Подробное рассмотрение неопределенностей

Неопределенности также умножаются, когда мы смотрим в будущее. А нам приходится это делать, так как анализ систем всегда имеет отношение не к прошлой войне, а к будущей.

Нам необходимо различать несколько видов неопределенностей.

Первый вид - это неопределенность факторов, связанных с планированием (ожидаемые потери, средняя ошибка бомбометания и многие другие исходные данные в нашем анализе).

Второй вид - неопределенность в отношении противника и его реакций.

Третий вид - неопределенность в отношении вопросов стратегии. Произойдет ли война в период, охватываемый нашим анализом? Будет она всеобщей или локальной? Какие будут политические трудности? Кто будет нашим противником, и кто будет нашим союзником? Можем ли мы положиться на Англию? на Югославию? на штат Мэн? При анализе, касающемся очень близкого будущего, стратегические неопределенности такого вида иногда незначительны, например, при решении типичной проблемы по анализу операций во время второй мировой войны. В более отдаленном будущем эти неопределенности могут стать доминирующими. При анализе структуры сил или проблем разработки боевой техники их нельзя игнорировать. Например, на структуру военно-воздушных сил может сильно повлиять наше мнение об относительной вероятности больших и малых войн. Кто нам может сказать об этом? Вы, может быть, скажете, что президент или комитет начальников штабов. Но правительство или комитет начальников штабов могут лишь повлиять на эту вероятность; вне их контроля па эту вероятность влияют и другие факторы, и анализ каким-то образом должен учитывать все эти возможности.

Четвертый вид неопределенности, которая часто доминирует в проблемах, связанных с разработкой новой техники - это неопределенность в области техники. Например, до тех пор, пока водородная бомба не была испытана, существовала реальная неопределенность в отношении того, будет ли бомба действенным оружием и, если да, то когда. Это обстоятельство глубоко влияло на принятие всяких видов решений и на структуру анализа многих систем оружия. Техническая неопределенность всегда в какой-то степени существует при проведении исследований и разработок.

Наконец, существует статистическая неопределенность, которая происходит от элемента случайности в реальном мире.

Что мы делаем при анализе систем для того, чтобы учесть это обилие неопределенностей? Самый важный совет: не игнорируйте их. Основывать паше решение на каком-то одном ряде «лучших догадок» было бы гибельным делом. Предположим, что существует неопределенность в отношении десяти факторов (например, можем ли мы рассчитывать на заокеанские базы и будут ли перехватчики противника эффективны на высотах около 18 км?),и мы делаем лучшее предположение по всем десяти факторам. Если вероятность реализации каждого из этих предположений составляет 0,6, то вероятность их совместной реализации не превышает 0,005. Если бы мы ограничивались лучшими предположениями, мы бы в этом случае игнорировали результаты с вероятностью появления 0,995.

Проблема разбивается на две части: во-первых, как нам вычислить все «интересные» случайности, - это по существу технический вопрос. И, во-вторых, что значительно труднее, когда мы вычислим их (мы почти всегда устанавливаем, что одна стратегия лучше в некоторых случаях, другая - в других случаях), как выбрать лучшую стратегию? Какое решение можно порекомендовать?

Предположим, мы установили, что система стратегических бомбардировок, опирающаяся на заокеанские базы, будет наиболее эффективна в 1960-1965 гг. Предположим далее, что мы рассматриваем как вполне вероятную, но не как достоверную возможность, будто у нас будут в этот период времени заокеанские базы. Предположим, наконец, что если у нас не было бы этих баз, то система была бы очень плохой. Что нам делать в этом случае?

В частности, мы можем вычислить и привести к максимуму средний, или «предполагаемый», результат. Но мы все знаем недостатки этого метода. Он может привести к выбору безрассудной стратегии и к возможной катастрофе. Вполне возможен выбор системы, которая не хороша в среднем случае, но удовлетворительна во всех интересующих нас случаях. Предполагаемые результаты, во всяком случае, игнорируют то обстоятельство, что мы имеем дело с противником, способным к разумному выбору стратегии.

Теория игр предлагает, чтобы мы в этих условиях добивались «минимакса», т. е. выбрали систему, которая сводит к минимуму самое худшее, что может случиться с нами. Но это тоже не совсем удовлетворительное решение. Во многих случаях этот метод не свободен от противоположной ошибки. Он слишком консервативен, и при нем теряется возможность использовать ошибки противника или то, что нам известно о его склонностях.

Таким образом, удовлетворительного общего решения этой проблемы просто не существует. Разные люди придерживаются разных взглядов на риск, как в отношении своей собственной жизни, так и при принятии решения за нацию. Одни играют смело, другие избегают риска. Что же остается делать человеку, занятому анализом систем? Он часто высчитывает предполагаемые результаты или минимаксное решение или и то и другое, но при интерпретировании итогов своей работы он сознает их минусы. Однако он не останавливается на этом. Имеются особые приемы в области анализа систем, используемые в тех случаях, когда неопределенности имеют огромную важность. Приведем примеры:

а) занимающийся анализом системы пытается изобрести новую систему, которая хороша или почти хороша при наличии заокеанских баз и в то же время достаточно хороша при отсутствии таких баз. Мы называем систему, которая является лучшей в любых условиях, «надежной» или «доминирующей». Редко можно найти истинно доминирующую систему, но иногда, если мы искусны, мы можем подойти к ней близко. Занимающийся анализом систем не ограничивается сравнением известных систем. Наибольшая ценность анализа систем заключается часто в стимуле, который он дает для изобретения лучших систем;

б) если не удается найти доминирующее решение, то приходится вычислять затраты, необходимые для того, чтобы застраховаться от грозящей катастрофы, может быть, как в приведенном выше примере с заокеанскими базами, путем создания военно-воздушных сил смешанного состава, которые будут иметь значительное количество самолетов сверхдальнего радиуса действия. Тогда военно-воздушные силы, принимая оперативное решение, будут, по крайней мере, знать, какова стоимость страховки;

в) если готовится решение по разработке вооружения, то можно рекомендовать разработку таких самолетов и ракет, которые не будут зависеть полностью от наличия заокеанских баз. Обстановка может быть более ясной через несколько лет, когда придется принимать решение о массовых закупках. Мы можем разрабатывать больше типов вооружения, чем приобретать их в большом количестве, и, зная об относительно малой стоимости разработки, мы так и должны поступать. На этой стадии застраховаться дешевле. При проведении анализа необходимо остерегаться безоговорочного ответа на вопрос «или... или», когда лучшим ответом, может быть, является «оба».

Противник

Главная трудность в решении военных проблем состоит в неизменном отказе противника от сотрудничества. Противник осложняет нам жизнь и затрудняет наш анализ. В ряде случаев учет действий противника является непременным условием для принятия правильного решения, например, в непрекращающемся соревновании между радиопротиводействием и мерами борьбы с ним. Но поведение противника может быть решающим фактором также и во многих менее очевидных примерах. Поэтому существует большой интерес к разработке моделей, которые учитывают и противодействие противника.

Имеется два вида моделей: модели, рассматриваемые теорией игр, и игровые модели (т. е. военные игры).

Теория игр - это такой раздел математики, который изучает конфликтные ситуации. К. сожалению, эта теория все еще не вышла из стадии своего младенческого возраста[11]. Поэтому существует сильная тенденция к тому, чтобы вместо теории игр применять военные игры. Были разработаны игры, которые в отличие от традиционных военных игр позволяют проводить их многими способами, так что можно проверить ряд возможных стратегий в условиях противодействия противника. Военные игры, как и теория игр, далеки от того, чтобы быть вполне удовлетворительным средством, но по другим причинам. Различные игроки играют по-разному, причем некоторые, вероятно, играют слишком хорошо, чтобы представлять национальные правительства. Обычно невозможно проверить, какие факторы являются определяющими для результата игры. Поэтому результаты интерпретировать трудно.

Учет фактора времени

Во многих военных проблемах решающее значение имеет последовательность событий. Например, должны ли мы приступить к созданию некоторой определенной противоракетной обороны теперь или ждать два года, пока не будет разработана лучшая оборона?

Для рассмотрения таких проблем нам необходимы «динамичные» модели, т. е. такие модели, параметры которых учитывают сроки. У нас есть такие модели, но полное введение времени в них не является ни легким, ни безвредным, потому что:

- это усложняет вычисления из-за увеличения количества параметров, так как в этом случае для каждого периода времени у нас их целый ряд. Поэтому если мы вводим время, то, может быть, нам надо отказаться от чего-нибудь другого;

- усложняет выбор критерия. Решение А может быть лучше для 1960 г. и хуже для 1962 г.; решение Б - наоборот;

- остро поднимает вопрос о нашей способности к прогнозированию. Например, будет ли эта, гораздо лучшая, ракета создана всего лишь через два года?

Расширение критериев

Выбор целей и критериев часто является центральной проблемой структуры анализа любых систем. Выполнения каких задач мы хотим в действительности добиться с помощью наших систем? Каким образом нам проверить другие системы, чтобы узнать, какая лучше всего отвечает нашим целям?

Мы уже видели, что при решении типичной проблемы по анализу операций во время второй мировой войны из этих затруднений обычно можно было найти довольно простой очевидный выход, так как многое было дано или неизменно. Так, в примере со строем бомбардировщиков мы можем выбирать между строем, который дает максимальное поражение цели при данных потерях в самолетах, и строем, который делает минимальными потери в самолетах при заданном разрушении цели. Эти критерии, хотя и выглядят разными, логически эквивалентны друг другу и поэтому дают один и тот же ответ.

В противоположность этой проблеме рассмотрим проб­лему выбора бомбардировщиков и ракет для включения их в состав стратегической авиации США в середине 60-х годов. Какие при этом ставятся цели? Выполнения какой задачи мы хотим потребовать от стратегического авиационного командования США? Конечно, быть средством устрашения. Но какого вида? Для предупреждения внезапного нападения на Соединенные Штаты или для предупреждения агрессии на Среднем Востоке? Эти задачи могут весьма по-разному сказываться на составе военно-воздушных сил. Каким образом можно измерить степень устрашения? И будет ли устрашение единственной целью? Очевидно, нет. По возможности мы хотим также, чтобы стратегическое авиационное командование было средством укрепления наших союзов, чтобы оно не вызвало войны по ошибке и чтобы оно эффективно вело борьбу в случае неудачи политики устрашения. Но если мы стоим перед выбором, то нам необходимо иметь критерий или правило, с помощью которого мы, по крайней мере, сможем приблизительно измерить степень устрашения противника.

Ответить на эти вопросы трудно. Но на них приходится отвечать и отвечать правильно, чтобы наш анализ систем чего-нибудь стоил. Вот еще один пункт, где здравое суждение должно пронизывать анализ. Работа над анализом систем с плохим критерием равносильна ответу на неправильно поставленный вопрос. Даже при самых совершенных методах анализа можно избрать критерий для выбора оптимальной структуры вооруженных сил или системы оружия для несправедливой и несвоевременно начатой войны (справедливости ради следует заметить, что ту же ошибку легко совершить и без анализа систем).

В некоторых (фактически в большинстве) сложных случаях поиски какой-то цели и единого критерия слишком трудны. Нам приходится подвергать ряду испытаний наши системы и продвигаться на ощупь к лучшей или хорошей системе, руководствуясь главным образом здравым смыслом.

Длинный перечень трудностей и ограничений позволяет с полным основанием поставить вопрос о целесообразности анализа военных систем.

Первое, что надо подчеркнуть при ответе на него, это то, что почти все эти трудности свойственны самой природе военных проблем. В анализе систем переменных много только потому, что в решении сложных военных проблем многие вещи действительно важны. Реальные проблемы связаны с неопределенностями, которые представляют загадочный противник и нечеткая постановка националь­ных целей. Нельзя возлагать вину за трудности на аналитические методы.

Прежде чем что-нибудь сказать вообще о полезности анализа систем, мы должны знать, что мы можем предло­жить взамен. Если мы определяем анализ систем в широком смысле, как включающий в себя разнообразные методы, упомянутые нами ранее, то какова альтернатива? Рассмотрим ее в двух планах.

Система или не система? Если сосредоточиться на втором слове в выражении «анализ систем», то альтернативой системному подходу будет подход несистемный или стремление рассматривать проблему как состоящую из несвязанных между собой частей.

Это различие является вопросом широты контекста. В принципе можно пытаться получить по интуиции ответы в широком или узком контексте или применить анализ в широком или узком контексте.

Было бы неверно утверждать, что широкий контекст хорош, а узкий плох. Все зависит здесь от характера проблемы. Контекст систем может быть тоже широким, и в этом случае приводит к расточительности. Если вы ученый, пытающийся разработать материалы, выдерживающие высокую температуру в ракетном двигателе, ваши шансы на успех будут ограничены той степенью, в какой вы посвящаете время и энергию рассмотрению относительной вероятности больших и малых войн. История свидетельствует, что прогресс в науке и технике почти всегда достигался в очень узком направлении учеными, которые сосредоточивали свое внимание па узких вопросах.

Тем не менее, имеются случаи, когда системный подход, систематическое рассмотрение вариантов в широком плане проливают свет на важные проблемы. Таким случаем является выбор системы авиабаз. Я приведу другой пример, который неожиданно возник несколько лет назад во время изучения проблем обороны корпорацией РЭНД. В то время в соответствии с доктриной боевого использования некоторые истребители-перехватчики несли на себе такое оружие, которое по оценке командования ПВО обеспечивало вероятность поражения перехватчиком каждого второго бомбардировщика противника. Для большинства летных экипажей ВВС вероятность 0,5 представляется весьма внушительной по нормам второй мировой войны.

Что мы обнаружили, когда изучали эту доктрину в контексте систем? По существу следующее:

а) в отличие от обстановки во время второй мировой войны, когда удары с воздуха были непрерывными, на этот раз мы готовились к обороне против одного, в крайнем случае нескольких, массированных атомных ударов;

б) общая стоимость закупки и содержания системы перехватчиков, обеспечивающей вывод самолетов в зону боя и пуск ракеты по бомбардировщику противника, была столь высокой, что даже самые большие расходы на оружие перехватчиков слабо сказывались на общей стоимости;

в) увеличение численности оружия повысило бы вероятность поражения бомбардировщиков противника до 0,75 и незначительно ухудшило бы характеристики перехватчиков;

г) поэтому, очевидно, было неправильно экономить на оружии. Правильное решение заключалось в том, чтобы насыщать перехватчики таким количеством оружия, какое они смогут нести на себе.

Таков был тогда важный результат рассмотрения проблемы систем в широком контексте. При этом фактически не было необходимости в проведении сложных вычислений. Эта проблема стала очень простой, как только вы начали думать о ней должным образом. Анализ систем вынуждает самого исследователя и военных, в интересах которых он ведет анализ, рассматривать всю проблему в контексте систем.

Анализ и интуиция. Теперь обратимся к первому слову в выражении «анализ систем». Альтернативой анализа, как мне кажется, является интуиция.

Главное, что я хотел бы подчеркнуть, - это то, что можно было бы назвать неизбежностью анализа. То, что мы называем интуицией, представляет собой разновидность логического анализа. Она использует в нашем сознании модели упрощенных понятийных копий действительности. И неудивительно, что при рассмотрении военных проблем, как и многих других, иногда полезно подкрепить наш слабый мозг некоторой помощью извне, использовать карандаш, лист бумаги, несколько уравнений, настольную вычислительную машину и в особых случаях сложную статистическую и математическую теорию или быстродействующие машины.

Но я не собираюсь отказываться от интуиции. Человеческий разум без помощи извне обладает весьма замечательным искусством решения некоторых видов проблем. Например, благодаря интуиции была решена проблема коммивояжера. Эта известная математическая проблема долго ставила в тупик математиков. В одном из ее вариантов коммивояжер, выезжающий из Вашингтона, должен посетить 48 главных городов штатов и вернуться в Вашингтон по кратчайшему пути. Оказывается, что число возможных маршрутов составляет 10^е2. Несмотря на такое огромное количество вариантов, сотрудники РЭНД с помощью булавок, куска веревки и своей интуиции открыли кратчайший[12] маршрут.

Человеческий ум обладает огромными достоинствами по сравнению с любой машиной, если их рассматривать как соперников или как взаимоисключающие факторы.

По сравнению с машиной ум человека имеет емкую память, которая позволяет ему учиться на своем опыте. У него есть замечательное свойство выделять важные переменные и подавлять остальные. Именно по этим причинам люди превосходят машины в шахматной игре и в военных играх.

При более внимательном рассмотрении становится явным, что, во-первых, неправильно смотреть на интуицию и анализ, на ум и машины как на соперников или взаимоисключающие факторы. При правильном использовании они дополняют друг друга. Мы уже видели, что каждый анализ систем пронизан интуицией и рассуждением. Любое решение, которое кажется основанным на интуиции, вероятно, принимается с помощью своего рода анализа.

Во-вторых, хотя интуиция способна давать удивительные результаты, как свидетельствует решение задачи о коммивояжере, она может также и не принести успеха. Не буду приводить примеров. У каждого читателя есть свои.

В-третьих, недостатком интуиции является то, что без аналитической проверки вы, скорее всего, не знаете, насколько она справедлива. Например, интуиция была достаточно хороша для решения задачи о коммивояжере, но мы не знали об этом до тех пор, пока не решили задачу аналитическими методами. Военная авиатранспортная служба США также не знала о том, что ее распределение самолетов по маршрутам было оптимальным всего лишь в 5% случаев, пока нами не было найдено решение аналитическим путем.

И, наконец, аналитические методы и вычислительные машины позволяют нам делать то, что сделать другим путем было бы невозможно. Может быть, по объему памяти эти средства не имеют преимуществ, но они обладают такими возможностями, каких нет у мозга человека, если ему на помощь не приходит техника. Очевидно, это справедливо в отношении быстродействующих вычислительных машин. Но давайте посмотрим на пример другого рода - на проницательность, основанную на знании теории. Возьмем вновь созданную теорию - теорию игр, над которой я иронизировал как над теорией очень ограниченного применения.

В связи с проводимыми корпорацией РЭНД исследованиями проблем обороны нас долго интересовала задача оптимального распределения ограниченных средств ПВО по объектам неравной ценности. К сожалению, удовлетворительного общего правила мы не нашли, но теория игр дала нам ценные рекомендации и позволила понять суть проблем.

Вот примечательный пример. Предположим, что вы распределили свои средства обороны возможно лучшим образом, а затем получили дополнительные средства обороны. Как вы их разместите?

Так вот моя интуиция (и большинства других людей) подсказывает, что их следует выделить в основном для защиты тех объектов (других городов, портов, авиационных баз и объектов), для обороны которых ранее у вас не доставало средств.

Теория игр доказывает, что такое решение неправильно. Дополнительные средства следует использовать для усиления существующей системы обороны, а не для ее расширения. Вообще, чем больше у вас средств, тем больше должна быть их концентрация.

Узнав об этом парадоксе, вы начнете думать о нем и искать его разумное объяснение. Усиление вашей оборонительной мощи эквивалентно ослаблению наступательной мощи противника. Но по мере ослабления его мощи он вынужден все больше и больше сосредоточивать силы против ваших самых важных объектов, чтобы добиться хоть чего-нибудь стоящего. Поэтому именно вокруг этих объектов вы должны концентрировать свои средства обороны.

Одна интуиция не подсказала бы нам этого, во всяком случае ее определенно недостаточно, чтобы заставить вас действовать таким образом.

Заключение

В заключение зададим вопрос: помогает ли анализ больше при решении проблем в узком плане, как он обычно применялся учеными, или при решении проблем в широком плане, что представляет собой особую область анализа систем? Исходя из опыта работы, определенно следовало бы сказать, что полезность анализа проблем в широком плане относительно не доказана. Однако разрешите мне указать на причину, почему, когда мы рассматриваем широкие проблемы, полный анализ с использованием ясных моделей может быть особенно важным.

Мы доверяем интуиции человека в той области, в которой этого человека можно считать специалистом. Но при решении сложных проблем в отношении структуры сил или разработки боевой техники мы имеем дело с такой широкой областью, в которой нет истинных знатоков. Анализ систем требует, как правило, учета многообразных факторов в самых различных областях техники, военных операций, тылового обеспечения не только у нас, но и у противника, учета экономических, политических и стратегических факторов и сложных связей между ними. Ни один человек не может быть специалистом более чем в одном или двух разделах области, никто не может быть специалистом в области в целом и в ее взаимосвязях. Поэтому в этой HiOBirgo нельзя доверяться ничем не подкрепленной интуиции одного человека.

На анализ систем следует смотреть не как на антитезу суждений, а как на рамки, которые позволяют использовать суждения экспертов по многочисленным разделам области, чтобы получить результаты, которые выходят за пределы любого отдельного суждения. В этом цель анализа систем и его возможности.

Поиск по сайту: