Переизобретение бизнесов. Физика и технология

Физика и неопределенность

Ура, ура! Сейчас физика нам поможет? Объяснит, как возникают принципиально новые бизнесы, как их продукты захватывают рынки? Даст законы, по которым мы построим формулы успеха? Наделит нас мудростью?

Не все так просто.

Если внимательно посмотреть на самое острие и одного, и другого лучей Физики, мы увидим странные вещи.

В микромире, по мере проникновения во все более тонкие части материи, становятся зыбкими многие привычные человеку базовые понятия. Пространство Эйнштейна оказывается полем, которое может двигаться, искривляться, колебаться. Время может течь с разной скоростью. Частица быть в то же самое время – волной. Квантовая механика объявила, что в мире очень-очень малых объектов все «зернисто», дискретно. А во всех движениях есть элемент случайности. События на этом конце оси неоднозначны, вероятностны – состояние частицы в данный момент не может точно определить того, что с ней случится в следующее мгновение. На микроскопическом уровне можно высчитать вероятность события, которое произойдет, но с полной достоверностью предсказать будущее нельзя.

А что же на другом конце сложности, в острие луча Термодинамики? Совсем по-другому, но тоже исчезает четкость и однозначность. Фундамент физики – измеримость свойств объектов, исчезает и при увеличении сложности. Беда в том, что, если включать в рассмотрение все более и более сложные системы, теряют свою строгость понятия температуры, энтропии, энергии для них. Ни измерить, ни математически описать такие параметры для общества или для организации невозможно. Базовые понятия термодинамики – энергия, энтропия, температура, оказываются лишь метафорами в мире людей. Физика, при движении вверх по шкале сложности, как точная наука исчезает.

Похоже, что острия обоих расходящихся лучей расплываются в дымке принципиальной неопределенности.

И в этой дымке растворяются наши надежды на помощь со стороны физики в мире бизнесовых проблем?

И это еще не все – умывает руки и инструмент физического знания – Её Величество Математика!

Математика имеет пределы

Даже там, где уравнения для поведения сложных систем еще пишутся – они получаются нелинейные. В таких сложных системах и их моделях все зависит ото всего! Зависимости иногда противоречивы: хорошо хищникам в лесу, если вокруг много мелких животных – их кормовой базы. Хищники размножаются, и… и уничтожают свою кормовую базу. Популяция хищников начинает резко сокращаться.

На рынке есть хороший спрос? Отлично! Спрос рождает предложение. Которое, однако, может привести к кризису перепроизводства – спрос удовлетворен и спроса больше нет.

Решения нелинейных уравнений в определенных точках теряют устойчивость, и это означает, что они становятся неоднозначными. Такие точки на математических траекториях математики и назвали бифуркациями.

«Точка бифуркации – критическое состояние системы, при котором система становится неустойчивой и возникает неопределенность: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более дифференцированный и высокий уровень упорядоченности. Термин из теории самоорганизации.»

Численность и хищников, и их жертв могут прийти в колебательный режим, а при определенных условиях одна или обе популяции могут катастрофически закончить свое существование.

Как бы «пощупать» эту самую бифуркацию? Поиграть с ней, посмотреть на эту странную само-организацию. Это, оказывается, не сложно – бифуркации с нами и вокруг нас в большом количестве!

Рис. 3. Ожидаемое поведение упругого объекта

Вряд ли в сегодняшнем компьютерном мире кто-то использует ластик – резинку для стирания написанного карандашом или ручкой. Может быть, вы помните этот предмет еще со школы? Такой маленький кирпичик резинки, которым было забавно играться, сжимая его пальцами. А сейчас, давайте, извлечем науку из такого «антистресса» нашего детства.

Сжимая резинку между пальцами, мы делаем ее короче. Сжимаем еще сильнее – еще сильнее деформируем упругий брусок.

Но в какой-то момент резинка внезапно отказывается дальше сжиматься и выгибается в сторону. Сжимая и разжимая пальцы, мы раз за разом достигаем этой точки, когда поведение простого упругого объекта качественно меняется. Причем каждый раз по-разному: когда-то прогиб будет в одну сторону, а когда-то – в другую.

Рис. 4. Выпучивание – реальное поведение упругого объекта

Уравнение, как мы и обещали, писать не будем, лишь скажем, что оно имеет однозначное решение только до определенного сжатия. И в этой критической точке – решение теряет устойчивость. Если представить, что у нас абсолютно идеальный внутри и снаружи брусок резинки, и мы строго вдоль ее продольной оси нажимаем пальцами – резинка будет сжиматься и дальше без выпучивания. Но это будет уже неустойчивым участком решений. Подобно тому, как шарик может в принципе держаться на верхушке выпуклой поверхности, но только в абсолютно идеальном случае.

Если хотя бы чуть-чуть «пошевелить» пальцем – физически, или параметром однородности нашей резинки – математически, решение уравнения равновесия тут же устремится к другому, устойчивому состоянию. Но! Теперь в решении оказывается два возможных устойчивых состояния – прогиб либо «вправо», либо «влево», и в какое именно попадет наш объект зависит от тех самых случайных, буквально микроскопических «шевелений».

Рис. 5. Состояние резинки под давлением

То есть дело не в том, что мы не умеем считать, а в том, что математика принципиально не может дать однозначного решения. Наоборот, математика доказывает, что теперь однозначности и быть не может! Более того, если бы мы взяли не резиновый брусочек, а резиновый цилиндрик – возможных положений после прогиба мы бы получили не два, а бесконечное количество – любое направление по кругу.

Подытожим, в какое состояние система перейдет, попав в критическую точку, математики не могут однозначно посчитать – решения становятся неустойчивыми относительно флюктуаций. Это означает, что решения уравнений есть, но их может быть много. И даже бесконечно много. Какое решение реализуется на практике – зависит от бесконечно малых отклонений в параметрах, которые возникают только в реальном мире, точнее – в микромире, и которые человек и, следовательно, математика не могут знать никогда. Это такие малые движения, такие малые неоднородности материала резинки, которые невозможно ни измерить, ни запланировать, ни учесть заранее. Такие малые отклонения – это и есть флюктуации. Чтобы рассчитать точное состояние сложной системы в будущем, требуется на берегу знать огромное множество начальных условий, которые никогда никому не будут известны. И уж кто-кто, а бизнес – это точно система с бесконечным количеством неопределенности.

Качественная математика

Итак, похоже, мы у разбитого корыта?

Однако послушаем великих. Кажется, не все так безнадежно!

Математика описания нелинейных эффектов весьма нетривиальна. Но, как сказал один из крупнейших математиков XX века академик В. И. Арнольд (1937—2010): «С этими объективными законами функционирования нелинейных систем нельзя не считаться. Выше сформулированы лишь простейшие качественные выводы. Теория доставляет также количественные модели, но качественные выводы представляются более важными и в то же время более надежными: они мало зависят от деталей функционирования системы, устройство которой и численные параметры могут быть недостаточно известными.»

Анри Пуанкаре (1854—1912), «последний из величайших математиков-универсалов», также говорил, что в деле понимания качественных изменений в поведении систем необходим лишь ограниченный объем информации качественного характера.

Итак, формул не будет. Они бесполезны. Но есть хорошая новость! Оказывается, важно не высчитать точную траекторию изменений, а быть готовым к явлению – к критической точке и к качественному переходу, который за этим последует. Собственно, так мы и поступаем утром, когда кипятим воду для чая. Мы ничего не вычисляем и не измеряем, мы просто ждем момента качественного перехода – ждем закипания воды. И нам этого оказывается достаточно, чтобы понять – момент наступил, можно заваривать чай.

Вернемся к нашей резинке, к нашей ручной бифуркации. Когда мы сжали ее и получили прогиб, можем поиграться с ней дальше, например, попробовать давить на место выпуклости.

Рис. 6. Продольное и поперечное воздействие на упругий объект

Наш «антистресс» при определенном усилии начнет перещелкиваться в противоположную сторону. Если мы нарисуем множество решений уравнения в пространстве параметров: Прогиб/Давление продольное/Давление поперечное, то обнаружим в нем забавную поверхность, похожую на сборку ткани. Эта поверхность в разделе математики под названием Теория катастроф и называется Катастрофа Сборки.

Рис. 7. Поверхность состояния упругого объекта. Выпучивание при продольном сжатии

На этой поверхности решений мы увидим маршрут с выпучиванием при продольном давлении, который мы уже видели на рис. 5. Для этого достаточно рассечь нашу Сборку вертикальной плоскостью, для которой поперечное давление равно нулю.

Область неустойчивости представлена треугольным «язычком», обозначена пунктиром в середине складки, куда система может попасть и какое-то время пробыть в таком состоянии, пока любое бесконечно малое воздействие не выбросит ее в одну из зон устойчивости – прогиб в одну или другую сторону.

Мы также можем проследить траекторию состояния объекта под воздействием поперечного давления.

Рис. 8. Поперечный маршрут на поверхности состояния. Эффект памяти

Само по себе понимание математической катастрофы, как качественной картинки пространства возможных состояний, уже позволяет нам много понять в поведении объекта, быть готовым к неожиданностям и более того – использовать эти свойства.

Поперечный маршрут – перебрасывание подобных систем из одного состояния в противоположное (так называемое, явление гистерезиса) используется много где, например, в ячейках бинарной памяти. И чтобы использовать эту память, оказывается надо контролировать только один управляющий параметр, который и переключает ячейку.

Другая физика

За границами физики как точной науки, возникают попытки обобщить образование и самоорганизацию структур в открытых системах, далеких от термодинамического равновесия. По замыслу своего создателя профессора Германа Хакена, синергетика – это междисциплинарное направление, которое призвано играть роль своего рода метанауки, подмечающей и изучающей общий характер тех закономерностей и зависимостей, которые частные науки считали «своими».

«Синергетика (от др. греч. приставки «син» со значением совместности и «эргон» – деятельность) – «вместедействие».

«Следует подчеркнуть, что синергетика отнюдь не является одной из пограничных наук типа физической химии или математической биологии, возникающих на стыке двух наук.»

Это достаточно новое направление наук – еще нет ни четких границ, ни даже четких определений областям. Область исследований синергетики четко не определена и вряд ли может быть ограничена, так как ее интересы распространяются на все отрасли естествознания. Общим признаком является рассмотрение динамики любых необратимых процессов и возникновения принципиальных новаций.

Раз нет четких границ и определений – наблюдается неизбежный в научных и околонаучных кругах спор. Любой готов объявить себя ревнителем истинного метазнания, а всех остальных окрестить псевдоучеными, схоластами и шарлатанами.

Надо сказать, что это вполне нормальное для науки явление. Настоящая Наука тем и отличается от веры или идеологии, что сама подвергает сомнению все свои достижения. Особенно на передовой границе познания, то есть как раз там, где и формируется сегодня новое знание о самоорганизации материи.

Критерий истины

Может быть, и наш подход обвинят в псевдонаучности. Настоящие академики просто обязаны это сделать. Но неожиданно оказалось, что у нас есть «справка» – подтвержденное академическими кругами свидетельство о научности!

Когда-то в середине 90-х у автора этих строк родилась книжка «Решение всех проблем. Неординарное мышление и поведение» и ее электронная версия на общедоступном ресурсе.

Каково же было мое удивление, когда, по прошествии тридцати лет, переделав немало дел в бизнесе, я обнаружил, что отдельные главы той книги разошлись по текстам для студенческих работ на сомнительного качества ресурсах. Я не против, пусть знание распространяется в молодых головах даже без ссылок на первоисточник.

Однако я хочу выразить особую благодарность за популяризацию своих идей и совершенно конкретным людям – некоему Розову С. М. и всему Новосибирскому Государственному Университету, которые включили отдельные главы моего старого труда в официальное издание университета¹ – в учебное пособие для студентов под названием «Концепции современного естествознания». Ссылку на свою фамилию в этом пособии НГУ я не обнаружил, но бесконечно рад, что, пусть и под чужим именем, но мои идеи признаны безусловной частью современной Науки! Всё! Обвинения в ненаучности мне теперь не страшны!

Бог с ними, с плагиаторами. Боюсь, что моим читателям-предпринимателям справка от академиков не сильно важна. Но важен вопрос: что нам считать доказательством достоверности теории? Как ее ни назови, хоть физикой, хоть философией, хоть синергетикой.

Истина, как говорят ученые, это только лишь наиболее подходящая для объяснения фактов концепция. Думаю, этот принцип хорошо подойдет и для бизнеса.

Карл Маркс и Фридрих Энгельс провозгласили: «Практика – критерий истины». Последуем этим путем, проверим нашу теорию практикой.

Итак, что нам достается от наук на старте пути? Ни строгих законов, ни численного математического аппарата. Чем сложнее и больше система – тем меньше численной точности, тем больше качественных соображений. Достаточно ли этого, чтобы применять такие знания на практике и применять с успехом?

Вот и посмотрим. Какая разница – физика это или что-то другое, лишь бы выводы работали! То есть – помогали бы нам в бизнесе.

Созидающий хаос

Что происходит на свете

Эволюция материи сегодня уже достаточно широко рассматривается как часть глобального синергетического процесса. И возникновение жизни на планете, и происхождение разума, эволюция сознательной жизни – как части эпической самоорганизации материи.

Сам момент возникновения жизни до сих пор остается большой загадкой. И мы не собираемся ее разгадывать. Но, раз уж мы живем на этом свете, теперь нас волнует другой вопрос – как жить? Для нас важно только то, что с переходом от неживой природы к живой, меняется существенный признак систем. Системы неживой природы – это пассивные системы. И самоорганизация возникает только при накачке системы энергией извне. Вода в чайнике приходит в движение (конвекция), а потом закипает только потому, что мы включили плиту. Вихри в атмосфере – циклоны и смерчи – результат ее нагрева энергией солнца. Если перекрыть поступление энергии – системы устремятся в равновесное состояние, любая неоднородность рано или поздно рассосется.

А вот живая материя – совсем другое дело, это системы активные. Которые обладают собственным поведением. И поведение живых организмов направлено к достижению источников энергии, необходимой для жизни. Энергии в широком смысле – это и тепло солнца для растений, и питательная среда, и другие живые существа, служащие кормом хищнику, и всевозможные ресурсы, необходимые человеку для жизнедеятельности.

С переходом систем пассивные-в-активные меняется на 180 градусов движущая сила самоорганизации. Если для пассивных – это избыток энергии, то для активных – главной причиной становится ее недостаток или, другими словами – ресурсный голод. Действительно, живая природа имеет способность к размножению, производству себе подобных. И, в сочетании с целенаправленным движением к наиболее выгодным условиям обитания, это приводит неизбежно к тому, что живые организмы, популяции и общества всегда создают избыточность. Которая, в свою очередь, обуславливает внутри- и межвидовую борьбу и, наконец, конкуренцию. Как результат – ресурсный голод, который характерен для живой природы во всех ее проявлениях. Как подметил поэт: «Пряников сладких всегда не хватает на всех».

Это давление голода заставляет любые системы претерпевать этапы самоорганизации, качественного перерождения, именно голод беспрерывно гонит их на все более сложные уровни организации, усиливает неравновесность. И развитие жизни, и возникновение разумной ее формы, а следом и эволюция социальных, экономических форм – представляют собой как раз самые масштабные этапы нарастания сложности. А внутри этих глобальных этапов – множество подсистем так же точно вовлечены в свою борьбу за выживание и эволюцию: происхождение и исчезновение видов, популяций, народов, государств… И конечно же – бизнесов!

Прогресс, таким образом, вовсе не оптимистичный процесс бесконечного и безудержного улучшения всего и вся. А лишь цепочка этапов, необходимых для выживания любых активных систем в условиях постоянно ужесточающегося ресурсного голода. Цепочка чередования этапов адаптационных – приспособление, и бифуркационных – перерождение.

Компасом глобального развития в мире активных систем служит Принцип минимума диссипации (рассеяния) энергии, как предложил его называть академик АН СССР Никита Николаевич Моисеев (1917—2000). В хаосе конкуренции и отбора побеждают структуры, наиболее эффективно использующие угасающие ресурсы.

«Диссипация энергии – переход части энергии упорядоченных процессов в энергию неупорядоченных процессов, в конечном счете – в теплоту.»

Homo sapiens (Человек разумный) как биологический вид, в отличие от других, перестал развиваться сразу при своем появлении. В чем дело? Всё, конец развитию? Нет, просто с возникновением сознания развитие перенесено в область техносферы – в область создания вокруг себя защитной оболочки, «шубы», так называемой «второй природы». Машины, механизмы, технологии – это все инструменты, позволяющие человеку разумному существовать все более и более эффективно. А само существование в условиях создания и использования технологий порождает экономику, специальные способы ведения хозяйства, торговлю,.. бизнес, наконец.

Таким образом, глобальный синергетический процесс – это череда непрерывного усложнения существующих в данный момент систем:

• живые существа проделали путь от простейших организмов – к очень сложным, к млекопитающим, к «человеку разумному» в итоге;

• технологии, рожденные мыслящим существом – человеком, непрерывно усложняются от простейших каменных инструментов – до информационных технологий, космических кораблей и биотехнологий;

• да и сами способы ведения дел, бизнес-модели, усложняются постоянно: лавка на рынке – небольшой магазин – универсам – торговая сеть – электронная торговля – маркетплейс.

Эволюция и революция

Присмотримся к этому непрерывному прогрессу во всех сферах внимательнее. Что мы заметим? Мы уже употребляли сочетание «череда усложнений». Это подразумевает явление некоторых переходов – быстрых, в историческом плане практически мгновенных изменений. Возникновение новых качеств.

Действительно, прогресс движется скачками. Периоды спокойного изменения одних форм сменяются моментами возникновения других, новых. Которые могут убирать с исторической сцены прежние. Как капиталистические отношения и государства пришли на смену феодальным, оставив кое-где монархам чисто декоративную роль. Как двигатели внутреннего сгорания вытеснили паровые. Самолеты убрали со сцены серьезного транспорта воздушные шары и дирижабли. Мобильная связь вывела из широкого употребления стационарную. Прежние службы заказа такси в крупных городах практически вытеснены сервисами типа Uber.

Итак, периоды эволюции и периоды революций. Длительные спокойные этапы, и быстрые качественные перевороты.

Нас, в частности, интересует технический прогресс, поскольку он всегда идет рука об руку с изменениями в деловой жизни. Прогресс – это постоянный процесс. А техническая революция – это резкий скачок в развитии.

«Научно-техническая революция – коренное качественное преобразование производительных сил, качественный скачок в структуре и динамике развития производительных сил.»

Существуют различные способы описания истории скачкообразных технологических преображений. Одни говорят о шести технологических революциях в истории человечества. Другие – о цепочке развития: Индустрия 1.0, Индустрия 2.0, Индустрия 3.0, Индустрия 4.0.

Третьи начинают историю качественных технологических переходов еще с конца каменного века – с неолита.

«Неолитическая революция или неолитизация – переход человечества от присваивающего хозяйства к производящей экономике, имеющей в своем составе сельскохозяйственные подотрасли (земледелие и животноводство), а также выделяющееся в отдельную отрасль ремесло.»

 

В любых описаниях цепочек нам важно отметить факт явного ускорения научно-технической спирали развития. Оказывается, каждый следующий после технологического скачка этап спокойной эволюции был примерно в 2 раза короче, чем аналогичный предыдущий.

Можно задавать вопросы о датах в таблице 1 – скорее всего, они просто подогнаны под модель удвоения темпа, можно спорить о значимости тех или иных научных открытий или изобретений в истории, но сам факт ускорения научно-технического прогресса вряд ли кто-то будет оспаривать.

Таблица 1. Ускорение научно-технического прогресса

И сегодня мы существуем в эпоху технологической турбулентности – уже невозможно говорить о годах или месяцах между скачками – теперь они происходят постоянно: высокоскоростной интернет в мобильной связи, облачные вычисления, GPS, интернет вещей, искусственный интеллект и беспилотники – эти переходы принципиально меняют возможности современных технологий и продуктов на их основе, и делают это непрерывно.

Такой же турбулентной стала сфера бизнеса. Новые технологии непрерывно выводят на первые роли новые модели предоставления услуг. Бесплатный интернет-трейдинг на смену брокерским домам. Заказ через приложение и доставка – на смену хождения в магазин. Доступное такси по касанию в смартфоне на смену поиска машины на улице или заказу по телефону. Традиционные бизнесы стремительно сменяются новыми, более инновационными и, как правило, более глобальными. И зачастую эти новые, не успев заслужить звания «традиционных», уступают свое место еще более новым и современным.

Темп резко нарастает. Футурологи предупреждают, что за ближайшие 10 лет человечеству предстоит пережить столько же изменений, сколько оно пережило за тысячу прошедших.

Итак, что же получается? Что это означает для нас?

Первое. Прогресс оказался, во-первых, вовсе не оптимистичным торжеством чистого знания. А лишь способом выживания. Средством борьбы, в частности, борьбы за рынки, если мы смотрим в экономику.

Второе. Это требует внимания любого предпринимателя – прогресс в деловой сфере, в бизнесе стал настолько стремительным, что никто уже не может мечтать построить тихое, солидное семейное предприятие. Передать его своим детям, которые передадут внукам. Наоборот, приходится быть готовым к тому, что любое начатое вами дело не будет долговечным. Что за свою жизнь вам придется переделать много разных дел, овладеть разными профессиями или стартовать разные бизнес-проекты, развивать разные продукты. Постоянны теперь только изменения.

Третье. Прогресс, процесс глобальной самоорганизации – это не только рождение новых структур, но и исчезновение, гибель старых. Любая структура человеческого общества, будь то этнос, государство, технологический уклад или отдельная компания – имеют свой момент рождения. Но и момент смерти – так же. Никакая система не вечна. И это уже должно нас насторожить. Ведь компании, бизнесы – это как раз те системы, в которых мы имеем честь работать, или даже это наши проекты, которые мы сами и создали, и развиваем. Почему же они смертны?! Как они смертны? Могу ли я со своим бизнесом выйти из этого «колеса сансары» – бесконечной цепи смертей и рождений?