Дмитрий Шабанов: Подножка от Невидимой Ноги

Невидимая Рука действует в системах, цели которых согласованы с целями её подсистем. Невидимая Нога проявляет себя там, где оптимизация подсистем противоречит оптимизации системы.

Когда каждый отдельный человек прилагает максимальные усилия к тому, чтобы вложить свой капитал в поддержку местной промышленности <...> он преследует только личные цели <...> но им руководит невидимая рука, и его действия позволяют достичь результатов, о которых он даже не думал.
-Адам Смит, 1776

Купил я недавно замечательную книгу: Медоуз Д.Х. "Азбука системного мышления". М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 343 с. Эта книга позволяет не только структурировать собственные мозги, но ещё и получить от этого удовольствие.

Донелла Медоуз - крупнейший американский и мировой авторитет в области моделирования, системной теории, глобальной экологии. Со своим мужем, Деннисом Медоузом, она вошла в 1972 году в состав группы, создавшей по заказу Римского клуба модель World3. В 1974 году был опубликован доклад "Пределы роста", первым автором которого была Донелла.

Она же была основным автором работы "За пределами роста", вышедшей через 20 лет. Доклад "Пределы роста. 30 лет спустя", появившийся в 2004 году, вышел уже после её смерти.

Во время создания второго из "Пределов" Донелла Медоуз написала черновик популярного текста, вводящего в курс системного мышления. Много лет он ходил среди её коллег в виде распечаток. После смерти Донеллы её последователи довели эту книгу до выхода в свет. Исчерпать фейерверк идей из этого источника я не смогу и здесь обсужу лишь один аспект.

То, о чём я буду рассказывать, связано с двумя системными принципами. Первый - целеполагание. "Наименее явная часть системы - её назначение или цель - оказывает определяющее влияние на поведение системы". Второй - иерархичность. Системы состоят из подсистем, которые сами являются системами.

На системном языке можно сказать, что восхитившая Смита "невидимая рука", упомянутая в эпиграфе, связана с тем, что достижение цели подсистем (отдельных экономических игроков) способствует успеху системы в целом (экономики). Увы, не все системы устроены столь удачно.

Медоуз приводит серию примеров, когда "...люди, действуя рационально для достижения наилучших краткосрочных результатов, в результате получают нечто, что не радует никого <...> Рыбаки вылавливают слишком много рыбы и тем подрывают источник собственного благосостояния <...> Беднейшие слои населения производят на свет столько детей, что не могут их вырастить".

Помните позапрошлую колонку о горизонте планирования? Примеры Медоуз можно рассматривать и как печальные последствия сужения горизонта планирования. Из её книги я узнал остроумное название для этого феномена.

"Причину всего этого Герман Дейли, экономист Всемирного банка, метко назвал "невидимой ногой", а научно то же самое явление называется ограниченной рациональностью - этот термин ввёл Герберт Саймон, лауреат Нобелевской премии по экономике".

Итак, "невидимая нога" - следствие суженного горизонта планирования. Но сужение это может быть не только относящимся ко времени. Главная его причина - непонимание функционирования вышестоящей системы. На уровне рыбаков всё просто: "больше ловишь - больше рыбы". Парадоксальную реакцию "больше ловишь - меньше рыбы" обеспечивает вышестоящая система: экосистема, частями которой являются и рыба, и её потребители. Невидимая нога прячется не в необозримом будущем, а во взаимосвязях внутри системы. Невидимая нога - следствие субоптимизации, преобладания целей подсистемы над целями системы.

Субоптимизацию я уже поминал в предыдущей колонке, когда говорил о том, что борьба за престиж среди олигархов вредит экономике страны. Но здесь я хочу подробно рассказать о примере субоптимизации (и невидимой ноги), в котором нет никакого рационального планирования и отчётливо виден конфликт системы и её подсистемы.

Скоро десять лет, как я занимаюсь проблемой гибридизации зелёных лягушек: прудовой (Pelophylax lessonae) и озёрной (Pelophylax ridibundus). Как и люди, эти лягушки имеют по два генома - комплекта хромосом: один от матери, другой - от отца. Геномы прудовой лягушки обозначаются L (по первой букве видового имени), озёрной - R. Далее я буду называть этих лягушек просто LL и RR.

Представители этих видов могут скрещиваться, производя гибриды: LL×RR→LR. Особи LR называются съедобными лягушками (Pelophylax esculentus) и обладают целым рядом удивительных особенностей. Первая из них состоит в том, что они не передают своим потомкам смесь материнского и отцовского геномов, то есть некое сочетание фрагментов L и R. В типичном для них случае они передают или геном R (так чаще бывает в Западной Европе, или L (что типично для нашего региона). Наш вариант пояснён на схеме.

Да-да, понимаю, что схема непростая. В ней важно то, что при скрещивании гибридов с особями родительского вида всё потомство состоит из гибридов. Чтобы этот процесс мог продолжаться неограниченно долго, гибриды и представители родительского вида должны жить вместе. Именно такие популяционные системы (популяциями их не назовёшь, ведь все особи в популяциях принадлежат к одному виду) населяют пруды в районе, где я живу.

А вообще-то на предыдущей схеме показан ещё довольно простой случай. У зелёных лягушек есть и гибриды с тремя наборами хромосом (их воспроизводство упоминалось в этой колонке), и ещё более сложные популяционные системы. Более подробные сведения об этом гибридогенном комплексе есть тут - в обзорной статье, которую мы с моим российским коллегой публиковали в журнале "Природа".

Один из первых вопросов, возникающий у биологов, когда они видят какой-то сложный феномен: "Зачем?" Если у гибридных лягушек развился сложный и необычный механизм воспроизводства, он должен был поддерживаться отбором. Раз так, гибриды в чем-то оказались более приспособленными, чем родительские виды.

Окончательного ответа на этот вопрос нет ни у меня, ни у кого-либо другого. Очевидно, что гибридные лягушки экологически пластичнее родительских видов. В них может происходить межвидовая рекомбинация - перенос генетической информации от вида к виду и поиск оптимальных сочетаний наследственных задатков. Используя один из родительских видов, они могут расселяться туда, где первоначальная межвидовая гибридизация невозможна. Так, в бассейне Северского Донца, где расположен Харьков, вообще отсутствуют лягушки LL. Почему?

Полного ответа на этот вопрос нет. Особи LL непрерывно возникают при скрещивании гибридов друг с другом и закономерно гибнут, не оставляя потомства. Это как-то связано с изменениями, которые претерпевает геном L во время передачи из поколения в поколение. Но как-то геном L в бассейн Северского Донца всё же попал. Или особи LL в бассейне Северского Донца когда-то были, а потом исчезли (например, были вытеснены гибридами), или их там не было никогда, а геном L туда принесли особи LR.

Давайте внимательнее рассмотрим относительно простую популяционную системы, такую, как на видео. В ней есть особи RR и гибриды, (L)R. То, что геном L взят в скобки, показывает, что именно он передаётся потомству клонально, без изменений. Здесь возможны три типа скрещиваний: RR×RR→RR; (L)R×RR→(L)R; (L)R×(L)R→LL→†. Вы поняли, к чему это приводит? Если размножению гибридов не препятствуют никакие дополнительные факторы, их доля в популяционной системе неминуемо растёт, а после того, как они вытесняют особей родительского вида, популяционная система гибнет.

Я уже писал об Иськовом пруде в связи с населяющими его жабами. Лягушки на нём тоже интересные. В 1995-1996 году здесь побывал батрахолог из Тамбова Георгий Лада (он, кстати, защитил на этой неделе докторскую - поздравляю!). Он нашел тут чистую популяцию гибридных лягушек, некоторые из которых, вероятно, передавали геномы L, а другие - геномы R. В 2000 году этот пруд спустили, а в 2001-2002 начали восстанавливать. Вероятно, в местной популяционной системе потерялось большинство клональных геномов и остался только один их тип.

К чему это привело, мы видели в 2006 году. Поверхность пруда была покрыта сотнями надрывно поющих гибридных самцов. Местных самок не было. Из других водоёмов к пруду иногда подходили единичные самки, в основном - RR.

Пол у лягушек наследуется приблизительно так же, как у людей. Обозначим геном с женской половой хромосомой значком ^x, а с мужской - ^y. Большинство скрещиваний в Иськовом пруду были такими: ♀^xR^xR × ♂(^yL)^xR → ♂(^yL)^xR.

При скрещивании гибридных самцов с самыми вероятными в тех условиях самками всё потомство опять состояло из гибридных самцов! Популяционной системе угрожала гибель.

К счастью, Иськову пруду повезло. Через несколько лет там появились и иные гибридные лягушки. Сейчас популяционная система на нём восстанавливается; я надеюсь, что мы отследим траекторию её изменений в ближайшие годы.

С помощью моделей (наподобие описанных тут) можно увидеть, какая судьба угрожала Иськовому пруду.

Как видите, слишком хорошо - тоже плохо. Как только численность гибридных лягушек в модели рванула вверх, она получила подножку от невидимой ноги. Через восемьдесят с небольшим лет модельная популяционная система исчезла.

Я заканчиваю описание лягушачьего примера. Как вы понимаете, Невидимая Нога ставит подножки самым разным системам. А вот ещё пример навскидку: обрывок цитаты из текста Юлии Латыниной: "...люди, которые работают в органах и не просто ничего не делают, а которые занимаются тем, что уменьшают внутренний валовой продукт страны, которые для того, чтобы получить 1 доллар взятки, наносят 20 долларов ущерба". Невидимая Нога работает и там.

Что определяет, почувствует система Невидимую Руку или Невидимую Ногу? Механизмы её целеполагания и структурные связи в вышестоящей системе.

Простой пример. Один руководитель стремится выращивать компетентных сотрудников и преемников. Ему поможет Невидимая Рука. Другой, почти такой же, зачищает пространство вокруг себя от реальных и потенциальных конкурентов, окружая себя теми, на фоне кого хорошо смотрится сам. Рано или поздно его (или его дело) настигнет Невидимая Нога. Да-да, горизонт планирования, и временнОй, и иерархический, проявляется и тут. Невидимая Рука действует там, где цели системы и её подсистем согласованы, Невидимая Нога - там, где оптимизация подсистем противоречит оптимизации системы.

Так выпьем же за то, чтоб нас окружали Невидимые Руки, а не Невидимые Ноги!