Сергей Капица - Общая теория роста человечества

• Название: Общая теория роста человечества
• Автор: Сергей Капица
• Жанр: Прочая научная литература

Рост народонаселения мира представляется ведущей глобальной проблемой и выражает суммарный результат всей экономической, социальной и культурной деятельности, составляющей историю человечества. Все человечество рассматривается как динамическая система. Методами синергетики развита феноменологическая математическая модель мирового демографического процесса, который ныне завершается демографическим переходом. Развитие человечества определяется глобальным взаимодействием, имеющим информационную природу.

Количественная статистическая нелинейная теория роста населения Земли представляет интерес для антропологии и демографии, истории и социологии, для популяционной генетики и эпидемиологии, психологии, происхождения и эволюции человека, а также дает основание сделать некоторые качественные выводы о периодизации и устойчивости. Предложенные методы применены для обсуждения современной стабилизации и старения населения мира и России.

---

При феноменологическом подходе не рассматриваются распределения величин, которыми описываются рост и развитие человечества. Статистические распределения по возрасту и полу, пространственные характеристики расселения, распределения по экономическому положению и энергетической вооруженности, занятости и образованию входят в более полное описание общества. Однако все эти параметры оказываются учтенными при агрегированном описании динамики развития. В этом можно видеть силу феноменологического подхода. Его недостаток состоит в невозможности дифференцировать факторы роста системы. Тем не менее феноменологический подход дает последовательное представление о росте и демографическом фоне, на котором происходит конкретное развитие человечества.

В теории открытых систем демографический переход можно рассматривать как неравновесный фазовый переход, который выражается в изменении распределения численности по возрасту в системе населения. Но в модели пока не учитывается то, что при переходе мы имеем дело с изменением этих распределений. Развитие теории могло бы привести к написанию кинетического уравнения, описывающего эволюцию распределения населения по возрасту с учетом рождаемости и смертности, и к построению на этой основе теории демографического перехода на следующем уровне анализа.

7.6 Модель и теория демографических процессов

Для того чтобы лучше понять применимость феноменологического подхода к описанию развития человечества, имеет смысл остановиться на содержании понятия модели и теории. Как правило, модель служит для описания того или иного явления. В этом отношении она самодостаточна и может быть не только ограничена областью применения, но даже противоречива. Теоpия претендует на большее, может и должна привести к более глубокому пониманию некоторого круга явлений. В нашем случае кривую гиперболического роста (3.1) следует рассматривать как обобщение эмпирических данных, как модель, область применения которой ограничена. Введение же характерного времени  позволяет существенно продвинуться в понимании роста. Таким путем можно не только понять пределы применимости (3.1), но и получить на этой основе новые результаты, такие как оценки времени начала роста, пределов роста и общего числа людей, когда-либо живших -- результаты, которые трудно было ожидать вначале, на стадии моделирования.

Hаконец, в математических свойствах уравнений можно находить закономерности, скрытые до появления такого теоретического понимания. Это, наверное, самая непостижимая и поразительная сторона математического анализа явлений физического мира, которая служит, по словам Вигнера, примером "неправдоподобной эффективности математики в естественных науках".

Действительно, каждый раз, когда удается реализовать до поры неявную содержательность теории, не только оказываются интересными новые результаты, но и возникает убежденность в верности развитых представлений. Такими выводами, в частности, стали анализ понятия времени в истории, обнаружение демографических циклов и возможность обсуждения устойчивости развития. Динамически самоподобный рост приводит к представлению об универсальном взаимодействии, которое реализуется в человечестве на всем пути его развития. В отличие от модели теория более содержательна и открывает пути для дальнейшего развития наших представлений. Этим пониманием различий модели и теории часто пренебрегают, поэтому происходит известная путаница в применении этих понятий.

Следует также иметь в виду, что модель часто называют теорией для того, чтобы придать большую убедительность развитым представлениям. К сожалению, такая девальвация понятий особенно распространена в наше время, что, несомненно, связано с переживаемым временем перемен и кризисом ценностей и критериев, исчезновением авторитетов в мире скороспелых суждений, словом, стала одним из следствий самого демографического перехода.

Как существенно нелинейная, модель применима только ко всему населению Земли, рассматриваемому как целостная система. В этом отношении данная теория по своей структуре напоминает современную релятивистскую космологию, которая также применима только ко всей Вселенной. Однако если Вселенная расширяется от начальной особенности, то человечество, благодаря самоорганизации, в своем развитии движется к сингулярности. Более того, мы уже находимся внутри этого особого периода, периода демографического перехода, что и делает наше время столь уникальным. Именно это обстоятельство заставляет нас искать новые пути понимания особенности и исключительности нашего времени.

Аналогия с космологией состоит и в том, что, как мы видели, время также меняет свое течение по мере эволюции населения, только в отличие от космологии в нашем случае физическое время, конечно, независимо, и речь идет об историческом, внутреннем времени системы -- Времени-2. Заметим, что закон квадратичного роста необратим, поскольку при обращении времени скорость роста не меняет знак, так как взаимодействие пропорционально квадрату числа людей. Большой же параметр K играет такую же роль, как большие числа в космологии [140].

Быть может, между космологией и развитием человечества есть и более глубокая связь, на которую указывают те десять космологов, которые появляются, если продолжить кривую роста (3.1) к начальной эпохе Вселенной (см. рис. 3.5).

Это число, так близкое в масштабе многих порядков величин к единице, есть либо результат случайности, либо указывает на связь масштаба времени эволюции жизни на Земле и человека с процессами развития мира в целом, вопросами, вечно стоящими перед физиками и космологами, биологами и философами [148, 161] иными словами, является выражением, если не следствием, антропного принципа, самого загадочного принципа современной космологии.

Обратимся к английскому астрофизику и космологу Стивену Хокингу для пояснений: "Антропный принцип состоит в утверждении: "мы видим Вселенную такой, как она есть, потому что существуем сами". Предложено два варианта антропного принципа -- слабый и сильный. Слабый вариант состоит в утверждении, что в очень большой или бесконечной во времени и пространстве Вселенной условия, необходимые для развития разумной жизни, могут реализоваться только в некоторых ограниченных областях пространства и времени. Поэтому разумные существа не должны удивляться тому, что местные условия отвечают ожидаемым для их существования. Это напоминает состоятельного господина, живущего в богатом округе и не видящего вокруг бедности. Так к слабому антропному принципу обращаются для "объяснения" того, почему Вселенная возникла десять миллиардов лет тому назад -- именно столько требуется для эволюции разумных существ" [150].

Таким образом, антропный принцип рассматривает разумную жизнь как явление, имеющее космологический масштаб. Потому отмеченное выше совпадение экстраполированных временных масштабов развития человечества и Вселенной, при всей условности оценок, может и не быть случайным. Вместе с этим на фоне космологических сроков эволюции следует подчеркнуть исключительно короткое время существования разума на Земле. Если даже в масштабе развития человечества, 10000 лет -- 500 поколений постнеолитической длительности развития цивилизации это немного, то в масштабе миллиардов лет развития Вселенной, это тем более исключительно короткое время.

Глава 8. Устойчивость роста и демографический фактор

8.1 Устойчивость демографической системы

8.2 Устойчивость исторического процесса

8.3 Глобальная устойчивость в будущем

История -- наука о прошлом, наука о настоящем

Люсьен Февр

Глава посвящена устойчивости процесса развития демографической системы. Анализ устойчивости позволит определить общие закономерности эволюции и выяснить связь роста населения с крупномасштабными явлениями истории. Для предвидимого будущего это даст возможность указать на значение демографического фактора для оценки региональной и глобальной безопасности.

8.1 Устойчивость демографической системы

Представленная модель позволяет количественно не только рассмотреть рост населения Земли, но и обсудить устойчивость этого процесса. Устойчивость системы можно исследовать методами системной динамики. Определяющим здесь является показатель роста возмущений, так называемый показатель Ляпунова (П.36). В Приложении показано, как этот критерий устойчивости может быть вычислен. Оказывается, что на всем протяжении эпохи B -- эпохи квадратичного роста -- эта траектория неустойчива. Максимальная неустойчивость наступает для глобальной системы в момент начала демографического перехода около 1960 г. и обращается в 0 в T1=2005 г.