Контрольные вопросы

1. Что такое модель и каково предназначение моделирования?

2. Укажите главные виды моделей и методов моделирования.

3. Назовите отличительные признаки материальных и идеальных мо­ делей.

4. В чем отличие между когнитивной и содержательной моделями?

5. Чем отличаются между собой смысловые и знаковые модели?

6. Какова цель дескриптивного, нормативного и ситуационного моде-

лирования .'

59

7. Какое моделирование называется математическим?

8. По каким признаком классифицируются математические модели?

9. В чем состоит основная ценность аналитических моделей?

10. Перечислите причины и споОШвы описания неопределенности моделей.

11. Когда необходимо применять метбйы приближенного моделиро­ вания?

12. Кто участвует в разработке содержательной постановки задачи?

13. На основании какой информации формулируется концептуальная (семантическая) модель объекта-оригинала?

14. Какие функции выполняет постановщик задачи?

15. Укажите, какая из постановок задач (содержательная, концепту­ альная, математическая) является наиболее формализованной.

16. Что понимается под математической замкнутостью и корректнос­ тью математических соотношений?

17. Моделирование каких объектов чаще всего проводится прибли­ женными методами — численным или имитационными?

18. Назовите основные погрешности приближенных методов модели­ рования.

19. Укажите главные способы проверки корректности математических моделей.

20. Какие задачи решаются в ходе количественного анализа модели?

21. Перечислите вероятные причины возможной неадекватности модели.

Глава 3

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ В ТЕХНОСФЕРЕ

Содержание данной главы связано с формулированием концеп­ции объективно существующих опасностей и обоснованием на ее основе совокупности тех базовых категорий, методов и принци­пов, которые необходимы для системного анализа и синтеза тех-носферной безопасности. Уяснение данных положений необходи­мо также и для их последующего использования в качестве методо­логической основы моделирования рассматриваемых процессов.

3.1. Основные противоречия и проблемы современности

В соответствии с рекомендациями системного подхода к иссле­дованию техносферы изложение методологических основ целесо­образно начать с проблемно-ориентированного анализа современ­ной ситуации в биосфере. Данная система является как бы ближ­ним окружением техносферы, а имеющиеся в ней противоречия и проблемы оказывают самое существенное влияние на интересу­ющие нас процессы. Вот почему без проведения такого анализа

60

рвозможно выявить соответствующие угрозы, а значит, и выра-ать адекватные им рекомендации. Уникальность ситуации, сложившейся на рубеже тысячелетий, ^посредственно обусловлена тем, что ее можно охарактеризо-гь эволюционным кризисом человечества как биологического да*. Такой кризис проявился в виде целого «букета» крайне не-агоприятных тенденций и невиданных прежде глобальных про-гм, которые (с определенной условностью) могут быть разде­лы, например, на внешние и внутренние. К внешнему уровню следует отнести загрязнение окружающей Цодей природной среды продуктами их жизнедеятельности (прежде гго химическими и радиоактивными веществами); разрастание Цюновых дыр, подвергающих биосферу Земли губительному воз-ЕЙствию коротковолновой части спектра солнечной радиации; риление «парникового эффекта», вызванного изменением есте-гнного состава атмосферы и приводящего к повышению тем-гратуры приземного воздуха.

К внутреннему уровню глобальных проблем можно отнести: емографическую; энергетическую и продовольственную катаст-эфы; неразрешимые противоречия между репродуктивными воз-|ожностями природы и человека; интересами нынешнего и буду-з;их поколений людей; развитыми странами и остальным миро-.ш сообществом.

Наиболее показателен в этом смысле разрыв между качеством язни 20 % наиболее богатых жителей Земли и 20 % самых бед-,ix. Это соотношение (по данным ООН) выросло с 30: 1 в 1960 г., 60: 1 — в 1990 г., а к концу прошлого века достигло уже значе-Ыя —74:1.

Перечисленные выше глобальные тенденции, противоречия и роблемы, конечно же, могут быть подвергнуты дальнейшей де-шзации и конкретизации. Однако и только что приведенного Материала вполне достаточно для того, чтобы говорить о надвига­ющейся на население планеты тотальной экологической катаст-\>е. Она может привести к гибели подавляющей части биоты** ремли, включая всех людей. Основными индикаторами такой ка-астрофы можно считать следующие предпосылки:

1) переход частично возобновляемых природных ресурсов (пре-|ная вода, флора и фауна) в — невозобновляемые и ослабление стественных биогеохимических круговоротов веществ;

* Здесь уместно напомнить, что даже факт появления Homo sapiens, способ-ого погубить не только себя, но и остальную природу, расценивается некото-лми мыслителями, например Г. Кестлером, как «ошибка» самого процесса ее ролюции.

** Под биотой в настоящее время принято понимать все живое нашей плане-д, т.е. флору и фауну, размещенные в литосфере и гидросфере Земли, а все тальное называют «абиотой».

61

2. катастрофическое состояние почвенного покрова нашей планеты и ее способности к пополнению запасов чистой воды;

3. истощение репродуктивного потенциала биоты, а также ее возможности по регулированию содержания кислорода в атмос­ фере и гидросфере Земли;

4. психоинформационный шок и технологическая готовность человечества к самоуничтожению накопленными запасами ору­ жия и промышленными вредными веществами;

5. эндоэкологическое отравление межклеточной среды живых организмов и лавинообразная мутация их геномов.

Отмеченные тенденции и противоречия требуют не только об­суждения, но и принципиального подхода к постановке и реше­нию соответствующих экобиосферных проблем. Такую ответствен­ную позицию разделяют ныне многие отечественные и иностран­ные ученые. Одним из их представителей всегда был наш великий современник академик Н. Н. Моисеев, назвавший свою последнюю книгу «Быть или не быть... человечеству».

Продемонстрируем обоснованность подобных тревог о прибли­жающейся тотальной экологической катастрофе путем рассмот­рения всего лишь двух конкретных ситуаций.

Первая ситуация касается упомянутой выше мутации геномов эукариот* биоты вследствие эндоэкологического отравления их межклеточной жидкости. Его причина состоит в постепенном на­коплении живыми организмами широко используемых сейчас вредных веществ — тяжелых металлов, радионуклидов и химичес­ких токсинов.

Наиболее катастрофичен так называемый критический порог отравления межклеточной среды, после преодоления которого пой­дет лавинно-необратимый процесс гибели всего живого. Он может начаться, скорее всего, уже в ближайшие десятилетия, и, по-ви­димому, проявится в виде массовых, неизлечимых заболеваний таких представителей морской фауны, как рыбы и моллюски. На поверх­ности же Земли следствием подобного отравления станет еще боль­ший рост дебильности, инвалидности и уродства, уже наблюдаемый в последнее время среди значительной части детей и животных.

Рассмотренная здесь проблема, конечно же, крайне актуальна для ряда регионов России, поскольку некоторые их территории уже давно отнесены к категории типа «зона экологического бед­ствия». Более подробные сведения о таких зонах и здоровье про­живающего в них населения можно найти в ежегодных «Государ­ственных докладах РФ» о состоянии здоровья населения, состоя­нии окружающей природной среды и санитарно-эпидемиологи­ческой обстановке.

* Все высшие животные и растения, а также одноклеточные и многоклеточ­ные водоросли, грибы и простейшие, имеющие ядро и хромосому.

62

^„Вторая ситуация связана с основным противоречием совре-^ной эпохи — несоответствием между потребностями все рас-[щего человечества и возможностями непрерывно скудеющей риродной среды по их удовлетворению. Напомним, что его при-ща — нежелание одних государств, прежде всего стран Север-рй Америки и Западной Европы, сократить уровень потребле-йя невозобляемых и частично возобновляемых природных ре-рсов, а других (страны Азии и Африки) — темпы прироста их кселения.

Убедительным свидетельством обострения данного противоре-j в период с 1950 по 2000 г. служат данные, касающиеся приро-х таких показателей, как численность народонаселения плане-„ — 2,4 раза; валовой подушный глобальный продукт — 2,3 раза; оъем добычи энергоресурсов: угля — 2 и нефти — 8 раз. Одно-ременно с этим резко увеличилась температура приземного воз-та (градусы Цельсия) и концентрация углекислого газа в ат­мосфере — на 5,5 и 16 % соответственно. А вот содержание азота, зона и кислорода в верхних слоях атмосферы за этот период сни-илось на еще большую величину — 30—50 %.

Как показывают некоторые недавно опубликованные сведения, пощадь пахотных земель, приходящихся на одного человека, -.леныпилась за последние 50 лет в 2 раза и составляет ныне всего В, 12 га. Производство же зерна в этот период выросло всего лишь 11,25 раза. При этом с 1980 г. зарегистрирован устойчивый спад ерошаемых сельхозугодий планеты — по причине дефицита пре-|ной воды, а с 1985 г. — и объема выращиваемых зернобобовых

ультур.

,, При такой тенденции в развитии землепользования, по мне-1ию некоторых ученых, площадь сельхозугодий Земли может «об-рулиться» уже к 2015 г. Для того же, чтобы обеспечить голодаю-цую ныне часть населения планеты питанием, хотя бы на уровне физиологических норм, к 2025 г. надо удвоить объем сельхозпро-

j.jjhh, а к 2050 г. — утроить, что абсолютно не реально*. Заметим

акже, что положение с добычей морепродуктов в последние годы

тало еще более удручающим.

Нетрудно догадаться, что одной из основных причин сложив-лейся ныне ситуации в биосфере стало губительное влияние на see техносферы, в том числе непрерывно наблюдаемый там рост аварийности. Как свидетельствует статистика, только за последние 20 лет XX в. ее доля составила 56 %, а в одни лишь 80-е гг. — 33 % ■ наиболее крупных происшествий в промышленности и на транс-

> Еще более наивно надеяться на выравнивание качества жизни народов: для родъема благосостояния 80% бедных жителей планеты до уровня жизни 20% рогатых потребовался бы 20-кратный рост потребления ресурсов сегодня и 40-ратный — в 2030 г.

63

порте. Самые известные из них произошли в Севезо (Италия), Фликсборо (Великобритания), Базеле (Швейцария), Хамме (ФРГ), Три-Майл Айленде (США), Бхопале (Индия) и Чернобыле (СССР).

Считается, что ущерб от аварийности и травматизма достигает 10—15 % от валового национального продукта промышленно раз­витых государств, а экологическое загрязнение окружающей при­родной среды и несовершенная техника безопасности являются причиной преждевременной смерти 20 — 30 % мужчин и 10 — 20 % женщин. Если же учесть отдаленные последствия, то совокупная ' смертность вследствие технологических причин приближается в России к 400 тыс., составляя одну треть от общей смертности трудоспособного населения, или 14 % от общей смертности насе­ления страны.

Представляется уместным воскресить в памяти некоторые из последних и в то же время, пожалуй, самых крупных катастроф, связанных с низким уровнем безопасности техносферы. Прежде всего это чернобыльская трагедия с немедленной гибелью десят­ков человек и сотнями тысяч впоследствии, с многомиллиардны­ми экономическими издержками и практически непредсказуемы­ми генетическими и экологическими последствиями. Это катаст­рофа в Бхопале с практически мгновенной гибелью уже 3500 чел. и последующими заболеваниями нескольких сотен тысяч. Нако­нец, это череда транспортных катастроф, начиная от космичес­кого корабля многоразового использования «Челенджер», морс­ких плавсредств — паромов «Империал Энтерпрайз» и «Эстония», пароходов «Александр Суворов», «Адмирал Нахимов», железно­дорожных происшествий в Арзамасе, Бологое, Свердловске, Ярос­лавле, под Уфой и кончая многочисленными авиационными ка­тастрофами.

Только что обозначенные биосферные и техносферные пробле­мы не только подтверждают наличие объективных противоречий, но и указывают на необходимость выявления обусловивших их, более глубинных причин и факторов. Иначе говоря, необходимо разобраться, чем же обусловлено существование рассматриваемой ситуации, почему древняя как мир проблема обеспечения безопас­ности людей стала так актуальна в последнее время. Ведь, казалось бы, есть полный набор объективно существующих факторов, ис­ключающих, например, появление несчастных случаев с людьми на производстве и вне него или заметно ослабляющих их тяжесть.

В самом деле, каждый из нас наделен от природы естественны­ми защитными механизмами, благодаря которым человечество выжило в условиях жесткого естественного отбора и сохранилось как биологический вид. Речь идет об инстинктах, органах чувств, условных и безусловных рефлексах людей, благодаря которым они стремятся действовать с минимальным для них вредом, в том числе

64

араясь не причинять его и окружению, по крайней мере близ-эму в их понимании.

С другой стороны, общество создает и постепенно наращивает :кусственные средства и механизмы, позволяющие ему уберечься ■ новых угроз и создаваемых им же опасностей. Это разнообразные |еры и правила безопасности, нормы и инструкции, предусмот-енные чуть ли не на все производственные ситуации. В этих усло-?х, казалось бы, не должно быть проблемы: руководствуйся ин-тктами и рефлексами, в том числе приобретенными; выполняй гбования руководящих документов по безопасности; пользуйся едствами индивидуальной и групповой защиты. Однако приведенные примеры и опыт каждого из нас свиде-тьствуют об обратном. И если не считать себя умнее пострадав-ix из-за несоблюдения требований личной безопасности, то тедует задуматься над происходящим и найти ответы на эти и эугие поставленные жизнью вопросы. Ведь действительно: все эгибшие и надорвавшиеся на производстве, так же как и винов-иси происшествий с только лишь материальным ущербом, не Делали случившегося в подавляющем большинстве случаев.

Так же трудно списать все и на Его Величество Случай. Причи-1, скорее всего, в конкретных для каждого случая обстоятель-зах.

Для того чтобы вскрыть реальные условия, факторы и законо-ерности возникновения происшествий в техносфере, необходи­мо обратиться к практике как критерию истины. Системный же зализ выявленных при этом причин аварийности и травматизма |ожет быть использован в последующем как эмпирическая основа уточнения концепции объективно существующих опасностей, лбора объекта исследования и обоснования соответствующих им етодов исследования и совершенствования безопасности.