните етапи на болестта. Въпреки това то даде подтик на създаването на епидемиологични модели за прогнозиране на смъртността и хоспитализацията вследствие на заразяване с Коронавирус. Както и при изменението на климата, това са не толкоз прогнози, колкото оценки, планувани за разнообразни разновидности на политиката – от строги забрани до липса на реакция.
Въпреки че самите по-ранни модели на болесттите
не бяха изключително надеждни, с създаването на повече модели с разнообразни допускания станаха вероятни многомоделни ансамбли за хоспитализациите и смъртните случаи от Коронавирус посредством сливане на резултатите от моделите във вероятностна форма. Те дават доста по-надеждни оценки на евентуалните най-лоши сюжети, в сравнение с биха могли да бъдат предоставени посредством прогнози на обособени модели.
Световната стопанска система е друга нелинейна система,
която може да окаже мощно въздействие върху живота на всички нас.
Според някогашния основен икономист на Английската централна банка Анди Халдейн икономистите са имали своя миг през 2008 година, когато кралица Елизабет II е попитала събранието на икономистите в Лондонското сити за какво не са планували финансовата злополука от същата година. Според Халдейн икономическият модел, употребен от Английската централна банка, просто не е в положение да показа типа на периодическата неустойчивост,
която може да възникне във финансовата система.
Сравнително елементарно е да се опишат качествено изискванията, при които може да възникне периодическа финансова неустойчивост.
В множеството случаи хедж фондът потиска неустойчивостта в цената на дадена акция, като я придвижва към нейната вътрешна стойност. Банките обаче отпускат пари на хедж фондовете и с цел да лимитират риска,
лимитират сумата, която са подготвени да провиснал.
Сега да предположим, че цената на акциите спада. Хедж фондът ще би трябвало да продаде акциите си, с цел да изплати част от заема. Но продажбата на акциите по този метод може да докара до по-нататъшен спад на цената на акциите. Това прави още по-трудно за хедж фонда да изплати заема. Може би освен хедж фондът, само че и банката ще банкрутира, в случай че това държание е необятно публикувано. По този метод се задвижва самобитна серпантина на гибелта, която води до неустойчивост за цялата стопанска система, изключително в случай че тази стопанска система зависи от положението на финансовия бранш.
Проблемът е, че обичайните неокласически модели
на макроикономиката просто не включват такива процеси на микроравнище.
И несъмнено, способността ни да предвиждаме стопанската система зависи от това дали светът е в мир или във война. Един от пионерите на количественото прогнозиране на времето, Люис Фрай Ричардсън, създаде и някои от първите количествени модели за прогнозиране на спорове. Прогнозирането на спорове
също стартира да се развива като зряла област,
употребяваща модели, и още веднъж техниките за ансамблово прогнозиране, при които основните несигурности се трансформират сред членовете на ансамбъла, са от жизненоважно значение за правенето на надеждни вероятностни прогнози. Тези модели подчертаха, че Украйна е евентуална
гореща точка за спор преди нахлуването на Русия.
Нека съберем всичко това. Периодичните неустойчивости са присъщи за доста нелинейни системи в природата и в световното общество. Като цяло въздействието им наподобява надълбоко отрицателно, нарушавайки живота ни по неприятен метод.
Как можем да се оправим с тези неустойчивости?
Може би можем да спрем появяването им въобще.
В случай на метеорит това в действителност наподобява допустимо. В случая с метеорологичните условия или даже с стопанската система системите са прекомерно комплицирани, с цел да бъде това осъществимо. Въпреки това, за последните образци, можем да създадем появяването на периодически неустойчивости по-малко евентуална, даже и да не можем да ги премахнем изцяло,
като да вземем за пример посредством контролиране на излъчванията на парникови газове,
от една страна, или посредством контролиране на финансовите преводи, от друга. Можем също по този начин да се опитаме да предприемем превантивни дейности за намаляване на въздействието на неустойчивостите, когато те се предвиждат.
Може би през идващите години „ Уау! Откъде се взе това? “ при следващата периодическа неустойчивост от една от многото вероятни направления, ще се чува по-рядко.
.
Какво е нелинейна система? Това е система, чийто излаз не е директно симетричен на началото. Ние, хората, сме нелинейни системи – ако спечелим 1 млн. $ от лотарията, евентуално ще бъдем в действителност доста щастливи. Но в случай че спечелим 4 млн. $, евентуално няма да сме четири пъти по-щастливи. Казано по-ясно, в случай че удвояването на благосъстоянието ни в лотарията би ни направило щастливи, загубата на благосъстоянието ни вследствие на някаква
глупава игра не просто би ни натъжила, а би ни унищожила.
Нелинейността е основна съставна част на явлението безпорядък – процесът, който е в основата на известния резултат на пеперудата: как една дребна неустановеност може да нарасне и да направи цялата система непредсказуема. В безредните системи обаче резултатът на пеперудата не работи изцяло от самото начало. Понякога една безредна система може да бъде предсказуема за много дълъг интервал в бъдещето. В други случаи, наоколо до периодическа неустойчивост, размахването на крилата на пеперудата може да унищожи предсказуемостта за доста къс интервал от време. Всичко това е разследване от нелинейността.
Времето е нелинейна безредна система.
През по-голямата част от времето то е много скучно и предвидимо, само че от време на време става диво непредсказуемо и рисково. През октомври 1987 година синоптикът на „ Би Би Си “ Майкъл Фиш сподели на феновете да не се тормозят от мощните ветрове, които се оказаха най-силната стихия, която Южна Англия е преживявала от 300 години, единствено ден преди да се случи. Метеоролозите се поучиха от това. Осъзнали са, че развиването на това, което в някои среди стана известно като „ бурята на Фиш “, е извънредно сензитивно към резултата на пеперудата – доста повече от нормално.
И по този начин, в днешно време, когато се пробват да предскажат времето,
синоптичните центрове организират ансамбли от 50 симулации, всяка от които се разграничава леко в началните си условия (чрез махане на крилата на метеорологична пеперуда). Когато атмосферата е доста нестабилна, както беше през октомври 1987 година, тогава другите прогнози в границите на ансамбъла ще се разграничават фрапантно една от друга: някои от тях ще демонстрират рисково време със мощ на вихър, а други ще демонстрират доста по-благоприятно време. Единственото, което може да направи синоптикът в такава обстановка, е да оцени вероятността или невероятността рисковото събитие да се случи.
Днес ансамбловото прогнозиране на времето революционизира метода, по който
филантропичните организации и организациите за помощ при бедствия изпращат незабавна храна, заслон, медикаменти и даже финансови средства в райони, застрашени от рискови метеорологични условия. Такива изпреварващи дейности се подхващат, когато основаните на ансамбъла вероятности за рискови метеорологични условия надвишават авансово избран предел.
Можем ли ние, хората, да повлияем на вероятността от такива периодически неустойчивости?
Да, можем. Продължавайки да изпускаме парникови газове в атмосферата, като по този метод затопляме и овлажняваме въздуха, ние насочваме нашата нелинейна климатична система към по-голяма периодическа неустойчивост. Може би един от най-опустошителните типове неустойчивост е обвързван с повратна точка,
да вземем за пример обвързвана с разпадането на огромна
ледена завивка, което води до доста повишение на морското ниво. В тази обстановка не можем да изправим породените вреди, като просто обърнем излъчванията. Това би означавало да заключим вратата на конюшнята, откакто конят е избягал.
Имаме опция да понижим вероятността от тези климатични неустойчивости, като контролираме излъчванията на парникови газове.
Но кои дейности ще бъдат най-ефективни?
През 50-те години на предишния век беше препоръчана концепцията за взривяване на нуклеарни бомби в подобаващи елементи на атмосферата, с цел да се отклонят ураганите от плануваните им траектории, в случай че заплашват обитаеми региони. За да вземат тези решения, климатолозите се пробват да моделират климатичната система и да оценят по какъв начин ще се промени климатът вследствие на разнообразни вероятни сюжети за бъдещи излъчвания. Но тези оценки са несигурни, не на последно място заради резултата на тези излъчвания върху вътрешните атмосферни процеси,
като да вземем за пример облачната завивка.
Дори нашата Слънчева система, за която постоянно се счита, че е най-точната и предсказуема система от всички, е безредна и може да демонстрира периодическа неустойчивост.
Преди повече от 100 години френският физик Анри Поанкаре сподели, че попринцип нищо не пречи на планетите да бъдат изхвърлени доста ненадейно от Слънчевата система. За благополучие, въз основа на ансамбловите прогнози за Слънчевата система можем да бъдем сигурни, че този тип периодическа неустойчивост няма да се случи
в обозримо бъдеще (в случая доста милиони години).
Много по-вероятна обаче е миниверсия на тази неустойчивост – от астероидния пояс да бъде непредсказуемо изхвърлен дребен метеорит, който да удари Земята с резултат, сходен на този на една или повече нуклеарни бомби. Поради тази причина НАСА усъвършенства опциите си за прогнозиране на метеорити в близко бъдеще и създава средства за отклонение на метеорити, в случай че те ненадейно се насочат към Земята.
Мисията „ Дарт “, при която галактически транспортен съд
се разруши в метеорита Диморфос, сполучливо тества способността ни да се оправим с периодическата неустойчивост на астероидния пояс, като променим курса на галактическа канара, която може да се окаже ориентирана към Земята. В този случай разполагаме със средства за отчасти управление на неустойчивостта и за попречване на най-лошите ѝ последствия.
Бихме ли могли да предотвратим появяването на
обособени метеорологични феномени, като бурята от 1987 година, връхлетяла Англия, или ураганите, които годишно поразяват източното крайбрежие на Съединени американски щати, посредством сходен тип интервенция?
През 50-те години на предишния век беше препоръчана концепцията за взривяване на нуклеарни бомби в подобаващи елементи на атмосферата, с цел да се отклонят ураганите от плануваните им траектории, в случай че заплашват обитаеми региони. Въпреки очевидния проблем с радиоактивните превалявания обаче, времето е прекомерно комплицирано, с цел да
може да се реализира благонадежден надзор от този вид.
За да има какъвто и да е късмет да се повлияе на тежка метеорологична система, детонацията би трябвало да се извърши доста дни авансово, преди системата да е узряла.
Оценката на мястото на взривяване на бомбата на този обсег зависи доста сензитивно от дребномащабните елементи на плануваните модели на атмосферна циркулация – в случай че се сгреши плануваното място за взривяване даже с няколко километра, бомбата може да има едва влияние върху целевата рискова метеорологична система.
Способността ни да изчислим тези чувствителни
локации на планиран обсег, на който техниката по принцип би могла да работи, просто не е толкоз добра. Това е забавна концепция, само че (може би за щастие) е малко евентуално да работи надеждно на процедура.
Но рисковите метеорологични условия не са единствената нелинейна система, която в последно време въздейства на живота ни.
Разпространението на Коронавирус -19 не беше изключително
добре планувано в ранните етапи на болестта. Въпреки това то даде подтик на създаването на епидемиологични модели за прогнозиране на смъртността и хоспитализацията вследствие на заразяване с Коронавирус. Както и при изменението на климата, това са не толкоз прогнози, колкото оценки, планувани за разнообразни разновидности на политиката – от строги забрани до липса на реакция.
Въпреки че самите по-ранни модели на болесттите
не бяха изключително надеждни, с създаването на повече модели с разнообразни допускания станаха вероятни многомоделни ансамбли за хоспитализациите и смъртните случаи от Коронавирус посредством сливане на резултатите от моделите във вероятностна форма. Те дават доста по-надеждни оценки на евентуалните най-лоши сюжети, в сравнение с биха могли да бъдат предоставени посредством прогнози на обособени модели.
Световната стопанска система е друга нелинейна система,
която може да окаже мощно въздействие върху живота на всички нас.
Според някогашния основен икономист на Английската централна банка Анди Халдейн икономистите са имали своя миг през 2008 година, когато кралица Елизабет II е попитала събранието на икономистите в Лондонското сити за какво не са планували финансовата злополука от същата година. Според Халдейн икономическият модел, употребен от Английската централна банка, просто не е в положение да показа типа на периодическата неустойчивост,
която може да възникне във финансовата система.
Сравнително елементарно е да се опишат качествено изискванията, при които може да възникне периодическа финансова неустойчивост.
В множеството случаи хедж фондът потиска неустойчивостта в цената на дадена акция, като я придвижва към нейната вътрешна стойност. Банките обаче отпускат пари на хедж фондовете и с цел да лимитират риска,
лимитират сумата, която са подготвени да провиснал.
Сега да предположим, че цената на акциите спада. Хедж фондът ще би трябвало да продаде акциите си, с цел да изплати част от заема. Но продажбата на акциите по този метод може да докара до по-нататъшен спад на цената на акциите. Това прави още по-трудно за хедж фонда да изплати заема. Може би освен хедж фондът, само че и банката ще банкрутира, в случай че това държание е необятно публикувано. По този метод се задвижва самобитна серпантина на гибелта, която води до неустойчивост за цялата стопанска система, изключително в случай че тази стопанска система зависи от положението на финансовия бранш.
Проблемът е, че обичайните неокласически модели
на макроикономиката просто не включват такива процеси на микроравнище.
И несъмнено, способността ни да предвиждаме стопанската система зависи от това дали светът е в мир или във война. Един от пионерите на количественото прогнозиране на времето, Люис Фрай Ричардсън, създаде и някои от първите количествени модели за прогнозиране на спорове. Прогнозирането на спорове
също стартира да се развива като зряла област,
употребяваща модели, и още веднъж техниките за ансамблово прогнозиране, при които основните несигурности се трансформират сред членовете на ансамбъла, са от жизненоважно значение за правенето на надеждни вероятностни прогнози. Тези модели подчертаха, че Украйна е евентуална
гореща точка за спор преди нахлуването на Русия.
Нека съберем всичко това. Периодичните неустойчивости са присъщи за доста нелинейни системи в природата и в световното общество. Като цяло въздействието им наподобява надълбоко отрицателно, нарушавайки живота ни по неприятен метод.
Как можем да се оправим с тези неустойчивости?
Може би можем да спрем появяването им въобще.
В случай на метеорит това в действителност наподобява допустимо. В случая с метеорологичните условия или даже с стопанската система системите са прекомерно комплицирани, с цел да бъде това осъществимо. Въпреки това, за последните образци, можем да създадем появяването на периодически неустойчивости по-малко евентуална, даже и да не можем да ги премахнем изцяло,
като да вземем за пример посредством контролиране на излъчванията на парникови газове,
от една страна, или посредством контролиране на финансовите преводи, от друга. Можем също по този начин да се опитаме да предприемем превантивни дейности за намаляване на въздействието на неустойчивостите, когато те се предвиждат.
Може би през идващите години „ Уау! Откъде се взе това? “ при следващата периодическа неустойчивост от една от многото вероятни направления, ще се чува по-рядко.
Източник: flashnews.bg
КОМЕНТАРИ