Научная жизнь

Исследовательские проекты ИИАСА

В Международном институте прикладного системного анализа (ИИАСА) продолжаются исследования эволюционной экологии, имеющие отношение к управлению природными ресурсами. Обзор работ в рамках проекта “Механизм адаптивной динамики” (The Adaptive Dynamics Network – ADN) опубликован в журнале Options, Spring`00. Данный номер иллюстрирует разнообразие проблем, давших значительные результаты. Об этом пишет директор ИИАСА Гордон Дж. Макдональд. Он отмечает, что эволюционные изменения происходят значительно быстрее, чем считалось ранее. Высшие организмы способны к быстрой адаптации в течение нескольких десятилетий или даже лет.

Эти выводы имеют глубокие последствия для управления макроскопическими возобновимыми ресурсами: чтобы быть эффективным, такое управление должно учитывать возможные эволюционные процессы в соответствующем масштабе времени.

Некоторые результаты, опубликованных в журнале Options, Spring’00, представлены ниже. Для углубленного знакомства с инновационными исследованиями ИИАСА рекомендует обратиться к Интернет-сайту института: www.iiasa.ac.at.

Эволюция кооперации

По общему мнению, кооперационное взаимодействие осуществляется благодаря двум механизмам – родственного отбора (готовности помочь биологическим родственникам) и взаимного альтруизма. Последний может возникнуть, если одни и те же два индивида имеют повторные встречи и обмениваются актами помощи. Случается и другая форма связи, даже если те же два участника никогда не встречаются второй раз – косвенная взаимность, механизм которой мог играть решающую роль в эволюции человеческого общества.

В рамках проекта ADN разработана модель эволюции косвенной взаимности. Ее основные положения раскрываются упрощенной и аналитически доступной версией. Все участники взаимодействуют в каждом раунде общения как донор и как получатель. В зависимости от выбранной стратегии участники классифицируются по одной из трех категорий: неразборчивые альтруисты, помогающие всегда; дефекторы (дезертиры), никогда не помогающие; разборчивые альтруисты, помогающие только в том случае, если потенциальный получатель сам протянул руку помощи в последнем раунде.

Предположим, общество состоит из одних альтруистов. Его состав обозначен на рисунке точкой на штрихованной грани фигуры (верхняя точка – неразборчивые альтруисты, слева – разборчивые альтруисты, справа – дефекторы). Можно ожидать, что случайные колебания в ситуации и, следовательно, перемещения указанной точки вдоль грани ведут время от времени к мутациям и появлению некоторого количества дефекторов.

Что при этом происходит? Если ситуация складывается на уровне выше черной точки, возобладают дефекторы, если ниже белой точки, дефекторы немедленно подвергнутся отбору и быстро исчезнут. Но если есть небольшое число дефекторов и ситуация обозначает уровень между черной и белой точками, то дефекторы сначала будут эксплуатировать неразборчивых альтруистов и увеличат свою численность. Но при этом, однако, они будут истощать свой источник (неразборчивых альтруистов) и в конечном счете возобладают разборчивые альтруисты, что приведет к исчезновению дефекторов. Популяция, таким образом, окажется в состоянии ниже белой точки. Для дефекторов это пиррова победа. Им остается надеяться только на то, что флуктуации снизят частоту разборчивых альтруистов. Чтобы преуспеть, им придется ждать до тех пор, пока структура популяции не окажется выше черной точки. Для этого флуктуации должны перекрыть расстояние между белой и черной точками, на что уйдет значительное время.

Таким образом, дефекторы никогда не преуспеют, если будут появляться слишком часто. Другими словами, кооперация может сохраниться в тех популяциях, в которых частота возникновения дефекторов находится на соответствующем достаточном уровне. Исследование по проекту ADN дает подтверждение тому, что определенный уровень стресса может быть фактически полезным для общества.

С полным  списком публикаций по этой тематике журнал Option рекомендует ознакомиться на Интернет-странице www.iiasa.ac.at/Research/ ADN/ Cooperation.html.

Совершенствование прогнозирования технологической диффузии

На протяжении последнего десятилетия исследователи ИИАСА изучали и моделировали процессы внедрения, распространения и широкого применения новых энергетических технологий. Основная задача состояла в поиске способов включения факторов выбора и разработки технологии в качестве внутреннего компонента моделей, используемых для экономического и экологического прогнозирования.

В настоящее время технологические прогнозы, осуществляемые с помощью классических моделей, часто связаны с сомнительными допущениями, например “цены на нефть будут продолжать расти из-за ограниченности ресурсов”, или с произвольными количественными предположениями, например “к 2025 г. коэффициент полезного действия энергетических установок по переработке биомассы повысится на 25%”. Однако анализ фактических данных показывает, что внедрение и распространение технологий на конкурентных рынках характеризуются определенными направлениями, тенденциями и временными параметрами, отражающими снижение затрат и повышение эффективности в результате накопленного опыта применения новых технологий, динамичной конкуренции между различными подходами к решению конкретных проблем и параллельной эволюции долговременной инфраструктуры и технологических кластеров.

В ИИАСА разработано математическое представление кривых обучения с включением его в микромодели в качестве простых количественных характеристик вероятных улучшений показателей затрат и эффективности энергетических технологий в результате накопления опыта и инвестиций. Эти модели способны учитывать не только S-образные кривые, отражающие технологическую динамику, но и неопределенность, возникающую из-за “сюрпризов”, подобных появлению принципиально новых технологий. Определены ранние индикаторы, сигнализирующие о конкретных стартовых технологиях, которые могут быть выбраны в качестве объектов капиталовложений и разработок и, таким образом, имеют шансы на широкое распространение. Один из выводов исследования в том, что можно прогнозировать не только вероятное появление новой технологии, но также и сроки и способы ее освоения и включения в состав основных технологий.

Удалось также статистически включить фактор накопления опыта в макромодели мировой энергетической системы. Фактически с помощью модельных расчетов получены прогнозы, показывающие возможность снижения воздействия на окружающую среду без замедления экономического роста. Однако решение этой задачи в долгосрочном плане потребует государственного вмешательства, в частности введения стимулов, способствующих расширению технологического разнообразия, и ослабления барьеров для внедрения новых инфраструктур, усиливающих тенденцию к снижению углеродного загрязнения.

Один из обнадеживающих результатов состоит в обнаружении четкой исторической тенденции возрастания энергетической эффективности мировой экономики и эффективности с точки зрения углеродного загрязнения. Современные инфраструктуры, замещающие долго существовавшие системы, все в большей мере питаются энергетическими источниками, работа которых характеризуется прогрессирующим ростом выработки энергии на единицу углеродного загрязнения. Этот процесс, стимулируемый главным образом экономическими факторами, ведет к “декарбонизации” мировой экономики на 1,3% в год без целенаправленных усилий со стороны правительств или руководителей промышленности. Такова тенденция, которую игнорировало большинство основополагающих прогнозов.

В качестве первого этапа исследования институциональной структуры лесного сектора хозяйства России, осуществляемого в настоящее время ИИАСА в рамках “Лесного проекта” (Forestry – FOR), рассмотрено влияние перестройки российской экономики на показатели выпуска промышленной продукции и эффективности с1987 по 1997 гг. Анализ проводился на основе публикуемых статистических данных, в том числе по показателям заработной платы, занятости, капитала и выпуска продукции. По каждому из 89 регионов коррелировалась связь между структурой отрасли и падением производства. Проведены также расчеты обычной производственной функции Кобба-Дугласа по всем регионам и отраслям с целью определения влияния изменений параметров труда и капитала на выпуск продукции и оценки эффекта экономии на масштабе.

Как и ожидалось, исследование показало, что с 1987 по 1997 гг. эффективность и производительность российской экономики в целом значительно снизились. Оно также обнаружило существенные различия между субъектами Российской Федерации. Например, регионы с большим разнообразием отраслей и мелкими предприятиями, привязанными к местному хозяйству, оказались в лучшем положении, чем те, в которых доминирует единственный хозяйственный сектор или гигантское производство. Наиболее успешные регионы, в основном ресурсодобывающие, более чем вдвое увеличили доходы за исследуемый период. Напротив, в наименее успешных регионах, зависящих от сельского хозяйства, доходы составили примерно 1/3 уровня 1987 г.

Тенденция экономического господства ресурсодобывающих отраслей за рассматриваемый период усилилась, подкрепляемая эффективными по затратам производственными технологиями, связанными и пользующимися преимуществами экономии на масштабе перерабатывающих отраслей.

На основе этих результатов сделан вывод, что региональное экономическое неравенство может ускорить распад Российской Федерации. По мере того как богатство все более концентрируется в тех частях страны, которые располагают значительными и непередаваемыми ресурсами металлов и топлива, они могут чаще вступать в конфликт с центральным правительством по поводу политики в области прав разработки недр и трансфертных платежей более бедным регионам. Напряженность этнических отношений между русскими и нерусскими может усилить этот конфликт.

Чтобы противодействовать дезинтеграции, исследование рекомендует правительству России, а также международному финансовому сообществу целенаправленно ориентировать свою политику на поддержку развития предприятий сферы производства и услуг. Эти секторы экономики представляют наилучшее поле для приложения способностей высокообразованного населения России. Основу развития этих секторов составляют открытость, передача знаний и кооперация, а не природные ресурсы. Такой акцент будет способствовать не только росту общих доходов, но и сплочению страны за счет более равномерного распределения экономических выгод в рамках РФ. Подчеркивается, однако, что непременным условием реализации такой программы реструктуризации являются глубокие и целенаправленные институциональные реформы, а также соответствующая макроэкономическая и торговая политика.

В рамках проекта FOR выполнена также работа исследователей ИИАСА Ларса Карлссона, Матса-Олофа Олссона, Нильса- Густава Лундгрена. Их статья “If money only grew on trees – The Russian forest sector in transition” публикуется в настоящем номере журнала “Проблемы теории и практики управления”.

Подготовил Е.Кошечкин