Прогноз. Как, наблюдая за погодой, научиться предсказывать экономические кризисы - Марк Бьюкенен

от изучения процессов образования галактик или черных дыр до исследования характера распространения трещин в металлах – не могут быть сведены к нескольким уравнениям. Требуется понимать, что процессы могут быть нестабильными и что могут существовать обратные связи. Как правило, необходимо применение множества различных математических моделей и – неизбежно – крупномасштабного компьютерного моделирования. Так что если экономисты и страдали от зависти к физике, то лишь потому, что у них сформировалось ложное представление об этой науке.

На самом деле они должны были бы завидовать физике как действительно справедливому виду науки. Адаптация к неравновесному миру означает отказ от всяких надежд на создание «всеобъемлющей теории». Физики и другие ученые установили это на собственном горьком опыте. Даже, в сущности, простые проблемы могут легко привести к потере всякого желания выдавать умные и элегантные равновесные решения.

Как котов пасти

Домашняя кошка – самое непримиримое существо из всех когда-либо ходивших по нашей планете. Она никогда не делает то, что ей велят. Американское выражение «как котов пасти» с отсылкой на кошачье упрямство показывает всю сложность попыток держать под контролем некоторое количество недисциплинированных объектов – например, удерживать на месте группу младших школьников в тот момент, когда они увидели лоток с мороженым. Подобные трудности могут возникать и при попытках удерживать контроль даже над некоторыми, казалось бы, простыми вещами.

Во время обучения в школе вы в какой-то момент, вероятно, узнали о существовании четырех форм состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное и такое менее известное состояние, как плазма. Плазма представляет собой газ, скажем, простой газообразный водород, нагретый до температуры, при которой происходит разрыв атомных связей. При достаточно высокой температуре энергии связи электрона и ядра атома недостаточно, чтобы выдержать мощные столкновения с другими атомами. В результате получается горячий газ, насыщенный электронами и протонами, в котором заряженные частицы могут взаимодействовать друг с другом не только при столкновениях, но и на значительном расстоянии.

Именно это кардинально отличает плазму от обычных газов, независимо от того, идет ли речь о плазме, находящейся на Солнце, в верхних слоях атмосферы Земли или в ядерном реакторе. Основные свойства плазмы в равновесном состоянии – скажем, удерживаемой в стеклянной трубке при фиксированной температуре – стали известны довольно давно. Но попробуйте хотя бы немного вывести плазму из состояния равновесия, и все станет гораздо более сложным.

Хорошим примером в данном случае может быть использование энергии ядерного синтеза. Технология выглядит довольно просто: газообразный водород нагревается до чрезвычайно высоких температур, за счет чего создаются условия, при которых ядра водорода, сталкиваясь между собой, образуют более тяжелые ядра[161]. При их образовании выделяется энергия. Описанная реакция может быть самоподдерживающейся. Для ядерного синтеза не требуется ничего, кроме высокой температуры (которая увеличивает силу столкновений) и высокого давления (которое способствует увеличению количества столкновений). Вы помещаете некоторое количество водорода в контейнер, нагреваете его, сжимаете и получаете в итоге дешевый и практически неисчерпаемый источник энергии.

Есть лишь одна, но очень большая, проблема – поведение плазмы во время описанного процесса. Это напоминает выпас кошек, а может быть, даже что-то похуже.

В Ливерморской национальной лаборатории, штат Калифорния, физики и инженеры на протяжении приблизительно полувека пытались осуществить управляемую термоядерную реакцию, использовав инерционное удержание плазмы. Идея состоит в том, чтобы уничтожить небольшую сферическую оболочку, наполненную водородом. Под действием излучения материал оболочки испаряется, и возникают реактивные силы, способные сжать содержащийся в оболочке водород. При достаточно сильном сжатии можно получить температуру, превышающую температуру Солнца, и термоядерную реакцию[162].По сути, таким образом вы создаете в лабораторных условиях миниатюрную искусственную звезду. Однако образующийся при взрыве оболочки плазменный шар не сохраняет свою правильную форму в течение достаточно долгого времени.

Природная физическая нестабильность приводит к появлению на поверхности плазменного шара ряби, которая имеет тенденцию к разрастанию[163].Когда ряби становится больше, возникает вторичная нестабильность других видов, и первоначально правильная симметричная форма плазменного шара оказывается безнадежно утеряна. В результате отдельные части плазмы смешиваются; более холодное вещество с наружной стороны проникает внутрь, что портит весь процесс. Температура становится недостаточно высокой[164]. На рис. 6 показано, как вызванная естественной неустойчивостью волна разрастается и вскоре создает целый каскад новых неустойчивых волн, что в конце концов делает общую картину невероятно сложной.

Рис. 6. Рябь, перерастающая в струи из-за неустойчивости Рэлея – Тейлора, приводит к каскадному образованию дальнейшего хаоса. Как видно из рисунка, полученного методом компьютерного моделирования, наличие положительных обратных связей приводит к тому, что первоначальная простота исчезает и возникает бурное море сложных переплетений (рисунок предоставлен Шенгтаем Ли, Национальная лаборатория в Лос-Аламосе)

Представьте себе, насколько трудно предсказать или контролировать местоположение любой из образующихся при этом волн и частиц. Помните: весь этот беспорядок вызывается всего одним фактором – сжатием газа, насыщенного заряженными частицами. Данное состояние, как и следовало ожидать, будет неустойчивым. Поэтому, равно как из-за других неустойчивых процессов, практически ничего в физике плазмы не просто. Отправьте пучок заряженных частиц в путешествие по замкнутому кольцу ускорителя, и вы увидите, что луч может перейти из однородного состояния к нестабильному, причем этот переход может осуществляться ста разными способами. Массивный труд под названием «Handbook on Plasma Instabilities» («Справочник по нестабильностям плазмы») в трех томах, каждый размером с телефонную книгу, описывает все известные способы, учитывающие положительные обратные связи, благодаря которым плазма проявляет при различных условиях удивительные и неожиданные свойства. Каждое приведенное описание фиксирует некую возникавшую в прошлом ситуацию, когда физики или инженеры экспериментировали с плазмой, каждый раз обнаруживая что-то новое. Каждое приведенное там название содержит в себе информацию о том, что в итоге произошло с плазмой, почему это произошло или кто первым объяснил произошедшее. Вы можете найти там описание «хвостовой» нестабильности, нестабильности Черенкова, нестабильности Вейбеля, «филаментационной», «шланговой», колеблющейся пучковой и многих других нестабильностей. Я мог бы перечислить здесь сотни наименований[165].

Все это, на мой взгляд, должно преподать нам урок, который следует применить в сфере экономики и финансов. Доказательство безошибочности существующих теорем, вероятно, не способствует достижению значительного прогресса, но это именно то, чем занимались экономисты на протяжении столетия или около того.

Я полагаю, что плазма будет казаться слишком простой при сравнении ее с бесконечно сложной какой-либо реальной финансовой системой или с экономикой, в которую вовлечены миллионы людей, действующих под влиянием собственных мыслей и эмоций и находящихся в постоянном и непредсказуемом взаимодействии с другими людьми. Мы знаем очень многое о законах физики, которым подчинены атомы