Плохотников Константин Эдуардович, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник кафедры Математического моделирования и информатики, Физический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, профессор Финансового университета при правительстве РФ.
Родился 27.01.1954 года. Окончил в 1977 году Московский физико-технический институт (МФТИ) по специальности “теоретическая ядерная физика”. В 1980 году закончил аспирантуру МФТИ, проходил специализацию в Институте прикладной математики им. М.В. Келдыша.
Кандидатскую (“Построение математических моделей и вычислительный эксперимент в некоторых задачах биологии, нестационарной термодинамики и турбулентности”) и докторскую (“Разработка и обоснование нового подхода к методу математического моделирования: проблема предметной множественности моделей и анализ адекватности их целям исследования”) диссертации защитил в 1980 году и 2013 году соответственно по специальности 05.13.18 — математическое моделирование, численные методы и комплексы программ.
Начиная с 1974 года, разработал ряд математических моделей в таких областях научной деятельности, как математическая биология, энергетика, твердое тело, сплошная среда, физика атмосферы, теория поля, моделирование глобальной истории и политики. Автор 86 публикаций, включая 5 монографий и 8 учебников и учебных пособий.
Работал с 1980 по 1989 года в Гидрометцентре СССР; с 1989 по 2002 год — на факультете ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова. С 2002 года по настоящее время работает на физфаке МГУ, кафедра математического моделирования и информатики.
Ведет занятия по курсам: линейная алгебра, математический анализ, обыкновенные дифференциальные уравнения, теория вероятностей, статистика, эконометрика, компьютерная физика, вычислительные методы, метод и искусство математического моделирования, математическое моделирование глобальной общественной динамики.
Что такое математическое моделирование глобальной общественной динамики и геополитики?
Это набор математических моделей, а также ряд методологических и философских построений, направленных на изучение глобальной общественной динамики. Особенностью данного подхода является специфика толкования общественной динамики, которая определяется и изучается с точки зрения выявления в общественной жизни единой управленческой инфраструктуры. Конкретные математические модели данного подхода: нормативная модель истории, политика с позиции силы, а также модель псифизики. Именно в последней модели вводится центральное понятие “властно-волевой инфраструктуры”.
Развитием нормативной модели глобальной истории выступает математическая модель геополитики. Центральное понятие математической модели геополитики — емкость среды обитания. Данное понятие определено и исчислено. Геополитика — это климат, рельеф, особенности логистики глобальных товарных потоков, геополитическое противостояние в терминах “море – континент”, то есть все то, что составляет материальный комплекс условий существования жителей Земли.
Согласно модели псифизики актор (оператор, субъект, лицо принимающее решение и пр.) может быть “собран” из четырех определенных и исчисленных компонентов, названных волей, свободой, силой и властью. С учетом взаимосвязи всех акторов можно говорить о единой властно-волевой инфраструктуре, которая представляет собой всепроникающий управленческий каркас жизни глобального общества.
Математическая модель геополитики задает определенные рамки функционирования единой властно-волевой инфраструктуры. Эти рамки выступают в виде природных ограничений объективного характера, которые принято характеризовать в виде противостояния моря и континента.
Каковы результаты математического моделирования геополитики?
- Построена функция плотности емкости среды обитания, зависящая от распределения среднегодовой температуры и осадков на поверхности Земли. Установлена высокая корреляционная связь плотности емкости среды обитания и плотности народонаселения Земли.
- Произведена развертка плотности емкости среды обитания по государствам. Среди рекордсменов в убывающей последовательности ожидаемо оказались: Россия, США, Бразилия, Китай, Австралия и т.д. Определен и изучен показатель, имеющий смыл удельной емкости среды обитания в расчете на душу населения. Произведено ранжирование стран и территорий по этому показателю. Особое внимание обращено на соотношение данных показателей отдельных стран по отношению к РФ.
- Изучен вопрос о взаимоотношении плотности емкости среды обитания и рельефа. Строятся и сравниваются территории, где сосредоточено 50% народонаселения и 50% емкости среды обитания. Строятся поля градиента плотности емкости среды обитания. Производится классификация стран и территорий в терминах “высоко – невысоко” и “благоприятно – неблагоприятно”, то есть в четырех категориях, учитывающих рельеф и плотность емкости среды обитания. Строятся карты территорий всех четырех типов. Вводится и подсчитывается индекс разнообразия отдельных территорий и государств.
- Разработан алгоритм по случайному нанесению точек на поверхность суши с учетом плотности емкости среды обитания. Данный алгоритм необходим для разработки решения задачи оптимального позиционирования точек с точки зрения минимизации транспортных затрат между ними.
- Формулируется математическая модель транспортных потоков между отдельными точками, выступающими в виде логистических узлов. За основу берется известная гравитационная модель и экспоненциальный тип зависимости от обобщенных расстояний между точками. Вводится минимаксная транспортная доктрина, обеспечивающая при оптимизации позиций точек минимум транспортных издержек при максимуме заполнения среды обитания с учетом неоднородного распределения плотности емкости среды обитания.
- Разработана методика подсчета обобщенных расстояний между точками с учетом различия участков, проходящих по суше и по морю. Данные расстояния оцениваются в терминах удельных энергетических затрат по перемещению единицы веса условного груза.
- Построен алгоритм минимизации транспортных потоков для произвольного набора точек. Данный алгоритм выступает в форме некоторой модификации процедуры градиентного спуска с учетом береговой линии и неодносвязности области определения позиций точек функционала транспортных издержек.
- В рамках калькуляции глобального трафика построен специальный показатель под названием процентное соотношение “море – континент”. На основе данного показателя производится классификация точек (территорий) в геополитических терминах. Этот показатель позволил формализовать введение таких хорошо известных в геополитике понятий, как Хартленд и Римленд.
- Построены комбинированные глобальная и региональные карты, содержащие политическую и геополитическую разметки. Произведен анализ данных карт на предмет наличия так называемых геополитических “разломов”. О наличии разломов можно говорить в том случае, если некоторые геополитические линии проходят не по границе отдельного государства, а по его территории, глубоко в нее вклиниваясь.
- В рамках решения задачи минимизации транспортных издержек было рассмотрено 318 точек, начальное расположение которых совпадало с положением 318-и крупнейших городов на Земле. В едином комплексе численно решались три подзадачи. При решении каждой из трех подзадач критическим было наличие минимаксной транспортной доктрины. В первой подзадаче считалось, что издержки на транспорт по морю равны нулю; во второй задаче считалось, что издержки на транспорт по суше равны нулю и, наконец, в третьей подзадаче были выбраны реальные значения затрат на транспорт. Показано, что оптимальная конфигурация точек третьей подзадачи представляет собой нечто среднее из оптимальных конфигураций первых двух подзадач.
Как за массивами оцифрованных экономических и финансовых данных вычислить истинных управленцев различных экономик мира?
Именно такая задача на примере экономики США была поставлена и исследована. Данная задача есть первый шаг к решению еще более сложной задачи, которая касается ответа на вопрос: когда крупнейшая экономика мира исчерпает свой главный ресурс — доллар? Кроме того, был проведён статистический анализ социально-экономических данных и разобраны несколько примеров по реконструкции фрагментов властно-волевой инфраструктуры.
Под оператором можно понимать нечто, что ответственно за управление экономикой США. Есть номинальный оператор, включающий Правительство США, Госдепартамент, Федеральную резервную систему и прочие структуры, а есть реальный оператор. Анализ основных статистических характеристик экономики США позволил приоткрыть завесу над истинным, то есть реальным оператором экономики США. Для статистического анализа экономики США были отобраны 14 наиболее широко известных показателя:
- динамика валовых частных инвестиций;
- денежный агрегат M2;
- отношение курса евро к курсу доллара;
- реальный валовый внутренний продукт;
- отношение количества безработных к экономически активному населению;
- персональные доходы;
- индекс промышленного производства;
- розничный товарооборот;
- индекс потребительских цен;
- импорт;
- экспорт;
- государственный долг США;
- эффективная ставка по федеральным фондам (доходность в % в год);
- текущие поступления в бюджет США.
Перечисленные показатели, как экономические, так и финансовые, представляют собой систему, то есть они взаимосвязаны. Кто или что обеспечивает эту взаимосвязь? Назовем этого “кто или что” оператором, подобно оператору кара на погрузках и разгрузках товаров, оператору туров, оператору сотовой связи и тому подобное и так далее. Действия оператора выражаются в том, что в одни моменты времени он ускоряет рост того или иного показателя, в другие, наоборот, — притормаживает. Наиболее подходящей метафорой управления отдельными показателями выступает езда на автомобиле, когда водитель нажимает то педаль газа, то педаль тормоза.
Особым образом с точки зрения управления были рассмотрены такие важнейшие интегральные логарифмические индексы, как валовый внутренний продукт и национальный долг США. Оказалось, что в среднем за весь исследуемый период с 2000 по 2012 год оператор предпочитал нажимать педаль газа, чем педаль тормоза каждого из этих двух показателей. При этом в течение всего срока в среднем на фоне ускорения роста национального долга США, рост ВВП, наоборот, замедлялся. Таким образом, получается, что оператор США стимулировал рост ВВП в значительной степени за счет ускорения роста долга США, причем этот механизм (официально он называется количественным смягчением), как показал анализ, не очень эффективен, хотя он и позволил после финансового кризиса 2008 – 2009 годов избежать худшего — тотального кризиса неплатежей внутри страны.
Разработанная технология анализа данных позволила говорить о схеме управления показателями со стороны оператора экономики США. Для этого были изучены корреляционные связи каждого логарифмического индекса с каждым другим. Обнаружились следующие любопытные особенности. Во-первых, число парных коэффициентов корреляции, которые превышают по абсолютной величине значение 0,7, что характеризует связь как высокую, оказалось равным восемь. Среди них в порядке убывания парного коэффициента корреляции следующие пары:
- импорт — экспорт,
- индекс потребительских цен — импорт,
- индекс промышленного производства — динамика частных валовых инвестиций,
- отношение количества безработных к экономически активному населению — индекс промышленного производства,
- динамика частных валовых инвестиций — ВВП,
- индекс потребительских цен — экспорт,
- динамика частных валовых инвестиций — отношение количества безработных к экономически активному населению.
Разработанная методика позволила сформулировать и решить задачу прогноза с точки зрения прогноза управления экономикой США со стороны реконструируемого оператора. В процедуре прогноза считалось, что схема корреляционных связей, которая характеризует систему управления оператором экономики США может быть экстраполирована на будущее, что и обеспечит подходящий прогноз. Считалось, что схема связей выступает в качестве главного консервативного элемента, перестройка которого конечно возможна, но будет происходить в последнюю очередь и не внезапно.
Каким образом понятия “контроль” и “управление” применены к электронным техническим устройствам?
С точки зрения человека, выступающего в роли пользователя, более подходящими выступают понятия “воли”, “власти” и “свободы”. Действительно, человек в норме естественным образом владеет своим телом, он свободно выбирает и волит те или иные стереотипы движения своего тела и его частей. Учитывая то, что полезность того или иного интерфейса характеризуется, прежде всего, его полезностью для человека-пользователя, представим в дальнейшем перспективные интерфейсы в терминах “воли”, “власти” и “свободы”. Данные понятия определены и исчислены в рамках модели псифизики, разработанной нами ранее. Модель псифизики нацелена на определение взаимодействия оператора с устройством в широком смысле слова.
Новые человеко-машинные интерфейсы приведут к радикальным последствиям в реорганизации глобальной властно-волевой инфраструктуры.
Нами разработана психофизическая футурологическая перспектива развития человеко-компьютерных интерфейсов на базе такой модальности психики человека, как воля или воление. Выстраивается эволюционная цепочка человеко-компьютерных интерфейсов: традиционный интерфейс тела → полевой интерфейс → интерфейс воли. Основная задача, предлагаемой психорезонансной технологии состоит в том, чтобы напрямую, без посредников соединить волю с электроникой. Проблема взаимодействия человека с компьютером из проблемы кибернетики, психологии и других специальных дисциплин в ближайшие годы может перерасти в глобальную, общечеловеческую. Тема “Человеко-компьютерные интерфейсы” является не только актуальной с точки зрения философии, психологии, кибернетики и некоторых других дисциплин, но данная тема имеет также огромные рыночные перспективы.
Каким видите будущее человеко-компьютерных психорезонансных интерфейсов?
Все современные человеко-компьютерные интерфейсы обладают одним важным недостатком — они слишком медленны. В основе мира компьютеров лежит цифровая философия: информация сегментирована, существуют “атомы” информации, обработка и запись информации осуществляется конвейерным способом, параллельная обработка информации слабо выражена. Именно эти ингредиенты цифровой философии легли в основание традиционных интерфейсов, базирующихся на таких устройствах, как мышь, клавиатура, экран и прочие. Таким образом, на этом этапе развития человеко-машинных интерфейсов над человеком-пользователем возобладала цифровая компьютерная философия, он отказался от своего “аналогового” языка общения с себе подобными в пользу более бедного — цифро-машинного языка.
Взглянем теперь на человеко-компьютерные интеракции с точки зрения того, как люди общаются, передают друг-другу информацию. При общении людей непосредственно передается огромное количество информации. Это не только и не столько общение одного человека с другим, сколько информация о форме передачи информации (эмоции, жесты, антураж и пр.), о контексте передаваемого сообщения (время и место в форме эмоционально-художественного переживания и пр.). Таким образом, оказывается, что в рамках “аналогового” языка общения людей друг с другом может быть передано огромное количество важной информации. В этой связи можно высказать догадку о том, что дальнейшее развитие человеко-компьютерных интерфейсов будет направлено на выработку принципиально новых “языков” общения человека с компьютером. В идеале, в рамках этих новых языков должна быть достигнута не только такая же легкость общения, как и человека с человеком, но и нечто большее.
Аналоговый язык общения человека с человеком — фрагмент более широкого понятия — человеко-компьютерного взаимодействия, то есть человеко-компьютерный интерфейс это то, посредством чего человек-оператор непосредственно взаимодействует с устройством.
Каков принцип психорезонансной электронной технологии?
Нами сформулирована процедура построения электронного “да-нет” переключателя на базе психорезонансного взаимодействия в системе “оператор-устройство”. Сигнал преобразуется в цифровой вид и обрабатывается в компьютере, где по соответствующему критерию принимается решение о наличии (отсутствии) волевого воздействия. Оператор передает цепочку волевых воздействий, представляемую в виде случайной последовательности символов “0”, “1”, например, 00111001010001011101100, которые, как ожидается, в той же последовательности должны быть воспроизведены на компьютере. Таким образом, оператор дистантно устанавливает связь с компьютером. В этой связи можно говорить о разработке принципиально нового человеко-компьютерного интерфейса. Под властно-волевым воздействием понимается обеспечение ситуации, в которой оператор и псидатчик становятся единым целым, при этом воля и свобода, лежащие в основании власти оператора над псидатчиком, остаются за оператором.
Проекту “псикнопка” можно придать различное толкование и смысл. Среди всего разнообразия смыслов выделим два класса. Согласно первому классу, управление (власть) материально(а) и реализуется с помощью того или иного посредника. Например, в мозговой деятельности, таким посредником является нервный импульс, представляющий собой волну электрохимической реакции. Согласно второму классу смыслов, управление осуществляется посредником нематериальной природы, хотя он (посредник), сам по себе, без материального сопровождения проявиться не может. Например, к такому посреднику часто относят информацию, предполагая, что существует единое информационное поле. Для реализации как проекта “псикомпьютер”, так и проекта “псикнопка” наиболее подходящим является толкование Ухтомского А.А. о резонансной теории нервного проведения.
Понятие “властно-волевой инфраструктуры” позволяет приблизиться к постановке такого непростого вопроса, как “что же в нас самих управляет нашим собственным телом, рассмотренным как устройство?”. Другими словами, можно говорить о постановке психофизической проблемы в контексте проекта “псикнопки”. Первый класс смыслов управления реализуется в рамках современной теории мозговой деятельности, которая, как известно, строится в терминах “нейрон-аксон-синапс”. В рамках этого подхода можно в той или иной мере имитировать деятельность нервного волокна, моделируя те или иные простейшие физиологические рефлексы. Второй класс смыслов управления наиболее таинственен. Его, зачастую, связывают с тем, что в настоящее время называют парапсихологией или просто паранаукой.
Есть и другая терминология, например, говорят о пси- или психофизических феноменах, о псифизике или о психотронике. Для этих исследований характерен грубый эмпиризм, который вот уже 100 лет воспроизводит одни и те же экспериментальные стереотипы. В проекте “псикнопка” содержится одно важное преимущество — проект базируется на математической модели псифизики. Преимущество модели псифизики состоит в том, что удалось математически строго определить такие модальности психики, как воля, свобода, власть и сила и на этой основе сформулировать, что означает взаимодействие оператора с устройством.
Аналогом и прообразом псикнопки выступает псилерон — психорезонансный прибор, разработанный на базе методологии Р.Г. Джана и Б.Дж. Данна. Общим у псилерона и псиатома является только то, что это психорезонансные устройства. В остальном между ними мало общего. В частности, вопросы идентификации волевой модальности в псилероне не ставятся и не рассматриваются.
Что такое псикомпьютер?
Псикомпьютер это устройство, которое позволит человеку-оператору без таких механических манипуляторов, как клавиатура, мышь, джойстик и пр. устанавливать связь с компьютером. На психофизическом языке можно говорить о непосредственном ментальном контакте с компьютером, что предполагает построение специальной резонансной среды, являющейся мостом между человеком-оператором и устройством-компьютером. Теоретическая и техническая разработка искомой резонансной среды предполагает также использование идей нейрокомпьютинга, которые, как известно, берут свое начало от моделей мозговой деятельности в рамках доктрины “нейрон-аксон-синапс”.
Таким образом, псикомпьютер это либо обычный компьютер плюс резонансная среда, обеспечивающая связь человека с компьютером, либо только искомая резонансная среда. Смысл создания псикомпьютера с точки зрения того, что это специально созданная резонансная среда, означает построение искусственной реальности, в которой властный ресурс человека может быть значительно расширен. Это расширение коснется не только ряда фрагментом природной, но и социальной реальностей.
Интервью: Иван Степанян
В интервью использованы материалы из учебного пособия Плохотникова К.Э. “Математическое моделирование глобальной общественной динамики” (М.: Флинта, 2018. — 388с. ISBN 978-5-9765-3945-7. ), которое используется для чтения одноименного межфакультетского курса в МГУ им. М.В.Ломоносова.
