Теория катастроф, как новое научное направление в математике, появилось в начале 70-х гг. прошлого столетия [38, с. 7]. Теория катастроф применяется к столь разнообразным объектам, как, например, исследования биения сердца, геометрическая и физическая оптика, эмбриология, лингвистика, экспериментальная психология, экономика, гидродинамика, геология и теория элементарных частиц.
Основоположником современной теории катастроф считается Р. Том, который ввёл этот термин, хотя он всего лишь объединил в одну теорию известные до него теоретические исследования. В основу теории катастроф положены теория особенностей гладких отображений Уитни и теория бифуркаций динамических систем А. Пуанкаре (1879 г.) и А. А. Андронова (1933 г.). Теория особенностей - это грандиозное обобщение исследования функций на максимум и минимум. В теории Уитни функции заменены отображениями, то есть наборами нескольких функций нескольких переменных. Слово «бифуркация» означает раздвоение и употребляется в широком смысле для обозначения всевозможных качественных перестроек или метаморфоз различных объектов при изменении параметров, от которых они зависят. Теория катастроф изучает пространственно-временные модели и закономерности развития процессов катастроф в сложных структурах и системах. По её определению катастрофами называются скачкообразные изменения, возникающие в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий. Среди опубликованных работ по теории катастроф есть исследования устойчивости кораблей, моделирования деятельности мозга и психических расстройств, восстаний заключённых в тюрьмах, поведения биржевых игроков. Такое разнообразие областей применения теории катастроф привело к многообразию терминов и подходов при разработке общей и прикладных теорий и решении практических задач, когда подобные модели или процессы часто описываются по-разному. Вместе с тем, теоретические исследования и накопленный практический опыт показывают как большое будущее в развитии теории катастроф, так и границы её возможностей.
Теория катастроф даёт обоснованные и точные прогнозы при анализе поведения технических систем, однако в биологии, психологии, поведении биржи может дать только эвристические предположения [38, с. 16].
Также из теории катастроф вытекает невозможность долгосрочного динамического прогноза погоды. Так для предсказания всего на 1-2 месяца вперёд нужно знать начальные условия с погрешностью 10-5 от погрешности предсказания [38, с. 24]. Необходимо отметить, что теория катастроф решает задачи определения условий, при которых происходит катастрофа, но не решает задачи определения времени и структурной локализации катастрофы. Поэтому, являясь математической базой, теория катастроф применительно к задачам прогнозирования получила некоторое развитие, которое стало основой математической теории катастроф и составной частью общей теории мега-катастроф. Необходимость точного решения специфических задач сложных процессов, которые происходят в окружающем нас мире, привело к выделению из теории катастроф нового направления в математике - нелинейной механике.
Методы нелинейной механики - это научное направление, сочетающее математическое моделирование, статистический и комплексный анализ, в котором с помощью математических уравнений описываются процессы, имеющие неявные связи или аналоговые подобия.
Методы находят применение в метеорологии для прогнозирования атмосферных течений и для анализа катастрофических процессов. Они позволяют повысить точность прогнозирования опасных природных явлений и ЧС, а также оценить взаимовлияние неявных связей. К методам нелинейной механики может быть отнесена «методология анализа временных рядов на основе теории детерминированного хаоса» [62].
Авторы этого метода считают, что все исследователи «ритмов (циклов)», проявляющихся в разнообразных природных процессах, экономических и социальных явлениях, ищут только прямые специфические резонансы, хотя наряду с этими явлениями существуют и широкополосные спектры мощности и другие явления, нелинейная связь между которыми определяется «безмасштабными» степенными зависимостями. Суть этого метода как раз и состоит в «очищении» широкополосных спектров от специфических резонансов и выделении информации, «спрятанной» в указанных степенных закономерностях [62].
Достоинством метода является то, что с его помощью можно учитывать эволюцию изменения состояния анализируемой сложной системы. Методы нелинейной механики могут стать основой для совершенствования практически всех существующих методов анализа и прогнозирования опасных природных явлений и ЧС [62].
К недостаткам этих методов можно отнести громоздкость уравнений для описания сложных системных связей. Необходима большая база статистической информации за продолжительный период времени и постоянный мониторинг исследуемых процессов. Аналитические исследования с применением методов нелинейной механики довольно трудоёмки, а для их реализации требуются специалисты очень высокой квалификации.
Для совершенствования методов нелинейной механики применительно к прогнозированию опасных природных явлений и ЧС необходимо дальнейшее развитие базы и средств мониторинга, подготовка квалифицированных специалистов. Вместе с тем, применение методов будет ограничено для оперативного прогнозирования, и может применяться в основном для фундаментальных и особо точных исследований.
2.5 Общемировые тенденции угрозы мега-катастроф
Валентин Александрович Мошков, русский генерал и учёный-этнограф, создал оригинальную гипотезу об особенностях и путях истории человечества. Свою теорию он изложил в двухтомной работе «Новая теория происхождения человека и его вырождения, составленная по данным зоологии, геологии, археологии, антропологии, этнографии, истории и статистики», изданной в 1907-1910 гг. в Варшаве [98].
В. А. Мошков в своей книге «Новая теория происхождения человека и его вырождения», названной «Наступающий железный век. Упадок (1912-2012 гг)» [205] представил историю народов и государств как непрерывный ряд циклов, продолжительность которых равна 400 годам и связанных с духовно-нравственным упадком и возрождением, как отдельного человека, так и всей нации. Для России это соответствует периоду с 1612 по 2012 гг. Один цикл, по терминологии Валентина Мошкова, составляет «исторический год». Цикл, в свою очередь, подразделяется на два равных периода по 200 лет, первый из которых был им назван «протонизмом» - стремление к «высшему типу», а второй - «атавистической» нисходящей. Каждый период цикла делится сначала на 100-летние части, а затем на два полувека. Столетия цикла имеют свой характер. Валентин Мошков дал им следующие имена: «золотой век», «серебряный век», «медный век», «железный век» [98].
Первая половина каждого века означает упадок, а вторая - подъём, за исключением последнего (четвёртого) века, представляющего «сплошной упадок». Железный век России - это период с 1912 по 2012 гг. В. Мошков так характеризует анатомию упадка. Вначале его «основными средствами борьбы объективно являются съезды и сеймы, дебаты и драки», а в конце его «бунты, революции и бесконечные междоусобные войны, сопровождающиеся разорением страны и избиением её жителей». Чувство патриотизма у народа в это время исчезает. Государство стремится поделиться на части, которые с течением упадка становятся всё мельче. «В это время измена царит во всех её видах. Отечество продается и оптом, и в розницу, лишь бы нашлись для него покупатели». Деградируют культура, искусство: «Изучение наук сводится к зубрежке и к погоне за дипломами, дающими преимущества в борьбе за существование». «В литературную область врываются в качестве чего-то нового декадентщина и порнография». «Люди делаются падки на всякого рода игры, в особенности азартные, предаются пьянству, употреблению наркотиков, кутежу и разврату». Вероятно с наличием этого 400 летнего цикла, а не с тем, что жрецы майя недописали, свой календарь, и связан массмедийный ажиотаж вокруг так называемой «проблемы 2012», предвещающей рост социальной напряжённости во всём мире с начала XXI в. и скорое наступление конца света [98].
Исследования А.Л. Чижевского [76] показали, что периодам повышенной солнечной активности сопутствуют эпидемическое распространение новых общественно-политических и религиозных идей и учений, сектантства всех видов. Возникают религиозные и мистико-истерические, психопатические эпидемии. Растёт уровень криминальных преступлений и особенно на сексуальной почве, эпидемии самоубийств, высокий уровень неадекватного поведения толпы при проведении спортивно-массовых и зрелищных мероприятий. В социуме в этот период в мире будут наблюдаться массовые выступления и беспорядки. Возможны рост выступлений общественных масс всех категорий за расширение или сохранение социальных прав, обострение ситуации в «горячих точках» и вспышки локальных трансграничных конфликтов, активизация «цветных революций».
Социальная нестабильность в мире определяется как отношение численности населения государств, охваченных внутригосударственными конфликтами или участвующими в войнах, к численности населения во всём мире. Относительное снижение уровня социальной нестабильности в мире в конце прошлого столетия определяется тем, что такие страны с миллиардным населением, как Китай и Индия, пока не вовлечены в масштабные конфликты и войны. В прошедших мировых войнах участвовало порядка 50%всего населения мира. Можно заключить, что следующий глобальный мировой конфликт может начаться тогда, когда наступит дестабилизирующая обстановка в этих странах, а исламские страны начнут объединяться под общей фанатичной идеей создания мирового халифата.
Следует ожидать особенно высокого уровня социальной нестабильности и экстремизма среди так называемых «спящих» народов и стран. Это относится в первую очередь к бедным и слаборазвитым странам и народам Азии, Африки и Южной Америки, стоящим на пороге сильнейших политических и экономических преобразований. Все они жили, до настоящего времени, по общинно-племенным законам. Разрушение их сложившегося уклада жизни, «просвещение» средствами массовой информации, миграция и возможность переезда в другие страны и неспособность полноценного участия в жизни этих стран ввиду необразованности, незнания культуры и языка страны проживания, перенесение своих обычаев и представлений о законах выживания в гуманистическое социальное общество, сложившееся за многие столетия, уже привели к появлению в высшей степени радикальной антисоциальной массы, ставшей источником криминальной угрозы обществу, а в перспективе социальной нестабильности любого государства.
Большинство этих «пробуждающихся» стран и народов находится в зонах высокого уровня рисков природных катастроф: землетрясений, наводнений и засухи, неурожаев, и, как следствие, гуманитарных катастроф. Их «пробуждению» сопутствуют локальные революции и военные перевороты, территориальные споры и трансграничные военные конфликты. Всё это неизбежно ведёт к тому, что по существующим тенденциям с каждым годом миграция этих народов будет только возрастать и, несомненно, приведёт к социальной нестабильности в тех странах, где они начнут расселяться. В первую очередь это угрожает странам Европы и Евросоюза, не имеющим в отличие от США жёсткого миграционного законодательства. А если принять во внимание экономические проблемы Евросоюза, связанные с «обустройством» единой Европы и выравниванием жизненного уровня всех включенных в него государств, то социальные проблемы, связанные с мигрантами, будут расти из года в год и достигнут наивысшей угрозы, когда начнётся ограничение миграции или даже их выдавливание в другие соседние страны.
Мировое сообщество, точнее те, кто заявляет так о себе, пока пытаются, прикрываясь призывами и требованиями о толерантности, не замечать и даже скрывать угрозы, исходящие от миграции из третьих стран. Но это не снижает социальной напряжённости, которая возрастает с каждым годом и, несомненно, приведёт к социальному взрыву. В качестве аналогии исторических циклов здесь можно провести аналогию с нашествием в начале Христианской Эры диких варваров на могущественную и цивилизованную Римскую империю и разрушивших её. В подтверждение сказанного, в начале 2009 г. в европейских СМИ прозвучала угроза или предупреждение, что если в условиях мирового экономического кризиса странам Африки в ближайшее время не будет оказана срочная экономическая помощь, то их народы оккупируют Европу Что касается нашей страны, то здесь вряд ли будут наблюдаться массовые волнения, так как население нашей страны довольно бурно восприняло предыдущий рост солнечной активности в 1991-1993 гг., что отразилось на социально-экономической обстановке тех лет, и эти воспоминания, как прививка от болезни, ещё свежи в памяти граждан нашей страны. Это подтверждается относительно спокойными 2000-2001 гг., при которых был высокий уровень солнечной активности в сочетании с активизацией боевых действий на Кавказе [77].
Но так будет при условии, что в это время не начнутся непродуманные, хотя и необходимые, политические, экономические и социальные реформы, самые разные идеи, проведение которых сейчас выдвигается едва ли не ежемесячно. К таким потенциально опасным реформам, которые могут привести к социальному взрыву, следует отнести «Налог на недвижимость для физических лиц», принятие которого откладывается с 2007 г. и теперь намечено на 2012 г. Социальную напряжённость создаёт проводимая реформа Жилищно-коммунального комплекса. Увеличение пенсионного возраста, предложение ввести в «Трудовой кодекс» право нанимателя устанавливать 60-часовую рабочую неделю могут вообще отбросить страну в предреволюционную эпоху на сто лет назад.
Следует заметить, что сейчас при разработке регламентирующих документов, реформирующих экономику, хозяйственные и правовые отношения, основное внимание уделяется правовым и юридическим вопросам, а научно-обоснованная экспертиза рисков практически не проводится. Это серьезный пробел в системе государственной законодательной практики Российской Федерации. Лесные пожары 2010 г. показали ошибки и трагические последствия принятия «Лесного кодекса», а ведь с 2007 г. принят и действует «Водный кодекс», который создал локальную социальную напряжённость и привел к ряду местных ЧС, связанных с авариями и разрушением гидротехнических сооружений.