Komplexní systémy

Nedávno tu můj nejmenovaný bratr šířil fake news o tom, že jsem numerofil a obcuji s čísly. Musím tuto informaci zásadně dementovat. Není to pravda. Nevěřte mému bratru vše, co sem na Kydy napíše! Jako, ne že bych čísla neměl rád, ale ze zásady je nezneužívám. To raději přenechám ekonomům, statistikům a podobným.

Víte, ona čísla jsou jistě velmi zajímavá a jsou nám schopny ledacos vypovědět o našem světě, ještě ale mnohem zajímavější jsou struktury. Těm jsem přitom zasvětil celé své studium matematiky. A konec konců, vlastně se jimi zabývám pořád i ve své profesní dráze softwrového architekta. Rád bych jim věnoval krátký článek, neboť si myslím, že přesně studium matematických struktur ještě ve spojení s návrhem fungování softwaru mi dalo nahlédnout na některé aspekty různých problémů dneška. Od klimatologie přes současnou pandemii koronaviru až třeba k tomu, jak správně řídit stát. Jistěže přitom nemám odpovědi na všechny otázky. Mohu ale formulovat několik univerzálních argumentů, které z toho vycházejí. A těmi lze popřít kdejaké rádoby vědecké tvrzení o naší budoucnosti. Zkusím je zde předložit, kéž jsou k užitku i vám.

Chcete-li vést úvahy o našem světě, na počátku všeho uvažování stojí nějaký komplexní systém. Nebo chcete-li komplexní struktura. Takový komplexní systém, to je to místo, kde všechno souvisí se vším a všechno se navzájem ovlivňuje. Na první pohled (někdy ani na ten druhý) nemusí být jasné, jaké faktory se vůbec v komplexním systému projevují. Jistě mohou existovat komplexní systémy umělé (třeba takový hodinový stroj na orloji lze jistě považovat za komplexní systém, popřípadě nějaký softwarový produkt, to je také hezký příklad umělého komplexního systému). Pak ale také existují komplexní systémy přirozené, například klimatický systém, ekosystémy, nebo třeba také imunitní systém živočichů či lidí. V neposlední řadě potom můžeme mluvit také o komplexních systémech, které jsou někde na rozhraní přirozeného a umělého. Takovým systémem můžeme třeba rozumět lidskou civilizaci. Projevují se zde jak záležitosti uměle zkonstruované, tak záležitosti čistě přírodní, na které člověk nemá žádný vliv.

Jako lidé potom samozřejmě různým systémům do různé míry rozumíme. Některým více (třeba tomu hodinovému stroji na orloji by asi kde kdo byl schopen porozumět, kdyby se tím chvíli zabýval) a některým méně (takový klimatický systém vypadá dost nepochopitelně i pro světové klimatology). Věda je potom nástrojem, jak komplexním systémům porozumět. Čím více toho o komplexním systému víme, tím lépe bychom to měli být schopní dávat dohromady a tím lepších predikcí bychom měli být schopni. Ono, když se to tak vezme, tak vlastně můžeme prohlásit, že systému rozumíme právě tolik, nakolik jsme schopni predikovat jeho chování za daných podmínek.

Jenomže, jak na to? Když máte takový komplexní systém, jako třeba lidská civilizace, jak predikovat jeho chování? No, na to přece máme vědu, řeknete si. Vědci přeci musí vědět, jak se ty komplexní systémy chovají a mohou nám z toho dát nějaké výsledky. Inu, není to tak docela pravda. Podívejte se, jak ta věda ve skutečnosti funguje. Podívejme se třeba na tu klimatologii. Co dělá takový typický klimatolog? Inu, najde si nějaký problém, který se týká klimatologie, a pak jej do hloubky zkoumá. Jeden klimatolog například do hloubky vyzkoumá, jak nám tají ledovce. Druhý klimatolog zkoumá, jaký přínos klimatu jde ze sluneční energie, třetí zkoumá vliv teploty na ekosystémy a čtvrtý vliv ekosystémů na teplotu. A takovýchto dílčích částí, zřejmě i velmi dobře vědecky probádaných, je ohromné množství. Asi nepodstřelím, když prohlásím, že dílčích znalostí o klimatickém systému bude klidně více než milion. Tedy ohromné množství. Problém ovšem je, že ten klimatický systém je zahrnuje úplně všechny. A zde už se ukazuje slabina dnešní vědy. Věda umí velmi dobře produkovat dílčí výsledky, ale nemá žádnou rozumnou metodiku, jak ty dílčí výsledky spojit dohromady. Bude vám houby platné, že jeden vědec dokázal, že nějaký jev způsobuje oteplování, druhý vědec dokázal, že jiný jev způsobuje ochlazování, když přitom v klimatu budou působit oba jevy současně. V takovém případě prostě nevíte vůbec nic. Může převládnout první jev, může převládnout druhý jev, nebo oba jevy mohou být regulovány ještě třetím jevem, o kterém žádný klimatolog nemá ani tuchu. Z toho nám plyne první pozorování:

Pozorování 1: Komplexní systém je vždy mnohem víc, než pouhý součet jeho jednotlivých částí. I kdybychom byli schopní úplně přesně popsat, jak fungují dílčí části komplexního systému, ještě z toho neplyne, že jsme schopní popsat systém jako celek.

Přesně v souladu s tímto pozorováním je potom také má zkušenost s vývojem softwaru. Zabývám se ve svém zaměstnání návrhem poměrně komplexního systému, který je ale svou složitostí stále neporovnatelně jednodušší, než třeba ten klimatický systém. A oproti klimatickému systému má jednu velkou výhodu: Znám úplně přesně každý jeho nejmenší kousek, neboť jsem to celé navrhoval. Přesto mě občas dovede ten systém překvapit a něco nefunguje dle mého očekávání. Někdy strávím třeba i celý den hledáním toho, co je špatně. A v naprosté většině případů je ten důvod nefunkčnosti pořád stejný: Dvě dílčí věci fungují přesně tak, jak se očekávalo, jenom se nepředpokládalo, že se ty dvě dílčí věci mohou také vzájemně ovlivňovat. A jestliže k tomuto dochází i v tak jednoduchém systému, jako je softwarový produkt, oč víc k tomu musí docházet v tak komplikovaných systémech, jako je třeba zemské klima? Z toho potom plyne druhé pozorování:

Pozorování 2: Komplexnímu systému nelze porozumět tím, že se někdo pokusí udělat analýzu jeho dílčích částí. Stačí totiž zapomenout na jednu jedinou část, což může celou analýzu znehodnotit.

Jinými slovy, abyste přišli na to, jak se chová klima, to nikdy ani omylem neuděláte tak, že vědecky zanalyzujete všechny dílčí vlivy. I kdyby se vám to totiž podařilo (jakože se to nikdy ani zdaleka nepodaří), nikdy se vám nepodaří dát všechny dílčí vlivy dohromady do jednoho uceleného pohledu.

Všechno, co jsem tu až doposud napsal, přitom ale neznamená, že komplexní systémy vůbec nelze vědeckou metodou uchopit a nelze se o nich něco naučit. Jenom se na to musí jít trochu jinou metodou. Základním aspektem je, že chcete-li se naučit něco o komplexním systému, musíte se na to dívat jako na komplexní systém. Je vcelku jedno, jaké dílčí podsystémy se v něm nacházejí, musíte se ale na něj vždy dívat jako celek. Potom můžete učinit určitá pozorování o chování systému jako celku. Můžeme to shrnout do dalšího pozorování:

Pozorování 3: Komplexní systém má své vlastní zákonitosti. Ty nelze analyticky dovodit, ale pouze vypozorovat.

Pojďme si nyní zkusit všechna výše uvedená pozorování aplikovat na několik současných problémů z praxe:

Problém 1: Lze věřit vědeckým klimaalarmistickým modelům o zničujících změnách klimatu v blízkých letech?

No, jistěže nelze. Problém zde je už v tom, jak vůbec funguje klimatický model jako takový. Klima samotné, jako velmi komplexní systém je vlastně nahrazeno nějakým softwarovým balíkem, což už je na první pohled systém o mnoho řádů jednodušší. Z jakého titulu by se měl ten zjednodušený softwarový systém chovat stejně jako jeho složitá předloha? Naivní předpoklad, že se model bude chovat stejně jako předloha, vychází z toho, že jsme schopní klima jako takové plně analyticky popsat. To je ale zcela v rozporu se všemi výše uvedenými pozorováními.

To potom samozřejmě neznamená, že jakýkoliv klimatický model má vždy nulovou informační hodnotu. I s klimatickými modely je možné nějak vědecky pracovat. Ale je naprostou nezbytností, aby schopnost predikce modelu byla náležitě otestována porovnáním se skutečným klimatem. To se však v klimatologii prakticky neděje. Tam se vytvoří nějaký model, pak se do něho "nafitují" konstanty, aby to odpovídalo realitě, a pak se mu věří. "fitování" konstant ale není ani omylem testování modelu, protože se tím vlastně model přizpůsobuje realitě. Testování znamená, že testujeme predikci modelu, který už se dále ze zásady nesmí přizpůsobovat. Věřit pak netestovanému klimatickému modelu, to je jako věřit Aštaru Šeranovi.

Problém 2: Jak se bude dále vyvíjet epidemie koronaviru?

Tak, asi jediná správná odpověď v tuto chvíli je, že to nikdo neví. A kdo se tváří, že to ví, to je buď prorok s věšteckými schopnostmi, nebo blbec. I moje koroanvirové predikce, které jsem tu uváděl, je potřeba brát s velkou rezervou. Problém zde je, že celou tu epidemii lze opět chápat jako komplexní systém, do kterého se do značné míry promítá funkce našeho imunitního systému, lidské sociální chování, lidské obavy z budoucnosti, vládních rozhodnutí, a kdo ví, co ještě. A všechno se to vzájemně ovlivňuje. Existuje spousta validních důvodů, proč si myslet, že to celé dopadne katastrofou a existuje spousta validních důvodů si myslet, že se už nic moc závažného nestane. Pohled na dílčí části tohoto systému dovoluje vidět obojí. Které důvody nakonec převáží - to lze opět pouze vypozorovat, nikoliv analyzovat. Jediné, co je tedy validní v pozorování, je to, co už se tu v rámci této epidemie odehrálo, popřípadě, co se odehrálo v případě podobných epidemií minulých (třeba španělské chřipky). Rádoby vědci, kteří sebejistě predikují vývoj, neboť (dle jejich vlasntího tvrzení) už jim ta predikce jednou vyšla, jsou směšní. Zejména tehdy, když zcela zřejmě ani neuvážili všechny dílčí znalosti o epidemii, které už teď jako lidstvo máme. Vybrali si nějakou podmnožinu znalostí, které se jim líbí, na základě které stavějí své predikce. Kdo příliš sebejistě tvrdí něco o komplexním systému, aníž by k tomu měl podklady učiněné jeho pozorováním (a těch pozorování je v tomto případě pořád velmi málo), je mi prostě z principu zcela nedůvěryhodný. Ke komplexním systémům je potřeba přistupovat s pokorou.

Problém 3: A co třeba takový nepodmíněný příjem, o kterém část politického spektra ráda diskutuje? Měl by takový šanci zlepšit situaci?

Zde je opět zcela jednoznačná odpověď. Neměl. Tečka. Nic dalšího není potřeba dodávat. Opět v tom je ukryt komplexní systém. Tentokrát komplexní systém lidské civilizace, nebo přinejmenším komplexní systém jednoho státu. Je to poměrně vyladěný systém, který musí zvládat mnoho věcí. Od toho, aby byl lidem schopen zajistit nutné životní zdroje, zejména potravu. Je přitom i poměrně robustní a toleruje lidská selhání na různých místech (pokud se množství selhání příliš nerozšíří). A někdo mi jako chce tvrdit, že když tento systém od základu překopeme, zcela zrušíme důrazy, na kterých to všechno stojí (třeba ten, že jednou z hlavních motivací k práci je potřeba důstojně žít), tak to jako bude fungovat všechno beze změny dál? Inu, je to stejný nesmysl, jako tvrdit, že když se do pražského orloje strčí hodinový stroj z olomouckého orloje, všechno bude bez problémů fungovat dál, neboť orloj jako orloj.

Opět je přitom potřeba zdůraznit, že tím netvrdím, že nepodmíněný příjem je zcela nemožný. Rozhodně ale k němu vede mnohem delší cesta, než si kdokoliv z jeho zastánců byť jenom umí představit. A možná je ta cesta tak dlouhá, že vůbec nemá smysl o tom uvažovat. I mnohem menší systémové změny, které už se v dějinách odehrály, byly nakonec společností odmítnuty, neboť jimi byl celý systém destabilizován. (Schválně zkuste dneska někomu povídat o zrušení soukromého vlastnictví, jak nám to servírovali ideologové dob minulých - uvidíte, zda budete přijati nebo odmítnuti.) Komplexní systémy jsou v zásadě vždy velmi dobře vyladěny do konkrétní situace a v jiné situaci fungují velmi špatně. Komplexní systémy jsou jako chůze po laně. Funguje to jenom do té doby, dokud se jde po malých krůčcích a vždy se zpětnou vazbou, co se opravdu děje. Pokus zavést nepodmíněný příjem, to je jako udělat na tom laně velký krok stranou a čekat, že i tam půjde jít stejně dobře jako doposud. Je to vlastně stejný krok stranou, jako pokus zrušit soukromé vlastnictví. V obou dvou případech se jedná o důležité systémové stabilizační mechanismy, které prostě nelze jen tak vynechat. Ano, systém by mohl teoreticky fungovat bez nich, ale v takovém případě by se musely nahradit jiným stabilizačním mechanismem. Jak by měl takový vypadat, to nikdo neví, ani nemůže vědět. Civilizační systém bez soukromého vlastnictví, popřípadě bez fundamentální motivace k práci, to je jako zase ten orloj bez toho velkého zubatého kola. Velké zubaté kolo není jediné možné řešení, ale bez něho to prostě nefunguje.

S podobnými problémy bych mohl pokračovat dále a dále. Už toho ale pro dnešek nechám. Za sebe budu nad míru spokojený, pokud si z dnešního článku vezmete tolik, že dívat se na věci jako na komplexní systémy může otevřít nové obzory k přemýšlení o problémech dneška.