Материалы портала «Научная Россия»

Информационная модель планеты

В рамках проекта «Идеи, меняющие мир» телекомпания «Очевидное-невероятное» и телеканал «Россия-24» представляют Дирка Хелбинга  ― автора математической модели «Living Earth Simulator».

Дирк Хелбинг  ― автор проекта глобального симулятора, получившего название «Living Earth Simulator». События, влияющие на мировую экономику, политику и многие другие могут стать более управляемыми благодаря гигантской математической модели.

Дирк Хельбинг - «Идеи, меняющие мир»

Главная тема передачи ― информационная модель планеты

Это моделирование будет отслеживать все, начиная от финансовых сделок, маршрутов миграции людей из одной страны в другую до данных о выбросе углекислого газа в атмосферу. Это сделает возможным моделирование будущего, подобного тому, как ученые - синоптики предсказывают погоду.

Уверенность Хелбинга в успехе реализации этого проекта базируется на его исследованиях в области технологий, социологии и экономики, и, возможно, на его увлечении произведениями Айзека Азимова.

 

Укротитель будущего

Дирк Хельбинг

Электронные коммуникации, цифровая культура, миллиарды гаджетов, которые собирают данные о каждом нашем шаге… Человеческое общество еще никогда не было столь сложной – и при этом нестабильной – системой, как сегодня. Профессор социологии Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе (ETH) Дирк Хельбинг считает, что связь «всех со всеми» может стать как нашим благом, так и проклятием. Новые технологии, симбиоз человека и компьютерного интеллекта облегчат жизнь. Однако малейший сбой в системе биржевых торгов или волна «ретвитов» ведут к последствиям в реальном мире, которые мы пока не можем ни предвидеть, ни предотвратить. Впрочем, у профессора Хельбинга есть решение. 

Исследователи расшифровали геном, но что сейчас происходит с человечеством на макроуровне, ученым еще только предстоит выяснить. В информационном обществе как в сверхсложной системе возникают такие явления, с которыми человечество еще никогда не сталкивалось. Герой очередного выпуска нашей программы «Идеи, меняющие мир» (совместного проекта телекомпании «Очевидное - невероятное» и телеканала «Россия24») пытается снизить растущий уровень непредсказуемости. Уже несколько лет профессор Хельбинг руководит международным проектом FuturICT. За 10 лет и €1 млрд он пообещал создать информационную модель планеты, которая позволит увидеть скрытые взаимосвязи происходящего на ее поверхности.

Но смысл идеи не просто в диагностике. Реализованная модель даст возможность проигрывать различные сценарии будущего по принципу «Что если?» до того, как бездействие или недальновидные стратегии политиков приведут общество к катастрофическим последствиям. Последствия наших действий можно будет просмотреть, как в машине времени. И, говоря языком Рэя Брэдбери, мы сможем вовремя обнаружить в настоящем ту маленькую бабочку, наступив на которую рискуем утратить родной язык или привести к власти диктатора. 

И грянул гром

«Нельзя пускать дело на самотек. Мы находимся в исторической точке, когда в наших силах принять важное решение и внести вклад в будущее – определить, будет ли оно ярким или превратится в еще одно средневековье», – так Дирк Хельбинг описал остроту нынешнего момента в беседе с автором и ведущей «Идей» Эвелиной Закамской. Человечество, по его мнению, стоит на пороге фундаментальных изменений. В ближайшее десятилетие будет произведено больше информации, чем за предыдущую тысячу лет. Согласно закону Мура, за это же время компьютеры достигнут возможностей, сопоставимых с показателями человеческого интеллекта. Гиперсвязи опутают все сферы жизни. Это даст гигантский прорыв в продуктивности. Но в развитии настолько сложной системы возникает определенная критическая точка, по достижении которой она начинает вести себя непредсказуемым образом. Переход произойдет не постепенно, а скачкообразно. И у человечества осталось не так много времени, чтобы к этому непонятному будущему подготовиться.

Сегодня одни из самых мощных компьютеров обслуживают фондовый рынок: во многом они уже сейчас ведут себя как люди, объединенные в сообщество. По мнению нашего героя, создаваемые при помощи новых технологий подобные цепочки связей одновременно становятся и потенциальными каналами мгновенного распространения катаклизмов. Самым ярким примером такого рода он называет «черный вторник» на американском фондовом рынке, знаменитый FlashCrash 2010 г. Непредсказуемый побочный эффект от работы программ высокочастотной торговли, которые осуществляют сотни сделок за доли секунды, тогда привел к тому, что капитализация торгующихся компаний за 20 минут уменьшилась на $1 трлн. И хотя рынок восстановился, события в цифровом пространстве имели разрушительные последствия в мире реальном. Изменилась структура акционерного капитала компаний, существенно пострадал капитал социальный (пресловутый кредит доверия), шоком и паникой наверняка было подорвано здоровье тысяч брокеров и инвесторов. А сколько еще побочных эффектов мы не в состоянии даже предположить?

Чтобы иметь возможность отслеживать корреляции между внешне не связанными событиями, Дирк Хельбинг предлагает создать глобальную систему аккумулирования и обработки данных обо всех сторонах жизни человечества. Эту часть проекта идеологи назвали «Планетарной нервной системой» (Planetary Nervous System): состояние экологии, колебание курса акций, сейсмическая активность, концентрация абонентов в ячейках сотовой сети, количество постов в соцсетях по определенным тэгам и сотни других различных замеров. Семантические алгоритмы позволят автоматически оценивать даже состояние общественного мнения, уровень удовлетворенности или агрессии в социуме, когда явная общественная активность еще не видна.

Собственно, в сборе и накоплении подобных колоссальных массивов данных (так называемых больших данных, Big Data) никакой новации нет. Они давно стали бизнес-активом, и в случае необходимости доступ к ним может быть приобретен для нужд самого FuturICT. Особенность системы Хельбинга в том, что она будет давать пользователю, не только архивную картину, но и текущую. «Вам больше не понадобится задавать вопрос Google, который будет искать ответ в своей базе, предлагая что-то из имеющихся данных. Вместо этого будет инициирован запрос на измерение необходимых параметров в режиме реального времени с использованием Интернета и сети датчиков», - говорит профессор Хельбинг и напоминает, что только смартфон имеет около десяти встроенных средств фиксации происходящего.

Мозгом системы должен стать второй компонент – сверхмощный компьютерный «Симулятор живой Земли» (Living Earth Simulator, LES). Он будет, что называется, на лету анализировать непрерывно поступающий поток данных и выявлять скрытые взаимосвязи. Живой информационный слепок реальности поможет отследить еще не изученные системные феномены в глобальном «человейнике», которые сейчас упускаются при обработке архивов. Однако только к сбору, обработке и анализу информации идея Хельбинга не сводится. Главная функция LES – моделирование будущего исходя из заданных условий и с разной степенью детализации картины. Правда, наш собеседник пояснил, что это будет не оракул и не хрустальный шар: «C помощью компьютерных программ LES сможет прорабатывать различные варианты развития сценариев: что произойдет, если я приму то или иное решение? Конечно, это не будет точным предсказанием, а скорее напоминает прогноз погоды, который работает лишь в течение ограниченного периода времени и не абсолютно надежен».

Третий компонент системы – глобальная открытая программная платформа (Global Participatory Platform), которая создаст идеальные возможности для краудсорсинга. Доступ к ней смогут получить ученые, программисты, политики, бизнесмены и рядовые пользователи. Дирк Хельбинг условно сравнивает этот компонент системы также с магазином приложений AppStore: «Люди смогут загружать сюда свои программы и данные, оставлять на них отзывы и ставить оценки качеству, комментировать». На основе предоставленного доступа к данным можно будет смоделировать любой интересующий вас процесс. Если нужного для этого софта не найдется, пользователи сами смогут создавать необходимые надстройки, загружать их для общего пользования – для свободного распространения или за деньги. «Это приведет к созданию информационной и инновационной экосистемы, развивающейся за счет тех данных, которыми люди будут обмениваться». Дирку Хельбингу можно верить: он эксперт мирового уровня в области изучения сложных самоорганизующихся систем. 

Глобальный перекресток

Олимпийский парк в Сочи – один из главных объектов зимней Олимпиады-2014. Как будут себя вести 90 тыс. людей на территории этого кластера в обычных и в форс-мажорных условиях? Поведение пешеходов – это системное явление. Для того чтобы сделать безопасными такие крупные объекты, организовать движение, схему входов-выходов и пути эвакуации, предварительно проводится имитационное моделирование поведения толпы с использованием мощных компьютеров и специальных программ. Как сообщалось в специализированной прессе, для расчета характеристик сочинского парка была применен софт, использующий именно модель Дирка Хельбинга (ее также называют моделью социальных сил).

Изначально основные методы моделирования сложных систем разрабатывались физиками и математиками, но они оказались применимы и к объяснению химических, биологических, экономических и социальных процессов. Сам Дирк Хельбинг окончил физический факультет Геттингенского университета, и его магистерская дипломная работа была посвящена как раз динамике пешеходных потоков. Этой темой он занимался на протяжении всей своей научной карьеры, разрабатывал алгоритмы управления трафиком и даже имеет патент на устройство самоорганизующихся систем светофоров.

Уличный поток – лишь один из примеров сложной многоагентной системы, к которым относятся также компании и более крупные людские сообщества. Это объясняет, почему Дирк Хельбинг в свое время заинтересовался социологией. Беседуя с Эвелиной Закамской на фоне книжных стеллажей в своем рабочем кабинете, профессор признался, что заняться моделированием социальных процессов его еще 30 лет назад вдохновила серия романов Айзека Азимова «Основание». Возможность понять движущие силы истории и предсказывать будущее – эта идея показалась молодому физику очень привлекательной.

Даже сейчас, на пороге своего 50-летия, член Академии наук Германии Дирк Хельбинг все еще похож на увлеченного молодого ученого. У него чрезвычайно широкий круг научных интересов: антикризисное управление, менеджмент катастроф, новая экономика, компьютерное моделирование экономических игр. Он стал энтузиастом междисциплинарных исследований и представляет свой проект публике как «ускоритель знаний», который, подобно коллайдеру, позволит сталкивать между собой частицы данных, чтобы получать новые знания об окружающем мире.

Как научный руководитель FuturICT, Хельбинг пропагандирует также тесное межнациональное и межкультурное взаимодействие. «У нас более 2 тыс. сторонников. Мы имеем междисциплинарные сообщества в 25 странах Евросоюза, но есть ученые и из США, Мексики, ЮАР, России, Китая, Сингапура, Японии и Австралии. Каждый день новые люди, включая творческих работников, политиков и бизнесменов, проявляют все большую заинтересованность в нашем проекте». Задача перед этим сообществом стоит сверхсложная, амбициозная, требующая финансирования на государственном уровне. Но Хельбинг уверен, что «каждые доллар, евро или рубль, которые мы вложим в “Симулятор живой Земли”, окупят себя с лихвой – ведь мы получим важнейшую информацию, расширяющую наши возможности в принятии решений». В Швейцарии, где живет и работает Дирк Хельбинг, подсчитали, что даже затраты на содержание местной службы прогнозирования погоды окупаются пятикратно. Что и говорить про возможность предупреждения таких серьезных глобальных проблем, как эпидемии, рост криминала и этнические конфликты.

Почему прогноз LES не может быть точным? Динамика социальных систем определяется не только свойствами элементов и связями между ними, но и фактором случайности. «Некоторые ученые, исследующие характер поведения человека и оперирующие огромным количеством данных о нашей повседневной деятельности, утверждают, что люди гораздо более предсказуемы, чем элементарные частицы. Но все-таки не полностью. Как раз элемент непредсказуемости позволяет развиваться нашему обществу. Случайность нам жизненно необходима», - пояснил профессор съемочной группе «Идей».

Рассказывая об опасности глобальных кризисов, Дирк Хельбинг часто приводит примеры из собственного опыта моделирования поведения толпы. Возникновение давки в общественных местах – пример того, как ведут себя сложные системы. Ни один из членов толпы не хочет чужой смерти, но в какой-то момент возникает каскадный эффект и ситуация выходит из-под контроля. То же и в более сложных системах. Жители многих стран Земли уже переживали блэкауты, когда авария на местной электроподстанции провоцировала цепную реакцию по всей энергосистеме и приводила к проблемам на уровне целого региона. Столкновения на дорогах, коллапс железнодорожного сообщения, обесточивание больниц, мародерство — однажды каскад таких событий может быть запущен и на глобальном уровне: например, стихийным бедствием, действиями киберпреступников или спекулятивной атакой на какую-то из валют.

Поводом к созданию мегасимулятора, собственно, стал экономический кризис в странах ЕС. Шок от тех событий привел многих ученых и общественных деятелей к пониманию того, что экономические модели прошлого века неадекватны для описания реалий информационного общества. «Мы используем устаревшую теорию, и это только углубляет кризис», - неоднократно заявлял в своих интервью Дирк Хельбинг. Кроме того, он уверен, что необходимо отказаться от теорий, которые ставят в основу строго рациональное поведение и эгоистические мотивы мотивированного выгодой Homo oeconomics. В условиях развитого информационного общества и большого количества взаимных связей на смену ему все чаще приходит Homo socialis – человек, более склонный к кооперации и альтруистическому поведению. 

Дивный новый мир

В Интернете процессы кооперации и самоорганизации сейчас особенно заметны. Рекомендательные системы все больше вытесняются гибкими, репутационными и рейтинговыми. Для производства идей и контента широко используется краудсорсинг. Один из главных вопросов, который сейчас волнует Хельбинга, таков: «Сможем ли мы построить наше общество аналогичным образом, как саморегулирующуюся систему? Конечно, это не произойдет само собой, а потребует четких правил игры. Это очень интересный вопрос – какие должны быть правила, чтобы такая саморегулирующаяся система существовала и развивалась?» Уже сейчас ясно, что социальные институты, налоговое и трудовое законодательство, авторское право к новым реалиям совершенно не готовы.

По мнению футурологов, большую часть квалифицированного труда скоро смогут выполнять компьютеры, и для человека изменится сам характер занятости. Исчезнет понятие постоянного места работы, люди будут объединяться лишь для участия в краткосрочных проектах для выполнения креативных задач. С повсеместным внедрением 3D-принетров пассивные потребители товара превратятся в его сопроизводителей. Личные данные, вероятно, станут объектом лицензирования и нашим собственным нематериальным активом, сформируется их рынок, мы будем обменивать возможность следить за собой на какие-то виртуальные блага. «Нам придется заново изобретать роль человека в новом мире. Вся наша жизнь изменится в течение следующих 10-20 лет», - предсказывает Дирк Хельбинг.

Грядущее царство больших данных часто сравнивают с обществом Большого Брата. Существует мнение, что от приватности в XXI в. человечеству придется отказаться. При таком количестве следящих устройств, фиксации цифрового следа интернет-сайтами и архивировании всего и вся анонимизироваться будет просто невозможно. Но профессор Хельбинг полагает, что полная потеря личного пространства нам не грозит, потому что публичное и приватное – две стороны одной медали. Эти сферы не могут существовать одна без другой, они обе важны для функционирования общества и поддержания социального разнообразия – этой движущей силы инноваций.

В связи с предлагаемыми концепцией FuturICT техническими решениями, конечно, возникает множество этических вопросов. Например, как быть с искушением информационного манипулирования, когда возможен вброс недостоверных данных в систему? На обеспокоенность Эвелины Закамской человеческим фактором профессор Хельбинг ответил туманно: «Важно строить так называемые плюралистические системы, которые позволят увидеть проблему с разных точек зрения». Что касается последующего принятия решений, то здесь все тоже упирается в чистоту личных мотивов: «Смысл не в том, чтобы симулятор сделал выбор за нас и сообщил, что именно нужно предпринять. Окончательный вывод делается на основе двух вещей - полученной информации и вашей собственной системы ценностей».

Но даже если задуманная учеными система позволит предотвратить техногенный или экономический армагеддон, еще остается опасность стать пленниками искусственного интеллекта. «Нас может ждать сильное потрясение – например режим террора, когда компьютеры будут командовать, а мы превратимся лишь в выполняющие приказы шестеренки в глобальном часовом механизме», - предостерегает профессор Хельбинг. Впрочем, сам герой «Идей, меняющих мир» видит будущее скорее эпохой всеобщего креатива и виртуального творчества: «Люди смогут создавать собственные маленькие вселенные, соответствующие их личностям, окружению. Можно будет выбрать мир, который вам нравится, и жить в нем по несколько часов в день. Это обязательно произойдет!»

Нынешних школьников, которым предстоит провести взрослую жизнь в новом мире, этот прогноз Дирка Хельбинга наверняка обрадует.

Подготовила Ольга Платицина

living earth simulator гигантская математическая модель дирк хелбинг информационная модель планеты

Назад

Социальные сети

Комментарии

  • Игорь, 10 октября 2014 г. 0:49:20

    Самый большой вред человечеству принес миф, что можно прогнозировать будущее любых процессов. Как мне кажется, мы опять воспроизводим этот миф за 1 млрд евро.
  • Vyacheslav, 25 мая 2015 г. 20:01:09

    Статья представляет собою слепое блуждание, основанное на материалистических представлениях, которые не дают ответа о первопричине событий ...

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий