Rizikos fizika: naujos senų mokslų galimybės
Rizikos fizikai skirtą svetainę galima rasti interneto portale mokslasplius.lt. Mes kalbiname šios svetainės kūrimui vadovavusį Teorinės fizikos ir astronomijos instituto direktoriaus pavaduotoją dr. Vygintą GONTĮ.
Fizika skverbiasi į socialinių tyrimų erdvę Rizikos fizika – gal tai naujas tyrimų metodas, tinkantis tirti procesams ar reiškiniams, kai kiti tyrimo būdai nelabai pasiteisina?
Ne, tai ne metodas, bet veikiau sparčiai besiformuojanti nauja tyrimų kryptis, naudojanti jau žinomus metodus, juos naujai pritaikant ir toliau plėtojanti. Tai fizikoje susiformavę metodai, skirti dinaminio chaoso, sudėtingų sistemų ir kitiems netiesiniams reiškiniams tyrinėti. Žinomų ir naujai kuriamų fizikos metodų taikymą platesnėje tyrimo objektų erdvėje – socialinių procesų, ekonomikos reiškinių, žmonių santykių ir daugybę kitų su rizikos vertinimu susijusių sričių – Europos mokslininkai sąlyginai pavadino rizikos fizikos terminu.
O kaip su politika? Rizikos fizikos dantys čia jau atšimpa?
Rizikos fizika nepakeičia socialinių mokslų tyrimo metodų, ji tik ieško naujų kiekybinio aprašymo ar vertinimo galimybių. Atliekama gana daug darbų, kuriuose mėginama modeliuoti politinius rinkimus ar kitokius skaitlingus balsavimus. Net bandoma kurti kultūrų ir tautų evoliucijos modelius. Tai visiškai nereiškia, kad sociologai ar politologai gali prarasti savo vertę.
Rizikos fizika – gana naujas dalykas. Kada ši kryptis susiformavo?
Atsivėrė naujų galimybių, kai fizikai pasistūmėjo tyrinėdami dinaminio chaoso problemas. Pačių fizikų teorijose atsirado naujas kokybinis supratimas apie dėsningumo ir chaoso sąveiką. Praėjusio amžiaus pabaigoje įsitvirtino supratimas, kad gamtoje dėsningumas ir chaosas nėra atskirai, bet tai tos pačios objektyvios realybės reiškimosi formos, kurios labai dažnai viena kitą keičia. Vienomis sąlygomis vyrauja chaotinis judėjimas ir būsenos, o kitomis harmonija, reguliarumas, aiškiai išreikštas priežastingumas ir dėsningumas. Tas nuolatinis virsmas tarp chaoso ir dėsningumo yra tiesiog neatskiriama gamtos savybė. XX a. pabaigoje pagaliau buvo suvokta, kad reguliarioji mus supančios aplinkos dalis, kuri aprašoma kiekybiniais dėsniais ir harmonija, sudaro tik mažytę jos dalį.
Didžiąją dalį sudaro chaotiški, sunkiai prognozuojami reiškiniai?
Sudaro netiesiniai ir nestabilūs reiškiniai. Iš esmės tai labai sudėtingi procesai, dažnai neprognozuojami. Mokslui prieinami tik dalis gamtos reiškinių, kurie reguliarūs, dėsningi ir atsikartoja. Tai ištirtoji dalis, joje vyrauja tiesiniai dėsningumai, kurie gali būti aprašyti tiesinėmis lygtimis.
Didžioji reiškinių dalis yra itin sudėtinga ir galėtų būti aprašoma netiesinėmis lygtimis ar kitais modeliavimo algoritmais. Sudėtingų sistemų tyrimo galimybės išlieka ir net sustiprėja dėl to, kad peržengus kritinę sudėtingumo ribą, dinaminį (griežtą aprašymą) galima keisti stochastiniu.
Kad moksle būtų daugiau mokslo Tačiau daugelį gamtos reiškinių, procesų ir ligi šiol sėkmingai nagrinėjo klasikinė fizika, biologija, chemija, gal ir kiti mokslai, kur puikiausiai buvo išsiversta be rizikos fizikos, nė neįtariant, kad tokia mokslo kryptis apskritai gali egzistuoti.
Kažkas naujas kryptis kuria, kažkas sena pateikia kaip nauja, dar kiti viską neigia. Vien senu bagažu išsiversti neįmanoma. Kiekvienas naujas sprendimas gimdo dar daugiau klausimų. Deterministinio pasaulio aprašymo ribotumas buvo suvokiamas nuo Niutono mechanikos sukūrimo pradžios. Tačiau tais laikais išsamaus atsakymo Laplaso determinizmui negalėjo būti, tik dabar tapo aišku, kad Niutono lygtimis aprašomame pasaulyje vyrauja netiesinės jų formos, o tam tikromis sąlygomis judėjimo trajektorijos tampa neatskiriamomis nuo stochastinių (atsitiktinių). Mikropasaulį aprašanti kvantinė mechanika nuo jos sukūrimo pradžios negali apsieiti be statistinės būsenų interpretacijos. Pasaulis reiškiasi tarsi dviem neatsiejamom formom. Atradę reguliarius dėsningumus, fizikai neišvengiamai susidūrė ir su stochastiškumu, t. y. atsitiktinumu. Natūralu, kad reguliarios ir dėsningos gamtos pasireiškimo formos yra labiau ištirtos, kadangi jos nuolat kartojasi arba yra nesunkiai atgaminamos. Tai, ką pavyksta ištirti, aprašome lygtimis, modeliais, algoritmais, o ko nepavyksta, paliekame ateičiai. Nėra abejonės, kad ir rizikos fizika nepretenduoja aprėpti visas būsimų tyrimų tendencijas.
Reikia suprasti, kad fizikai gudrauja: daro tai, kur tikisi greito rezultato? Jau XVII–XVIII a. buvo pastebėta, kad toli gražu ne visur galima pasikliauti Niutono dėsniais, tačiau fizikai ir toliau taikė savo „dievuko“ Niutono dėsnius, nesukdami galvos dėl to, kad tie dėsniai tinta tik esant tam tikroms sąlygomis.
Kiekvienas mokslas ieško uždavinių, kurie gali būti išsprendžiami jam prieinamais būdais. Fizikai ieško to, kas reguliaru, dėsninga, pasikartoja, taigi pirmiausiai išsprendžia paprastesnius, objektyviai patikrinamus uždavinius.
Tik priėję liepto galą, kai pirmyn nebegalima ir nėra kaip trauktis atgal, fizikai suprato, kad reikia kokybiškai naujai pažvelgti į tarsi seniai žinomus dalykus.
Išties ištyrus, kas dėsninga, reguliaru, tenka pereiti prie sudėtingesnių tyrimo objektų.
Bet ar fizikai nėra tie uzurpatoriai, kurie imasi tyrinėti ne savo tyrimų objektus – ekonomikos gyvenimo reiškinius, demografijos ar kitų visuomenės gyvenimo problemas? Gal tai ekonomistų, sociologų, demografų problemos, tad jiems ir reikėtų tyrinėti?
Išvardytų mokslo sričių atstovai nuo seno tas problemas tyrinėjo ir ateityje tyrinės. Problema ta, kad šių mokslo sričių tradiciniais tyrimų metodais ne visada pavyksta gauti kiekybinius rezultatus. Jų mokslas daugiau kokybinio aprašomojo pobūdžio. Tai yra suprantama dėl aukščiau minėtų priežasčių – šių mokslų tyrimo objektai, mūsų terminijoje, yra sudėtingos sistemos, kurios retai reiškiasi kaip reguliarūs, pasikartojantys, lengvai prognozuojami dėsningumai. Visų mokslininkų svajonė, kad ir socialiniuose moksluose atsirastų kiekybiniai aprašymo metodai. Realu tikėtis, kad kiekybiškai galima modeliuoti ir skaičiuoti įvairias rizikas socialinėse sistemose. Čia ir taikosi fizikai panaudoti savo sudėtingų sistemų tyrimo ir modeliavimo metodus.
Kitaip tariant, pageidautina, kad socialiniuose moksluose būtų daugiau mokslo?
Akivaizdu, kad socialinių mokslų tyrimų objektai yra netiesiniai ir labai sudėtingi, tad juos aprašyti paprastomis tiesinėmis lygtimis nepavyks, taip pat kaip ir gauti paprastų vienareikšmių rezultatų. Tik dabar, kai fizikos mokslas pereina prie sudėtingų sistemų tyrinėjimo, atsiranda galimybė tyrimus išplėsti ir į socialines sistemas. Fizikos mokslas jau spėjo sukurti „mikroskopines teorijas“, kitaip sakant, fizikinius reiškinius modeliuojančias teorijas ir metodus. Ateina metas panašius metodus pradėti taikyti sudėtingiems reiškiniams, taip pat ir socialiniams, nagrinėti. Manau, kad socialinių mokslų atstovams tik dabar atsiranda galimybė pradėti kurti dinaminius tyrinėjamų sistemų, objektų kiekybinius aprašymus.
Iš socialinių mokslų reikalaujama kiekybinio aprašymo ir rezultatų? O ką apie tai mano patys šių mokslų atstovai, kiek jiems būtinas tas kiekybinis aprašymas? Gal specifiniai mokslai reikalauja specifinio tyrimo rezultatų pavidalo? Juk ir fizikai ne visur nuoseklūs: kai jų taikomi metodai pasirodo bejėgiai duoti kiekybinius rezultatus, pradedama taikyti statistikinius, stochastinius tyrimų metodus. Gauna tikimybinius ar statistinius tyrimų rezultatus, taip lyg ir turėtų būti. Nors gauti rezultatai netikslūs ir nevienareikšmiai.
Jei objektas sudėtingas ir jo elgsena statistinio pobūdžio, tai vienareikšmio ir tikslaus rezultato nepareikalausi. Tokia tų reiškinių prigimtis. Statistinis aprašymas taip pat yra kiekybinis. Tiksliai žinoti rizikos laipsnį yra būtina priimant daugybę socialinių, ekonominių, politinių sprendimų.
Fizikoje taip pat neišvengiama daugelio sunkumų, lygiai kaip ir socialiniuose ar kai kuriuose kituose moksluose. Bet noras reiškinį aprašyti kiekybiškai, vienareikšmiškai yra kiekvieno mokslininko ir tyrėjo siekis. Tai viso tyrimo varomoji jėga. Fizikui yra natūralu manyti: jei moku suskaičiuoti, įvertinti ir numatyti, reiškia suprantu.
Bet gal labiau būdinga gamtos, technikos mokslams?
Ne tik. Noras kiekybiškai aprašyti socialinių mokslų tyrimų objektus ar procesus yra visiškai pagrįstas. Teigimas, kad vienos ar kitos srities tyrimų rezultatų kiekybinis aprašymas yra neįmanomas ar nereikalingas yra žalingas. Kiekybinių rezultatų nesiekti moksliniame pažinime reiškia neigti pažinimo galias.
Tarkime istorijos moksle kas svarbiausia? Šaltiniai, faktai ir jų interpretacijos. Gal dar istorijos reiškinių periodizacijos dalykai, tam tikrų tiriamų istorinio proceso struktūrų radimas, aprašymas. Nematau, kur čia būtų kiekybinio aprašymo galimybė. Gal humanitariniams mokslams rizikos fizika nėra panacėja? Gal čia tyrinėtojui rūpi rasti ir aprašyti visai kitus dėsningumus, nepasiduodančius skaičiaus diktatui?
Tam tikrame tyrimų etape ir fizikai užsiėmė aprašymu (ir tai tebedaro). Kol nežinoma, kokie dėsningumai pasireiškia, kas apskritai vyksta – tai empirinių duomenų kaupimo laikotarpis, jų analizavimas ir dėliojimas į lentynėles yra neišvengiamas. Sukaupus pakankamai duomenų, visada galima ieškoti pasikartojimų, dėsningumų, priežastinių ir net dinaminių paaiškinimų. Statistiniai dėsningumai praktiškai egzistuoja kiekvienoje mokslo srityje. Niutono obuolys gali sužadinti atradimus tik galvoje, kuri jau atliko didžiulį paruošiamąjį analitinį darbą. Bet kuriame moksle gali ateiti metas rasti naujų priežastinių ryšių, paaiškinimų. Tikriausiai taip gali būti ir su socialiniais bei humanitariniais mokslais.
Žinoma, reikia taikyti skirtingus tyrimų metodus, nes skirtingi tų tyrimų tikslai, skirtingi dėsningumai. Tačiau fizikų sukurti ir taikomi metodai gali būti panaudoti ir kituose mažai ką bendro su fizika turinčiuose moksluose. Jeigu galima gauti naujų rezultatų, tai kodėl nepasinaudojus tais metodais? Kalbu ne vien apie socialinius mokslus, bet ir apie humanitarinius. Rizikos fizikos metodai padeda nagrinėti literatūros tekstus, tai mes ir darome. Nagrinėjame statistinius dėsningumus tekstuose. Pavyksta atsekti ir išsiaiškinti dėsningumus, kurie būdingi ir fizikinėms sistemos. Pažinti statistiniai dėsningumai padeda tuos tekstus klasifikuoti, rūšiuoti, atskirti kompiuterių pagalba. Humanitariniuose tekstuose pavyksta aptikti ligi tol nežinotus dėsningumus, nors fizikos moksle, pasirodo, tie dėsningumai ir seniau buvo žinomi, tyrinėjami. Mintyje turiu literatūrinių tekstų analizę. Taip pat galima kalbėti apie dailės ar muzikos harmonijos ypatybes. Visi šie dalykai paklūsta labai panašiems, ar net tiems patiems dėsningumams. Tačiau juos reikia atrasti, tyrinėti ir tų tyrimų rezultatais naudotis. Fizikai jaučiasi galį daug kuo padėti ir kitų mokslo sričių atstovams.
