home   |   А-Я   |   A-Z   |   меню


Стационарность

Лоуренс Смит

Профессор географии и геологии Университета штата Калифорния в Лос-Анджелесе; автор книги The World in 2050: Four Forces Shaping Civilization’s Northern Future («Мир в 2050 году: четыре силы, формирующие северное будущее цивилизации»).

Стационарность – предположение о том, что изменения явлений в природном мире происходят в жестких рамках статистической неопределенности, которая сама по себе со временем не меняется, – это широко применяемая научная концепция, которую пора отправить на покой.

Она хорошо послужила нам. На протяжении более 100 лет понятие стационарности использовалось для принятия бесчисленного множества решений, направленных на общественное благо. Эта концепция позволяет заниматься планированием и созданием стандартов строительства в местах, где существует риск лесных пожаров, наводнений, землетрясений и ураганов. Она используется для определения того, как и где можно строить дома (и как рассчитывать размер страхового взноса за них), каким запасом прочности должны обладать мосты. С ее помощью мы можем предсказывать урожайность и, в развитых странах, страховать урожай от природных бедствий. Мы строим все новые метеорологические станции и устанавливаем все больше датчиков уровня воды в реках, собираем с их помощью все больше данных и поэтому делаем подобные расчеты лучше и лучше. Это помогает сохранять жизни и огромные суммы денег.

Однако все большее число исследований подсказывает, что стационарность часто представляет собой исключение, а не норму. По мере того как новые спутниковые технологии продолжают сканировать Землю, по мере того как мы добываем все больше геологической информации и делаем все более продолжительные измерения, мы все чаще выявляем закономерности и структуры, не совместимые с фиксированным уровнем случайного шума. Скорее, можно говорить о процессах перехода к различным квазистабильным состояниям, для каждого из которых характерен свой собственный набор физических условий и связанных с ними статистических свойств.

Например, в том, что касается науки о климате, мы обнаружили многодекадные паттерны, такие как Тихоокеанская декадная осцилляция (Pacific Decadal Oscillation, PDO), напоминающая феномен Эль-Ниньо в северной части Тихого океана и вызывающая масштабные изменения средних значений климата в течение десятилетий. В частности, в XX веке были «теплые» фазы PDO (1922–1946 и 1977–1998 годы) и «холодная» фаза (1947–1976), и это оказало большое влияние на водные ресурсы и рыболовство. Антропогенные климатические изменения, вызванные постоянным выбросом парниковых газов в атмосферу, тоже по определению противоположны фиксированному, стационарному процессу. Это ставит под угрозу многие расчеты в области общественных рисков – если статистические вероятности, принятые в прошлом, упразднены, значит, мы оказались в мире, действующем за пределами ожидаемых и понятных норм.

В мире науки этот факт признан довольно давно, однако эта точка зрения на удивление медленно проникает в мир практических действий. К примеру, несмотря на то что мы знаем намного больше о климатических изменениях и уже примирились с фактом их существования, планирование водных ресурсов и оценка связанных с ними рисков до сих пор строятся на основе стационарности. Расчет возможных зон затопления по-прежнему делается на основе стационарных концепций типа «столетнего» и «пятидесятилетнего» наводнения (то есть такого, вероятность которого в каждый данный год составляет соответственно 1 или 2 %). При этом мы уже знаем, какое влияние оказывают использование земель и урбанизация на сток воды, а также имеем достаточно хорошее представление о возможном вкладе антропогенных климатических изменений.

Инженеры-строители и большинство регулирующих ведомств в самых разных странах мира довольно медленно признают эти изменения и редко занимаются поиском новых подходов. Однако жизнеспособные альтернативы существуют – к примеру, мы могли бы использовать для проектирования плотин и мостов профилактический и не имеющий рискованных побочных эффектов метод «максимального вероятного наводнения» (probable maximum flood, PMF), а также включать более гибкие «субъективистские байесовские» вероятности в расчеты общественного риска.

Мы способны на большее. Стационарность мертва – особенно с точки зрения лучшего понимания климата, мировых водных запасов и продовольственной безопасности.


Стационарность Джулио Боккалетти | Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс | Углеродный след Дэниел Гоулман



Loading...