О предсказуемости появления «черных лебедей»

Даже крах на бирже подчиняется общим закономерностям развития природных катастроф. Фото Reuters

«Истинная логика нашего мира – это подсчет вероятностей»

Джеймс Клерк Максвелл

«Черный лебедь. Под знаком непредсказуемости» – эта вызвавшая несколько лет назад международный резонанс и до сих пор популярная книга американского эссеиста Нассима Талеба вновь подняла вопрос о редких экстремальных событиях, кардинальным образом меняющих ситуацию. Автор дал таким событиям красивый образ – черного лебедя. Люди знали, что есть белые лебеди, но, приплыв в Австралию, увидели, что бывают и черные. Талеб такие события трактует как принципиально непредсказуемые. При этом отмечается, что задним числом люди склонны находить им простые объяснения.

Да, несомненно, внезапные экстремальные события – часто это катастрофы – кардинальным образом меняют нашу жизнь. К подобным событиям можно отнести и взрыв на оборонном заводе, и финансовые крахи, и переворот в очередной, десятилетиями полагавшейся образцом политической стабильности деспотии, и сильное землетрясение…

Катастрофы могут порождаться внешними причинами, такими как удар метеорита; а могут постепенно готовиться, созревать внутри данной системы, а в какой-то момент менять эту систему существенным образом. Талеб в качестве примера «черного лебедя» чаще рассматривает финансовые крахи. Имея в виду профилактику таких событий, он рекомендует не гнаться за максимальной эффективностью и более диверсифицировать возможности.

Но все же финансовые «черные лебеди», видимо, не самые страшные. Более естественным классическим примером неожиданной катастрофы являются сильные землетрясения, когда идеал стабильности – скальное основание – начинает дрожать и покрываться трещинами. У землетрясений есть и еще одна важная особенность – их довольно много. Поэтому изучение статистики возникновения сильных землетрясений и опыт их прогноза (пусть пока не слишком успешный) помогают что-то понять и в отношении других видов катастроф.

Итак, статистика землетрясений. Характерная принципиально важная особенность их – распределение землетрясений по энергии. Согласно закону Гутенберга–Рихтера, с увеличением величины магнитуды землетрясения на единицу примерно в 10 раз уменьшается число землетрясений. Но при этом примерно в 30 раз увеличивается выделяемая ими энергия. То есть львиная доля энергии выделяется от нескольких сильнейших событий.

Аналогичная закономерность имеет место для случаев извержений вулканов, падения метеоритов.

Так же и для войн – большая часть жертв связана с немногими сильнейшими из них, надолго остающимися в памяти людей и именуемыми великими, мировыми, отечественными. Аналогично и для эпидемий черной оспы, юстиниановой чумы, испанки… Снова вернемся к примеру землетрясений, информации по которым много больше. Естественно предположить – в целом это и правильно, – что при землетрясениях сбрасывается ранее накопленная энергия тектонических деформаций. Отсюда можно было бы ожидать некоторой регулярности в возникновении землетрясений: энергия накопилась, землетрясение ее сбросило, энергия снова накапливается – и снова сбрасывается. Тектонические движения довольно стабильны. Логично вроде бы, что и сильные землетрясения в некотором смысле периодичны.

На основе этих представлений были предприняты попытки предложить долгосрочные прогнозы сейсмической опасности. Математически сейсмический режим при этом описывают как некоторый равномерный рост нагрузки и последовательность независимых, в среднем более сильных землетрясений, осложненную всплесками афтершоков, относительно более слабых событий, следующих за главным, сильным землетрясением и являющихся следствием этих последних. Такие попытки, однако, пока не оправдали возложенных на них надежд.

Заметим, что в этой модели нет ни явных предвестников сильного землетрясения, ни взаимодействия между как бы независимыми сильными событиями. А оба эти эффекта могут наблюдаться в реальности.

В сейсмическом режиме сильному землетрясению могут, хотя и не столь часто, предшествовать слабые землетрясения, форшоки. К сожалению, в реальном масштабе времени мы пока не умеем отличать активизацию форшокового процесса от обычных случайных флуктуаций сейсмического режима. Но и как бы независимые сильные землетрясения при более тщательном анализе оказываются не вполне независимыми. Довольно часто они группируются по времени и по месту.

Подобные тенденции можно полагать довольно общими для «черных лебедей» самой разной породы, не только для землетрясений. Конечно, это касается только катастроф, связанных с саморазвитием данной системы, а не с сокрушительным внешним воздействием. Именно существование таких особенностей и дает надежду на получение прогноза. Собственно, в случае сильных землетрясений такой прогноз как бы уже и существует. Статистически достоверно показано, что некоторые алгоритмы много точнее описывают грядущий сейсмический режим, чем просто случайное угадывание. Другое дело, что надежность этих прогнозов не позволяет пока принимать экономически эффективных мер по противодействию возможной катастрофе.

При прогнозировании бывает полезно ввести такой параметр, как горизонт прогноза. Когда система развивается в стационарном режиме – у специалистов это называется «русло», – горизонт прогноза располагается дальше.

Если же система близка к состоянию бифуркации, горизонт прогноза сильно приближается. И когда случается внезапное событие, которое не ожидали столь быстро, оно воспринимается как «черный лебедь». Применительно к задаче оценки текущей сейсмической опасности на Сахалине опыт сейсмологов из Сахалинского филиала Единой геофизической службы РАН (СХ ЕГС РАН) и Института морской геологии и геофизики ДВО РАН позволяет говорить о практической полезности прогнозов на срок (с горизонтом прогноза) около трех лет.

А теперь самое время вспомнить про общность сценариев развития катастроф – «прилета черных лебедей» – в системах весьма различной природы. Действительно, методы прогноза землетрясений успешно применялись для прогноза невыбора на второй срок действующего президента США Дональда Трампа (довольно редкое событие, уклонение от доминирующей тенденции). Вспомним также падение банка Lehman Brothers, ставшее как бы сильным форшоком последовавшего мирового экономического кризиса 2008–2009 годов. Вспомним и события арабской весны, когда серия народных волнений прокатилась и привела к смене режимов в целом ряде арабских стран.

Чем это не кластер сильных событий, как это встречается в сейсмологии? Наконец, и сейчас: события 2020 и 2021 годов в Белоруссии и в Казахстане – что это? Кластер независимых событий или форшоки нового переустройства мира?

На последнее указывает и вхождение в очередной период повышенной солнечно-геомагнитной активности, а статистика предыдущих массовых социальных катаклизмов вполне убедительна.