چرا دنيا این روزها این قدر بی‌ثبات به نظر می‌رسد

بیشتر اوقات به نظر می‌رسد که زندگی‌ ما بدون فراز و نشیب و قابل پيش‌بینی جلو می‌رود ولی گه‌گاه در معرض بی‌ثباتی‌های متناوب با پیامدهایی ویرانگر قرار می‌گیرد. آیا می‌شود کارهای دیگری کرد که این دوره‌ها را پیش‌بینی کنیم یا حتی بتوانیم مسیرشان را تغییر دهیم؟

برای بسیاری از ما، بیشتر اوقات به نظر می‌رسد که زندگی‌های ما بدون فراز و نشیب و قابل پيش‌بینی جلو می‌رود. در حقیقت، گویا یکی از بزرگ‌ترین نگرانی‌های ما این است که گرفتار روزمرگی شویم. ولی باز هم ناگهان بی‌خبر از همه جا دنیای ما واژگونه می‌شود. يک همه‌گیری جهانی بر ما فرود می‌آید که میلیون‌ها نفر را می‌کشد و باعث می‌شود کشورهایی تماماً وارد قرنطینه شوند. تورم بالا می‌رود و رکود اقتصادی معيشت ما را تهدید می‌کند. و (این نکته‌ بی‌ربطی هم نيست که)‌ کشوری به کشور دیگر حمله می‌کند و نتیجه‌اش بر همه ما اثر می‌گذارد. واقعا این بلاها از کجا رسیدند؟

دلیلی کلی برای این فجایع پیش‌بینی‌نشده ناگهانی وجود دارد. این چیزی است که در علوم فیزیکی، زیست‌شناختی و اجتماعی در بسیاری از «سیستم‌های غیرخطی» یافت می‌شود: بی‌ثباتی متناوب. یعنی بعد از مدت‌ها رفتار ملال‌آور و پیش‌بینی‌پذيرر، این سیستم‌ها ناگهان به نحوی غریب پیش‌بینی‌ناپذير می‌شوند و تلاطم‌های بسيار شدیدی از خود نشان می‌دهند.

سیستم غیرخطی چیست؟ سیستمی است که خروجی‌های آن تناسب مستقیمی با ورودی‌ها ندارند. ما انسان‌ها سیستم‌هایی غیرخطی هستیم: اگر یک میلیون دلار در بخت‌آزمایی برنده شویم، واقعاً ممکن است بسیار خوشحال شویم. اما اگر قرار باشد ۴ میلیون دلار برنده شویم، احتمالاً چهار برابر خوشحال‌تر نمی‌شویم. خيلی عمیق‌تر این را بخواهیم بگوییم، اگر دو برابر شدن ثروت ما در بخت‌آزمایی ما را خوشحال می‌کرد، باختن ثروت‌مان در قماری احمقانه ما را فقط اندوهگین نمی‌کرد، نابودمان می‌کرد.

غیرخطی بودن یک مؤلفه‌ کلیدی پدیده آشوب است – یعنی فرايندی که مبنای اثر مشهور پروانه‌ای است – که چطور یک عدم قطعیت کوچک می‌تواند رشد کند و تمامی یک سیستم را پیش‌بینی‌ناپذير کند. اما در سیستم‌های آشوب‌ناک، اثر پروانه‌ای هميشه جاری نیست. گاهی اوقات یک سیستم آشوب‌ناک می‌تواند مدتی طولانی در آینده قابل پیش‌بینی باشد. در موقعیت‌های ديگر، نزدیک به یک بی‌ثباتی متناوب، به هم خوردن بال‌های يک پروانه ممکن است پیش‌بینی‌پذيری را مدتی بسیار کوتاه نابود کند. تمام این‌ها عواقب غیرخطی بودن است.

آب وهوا يک سیستم آشوب‌ناک غیرخطی است. آب و هوا بیشتر اوقات موضوعی ملال‌آور و پیش‌بینی‌ناپذير است ولی گاهی به‌شدت پیش‌بینی‌ناپذير و حاد می‌شود.

در اکتبر سال ۱۹۸۷، مایکل فیش گزارشگر آب و هوای بی‌بی‌سی به بینندگان گفت که نگران بادهای قوی‌ای نباشند که بعداً معلوم شد بدترین طوفانی بوده است که جنوب انگلستان در ۳۰۰ سال گذشته تجربه کرده بود.

هواشناسان از این تجربه درس گرفتند. معلوم شد که تحول چیزی که در بعضی محافل به «طوفان فیش» مشهور شد حساسیتی استثنایی به اثر پروانه‌ای داشته است – بسیار بیشتر از وضعیت عادی. و در نتیجه، این روزها، وقتی می‌کوشند آب و هوا را پیش‌بینی کنند، مراکز پیش‌بینی مجموعه‌ای از ۵۰ شبیه‌سازی را اجرا می‌کنند که هر یک در شرایط اولیه‌اش اندکی تفاوت دارند (بر اساس برهم‌خوردن بال‌های آب و هوایی پروانه‌ای).

وقتی که جو بسیار بی‌ثبات باشد، مثل اکتبر سال ۱۹۸۷، پیش‌بینی‌های مختلف درون یک مجموعه با هم تفاوت‌های بسیار فاحشی خواهند داشت: بعضی هوای به شدت طوفانی قدرتمندی را نشان می‌دهند و بعضی هوای بسیار ملایم‌تری را. تمام کاری که پیش‌بینی‌کننده می‌تواند در چنین وضعی بکند، تخمین احتمال یا امکان بروز وضعيت حاد است.

اما پیش‌بینی یک امکان مهم برای حادثه‌ای حاد بسیار بهتر است از این پیش‌بینی که اتفاق مهمی رخ نخواهد داد، مثل سال ۱۹۸۷. امروزه پیش‌بینی هوای مجموعه‌ای، نحوه‌ای که سازمان‌های امدادی بشردوستانه و حوادث غیرمترقبه غذای اضطراری، سرپناه، دارو و حتی پول به مناطقی که در معرض خطر شرایط آب و هوایی شدید هستند می‌فرستند را به‌شدت دگرگون کرده است. چنین اقدامات پیش‌بینی‌گرانه وقتی انجام می‌شود که امکانات مبتنی بر مجموعه پیش‌بینی‌ها برای شرایط آب و هوایی حاد از یک آستانه‌ از پیش‌تعیین‌شده عبور کند.

آیا ما انسان‌ها می‌توانیم بر احتمال این بی‌ثباتی‌های متناوب اثر بگذاریم؟ بله، می‌توانیم.

با ادامه دادن به انتشار گازهای گلخانه‌ای به داخل جو و در نتیجه گرم کردن و مرطوب کردن هوا، ما سیستم غیرخطی اقلیمی‌مان را به سوی بی‌ثباتی متناوب بیشتر سوق می‌دهیم. شاید یکی از ویرانگرترین انواع بی‌ثباتی با یک نقطه عطف مرتبط باشد، مثلاً مرتبط با تکه‌تکه‌شدن یک ورقه‌ یخ بزرگ، که منجر به افزایش فراوان سطح آب دریا شود. در این وضعیت، نمی‌توانیم فقط با معکوس کردن ارسال گازهای گلخانه‌ای‌مان به‌سادگی صدمه را معکوس کنیم؛ این کار مثل قفل کردن در اصطبل بعد از رم کردن اسب است.

ما می‌توانیم احتمال این بی‌ثباتی‌های اقلیم‌شناختی را با تعدیل انتشار گازهای گلخانه‌ای کاهش دهیم. اما چه اقداماتی از همه مؤثرترند؟

دانشمندان متخصص تغییرات اقلیمی، برای هدایت این تصمیم‌ها سعی کرده‌اند سیستم‌های اقلیمی را مدل‌سازی کنند و تخمین بزنند که چطور اقلیم در نتیجه وضعیت‌های انتشار قابل تصور متفاوت گازهای گلخانه‌ای در آینده، تغییر خواهد کرد. اما در این تخمین‌ها عدم قطعیت‌هایی هست که دست کم به خاطر اثر انتشار گازها بر فرایندهای داخلی جوی مثل پوشش ابری است.

دانشمندان متخصص تغییرات اقلیمی سعی می‌کنند این عدم قطعیت‌ها را با اجرای مجموعه‌ای از الگوهای اقلیمی در نظر بگیرند که در آنها مثلاً فرایندهای ابری نامشخص به شیوه‌های مختلف ممکن نمایش داده می‌شوند. بسیار مهم است که مجموعه‌های ما احتمالات قابل اعتمادی از تغییر اقلیمی آسیب‌رسان را ارائه کنند. دیدگاه خود من این است که ما در مورد دومی کارهای بیشتری می‌توانیم بکنیم و در واقع باید منابع‌مان را در تراز بین‌المللی به طرف ایجاد نوع تازه‌ای از «سرن تغییرات اقلیمی» سوق بدهیم – که سازمانی پژوهشی و بین‌دولتی است که تمرکزش بر روی دانش اقلیمی است تا فيزیک ذرات مثل سرن.

حتی منظومه شمسی ما، که خیلی اوقات تصور می‌شود مثل ساعت کار می‌کند و منظم‌ترین و پیش‌بینی‌پذیرترین سیستم است، آشوب‌ناک است و می‌تواند بی‌ثباتی متناوب از خود بروز دهد.

بیش از صد سال پیش، آنری پوآنکاره فيزیکدان فرانسوی نشان داد که اصولاً هیچ چیزی مانع از این نیست که سیاره‌ها ناگهان از منظومه شمسی به بیرون پرتاب شوند. خوشبختانه، بر اساس پیش‌بینی‌های مجموعه‌ای از منظومه شمسی ما، می‌توانیم مطمئن باشیم که این نوع از بی‌ثباتی متناوب در آینده‌ای قابل پیش‌بینی رخ نخواهد داد (در این مورد خاص يعنی چندين ميلیون سال).

اما نسخه خُردی از این بی‌ثباتی بسیار محتمل‌تر است: که یک سیارک به نحوی غیرقابل پیش‌بینی از کمربند سیاره‌ای به بیرون پرتاب شود و به زمین برخورد کند و اثراتی مشابه با یک یا چند بمب هسته‌ای داشته باشد. به این دلیل است که ناسا توانایی‌های پیش‌بینی سیارک‌های نزدیک‌مدت خود را بهبود می‌دهد و وسایلی را طراحی می‌کند تا این نوع سیارک‌های خودسر را در صورتی که به سوی زمین بیایند منحرف کند.

مأموریت دارت که طی آن یک سفینه فضایی به سیارک دیمورفس زده شده، به نحو موفقیت‌آمیزی توانایی ما را برای مقابله با بی‌ثباتی‌های متناوب کمربند سیارکی از طریق تغییر مسیر یک سنگ فضایی که می‌توانست به سوی زمین بیاید آزمایش کرد. در این مورد، ما ابزاری برای کنترل نسبی بی‌ثباتی‌ها و احتراز از بدترین عواقب آن را در اختيار داریم.

آیا می‌تونیم بروز حوادث آب و هوایی منفردی، مثل توفانی که در سال ۱۹۸۷ انگلستان را درنوردید یا گردبادهایی که سالانه ساحل شرقی آمریکا را درگیر می‌کنند، با انواع مشابهی از مداخلات دفع کنیم؟ در دهه ۱۹۵۰، این فکر که بمب‌های هسته‌ای را در نقاط هدفمند مناسبی از جو منفجر کنند تا گردبادها را از مسیر پیش‌بینی‌شده‌شان در صورت تهدید مناطق مسکونی دور کنند، مطرح شد. اما جدای از مشکل بدیهی اثرات رادیو اکتیو، آب و هوا بسیار پیچیده‌تر از آن است که بتوان با اطمینان این نوع کنترل هوایی را روی آن انجام داد.

برای داشتن کمترین بختی برای اینکه این انفجار بر یک سیستم هوایی حاد اثری بگذارد، باید چندین روز قبل پيش از این که سیستم به بلوغ برسد این کار انجام شود. تخمین محل انفجار بمب در این بازه بستگی بسیار حساسی دارد به جزییات در مقیاس خُرد پیش‌بینی الگوهای گردش جوی – خطا کردن در موقعیت تخمینی یک انفجار در حد حتی چند کیلومتر ممکن است اثر ضعیفی برای سیستم هوایی مورد هدف بگذارد. توانایی ما برای محاسبه این مکان‌های حساس، با بازه پیش‌بینی‌ای که در آن این شیوه اصولاً ممکن است جواب بدهد، آن قدر خوب نیست. فکر جالبی است – ولی (شاید خوش‌بختانه) بعید است در عمل به نحو قابل اتکایی جواب بدهد.

اما شرایط آب و هوایی حاد تنها سیستم غیرخطی نیست که اخیراً بر زندگی‌های ما اثر گذاشته است.

شیوع کووید-۱۹ در مراحل اولیه بیماری چندان به خوبی پیش‌بینی نشده بود. اما باعث تهیه الگوهای اپیدمولوژیک ب��ای پیش‌بینی مرگ و بستری شدن حاصل از ابتلا به کووید شد. مانند تغییرات اقلیمی این‌ها بیشتر افکنش هستند تا پیش‌بینی: تخمین‌های مبتنی بر گزینه‌های مختلف سیاست‌گذاری، از قرنطینه بسیار سخت‌گیرانه تا نشان ندادن هیچ واکنشی. اما هر چند الگوهای اولیه بیماری خودشان چندان قابل اتکا نبودند، با تهیه مدل‌های بیشتر با فرضیات متفاوت، مجموعه‌های چندین-مدلی از بستری شدن و مرگ به خاطر کووید از طریق تجمیع خروجی‌های مدل با هم در حالت احتمالی امکان‌پذیر شد. اینها تخمین‌های بسیار قابل اتکاتری از بدترین سناریوهای قابل قبول به دست دادند که هر گونه پیش‌بینی تک‌مدلی می‌توانست ارایه دهد.

اقتصاد جهانی یک سیستم خطی دیگر است که می‌تواند اثر عمیقی بر زندگی‌های ما بگذارد. به گفته اندی هالدین، اقتصاددان ارشد سابق بانک انگلستان، در سال ۲۰۰۸ اقتصاددان‌ها با لحظه‌ای مثل مايکل فیش برخورد کردند: مشهور است که ملکه الیزابت دوم از جمعی از اقتصاددان‌ها در شهر لندن پرسید که چرا پیش‌بینی سقوط مالی آن سال را نکرده بودند. هالدین متوجه شد که نوع الگوی اقتصادی که بانک انگلستان استفاده می‌کرد اصلاً نمی‌توانست نوع بی‌ثباتی متناوبی را که می‌تواند در این سیستم مالی رخ بدهد نشان دهد.

توصیف شرایط بروز کیفی بی‌ثباتی متناوب اقتصاد نسبتاً آسان است. بیشتر اوقات، یک صندوق تأمین تلاطم قیمت یک سهام را با جابجا کردن سهام به سوی ارزش ذاتی آن کاهش می‌دهد. اما، بانک‌ها به صندوق‌های تأمینی پول قرض می‌دهند و برای حفاظت از ریسک‌شان، بانک‌ها مبلغی را که حاضرند قرض بدهند محدود می‌کنند.

حالا فرض کنید ارزش یک سهام موقع استفاده کامل از یک صندوق تأمینی سقوط کند. صندوق تأمینی مجبور می‌شود سهام‌اش را برای پرداخت بخشی از وام بفروشد. اما فروش سهام به این شکل می‌تواند باعث سقوط بیشتر ارزش سهام شود. این کار باعث می‌شود بازپرداخت وام برای صندوق‌های تأمینی دشوارتر هم بشود. شاید نه فقط صندوق تأمینی بلکه بانک نیز در صورت شیوع چنین رفتاری ورشکسته شود. به این شیوه، یک نوع بی‌ثباتی گرداب مرگ برای کل اقتصاد به جریان می‌افتد، به ويژه اگر اقتصاد متکی به سلامت بخش مالی‌اش باشد.

مشکل این است که الگوهای نوکلاسیک سنتی اقتصاد کلان اصلاً شامل این فرایندهای مقیاس خرد نیستند. یک نوع الگوی تازه – الگویی مبتنی بر عامل – دنبال انجام این کار است. اینجا الگو می‌کوشد که اقدام عوامل فردی مثل کسب و کارها،‌ صنعت‌ها،‌ بانک‌ها و صندوق‌های تأمینی را از پایین‌ترین سطح تا بالا در هم ادغام کند.

فلسفه زیربنایی این الگوها تفاوت زیادی با الگوی پیش‌بینی آب و هوا ندارند که در آن‌ها عوامل منفرد مربع‌های شبکه‌ای کوچک (در مقیاس افقی چند کیلومتری) هستند که متغیرهای آب و هوایی را در مقیاس فرضی عنصری توصیف می‌کند. ریاضیات الگوهای مبتنی بر عامل شلخته هستند، بر خلاف ریاضیات الگوهای اقتصاد نوکلاسیک که بسیار تر و تمیز ولی با فایده کمتر هستند. اما دنیا همین‌طوری است – کمابیش شلخته.

روش‌های پیش‌بینی مجموعه‌ای مبتنی بر الگوهای مبتنی بر عامل برای پیش‌بینی احتمالی بی‌ثباتی‌های متناوب در بخش مالی در دست تهیه هستند. اما در مقایسه با پیش‌بینی آب و هوایی و اقلیمی این تحولات در مراحل بسیار اولیه هستند.

و البته توانایی ما برای پیش‌بینی اقتصاد بستگی به این دارد که آیا دنیا در حال صلح است یا جنگ. یکی از پرچمداران پیش‌بینی کمی آب و هوا، لوییس فرای ریچاردسون نیز الگوهای اولیه پیش‌بینی کمی درگیری را نیز تهیه کرده بود. پیش‌بینی درگیری نیز با استفاده از الگوهای مبتنی بر عالم به تدریج به حوزه‌ای پخته و سنجیده تبدیل می‌شود و باز هم فنون پیش‌بینی مجموعه‌ای، که در آن عدم قطعیت‌های کلیدی در اعضای مختلف مجموعه متغیر هستند، برای تولید پیش‌بینی‌های احتمالی قابل اتکا حیاتی هستند. این الگوها اوکراین را به عنوان یک کانون داغ بالقوه برای درگیری، پیش از حمله روسیه شناسایی کرده بودند.

حالا بیایید اینها را کنار هم بگذاریم. بی‌ثباتی‌های متناوب مشخصه بسیاری از سیستم‌های غیرخطی در طبیعت و جامعه جهانی هستند. به طور کلی، به نظر می‌رسد اثرات آنها به شدت منفی باشند و زندگی‌های ما را به نحو بدی مختل کنند. چطور می‌توان با این بی‌ثباتی‌ها مقابله کرد؟ شاید بتوانیم به طور کلی مانع از وقوع آنها شویم. در خصوص يک سیارک خودسر، این امر واقعاً ممکن به نظر می‌رسد. در مورد آب و هوا يا چه بسا اقتصاد، این سیستم‌ها پيچیده‌تر از آن هستند که این امر برای‌شان میسر شود. اما، برای موارد اخیر، بروز بی‌ثباتی‌های متناوب را حتی اگر نتوانیم به طور کلی از میان‌شان برداریم، می‌توانیم نامحتمل‌تر کنیم مثلاً با تعدیل انتشار گازهای گلخانه‌ای از یک سو یا با تنظیم تراکنش‌های مالی در موقعیت‌های قابل کنترل بسیار از سوی دیگر می‌توان این کار را انجام داد. همچنین می‌توانیم اقداماتی احتیاطی برای کاهش اثرات بی‌ثباتی در هنگام پیش‌بینی‌شان اتخاذ کنیم.

اما این بی‌ثباتی‌ها را بنا به ماهیت‌شان به سختی می‌توان پیش‌بینی کرد و ممکن است بستگی حساسی به نقاط نامطمئنی از سیستم داشته باشند. برای پیش‌بینی قابل اتکای بروز بی‌ثباتی‌ها، سیستم‌های پیش‌بینی مجموعه‌ای را باید در جاهایی که اعضای فردی مجموعه در ارایه نقاط نامطمئن سیستم اختلاف دارند، تهیه کرد. نتیجه امری قطعی نیست بلکه پیش‌بینی احتمالی بی‌ثباتی است.

اینکه اتخاذ اقدامات احتیاطی در پرتو این پیش‌بینی‌ها ارزش دارند یا نه بستگی خواهد داشت به هزینه اقدام، صدمه مهارنشده حاصل از بی‌ثباتی و احتمال پیش‌بینی بروز حادثه. اگر مورد اول کوچک باشد، یا دو مورد آخر خیلی عظیم نباشند، ارزش‌اش را دارد.

پیش‌بینی مجموعه‌ای تبدیل به یک حوزه نسبتاً جاافتاده در پیش‌بینی آب و هوا و تغییرات اقلیمی شده است، در الگوسازی بیماری‌ها به خاطر کووید-۱۹ سرعت یافته است و به تدریج به عنوان حوزه‌ای در زمینه اقتصاد و پیش‌بینی درگیری به خاطر تهیه الگوهای مبتنی بر عامل تکامل پیدا می‌کند.

شاید در سال‌های آینده ، واکنشی از قبيل «وه! این از کجا آمد؟»، که هنگام بروز یک بی‌ثباتی متناوب دیگر از چندین جهت ممکن متفاوت سراغ ما بیاید، کمتر بروز کند.

تیم پالمر استاد پژوهشی انجمن سلطنتی در فیزیک اقلیمی در دانشگاه آکسفورد است. کتاب‌ او با عنوان «اولویت شک» (انتشارات دانشگاه آکسفورد و بيسيک بوکز) علم عدم قطعیت را در طيفی از علوم بنیادی و کاربردی توصیف می‌کند.