МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОЖИДАНИЕ
А.М. Волков
Необходимость применения математических методов в геологии для меня казалась очевидной с самых первых шагов в роли специалиста, получившего диплом инженера-геолога после окончания Московского нефтяного института имени И.М. Губкина. Сейчас невозможно вспомнить, в связи с чем этот вопрос возник впервые, но совершенно отчетливо помнятся споры о роли математики, которые мы вели в начале пятидесятых. Особенность их в том, что обсуждался предмет, знания о котором были ничтожны. Дискуссии вполне могли дать материал для новой версии «Письма ученому соседу». Только отсутствие среди нас А.П. Чехова не позволило приобрести широкую известность.
В то время мы имели самое поверхностное знакомство только с началами математического анализа. Уверенность в том, что математика может помочь геологии основывалась на вере, а не на знаниях. Верилось в мощь этой науки, хотя, в чем она, эта мощь, выражается, как она может проявиться, не имели не малейшего представления.
За 10 лет работы на производстве математический багаж не вырос совершенно. Духу хватило только на то, чтобы прочитать еще раз учебник, по которому учился в институте. С переходом в науку положение изменилось. По явился резерв времени, который можно было использовать на самообразование, появились возможности проконсультироваться у специалистов.
Появился коллектив, состоящий из людей творческого склада. Все мы и до того работали в одной организации, но в разных производственных подразделениях, решали разные задачи. Объединение в стенах института коренным образом изменило обстановку. Появилась общая цель, и были начаты совместные поиски средств достижения этой цели.
Программа по первой нашей теме никак не предполагала, что поставленные задачи будут решаться математически. Но уже в течение первого полевого сезона мы начали снова да ладом повторять математический анализ в объеме ВТУЗовского курса. Ясно, что из этого никаких методов решения геологических задач не последовало. Но зато родилось скорее ощущение, чем понимание, что может оказаться полезным вероятностный подход.
Первой книгой по теории вероятностей казалась монография Лоэва, написанная математиком для математиков. Я в этой книге понял одну первую фразу, да и то не до конца. Преодолеть комплекс неполноценности помог учебник по математической статистике для экономистов. Сейчас я не могу припомнить даже автора, но книга оказалась написанной настолько просто и доходчиво, что ее содержание довольно быстро удалось усвоить. Помнится только, мне долго не удавалось постичь смысл таинственного термина – «математическое ожидание». Наверное, несколько месяцев я спотыкался об это понятие, пока удалось уяснить его близкое родство со средним арифметическим.
Мы повторяли азы анализа и искали другие математические средства решения геологических задач параллельно с работой над темой, целью которой было выяснить роль вертикальной миграции флюидов в формировании залежей нефти и газа. Мы должны были выбрать одну из двух практически взаимоисключающих гипотез: вертикальная миграция весьма ограничена и соответственно мала ее роль; миграция по вертикали вероятна не менее чем по горизонтали, роль ее может быть весьма значительной. Последнее предположение опиралось на простое соображение: количество перемещающихся флюидов пропорционально двум величинам – проницаемости и градиенту давления. Если по горизонтали выше проницаемость, то ниже градиенты и наоборот. Поэтому в принципе возможны любые соотношения величин, в том числе и такие, которые обеспечат достаточно интенсивный переток по вертикали.
Предполагалось, что, проанализировав геологическое строение большого числа месторождений, можно будет установить закономерности, которые позволят однозначно решить проблему не только для себя, но и для других. Детально познакомиться со строением месторождений можно только на местах. Поэтому была организована партия, которая за 3 года объехала основные нефтегазоносные районы Волго-Уральской области, Кавказа, Средней Азии и Украины. С другими районами познакомились по литературным источникам.
Ядро коллектива состояло из Н.Н. Поплавского, А.В. Рылькова, Г.М. Шинкеева, В.К. Рыбака, Г.А. Ильюченко. Другие приходили и уходили. Эти оставались верны до конца. Лишь в последующие годы пути разошлись. Н.Н. Поплавский и А.В. Рыльков сами возглавили крупные коллективы. Г.М. Шинкеев увлекся чисто химической стороной дела (совсем не связанной с математикой и мало связанной с геологией) и ушел в другую организацию, В.К. Рыбак окончил институт, а затем защитил диссертацию и теперь продолжает работать в уже обновленном коллективе. Г.А. Ильченко всей душой была предана нашему общему делу и оставалась с нами до ухода на пенсию.
Хотя экипировка у нас была далека от совершенства, это как-то мало влияло на наше настроение. Работали весело и напряженно, с легким сердцем, все казалось легко разрешимым, стоит только как следует поработать. При таком настроении работа спорилась. За 3 года мы собрали, обдумали, обработали огромную массу материала. В то время еще мало отвлекали на постороннюю работу, а высокая работоспособность молодости усиливалась энтузиазмом. Руководители института Н.Н.Ростовцев и Г.П. Богомяков создали в институте на редкость доброжелательную атмосферу.
К сожалению, этот период завершился с окончанием первой темы. В отчете для обоснования выводов широко использовались оценки коэффициента корреляции и уравнения регрессии. Сейчас это чуть ли не обязательный элемент научной работы, но в 1965 году многие встретили такое новшество, мягко говоря, без энтузиазма. В дальнейшем такое отношение превратилось в постоянно действующий фактор, что, безусловно, создавало серьезные моральные и психологические проблемы. Легкость, душевная ясность, ожидание от завтрашнего дня только хорошего постепенно пошли на убыль. Младенчество в науке кончилось.
Наивная надежда, что, сделав работы, мы все решим и для себя, и для других, не оправдалась. Напротив, стало ясно, что все остались при своем мнении. Работа сделана, а ничто не изменилось. Более того, и не могло измениться! Просматривая литературу за предшествующие годы, я обратил внимание на своеобразную цикличность процесса развития геологии. Одна и та же идея то появлялась и получала широкое признание, то забывалась или оттеснялась на задний план другими идеями. На каждом новом витке идея обрастала новыми подробностями, результатами более тонких экспериментов, но суть ее не менялась. Одновременно с этим происходит своеобразный естественный отбор. Выживают и способны к возрождению только плодотворные идеи.
Стало ясно, что без точных знаний, без строгих доказательств путем убеждения ничего нельзя сделать. В научном хоре каждый слушает только себя. Новый голос только усиливает какофонию, сквозь нее пробиваются отдельные мелодии, которые ведут сильные голоса и те, кто им подпевает. Имеет смысл работать только ради таких результатов, которые в состоянии противостоять этой стихии. Таким образом, стихийная тяга к математическим методам превратилась в сознательную линию поведения: накапливать такие знания, который любой непредубежденный специалист проинтерпретирует вполне однозначно. Этого можно достичь только на основе математически строгих методов.
Осознав цель, надо было обеспечить себя средствами для достижения цели и накопить необходимый запас знаний. В этот период казалось, что достаточно овладеть многомерной статистикой и все проблемы геологии можно решить. На это предполагалось затратить 5 лет. Но все эти предположения оказались неверны. Одной статистики для решения всех геологических проблем недостаточно, а в целом современная математика настолько сложна и многообразна, что даже после 20 лет постоянного из учения каких-нибудь разделов математики я чувствую себя на краю огромной неизведанной страны. Чем больше узнаешь, тем яснее понимаешь, как далеко и широко шагает математика.
Со временем процесс обучения приобрел более организованные формы. Появились добровольные просветители, которые читали лекции и тем самым в значительной степени облегчали нашу участь. Среди первых просветителей был преподаватель ТИИ (сейчас кандидат физико-математических наук) Г.М. Ромалис. Он нас познакомил с основами линейной алгебры. Возникло любопытное взаимное недопонимание. Он считал, что нам надо читать лекции на достаточно высоком уровне, который якобы соответствовал нашей общей подготовке, а мы страдали от того, что было очень трудно, но не хотели сдаваться и просить рассказывать проще. Что-то из его лекций всерьёз мы поняли позднее, когда столкнулись в процессе работы, но главное было сделано – появился фундамент, на котором держится значительная часть современной математики. Во всяком случае, переход к многомерной статистике оказался не таким сложным.
Другим человеком, который сыграл очень большую роль в нашей жизни, был С.В. Гольдин (доктор физико-математических наук, зав.лабораторией ИГиГ СО АН СССР). Его широкая эрудиция, готовность помочь каждому, кто в этом нуждается, поразительная изобретательность ума делали общение с ним и легким, и полезным одновременно. С его появлением мы быстро перешли на многомерную статистику. В его изложении она не представлялась слишком сложной. Другое направление, которое в нашем коллективе связано с именем С.В. Гольдина, – попытки создания аксиоматической теории.
В точных науках теории строятся аксиоматически. Это значит, что небольшое число утверждений принимается без доказательства, как очевидное. Все дальнейшие высказывания доказываются как теоремы. В результате теория оказывается строгой непротиворечивой. Естественный вывод: чтобы сделать геологию точной наукой, необходимо развивать аксиоматический подход.
С другой стороны, в геологии очень широко используются классификации. Все объекты, с которыми имеет дело геолог, он стремится упорядочить, разложить по полочкам. Это позволяет прояснить обстановку, найти интересные аналогии, привлечь дополнительную информацию по другим районам.
Соединить аксиоматический подход с построением классификаций – увлекательная идея. К нам ее «привез» С.В. Гольдин, который несколько лет проработал в одном коллективе с Ю.А. Ворониным (доктор физико-математических наук, зав. лабораторией ВЦ СОАН СССР). Реализация ее заняла несколько лет. Первые два года я скорее учился у С.В.Гольдина, чем помогал ему. Единственно, в чем я был полезен, так это в выделении особенностей геологических объектов, которые хотелось учесть при построении классификации. Перевод их на математический язык практически на 100% принадлежит С.В. Гольдину. Мне так недоставало знаний математики! Ущербность своего образования в тот период я ощущал, видимо, наиболее остро. И сейчас я на каждом шагу как бы упираюсь в стену, но область, в которой я начал ориентироваться, по сравнению с концом 60-х, естественно, расширилась. Это дает возможность хотя бы некоторые вопросы решать без чрезмерного напряжения.
Когда классификация была завершена, то ее встретили с еще большим недоумением, чем коэффициенты корреляции и уравнения регрессии. Главные претензии сводились к тому, что классов слишком много и неясно, как их применять на практике. Если уменьшать число классов мы не считали нужным, то найти практическое применение было необходимо.
Занялись практическим применением. Начали с разработки алгоритмов установления класса залежи путем обработки информации, которую можно получить по поисковым и разведочным скважинам. Решили, что геолога надо освободить от трудоемкой обработки информации и выдавать ему конечный результат в виде формулы залежи (класса заданного набором символов) и соответствующего ей словесного описания на стандартном геологическом языке. Закончим работу, освободим, а он не проявляет признаков радости. Скорее наоборот. Боюсь, что в тот период только мой предшествующий послужной список уберег наш коллектив от оргвыводов со стороны на чальства. Еще, должно быть, надеялись, что я смогу образумиться.
Второй итог этого этапа работы оказался еще более неожиданным и серьезным. Н.Н.Поплавский, который составлял программу, классифицирующую залежи и составляющую их описание, доработался до инфаркта. Днем он исправно ходил выполнять свои служебные обязанности, а ночи проводил за пультом «Минск-22», отлаживая программы, написанные в кодах ЭВМ. Такой способ программирования требовал огромного напряжения и усердия. Если набор мелких команд, из которых состоит программа для ЭВМ, сравнить с мешком крупы, то сегодня программисты черпают их кружками, а в те времена перебирали по зернышку.
Инфаркт – дело серьезное. Он заставил произвести переоценку ценностей. Прежде всего, необходимо было пересмотреть стиль работы и уменьшить нагрузки до приемлемых для человеческого организма пределов. Речь теперь шла уже не о кратковременном штурме, после которого можно передохнуть. Нужно было организовывать планомерное, пусть не быстрое, но постоянное продвижение вперед. В то время я часто вспоминал китайскую пословицу «не бойся идти медленно, бойся остановиться».
Другой организационный вывод заключался в том, что нельзя брать темы без большого задела по ним. С тех пор мы выдаем векселя только по тем разработкам, которые знаем, что будут выполнены, т.к. остались главным образом только детали, а основная работа поискового характера выполнена в рамках предыдущей темы. Методические разработки, особенно связанные с ЭВМ, порой дают такие неожиданные результаты, что это ставит под угрозу срыва сроков выполнения темы. Поэтому, если не хочешь создать перенапряжения или закончить тему провалом, надо учиться распределять силы между официально принятыми обязательствами и поиском новых решений.
Главным все же оставалось направление дальнейших исследований. Нужны ли формулы описания залежей или что-то другое? Так ли уж неправы все те, кто с недоверием воспринимает полученные нами результаты. Хотим мы того или не хотим, общественное мнение оказывает влияние на наше поведение. Постепенно аксиоматические классификации отодвинулись в сторону. Жизнь заставляла решать другие задачи, и именно они выдвигались на передний план.
Следующая большая работа была связана с применением методов распознавания образов. Работы были начаты параллельно с аксиоматическими классификациями, но пока классификации не были завершены, до распознавания руки не доходили. Теперь распознавание стало главным делом. Не следует воспринимать это как крутой поворот. Дело в том, что распознавание образов – это тоже классификация. Только смысл этого слова немного другой. Это не построение классификации, а классифицирование объектов по набору свойств. При распознавании классы объектов должны быть определены заранее. Задача состоит в том, чтобы отдельно взятый объект отнести к одному из этих классов. Например, по поводу некоторого строения надо сказать – это дом или сарай? В простых ситуациях такое решение принимается просто и безошибочно.
Однако далеко не всегда можно отличить дом от сарая и классифицирование строений может превратиться в проблему. В геологии таких проблем очень много. Выделенные классы не имеют четких границ, а тот единственный признак, по которому можно однозначно определить класс, как правило, неизвестен.
Сказать, что этот путь оказался усыпанным розами, было бы большим преувеличением. Выяснились два весьма существенных обстоятельства:
1) необходимо умело выбирать признаки для классификации и
2) измерения надо проводить очень точно.
Если эти условия не выполнены, то результат неизбежно содержит много ошибок. Если первое условие зависит от конкретного исследователя, то второе – от общего уровня работ в данной отрасли. Погрешности измерений не позволяют повысить точность распознавания. Так, например, невозможно определить цвет лица человека по его изображению на телевизионном экране. Необходимо принципиальное улучшение технической базы телевидения, чтобы это стало возможно. Точно так же в геологоразведочном производстве необходимо коренное техническое перевооружение. Только при этом условии некоторые задачи оказываются разрешимыми.
Существующий уровень техники измерений в геологии не дает возможности принципиально улучшить результаты классифицирования по сравнению с традиционным подходом. Какие-то частные успехи, видимо, исключать нельзя, но в целом это направление очень зависит от общего уровня работ.
Работами в области применения методов распознавания образов завершился длительный период поиска путей математизации геологии. Оглядываясь назад, теперь можно подвести некоторые итоги. В то время все оценки в большей степени окрашивались эмоциями. Сейчас оценки более сдержанные и, надеюсь, более верные.
Главный недостаток того периода в том, что за основу принимался метод, а не геологические задачи, которые, скорее, служили целям иллюстрации возможностей метода на геологической почве. Другой подход, видимо, был просто невозможен: недоставало знаний математики. Поэтому и неумеренные восторги, и мрачные разочарования.
В действительности дело не в том, что один метод хорош, а другой плох. Каждый метод хорош, если его применять по назначению. Нельзя превращать метод в самоцель, нельзя применять его во всех случаях или рассчитывать решить им все проблемы геологии. Надо идти не от метода к геологии, а от геологической задачи к методу, который позволит решить ее наилучшим образом. Вроде бы простая и естественная мысль. Но до сих пор немало людей, которые не отказались от примата метода.
Главный минус всех опробованных методов в том, что они позволяют решать отдельные задачи, не затрагивая основ работы геолога. Их нельзя исключать из набора средств, но ни в коем случае не следует ограничиваться только ими. К счастью, к тому времени, когда мы поняли ограниченность возможностей методов распознавания образов, мы получили первые удачные результаты в области картирования.
Работы в этом направлении велись уже несколько лет. Далеко не сразу удалось найти адекватный подход. Это новое направление связано с новыми людьми, с новым поколением геологов, увлеченных математическими методами. Чтобы проследить истоки этого явления, необходимо вернуться немного назад.
С.В. Гольдину пришла в голову счастливая идея – попытаться организовать при Индустриальном институте подготовку геологов с существенно расширенной программой по математическим дисциплинам. Эту идею поддержал И.В. Лебедев (доктор геолого-минералогических наук, в то время декан геологоразведочного факультета). Министерство также отнеслось одобрительно. В итоге была создана группа, которая обучалась по специальной программе, из которой были исключены такие бесполезные для геолога дисциплины, как детали машин, сопромат, техническое черчение. За счет этого количество часов на математику и ее приложения увеличили до 1000.
Первый набор в группу проходил в два этапа. Сначала надо было поступить в институт. А затем среди прошедших по конкурсу был объявлен дополнительный конкурс. Со всех факультетов нашлось 75 человек, которые пожелали принять участие в конкурсе. Из них после дополнительного экзамена по математике отобрали 25 человек. С ними начали заниматься с большим энтузиазмом сотрудники кафедры высшей математики: М.А. Скалкина (кандидат физико-математических наук, зав. кафедрой), А.А. Бокк (кандидат физико-математических наук) и в то время еще «неостепененный» Г.М. Ромалис. Через несколько лет А.А. Бокка сменил доктор физико-математических наук Л.Д.Иванов.
С появлением группы ориентация на молодежь стала по существу преобладающей. Не то чтобы до этого пренебрегали молодыми (сами тоже еще не были старыми). Просто не было молодых ребят, имеющих хорошую математическую подготовку. Поэтому пытались увлечь людей старшего поколения. Существовала точка зрения, что надо втягивать в наши дела руководителей предприятий.
Постепенно попытки увлечь людей старшего поколения ослабевали. Становилось ясно, что те люди, которые видят перспективу, уже пытаются сами что-то делать, агитировать их не надо. В стороне остались только те, кто либо не понимает смысла происходящего, либо не хочет брать на себя дополнительную ношу, которая не сулит никаких выгод. Агитировать таких – тратить время впустую. Тогда как работа с молодежью обеспечит завтрашний день.
В дальнейшем понимание этого позволило сформулировать линию поведения относительно внедрения разработок: внедрять только там, где делают это охотно. Аналогия со стратегией в Великой отечественной войне – не брать опорные пункты лобовыми атаками, а обходить их. Оставшись в окружении, они, в конечном счете, сдадутся. По крайней мере, можно добиться успеха меньшими усилиями.
С появлением специализированной группы в Тюменском индустриальном институте (ТИИ) комплектование отдела кадрами приобрело совершенно иной характер. Теперь мы начали брать к себе на работу студентов этой группы. Они работали у нас по 4 часа в день. Этого было вполне достаточно, чтобы освоиться с работой, правда, очень мало для того, чтобы приносить отделу реальную пользу из-за постоянных перерывов то на экзамены, то на практику. Мало что им удавалось доделать до конца. Но после завершения учебы они были готовыми специалистами, способными на своих плечах нести основную нагрузку.
Подбор на первых порах происходил в значительной мере благодаря родственным связям. Дело в том, что в первом наборе специализированной группы учился мой старший сын и через него я, с одной стороны, привлекал внимание к отделу, а с другой – ребят с перспективой. Во втором выпуске учился друг сына, а в четвертом – второй сын. Так в течение примерно 5 лет существовали родственные связи между отделом и группой.
Кроме того, помогали подбирать ребят сотрудники факультета Л.Д. Иванов, доктор геолого-минералогических наук, зав. кафедрой математической геологии Л.Ф. Дементьев, а в последние годы кандидат геолого-минералогических наук Г.П. Мясникова, некоторые приходили сами.
Принять в отдел всегда было проблемой. Как правило, не было вакансий, и с каждым новобранцем приходилось много бегать по инстанциям, чтобы легализовать его положение. Были случаи, когда первоначально устраивали в другие отделы, чтобы потом перевести к себе (перемещение внутри института – более легкая операция). Но успешно завершалась такая операция лишь в одном случае: Л.Н. Зырянов не препятствовал последующему переходу студентов к нам в отдел. В остальных случаях передвижка не состоялась. От этого опыта пришлось отказаться, т.к. это оборачивалось разочарованием и для нас, и для студентов.
Через отдел прошло много ребят, но прижились далеко не все. Некоторые сами не захотели оставаться, некоторых отсеяли принудительно, пока они как молодые специалисты проходили по инстанциям. А те, кто хотел остаться, должны были принимать специальные меры, чтобы не оказаться где-нибудь вдали от ЭВМ и от математических методов. Так, А.Н. Сидоров и Н.Г. Хорошев до декабряне оформляли направление на работу. Мы их во время дипломирования перевели на полную ставку, и им направление было не нужно. Необходимость в оформлении бумаг в соответствии с инструкциями испытывал отдел кадров Главтюменьгеологии. В конце концов, через полгода им оформили направление в ЗапСибНИГНИ. Были и другие не менее впечатляющие истории. Медленно, со скрипом, но отдел наполнялся молодежью.
Почти одновременно начала формироваться группа в Киевской опытно-методической экспедиции Министерства геологии УССР. Возникновение ее связано с Н.Н. Поплавским (кандидат геолого-минералогических наук, гл. геолог Киевской опытно-методической экспедиции). После инфаркта ему, по крайней мере родственники, настойчиво рекомендовали уехать из Тюмени. Одновременно с этим П.Ф. Шпак, в то время министр геологии УССР, решил дать импульс разработкам математических методов. В результате Н.Н. Поплавский оказался в Киеве. Он сразу же начал добиваться того, чтобы несколько молодых специалистов геологов-математиков распределили в Киев. Это ему удалось. В результате трое парней и одна девушка из первого выпуска геологов-математиков были распределены в Киев. В последующие годы пополнение происходило преимущественно за счет киевлян. Среди последнего пополнения оказался только один тюменец.
У них сложилось два направления. Только одно из них близко совпадает с нашим. В дальнейшем, когда будет говориться о киевской группе, то всегда будет подразумеваться только та часть из них, которая работает над задачами картирования. Это теперь кандидаты геолого-минералогических наук В.А. Волков и А.А. Лаптев.
У нас как-то с самого начала сложилась атмосфера взаимной доброжелательности, свободного обсуждения всех идей без боязни быть обворованным. Обсуждение ведется чаще всего по ходу дела группой заинтересованных лиц, некоторые вопросы выносятся на семинары. Но главная роль семинаров учебная. Все математически дисциплины сначала разбирались на семинарах. В роли докладчиков обычно выступают математики, сами за это брались и беремся только в тех случаях, когда математиков привлечь не удается.
Приход молодежи не изменил этого положения в худшую сторону, а скорее наоборот. Легкость, с которой они осваивали новое, создавала атмосферу, полную оптимизма. Старшее поколение в постоянных трениях с окружением как-то подрастеряло былую жизнерадостность, а молодым все было нипочем.
Появление в отделе молодежи совпало с заключительным этапом распознавания образов и началом поиска методов картирования. Случилось так, что ответственный исполнитель темы уволился, новым ответственным был назначен В.И. Пятков. Кроме того, в группу входили А.Н. Сидоров, С.В. Торопов и Н.Г Хорошев. Первые подходы к задаче картирования были явно неудачными. Как только дело доходило до конечного результата, то методы немедленно отвергались – результаты не удовлетворяли нас как геологов.
Первые проблески надежды на успех пришли со стороны геофизиков. Кандидат физико-математических наук, зав. сектором Р.М. Бембель в своих задачах использовал для аппроксимации полей сплайн-функции. Но его подход как-то не прижился. Зато брошюрка, которую он привез из Новосибирска, произвела резкий поворот в наших работах. Примерно год она не производила никакого впечатления, т.к. никто не мог понять ее содержание. Наконец, А.Н. Сидоров разобрался в статье В.А. Василенко и Переломова. Она ему очень понравилась. Заслушали сообщение А.Н. Сидорова на семинаре.
В его изложении мне тоже стал понятен смысл статьи. Метод, изложенный в ней, открывал большие перспективы. Он позволял использовать при построении карт различную информацию и аппроксимировать достаточно сложные поверхности. На этом же семинаре была выработана линия поведения на ближайшие годы – всех, кто заканчивает другие темы, переводить на составление программ картирования. Примерно через год переход был завершен. Не были переключены на новое направление только те, кто занимался задачами корреляции разрезов.
Киевская группа решала ту же задачу, но применительно к другим геологическим условиям. Поэтому с самого начала наметились расхождения в подходах. Отвергнутый нами вариант решения на предварительно триангулированной области они сумели довести до рабочего состояния. Более того, построив сеть треугольников таким образом, что ребра некоторых из них лежали на линиях разрывов, они успешно преодолели сложности картирования поверхностей с разрывами. Наш подход долгое время не позволял делать это.
Первая выданная машиной карта вызвала бурный энтузиазм, хотя сегодня она была бы расценена как очень примитивная. Время работы машины было непомерно большое: 30 минут затрачивалось на получение простенькой карты. Но было ясно, что направление выбрано верное и можно без оглядки идти дальше.
В последующие годы справедливость принятого решения подтвердилась. Теперь уже не только мы, но и многие другие поняли необходимость использовать ЭВМ для решения задач картирования. Само это занятие приобрело значительно более глубокий смысл. Теперь уже не просто картирование, а комплексная интерпретация геолого-геофизических данных.
Можно взглянуть на картирование и с позиций моделирования геологических процессов, в частности процессов формирования залежей нефти и газа. В этом направлении много и успешно работал В.Е. Касаткин.
Как далеко идти в направлении математизации? Не в том смысле, что из математических методов применять, а в том, что из математического обеспечения делать самим. Необходимость все программировать самим привела к тому, что часть геологов практически поменяли свою специальность, посвятив себя целиком программированию. Среди тех, кто более тесно связан с нами, – В. Шмидт, он теперь имеет даже должность системного программиста, Ю.В. Митрохин, который учится в аспирантуре в Институте проблем управления, на грани этого был С.В. Торопов.
Другой уклон – математика. Был период, когда А.Н. Сидоров почти переквалифицировался в математика. Слава богу, в последнее время у него развился вкус к геологическим исследованиям. Работа наша требует знаний в геологии, математике и программировании. Что-то стоящее можно создать только при условии достаточно глубоких знаний в каждой из этих отраслей знания. В силу ограниченности возможностей одного человека возникает специализация. Чем сложнее создаваемая система, тем более высок уровень специализации. Вместе с тем надо видеть проблему в целом, интегрировано. Поэтому наряду со специализацией необходим и обратный процесс. Все это очень сильно усложняет дело.
Рост уровня специалистов, усложнение и расширение стоящих перед ними задач делают необходимым, чтобы у каждого из них была хотя бы небольшая группа помощников. В то же время действительность такова, что количество сотрудников не увеличивается, а уменьшается. С одной стороны, рассеивание специалистов связано с поиском ими такого места работы, где дают не только трудиться, но еще и обеспечивают квартирой. Теперь, когда у каждого семья минимум из 4-х человек, проблема квартир встала очень остро.
С другой стороны, пополнение молодыми кадрами тоже затруднено. Начальный импульс с созданием специализированной группы был очень сильный, но постепенно уровень начал падать. Уже на следующий год специальный конкурс не проводился, но пока еще группа комплектовалась из хорошо подготовленных ребят. Постепенно с уменьшением числа претендентов уровень подготовки начал падать. Слабая подготовка студентов ведет к снижению уровня лекций, т.к. в попытке добиться взаимопонимания с аудиторией преподаватель начинает упрощать изложение. Начинается цепная реакция.
Теперь речь идет уже не о подготовке разработчиков, а хотя бы грамотных пользователей.
К настоящему времени в геологии сложилась парадоксальная ситуация, при которой одновременно существуют специалисты трех поколений: старшего, которые в своей молодости даже не слышали о математических методах в геологии и хотели бы не слышать о них теперь; среднего, которые осваивали математические методы самоучками и имеют в образовании крупные прорехи, и младшего, получившего хорошую математическую подготовку еще в студенческие годы. Возраст при этом не самое главное. К сожалению, наши ВУЗы продолжают готовить специалистов старшего поколения.
Все три поколения более или менее мирно уживаются. Одни вроде бы благодарны хотя бы за то, что им дают возможность работать, другие, похоже, опасаются прослыть консерваторами.
Кроме всего прочего, с помощью ЭВМ сегодня нельзя еще вести полный цикл работ, а то, что можно, из-за слабого сервиса требует усилий не меньше, чем при традиционной ручной обработке информации. Так и идут параллельными курсами взаимоисключающие методы. Правда, на контактах возникают интересные явления. Постоянно растет число людей, которые жаждут примкнуть к научно-техническому прогрессу, но сделать это желают с минимальными усилиями со своей стороны.
Одной из причин этого явления, видимо, была попытка энтузиастов математических методов привлечь на свою сторону больше людей. Вначале была широко распространена разновидность помощи, при которой помогающий выполнял практически всю работу. Жаждущий примкнуть к прогрессу составлял табличку и приходил с вопросом: что с ней можно сделать? Затем формировалась задача, составлялась, если не было готовой, программа, решалась задача и растолковывался результат. К сожалению, многие приняли такой стиль взаимоотношений как естественный и, главное, очень удобный для любителей прогресса. Они жаждут прогресса, но не путем освоения математических методов, а путем присвоения труда тех, кто эти методы освоил. Им нужны не разработки, а разработчики в роли пушкинского Балды, который «яичко сварит да сам и облупит». Так как шансов получить хотя бы ту же плату, что и Балда, у разработчиков нет, то они начали отказываться от удовольствия облупить сваренное яичко.
В последние годы появилось много людей, которые пытаются сами применять математические методы. Первоначально мое отношение к ним было однозначным: я приветствовал любую попытку внести элемент строгости в выкладки. Но постепенно и эта сторона дела начала видоизменяться. Если взять крайние типы среди людей, слегка соприкоснувшихся с математикой, то одни только начали восхождение и хотят идти дальше; другие уже давно топчутся на месте. Ясно, что первые имеют шансы подняться на минимально необходимый уровень, другие этого не делают.
Самое печальное в том, что эти слегка прикоснувшиеся и остановившиеся обычно развивают бурную деятельность и наводняют научный рынок неглубокими, ничего не решающими разработками. Что касается используемой ими терминологии, то она необыкновенно пышная и наукообразная. Такие люди скорее компрометируют математические методы, чем развивают их. Особенно плохо, когда слабый специалист обладает сильным голосом и умеет ввернуть высокому начальству свои стеклянные бусы вместо обещанного бриллиантового ожерелья. К сожалению, начальство блестящие стекляшки от бриллиантов, как правило, не может отличить, а обращаться к специалистам не привыкло.
Низкий уровень и разобщенность оборачиваются другим злом. Каждый маленький коллектив создает свои методы, свои программы и не хочет применить ничего из того, что сделали другие. Принцип «плохонькое, но свое» получил широкое распространение и очень мешает делу.
В связи с этим хотелось бы отметить положительный опыт взаимоотношений с партией АСУ-нефть Казахстанской опытно-методической экспедиции. К.А. Айтбаев (кандидат геолого-минералогических наук, начальник партии) с самого начала взял за строгое правило осваивать те разработки, которые наилучшим образом удовлетворяют его интересам. Разрабатываемые у нас методы картирования он нашел удовлетворяющими этому требованию, и вот уже скоро 10 лет как мы все новое регулярно передаем им.
На первых порах все шло не очень гладко из-за сложности работы с программами, слабой совместимости ЭВМ и т.п. Немалую роль при этом сыграла настойчивость Л.Р. Токмуллиевой, которая и сама не один раз приезжала к нам и нас зазывала к себе. Так или иначе, а теперь у них дело идет хорошо. Внедряют они не только у себя, но по всему Казахстану. В результате никто не остается внакладе.
Прошло уже 10 лет, как мы занимаемся вопросами картирования. Если другие методы отвергались, как только их осваивали, то этот наоборот. С каждым годом мы находим все новые области применения и систематически расширяем возможности разработанных программ. Процесс идет и вширь, и вглубь. Вместе с тем начинает волновать вопрос – что дальше?
С одной стороны, мы видим поразительную бедность геологии результатами, которые можно рассматривать как строго научные, несмотря на огромные запасы знаний, не выходящих за рамки здравого смысла. Поэтому легко понять А.Н. Сидорова с его тоской по принципиально новым результатам. В то же время если все время идти только вперед, не оглядываясь назад, то, занимаясь геологией, легко оторваться от земли.
Оптимальной структурой научного коллектива представляется конус. На острие его находятся единицы, но для расширения новых результатов, их реализации требуется все больше людей. Конус своим основанием должен твердо стоять на почве практической геологии. К сожалению, у нас конуса пока не получается, скорее шнурок, один конец которого привязан к традиционной геологии, а другой – болтается в поисках точки опоры.
Существует и другая точка зрения: думая о будущем, не следует забывать о настоящем. Настоящее же состоит в реализации полученных результатов в виде обрабатывающих программ с хорошо развитым сервисом. Решить успешно эту проблему можно при наличии хотя бы одного из условий:
1) ЭВМ с развитым математическим обеспечением, которое бы позволяло не тратить время на стандартные вычислительные процедуры, программы обработки запросов и подготовку необходимых данных.
2) Большое количество хороших программистов, способных быстро и эффективно решать вопросы создания математического обеспечения.
Пока ни того ни другого у нас нет. От возникновения идеи до ее реализации проходят годы. При этом реализация осуществляется в форме, доступной только лицам, знакомым с ЭВМ и математическими методами.
Но здесь встает другой вопрос: а почему специалисты не умеют обращаться с ЭВМ? Может ли в наше время считаться специалистом человек, ничего в этом деле не понимающий? Отрицательный ответ на второй вопрос, видимо, будет дан в самое ближайшее время. Но это уже новая тема, ей пока не место в мемуарах.
(Редакция выражает благодарность Леониду Олеговичу Ядренникову за подготовку мемуаров к печати).