стр. 1
(общее количество: 4)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>


С.П. Капица
Сколько людей жило, живет и будет жить на земле.
Очерк теории роста человечества.
Москва 1999
Эта книга посвящается Тане,
нашим детям Феде, Маше и Варе,
и внукам Вере, Андрею, Сергею и Саше
Содержание

Предисловие
Глава 1. Введение
1.1 Постановка проблемы
1.2 Статистическая природа проблемы
1.3 От качественного к количественному анализу
1.4 Демографический взрыв и переход
1.5 Методы демографии
1.6 Сложность системы и уровень агрегации данных
1.7 Обзор содержания книги
Глава 2. Население мира как система
2.1 Системный подход в демографии
2.2 Взаимодействия в системе населения
2.3 Социальный человек как биологический вид
2.4 Слагаемые роста населения
2.5 Мир нелинейных систем
2.6 О междисциплинарных исследованиях
Глава 3. Описание модели
3.1 Принципы моделирования
3.2 Линейный и экспоненциальный рост
3.3 Гиперболический рост населения мира
3.4 Закон квадратичного роста
3.5 Информационная природа роста
3.6 Резюме результатов математических расчетов
Глава 4. Модель и данные антропологии и демографии
4.1 Модель и данные палеодемографии
4.2 Модель в историческое время
4.3 Число людей когда либо живших на земле
4.4 Сравнение модели с прогнозом демографии
Глава 5. Трансформация темпов развития во времени
5.1 Преобразование демографического времени
5.2 Преобразование исторического времени
5.3 Начало отсчета системного времени
5.4 Синхронизм мирового развития
5.5 Проблема времени в истории
Глава 6. О коллективном взаимодействии
6.1 Природа взаимодействия и сознание
6.2 Судьба изолятов и мировое развитие
6.3 Иерархия демографических структур
6.4 О циклах социально-экономического развития
Глава 7. Демографический переход
7.1 Характеристики демографического перехода
7.2 Мировой демографический переход
7.3 Последствия демографического перехода
7.4 Стабилизация населения мира и ее последствия
7.5 Сопоставление феноменологии и демографии
7.6 Модель и теория демографических процессов
Глава 8. Устойчивость роста и демографический фактор
8.1 Устойчивость демографической системы
8.2 Устойчивость исторического процесса
8.3 Глобальная устойчивость в будущем
Глава 9. Влияние ресурсов и окружающей среды
9.1 Открытая модель и влияние ресурсов на рост
9.2 Энергопотребление человечеством
9.3 Есть ли ограничение роста ресурсами?
9.4 Пространственное распределение населения
9.5 Распределение благ в системе народов мира
9.6 Мир будущего и концепция устойчивого развития
Глава 10. Демогpафическое положение России
10.1 Демографические процессы в России
10.2 Демографические сценарии для России
10.3 Последствия демографического перехода
Заключение и выводы
Приложение
Библиография

Предисловие
Человечество впервые за миллионы лет переживает эпоху крутого перехода к новому типу развития, при котором взрывной численный рост прекращается и население мира стабилизируется. Эта глобальная демографическая революция, затрагивающая все стороны жизни, требует новых междисциплинарных подходов для изучения мирового исторического процесса.
Данная книга посвящена опыту количественного исследования развития человечества. Такие исследования начаты автором некоторое время тому назад, после того как при участии в Пагуошских конференциях ученых и заседаниях Римского клуба перед ним во всем многообразии открылась глобальная проблематика. Из всех подобных проблем, несомненно, основной представляется рост населения нашей планеты. Остальные вопросы -- состояние окружающей среды, глобальная безопасность, исчерпание ресурсов и производство энергии -- возникают в связи с увеличением числа людей на планете. Однако именно росту населения в международных дискуссиях уделялось меньше всего внимания. Более того, от этой проблематики долгое время уходили под теми или иными благовидными предлогами. Действительно, здесь затрагиваются самые глубокие проблемы истории, деликатные вопросы природы человека и общества, ценности и верования, утвержденные многовековыми традициями.
Обсуждение последствий быстрого роста населения и его возможных ограничений привлекало многих исследователей. Начало подобных работ восходит еще к Мальтусу. Мальтус быть может впервые обратился к математическому моделированию для объяснения основных факторов, управляющих ростом населения. Им был сформулирован популяционный принцип согласно которому рост человечества, следующий геометрической прогрессии, будет опережать линейно растущее производство пищи. В результате прирост населения ограничивается недостатком пищевых ресурсов. Идеи Мальтуса оказали существенное влияние на общественную мысль и привлекли внимание к выяснению причин, ограничивающих рост населения.
В этой книге предлагается системный подход к развитию человечества, в основе которого лежит математическое моделирование его роста. Существенным шагом стало понимание того, что взрывной рост населения есть режим с обострением, и это привело к последующему привлечению к исследованию методов нелинейной физики систем и синергетики. Из представления о человечестве как об открытой эволюционирующей системе следует принцип демографического императива и выясняется степень влияния внешних ресурсов на рост и развитие в предвидимом будущем. Теория привела к понятию коллективного взаимодействия, которое обусловливает связь развития человечества с ростом численности населения и его самоорганизацию. Универсальное взаимодействие специфично для людей и обязано обмену информацией, языку, природе сознания самого человека.
Поскольку теория основана на общих принципах динамики систем и для своего выражения использует математические методы, это может служить некоторым препятствием для обществоведов при знакомстве с данным кругом вопросов. Но используемая математика достаточно проста и вполне была бы доступна самому Мальтусу. Хотя Мальтус и готовился принять сан, он был хорошо знаком с математикой XVIII века, о чем красноречиво говорит девятое место на традиционном экзамене по математике среди выпускников Кембриджского университета. Поэтому можно надеяться, что обществоведы овладеют математикой в той мере, в какой "поп-шарлатан" (по выражению Маркса) владел ею 200 лет тому назад в Англии.
Действительно, основной математический аппарат теории входит в программу первого года знакомства с анализом. Вместе с тем необходимы идеи и основные представления нелинейной механики сложных систем, которые принадлежат уже XX веку. Автор сделал все от него зависящее, чтобы основные результаты были доступны и без математики. Он рассчитывает на доверие неподготовленных читателей и понимание знающих, которые найдут математические выводы в Приложении. Как бы ни была привлекательна математическая модель, автор, опираясь на развитые представления, не только применил их к археологии и историческим эпохам прошлого, но и обратился к явлениям современности и предвидимого будущего в критические годы развития. Так практическую значимость приобретает анализ факторов, определяющих предел роста, а вопросы устойчивости развития самым тесным образом связаны с глобальной безопасностью и экономикой. Автор понимает всю сложность обсуждаемых проблем. Эти рассуждения могут показаться механистичными, если не упрощенными и отвлеченными, но их следует оценивать в контексте междисциплинарного диалога. Установление взаимопонимания между гуманитарными и точными науками совершенно необходимо при изучении общества. Именно с таких позиций следует рассматривать этот опыт количественного описания и применения интегративного подхода к изучению самой сложной и такой близкой нам системы человечества.
Междисциплинарному характеру исследования отвечает библиография, в которой все источники расположены по отраслям знаний, а внутри отраслей -- по годам публикаций при сквозной нумерации ссылок. Так можно лучше представить тезаурус, на который опирался автор. Приведенные иноязычные выдержки переведены автором.
В этом опыте автор видит некоторые основания для исторического оптимизма, к которому его привел принцип демографического императива. Исследование показало, что человечество, являясь открытой системой, своим вековым развитием продемонстрировало существенный запас прочности. Оно пока далеко не исчерпало своих ресурсов, о чем следует напомнить Кассандрам нашего времени при дискуссиях о будущем человечества, при выработке концепции устойчивого развития и рекомендаций обществу и политикам. Наконец, результаты исследования использованы для обсуждения состояния и развития России, происходящих в контексте глобальной коэволюции. Драматические события недавнего времени побудили автора обратиться к проблемам истории, чтобы в канун третьего тысячелетия понять происходящее с более общих позиций.
Для написания работы большое значение имели семинары и курсы лекций, которые читались в разное время в Кембриджском университете, Московском физико-техническом институте, Европейском центре ядерных исследований, Московском государственном университете и Массачусетском технологическом институте. Автор в первую очередь выражает благодарность директору Института прикладной математики им. М.В. Келдыша, члену-корреспонденту РАН С.П. Курдюмову. Ему автор обязан дружескими советами, поддержкой и сотрудничеством в рамках международного проекта, в который входили Римский клуб и Мировой институт наук. В этих исследованиях принимал участие и известный демограф А.Г. Вишневский. Автор благодарен Д.Б. Омецинскому за помощь в работе и оформлении рукописи, В.С. Баковецкой и Н.А. Носовой за конструктивное редактирование рукописи.
В заключение автор выражает глубокую благодарность Г.И.Баренблату, Л.М.Васильевой, А.Г.Волкову, Н.Н.Воронцову, Б.М. Величковскому,О.Г. Газенко, А.В. Гапонову-Грехову, Д.М.Гвишиани, И.М.Гельфанду, В.Л.Гинзбургу, В.Я.Гольдину, А.А. Гончару, В.В. Иванову, Б.Б. Кадомцеву, А.Б.Куpжанскому, Ю.Ф. Карякину, Н.В. Карлову, Н.Кейфицу, Ю.Л.Климонтовичу, О.Л.Кузнецову, Г.И.Марчуку, Г.Г.Малинецкому, Н.Н.Моисееву, Ф. Моррисону, Э. Ротшильд, Дж. Пилу, И.В. Перевозчикову, Л.П. Питаевскому, И.Р. Пригожину, В.А. Садовничему, И.М. Савельевой, В.C. Степину, Д. Холдрену, Г. Фридлендеру, К.Фризу, А.Е.Чубарьяну, К.Швабу, С.О.Шмидту и А.Л.Яншину за внимание и интерес к этой работе. На разных этапах эти исследования поддерживались ЮНЕСКО, Лондонским королевским обществом, РАЕН и фондами РФФИ, Сороса и INTAS.






С.П. Капица
Сколько людей жило, живет и будет жить на земле.
Очерк теории роста человечества.
Москва 1999
Глава 1.
Введение
1.1 Постановка проблемы
1.2 Статистическая природа проблемы
1.3 От качественного к количественному анализу
1.4 Демографический взрыв и переход
1.5 Методы демографии
1.6 Сложность системы и уровень агрегации данных
1.7 Обзор содержания книги

Бесспорно, начинать следует с людей.
А затем придет время поговорить и о вещах
Бродель

1.1 Постановка пpоблемы
Это исследование о времени и о людях. О том, сколько человек жило в прошлом на планете и сколько их будет в будущем, какие факторы определяют рост и как можем мы влиять на эти процессы. Однако грядущее нельзя предвидеть, не поняв развития в прошлом, которое через настоящее неразрывно связано с будущим. Для того чтобы полнее охватить наше развитие, мы обратимся ко всему пути человечества, который оно прошло в течение более чем миллиона лет. Расширив же временной охват до момента появления самого человека, мы тем самым обратимся к развитию всего человечества и будем рассматривать его как целое, не разделяя по странам и регионам, к чему традиционно прибегают в истории и экономике, социологии и демографии.
При таком широком подходе, когда речь идет о громадных промежутках времени и всех людях, населяющих планету, невольно возникает вопрос, почему это важно для каждого из нас, для страны и города, где мы живем. Ответ заключается в том, что крупные по своему масштабу явления истории неминуемо отражаются на жизни каждого, их влияние, пусть косвенно, затрагивает самое существенное -- моральные ценности, связь поколений, динамику развития, ее повороты и ускорение. В настоящее время стремительных изменений мир проходит через демографический переход -- превращение, никогда прежде не переживавшееся человечеством.
Анализ этого явления будет количественным в отличие от подробного и многосложного описания, которое так характерно для наук об обществе. В общественных науках очень многое сделано как для создания образов, выделения понятий, так и для определения процессов, происходящих в обществе. Тем более, что без глубокого понимания качественных характеристик прошлого невозможен и количественный подход, который будет нашей главной задачей.
Мы обратимся к методам естественных наук, в первую очередь физики, для изучения развития человечества и тех закономерностей, которыми может быть описан его рост. Иными словами, речь идет о последовательном использовании понятий физики и методов математики для описания развития человечества, для количественного изучения его роста и эволюции. Подобно тому как наблюдения астронома служат исходными сведениями для астрофизика, так представления истории и антропологии, численные данные демографии лежат в основе нашего анализа.
Если наблюдения астрономов и выводы астрофизиков относятся к тому, что происходит в далеких мирах, то представления историков и антропологов связаны с идеями, ценностями и верованиями людей и народов, вовсе не отстраненными от исследователя их судеб. Это приводит к совершенно другому пониманию сопричастности, ответственности и влияния, которое не знакомо ученым, изучающим мертвую природу или удаленные миры. Учет этих обстоятельств необходим при приложении методов наук, самонадеянно называющих себя естественными и точными, к истории общества и человечества. Наконец, для нас <человечество> уникально, и нет другого такого объекта, с которым можно сравнивать полученные результаты наблюдений и расчетов.
До сих пор при описании развития человечества непосредственно к методам естественных и точных наук практически не обращались. Даже методы системного анализа не применялись, так как казалось, что при описании и объяснении исторических процессов надо отталкиваться от детального понимания того, что с нами конкретно происходит, и уже от частного переходить к общему. Но именно для человечества в целом такой, основанный на редукционизме, подход оказался мало продуктивным ввиду исключительной сложности системы. Кроме того, в настоящее время созданы мощные средства для рассмотрения непосредственно больших систем. Методы, основанные на нелинейной механике, позволили не только решить новые задачи, но и дать качественные представления о развитии и самоорганизации сложных систем.
Применение общих методов связано не столько с овладением обществоведами привычным для физика математическим аппаратом, сколько с отождествлением образов и понятий двух разных интеллектуальных культур -- физико-математической и социально-исторической. Без такого тесного взаимодействия между теорией и предметом исследований какой-либо значимый результат не достижим. Поэтому для выработки контакта сторон и установления междисциплинарного сотрудничества в данной работе мы будем все время сверять представления и выводы, возникающие в ходе математического конструирования решений, с фактическими данными, вновь и вновь возвращаясь к пройденному ради большего понимания. В таких условиях возможно только постепенное индуктивное развитие наших представлений на основе последовательных приближений. Какой-либо дедуктивный аксиоматический подход был бы совершенно неуместен и неконструктивен, несмотря на его традиционную привлекательность для логически мыслящего ума математика. Здесь гораздо уместнее более прагматичный, пусть и не строгий, подход теоретической физики при постоянной опоре на фактические данные. Это тем более важно, что задача еще только поставлена и пока сделаны лишь первые шаги к ее решению.
Автор должен признать, что формальный анализ и математические вычисления потребовали меньше усилий, чем овладение образом мышления, фактами и представлениями демографии, антропологии и истории, что можно проследить по работам [1-28]. Без этого оказалось трудным уяснить смысл развитой теории и объяснить ее другим. Однако в таком междисциплинарном исследовании мост взаимопонимания должен строиться с обоих берегов.
Действительно, хотя модель достаточно проста, даже элементарна в своем формульном выражении, тем не менее она непротиворечива и удовлетворяет общим требованиям, которые в теоретической физике можно предъявлять к феноменологическому описанию сложных систем; поэтому развитый формализм достаточно содержателен. Иными словами, он не только описывает динамику системы, но и сами представления становятся инструментом познания ее свойств, до этого скрытых от исследователя. Это оказалось самым интересным, поскольку только так модель смогла стать теорией и привести к более полному количественному анализу развития человечества.
Именно в эту сторону были направлены основные усилия автора. Оказалось возможным установить соответствие между свойствами, часто отвлеченными, математической модели и представлениями наук о человечестве и человеке. Это привело к пониманию природы демографического перехода, который сейчас переживает человечество при стабилизации населения нашей планеты на уровне 12-13 млрд, отвечающей представлениям и расчетам демографии. Существенным оказалось понятие о продолжительности времени развития человечества на разных этапах его роста. Оно связано как с самоподобием развития и иерархией временных структур теории, так и с представлениями о структурализме у историков и антропологов.
Выясняется, что крупные периоды, выделяемые антропологами и историками в прошлом человечества, могут быть представлены как демографические циклы. В рамках теории можно найти глубокие параллели мыслям историков и философов о понятии времени и длительности в применении к развитию человечества. Становится понятным, как историческое время традиционных периодов сжимается по мере приближения к критическому времени демографического перехода (см. рис. 1.1).
Наконец, автомодельное развитие человечества, более быстрое, чем экспоненциальный рост, приводит к представлению об эффективном взаимодействии, охватывающем все человечество. Это взаимодействие, пропорциональное квадрату полного числа людей на Земле, определяет скорость роста. Его природа связана с распространением и обменом информацией и специфична для человека как вида. Такое коллективное взаимодействие лежит в основе развития и привело к тому, что численность человечества на много порядков больше, чем численность сравнимых с ним видов животных.
В живой природе передача информации от поколения к поколению и ее распространение в пределах популяции происходит генетически. Только человек обладает способностью к передаче информации путем социального наследования. Информационное взаимодействие, связанное с речью и сознанием как общественными явлениями, выраженными в культуре, технике и науке, определяет динамику развития человечества на всем пути его развития -- с тех пор, когда полтора миллиона лет тому назад появился Homo Habilis -- человек умелый.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6>>>1.7
1.2 Статистическая природа проблемы
Опыт количественного исследования основан на том, что человечество может рассматриваться как система, как один объект. Поэтому при обобщенном подходе необходимо обращаться к усредненным характеристикам общества. Такой статистический подход принят в общественных науках, когда говорят о среднем возрасте популяции, среднем доходе жителей или средней плотности населения страны.
Естественно, имея дело с очень большим числом людей, со сложной системой, части которой находятся на разных уровнях развития производительных сил и культуры, существенно понять возможность обращения к средним характеристикам и усредненным представлениям о тех процессах, которые в ней происходят. Поэтому успех исследования в значительной мере связан с репрезентативностью такого статистического подхода, при котором пропадают местные, индивидуальные характеристики системы и остаются только их эффективные значения.
Некоторые трудности связаны с тем, что при этом возникает впечатление о потере понимания причин происходящего, поскольку частные механизмы поглощены при их усреднении. С этим связаны и вопросы управления сложными взаимозависимыми системами, когда прямое вмешательство, основанное на частных факторах, не приводит к ожидаемому результату. Таких примеров множество, особенно при попытках управления обществом и страной, и происходит это в силу высокой сложности связей, которые возникают в больших нелинейных системах. Словом, "хотели как лучше, а получилось как всегда". Однако именно сложность системы допускает статистический подход к ее анализу.
Критики подобного статистического подхода приводили в качестве примера обезличенной оценки среднюю температуру пациентов в больнице. Действительно, для каждого отдельного больного такие сведения бесполезныи и даже обидны. Но для главного врача повышение средней температуры может послужить важным сигналом об эпидемии, охватившей вверенную ему больницу. И в нашем рассмотрении такие усредненные показатели будут использоваться, причем средние величины будут относиться уже ко всему населению Земли. При таком феноменологическом подходе, естественно, сглаживаются все частные различия стран и регионов, однако со все большей четкостью проступают общие закономерности развития.
Продолжим аналогию с больницей. Состояние конкретного больного определяется его температурой. Но и температура на уровне организма также является интегральной характеристикой здоровья. Средняя же температура и эпидемиологическое состояние больницы может повлиять на решение о том, стоит ли обращаться туда за помощью и объявлять ли главному врачу карантин.
Трудность восприятия такого анализа и в том, что при этом как бы отвлекаются от конкретных причин происходящего, тогда как значительная часть современных исследований общества основана на мысли, что, только поняв частные механизмы развития, можно затем перейти к описанию общего. В этом заключается методология механистического редукционизма, оказывающая такое большое влияние на организацию нашего мышления. Более того, это привело к разделению корпуса общественных наук на ряд специальностей, которым часто трудно сотрудничать при изучении человечества в целом. Как справедливо замечает фон˜Хаек: "Распад исследований общества на узкие дисциплины исключает наиболее существенные вопросы, которые с пренебрежением относят к маргиналиям неясной философии общества" [123].
Методологические корни этого лежат глубоко, и их следует искать в успехе классической механики, когда, начиная с Ньютона, была продемонстрирована необыкновенная мощь и результативность такого подхода [134]. Поэтому первая мысль исследователей общества состояла в том, чтобы повторить этот путь, найти общие законы развития общества и на этой основе управлять им, подобно тому, как, зная законы небесной механики, можно не только предвычислить движение планет, но и направить к ним космические ракеты. Ведь Ньютону же принадлежит тезис Hypothesis non fingo -- Я гипотез не измышляю, -- подразумевая под гипотезами широкие априорные обобщения вместо законов движения, из которых уже следуют конкретные формулы и ясные результаты. К сожалению, в науках об обществе многие измышляли и измышляют гипотезы...
Однако опыт физики показал, что существует и другой путь, когда ищутся законы, описывающие систему в целом. В этом состоит феноменологический подход, который оказался плодотворным тогда, когда детальная, микроскопическая, картина явлений очень сложна, а механистический редукционизм оказывается бессильным, чтобы в реальном, макроскопическом, масштабе охватить всю совокупность явлений.
При развитии феноменологического подхода, следует определить предмет исследования и затем понять, какими статистически значимыми характеристиками его следует описывать. За такой объект нами выбрано человечество в целом, а не составные и, казалось бы, более однородные и четко определенные его части, такие как население страны или региона. Несмотря на разнородность, большие размеры и еще большую сложность глобальной демографической системы, оказалось, что для нее возможно построить непротиворечивую математическую модель развития и на этой основе понять механизм роста. Если теоретическим фундаментом для глобального подхода служат феноменологические методы, развитые в физике, то существенно отметить, что крупные историки неоднократно обращали внимание на целостность истории человечества.
В итоговом сборнике "Запад и Восток" Н.Е. Конрад писал: "Таким образом, имеющееся у нас знание прошлого в соединении с тем, что нам открывает наша современная эпоха по отношению как к прошлому, так и к будущему, позволяет нам осмыслить ход исторической жизни человечества и тем самым наметить философскую концепцию истории. Сделать это можно, однако, только принимая во внимание историю всего человечества, а не какой-либо группы народов или стран...
Фактов, свидетельствующих, что история человечества есть история именно всего человечества, а не отдельных изолированных народов и стран, что понять исторический процесс можно, только обращаясь к истории человечества, -- таких фактов можно привести сколько угодно и во всех областях. Вся история полна ими" [91].
Концепции глобальной истории придерживался и Бродель, к работам и мыслям которого мы еще будем обращаться. В статье "Демография и проблемы наук о человеке" в связи с трудами немецкого экономиста по общей истории человечества и роли демографического фактора Бродель пишет:
"Эрнст Вагеман имеет все основания дать ценный урок историкам и всем, кто связан с общественными науками: нет существенных истин, касающихся человека, как только на глобальном уровне" [90]
Итак, наша книга посвящена опыту количественного исследования развития человечества. История в значительной мере описывала прошлое как цепь событий и процессов, в которых большее внимание уделялось тому, что происходит, качественной стороне дела, а количественные характеристики имели второстепенное значение. Это связано с тем, что исторические факты, личности, вещи, понятия невольно предшествуют какой-либо количественной их оценке. Однако рано или поздно в историю должны проникать количественные критерии. Не как иллюстрация того или иного события, а как способ более глубокого познания исторического процесса, как основа для синтеза наших представлений.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6>>>1.7
1.3 От качественного к количественному анализу
Количественный подход оказалось возможным реализовать обратившись к представлению об истории человечества, как о процессе развития системы. В последние десятилетия системный подход получил большое распространение в ряде дисциплин. Первоначально он был развит в физике для описания поведения систем, состоящих из многих взаимодействующих частиц. Затем эти методы перенесли в химию и биологию, а потом применили для описания экономики и социальных явлений.
Препятствием для привлечения таких методов к изучению человечества служило отсутствие четких представлений о том, что собственно измерять числом? В истории наиболее точно прослеживаются даты, что достигается сопоставлением датировок, полученных разными путями. Привлекаются и физические методы, основанные на явлениях радиоактивности и изотопного анализа, ставшие важными вспомогательными инструментальными средствами исторической науки для объективного установления хронологии на всем протяжении развития человечества. Но, при этом возникает вопрос, какую величину мы поставим в зависимость от времени?
Состояние человечества и человека выражается бесчисленным множеством параметров. Некоторые из них качественные, например, пол, другие -- количественные, как возраст. Состояние промышленного производства выражается ассортиментом продукции и числом произведенных машин. В экономических расчетах вводят обобщенные показатели, например, тонны зерна или киловатт-часы электроэнергии. Для исследования развития и планирования будущего важно сопоставлять те или иные величины, выражая их в одинаковых единицах.
Уже в математической экономике возникают принципиальные трудности в количественном сравнении таких разнородных понятий, как труд и рента, сырье и информация. Если одномоментное определение цены при наличии рынка и возможно, то в разновременном сравнении возникают непреодолимые трудности. Действительно, как в долларах выразить 30 серебренников? Какова цена информации, которой они отвечали? Какие выводы о движении капитала в Восточных провинциях Римской империи 2000 лет тому назад можно сделать? Решение таких вопросов связано с определением универсальных мер состояния общества, того, что в физике называют инвариантными единицами. Наш анализ должен объять все развитие человечества за все времена, и здесь ключевая роль принадлежит выбору параметра, определяющего состояние человечества.
Должен ли это быть один главный параметр, или это должен быть набор равнозначных параметров, таких как народонаселение, его этническое и сословное распределение по доходам и месту жительства, которые в своей совокупности определяют состояние системы? Так, в физике состояние жидкости или твердого тела всецело характеризуется их температурой, но для газа надо знать любую пару из трех величин -- температура, давление и плотность -- для того, чтобы определить, в каком состоянии находится вещество, состав которого также может меняться.
В случае населения есть один параметр, который универсален и единственным образом описывает состояние человечества -- его численность. Это оказалось решающим для всего анализа роста числа людей и количественного описания развития человечества. Но сама по себе эта возможность, несмотря на свою очевидность, далеко не тривиальна. Поэтому выяснение причин, по которым это допустимо и пределов применимости такого подхода потребует разностороннего обсуждения.
Численность населения человечества, как и время, применима ко всем эпохам. Она имеет ясный количественный смысл, и в жизни мы обращаемся к нему на всех уровнях. Когда вы знакомитесь, одним из первых вопросов часто бывает:
-- А сколько у вас детей? Братьев или сестер, внуков,
в зависимости, естественно, от пола и возраста собеседника. Прибыв в другой город, вы интересуетесь тем, сколько в нем жителей. На дорогах Америки, под дорожным знаком с названием населенного пункта, вам постоянно сообщают, сколько здесь живет людей. Собравшись в незнакомую страну, вы в первую очередь узнаете, каково ее население. Такие данные сразу дают представление о человеке или городе и стране, после чего можно уже перейти к более подробному выяснению всех обстоятельств встречи. Наконец, представим себе инопланетянина, впервые прилетевшего на Землю, его первым вопросом, несомненно, будет:
-- А сколько здесь человек?
С раннего детства я помню, что тогда в мире жило 2 млрд человек, а сейчас нас 6 млрд. Тем самым моя жизнь протекала в период самого крутого роста численности населения планеты.
Однако на численность населения в историческом прошлом мы редко обращаем внимание. В 1700 г. число жителей на Земле было в 10 раз меньше, чем сегодня, но сколько людей жило в России в начале XVIII в. (10 млн, см. рис. 10.1), вам вряд ли кто с ходу ответит, тогда как годы царствования Петра˜I знают все.
Приведенные цифры показывают, насколько неравномерен рост численности населения планеты. Если с начала XVIII в. за 300 лет население увеличилось всего в 10 раз, то за последние 70 лет произошло его утроение. Так, в ускорении скорости роста выражена динамика всего развития человечества в последний период мировой истории.
Таблица 1.1
Динамика населения мира. (ООН, 1997 г.)

Именно численность населения единственным образом выражает состояние человечества в любой момент со времени его появления. Она в равной мере применима и в нижнем палеолите, и сегодня, и в обозримом будущем. Мы увидим, что как раз численность населения мира выражает суммарный результат всей экономической, социальной и культурной деятельности, составляющей историю человечества. Все остальное, что характеризует людей, -- расовый и национальный состав, плотность распределения по Земле, концентрация в городах, развитие производительных сил и наличие ресурсов, распределение доходов, состояние культуры и образования, множество других характеристик, которые изучаются в истории и антропологии, экономике и социологии -- приводит к развитию и подчинено главной переменной -- общей численности населения планеты. Однако принятие этого положения требует не только обобщения традиционного подхода демографии, опирающегося на конкретные социальные и эконономические механизмы, но и поиска других путей в интерпретации полученных результатов.
Данные демографии в явной количественной форме описывают процесс развития человечества (табл 1.1). Эти сведения представляют универсальный ключ к пониманию прошлого и настоящего, на этой основе следует искать ответ на четко поставленный вопрос о количественном описании развития человечества в целом. Решив задачу о росте, можно не только описать ряд характеристик человечества, но и перейти к рассмотрению механизмов развития, рассматривая его как демографическую систему. Исходя из этого возможно сделать обоснованную попытку предвидения нашего развития в будущем.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6>>>1.7
1.4 Демографический взрыв и переход
Динамику роста мы каждодневно видим по числу детей в семье и жителей города или деревни, в которых живем. Нам напоминают о населении страны и мира, где каждую секунду рождаются 21 и умирают 18 человек. Так ежедневно население Земли растет на 250 тыс. человек, и этот прирост практически весь приходится на развивающиеся страны. До последнего времени темп роста все увеличивался, и в настоящее время настолько велик (приближаясь к 90 млн в год), что его стали характеризовать как демографический взрыв, способный потрясти планету. Неустанно увеличивающееся население мира требует все больше пищи и энергии, минеральных ресурсов, что вызывает возрастающее давление на биосферу планеты [107,118].
Образ все более быстрого и безудержного роста, если его наивно экстраполировать в будущее, приводит к тревожным прогнозам и даже апокалипсическим сценариям для глобального будущего человечества [67]. Поэтому очень существенно найти и исследовать общие закономерности роста населения планеты и на этой основе дать оценку тенденций развития. Следует также понять, что определить развитие в предвидимом будущем -- то, что представляет наибольший интерес, -- возможно только в случае, если мы сможем описать и прошлое человечества. Однако этому в демографии уделяют мало внимания, полагая, что о прошлом все известно по переписям населения.
Рис 1.1 Население мира от 2000 г. до Р.Х. до 3000 г. [59]


1 -- мировое население, 2 -- режим с обострением, 3 -- демографический переход, 4 -- стабилизация населения, 5 -- древний мир, 6 -- средние века, 7 -- новая и 8 -- новейшая история, стрелка указывает на период чумы -- "Черная смерть", кружок -- настоящее время, двухсторонняя стрелка -- разброс оценок численности населения мира при Р.Х. Предел населения Noo=12-13 млрд.
В настоящее время наиболее существенно то, что человечество переживает демографический переход [51, 73].
Это явление состоит в резком увеличении скорости роста популяции, сменяющемся затем столь же стремительным ее падением, после чего население стабилизируется в своей численности. Этот переход уже пройден, так называемыми развитыми странами, и теперь подобный процесс происходит в развивающихся странах. Демографический переход сопровождается ростом производительных сил и перемещением значительных масс населения из сел в города. По завершении перехода наступает также значительное изменение возрастного состава населения. Таким образом население мира за 1998 г. выросло на 1,5%, при абсолютном приросте около 88 млн. Если относительный рост снижается от максимального значения 2,1%, достигнутым в 60-х годах, то абсолютный рост проходит через максимальное значение около 90 млн в год и в начале следующего века произойдет резкий спад, ведущий к нулевому росту и к последующей стабилизации населения мира (см. также рис. 7.2 и П.2).
Рост населения по регионам от 400 г. до н.э. до 1800 г.


1 -- Юго-Восточная Азия, 2 -- Индия, 3 -- Китай, 4 -- остальная Азия, 5 -- Африка, 6 -- Европа (без СССР), 7 -- СССР, 8 -- весь мир
В современном взаимосвязанном мире переход завершится меньше чем через 100 лет и произойдет гораздо быстрее, чем в Европе, где аналогичный процесс начался в середине XVIII˜в. Демографический переход -- фундаментальное явление в развитии человечества, затрагивающее все стороны нашего бытия. Поэтому его нельзя понять лишь на основе современных данных или локальных процессов. Только расширив поле поиска и анализа, мы сможем охватить сущность происходящего, не ограничиваясь исключительно демографическими аспектами этой глобальной проблемы.
Обращаясь к демографическим данным, автор приводит их, как правило, в оригинальном виде (рис 1.1 и 1.2). Это поможет понять происхождение, достоверность и даже точность данных, даст возможность непосредственно в представлениях демографии увидеть проявления закономерностей, возникающих при обосновании модели и интерпретации теории. Следует иметь в виду, что точность данных для населения, даже в настоящее время, оценивается в 3-5%. Так население Земли в 1999 г., составляющее 6 млрд, известно в пределах 200-300 млн, т.е. с точностью до населения США, которое составляет 280 млн.
Как представления теории роста, так и фактические данные только приближенно описывают действительность. Эта степень приближения должна корректно учитываться при сопоставлении с расчетами. В равной мере не следует искать в глобальных данных прямого отражения локальных явлений и переходных процессов. Поэтому при сравнении результатов расчетов у нас еще будет повод для подробного обсуждения вопроса о точности и репрезентативности данных демографии.
Значение такого подхода состоит и в том, что в настоящее время человечество вступило в критическую эпоху своего развития, когда за считанные десятилетия происходит резкое изменение темпов роста, а затем и возрастного состава населения мира. При этом коренным образом меняется парадигма развития человечества -- изменение, которого прежде не бывало. Этот грандиозный по своим масштабам цивилизационный переворот определяет многое из того, что сейчас происходит. Значимость перемен и их глобальный характер заставляют искать новые, более общие по своему охвату, способы описания этого перехода, всей эпохи мировой демографической революции.
Для описания и изучения явления такого глобального масштаба следует искать адекватные общие методы, в том числе методы, развитые в естественных науках, отсеивая при этом локальные и второстепенные факторы. Так, при суммировании населения всех регионов мира образуется гораздо более гладкий рост, чем для каждого региона в отдельности. На этой основе уже можно выяснить, как развитое нами рассмотрение сопоставляются с традиционными демографическими исследованиями. Для этого остановимся на некоторых основных представлениях и методах современной демографии.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6>>>1.7
1.5 Методы демографии
Некоторые демографию определяют как вспомогательную общественную науку о закономерностях воспроизводства населения в общественно-исторической обусловленности этого процесса. Правда, в статье о месте демографии среди общественных наук Бродель справедливо замечает, что все общественные науки являются вспомогательными для главного -- всестороннего описания состояния и развития человечества [90]. Но из всех наук об обществе именно демография более всего имеет дело с числами, с количественным описанием населения. Демография представляет нам конкретные данные о числе людей, их распределении по возрасту и полу, статистике рождений и смертей, миграции населения во всех странах. Для расчета роста населения в демографии развиты мощные численные методы, позволяющие в линейном приближении экстраполировать рост на одно -- максимум два поколения вперед. При этом мир разбивается на регионы и страны, следующие определенным сценариям роста. На основе таких расчетов, проведенных ООН, можно выяснить, например, что к 2025 г. в Буркина-Фасо (Верхняя Вольта) будет жить 37000 мужчин старше 80 лет [70]. В 10-й главе нами обсуждены результаты расчетов, а на рис. 10.2 показана реакция роста населения на события истории СССР и России.
Интересную разработку долговременного прогноза населения Земли и ее основных регионов, основанную на различных сценариях развития, предпринял А.В. Акимов, используя комплексный демографический подход [71]. Однако даже при столь детальном подходе такими методами трудно описать развитие человечества за сколько-нибудь длительный срок и на большой территории. Из-за деревьев демографических данных, сведений, доведенных чуть ли не до уровня отдельного человека, не видно леса, панорамы всех людей, населяющих нашу планету.
Для обсуждения структуры демографической системы поучительно обратиться к диаграмме, представляющей связи между факторами, от которых зависит рост населения, и их сложную подчиненность и взаимозависимость (рис.1.3).
Рис 1.3 Связи факторов, определяющих рост популяции


1--здравоохранение, 2--длительность жизни, 3--плодовитость, 4--детская смертность, 5--детоубийство, 6--рождаемость, 7--стерильность, 8--брачность, 9--пренатальный контроль рождаемости, 10--оптимальное детское жизненное пространство, 11--женская занятость, 12--групповая мобильность, 13--размер группы, 14--стандарт жизни, 15--социокультурная система и образование, 16--производящая технология, 17--продуктивность, 18--ресурсы, 19--диета, 20--потенциальный максимум популяции, 21--миграция, 22--территория, 23--плотность населения, 24--профессиональная смертность, 25--милитаризм, 26--популяция, 27--материнская смертность, 28--война, 29--болезни и эпидемии, 30--убийство стариков, 31--дорепродуктивная численность, 32--мужчины и 33--женщины репродуктивного возраста, 34--естественная смертность, 35--пострепродуктивная численность
Развитие подобного подхода при построении модели уже для количественных расчетов привело к схеме, показанной на рис. 1.4. На этой сетевой диаграмме введены коэффициенты, описывающие связи между разными факторами, определяющими результирующий рост населения. Коэффициенты определены на основании обследования 216 регионов 51 развивающейся страны [78]. Однако трудно представить, что, введя все эти усредненные параметры в компьютер, можно с достаточной достоверностью предсказать воспроизводство населения. Вопрос не только в репрезентативности -- точность данных не может соответствовать трехзначным цифрам, подразумевающим погрешность не более 1%! Не ставится вопрос ни о шуме, ни об устойчивости и сходимости таких расчетов. Даже в линейном приближении коэффициенты должны быть представлены в виде интегро-дифференциальных операторов, учитывающих влияние скорости и инерции -- последействия и запаздывания в связях.
Первоначально к подобным методам обращались при исследовании динамики механических систем, таких как самолет, полет ракеты в автоматическом режиме или открытые системы химического производства [154]. Опыт показывает, что даже в этих случаях требуются весьма подробные экспериментальные исследования для определения параметров модели и тонкие расчеты, для того чтобы получить результаты, полезные на деле. Но такие системы и по числу параметров, определяющих их поведение, и по сложности процессов и связей представляются элементарными по сравнению с демографической системой.
рис 1.4 Сетевая схема, призванная описать факторы, влияющие на рождаемость и рост населения.

СКР -- суммарный коэффициент рождаемости, WNM -- нежелание иметь детей
В случае человечества оказывается трудным, а по существу, невозможным, дать подходящее описание роста путем сведения поведения сложной системы к процессам, происходящим на более элементарном уровне. И уже совершенно невозможно описание нестационарного глобального демографического перехода в рамках редукционистской программы, при последовательном восхождении от элементарного уровня к более сложному. Первоначально такой подход для глобальной динамики был предложен Форрестером [105], а затем развит Медоузом в первом докладе Римского клуба "Пределы роста" [104] См. п. 9.3.
Основную пользу сетевых диаграмм следует видеть в наглядном представлении сложности объекта. Диаграмма также может помочь при обсуждении свойств системы, при выделении главных факторов и выяснении их взаимного подчинения. Так выясняется, что основными факторами, определяющими число детей, оказываются желание женщины и ее образовательный ценз, что, впрочем, представляется понятным и вне контекста схемы. Крайне мало вероятно, что уточнение и дальнейшее развитие такого подхода может привести к модели, описывающей все человечество во все времена.
Это происходит и потому, что такие понятия, как рождаемость и смертность, далеко не элементарны, а на феноменологическом уровене обобщают в вероятностных и статистических показателях множество факторов. Наконец, в сложной системе все связи и взаимодействия большей частью нелинейны и не допускают суммирования и тем самым введения линейных причинно-следственных связей, т.е. непосредственного перехода от частного к общему. Поэтому следует отказаться от описания частностей в поведении демографической системы и перейти на следующий уровень агрегации. Для этого надо принципиально изменить точку зрения и методы исследования.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6>>>1.7
1.6 Сложность системы и уровень агрегации данных
Альтернативой может быть только последовательно системный метод, когда все население Земли рассматривается как эволюционирующая и самоорганизующаяся система, существенно нелинейная в своем поведении [1,2,9]. Эта концепция и лежит в основе математической модели, которая с таких позиций охватывает развитие уже всего человечества. Иными словами, для осуществления такой программы необходим переход на следующий уровень интеграции по сравнению с тем, что принят в демографии при описании отдельных стран и регионов.
Если сведения о демографии Индии или Китая уже суммируют данные по 1/6 или 1/5 всего мира и переход к населению всей Земли -- это относительно небольшой шаг в степени агрегации, то большие концептуальные трудности представляет существенное расширение временных рамок исследования. При этом придется отойти от привычного для каждого из нас и для демографии масштаба поколения, самой длительности нашей жизни, и перейти к гораздо более широким временным рамкам исследования. Однако, если учитывать неpавномеpность течения исторического времени, этот переход не так велик, как это может показаться с первого взгляда. Оказывается, что прошлое к нам гораздо ближе, чем это представляется при равномерном течении исторического времени.
Таким образом, следующая ступень обобщения связана с тем, что главным параметром, определяющим состояние человечества, становится полная численность его населения. Ее статистический смысл очевиден, однако при этом оказывается возможным в первом приближении не учитывать не только возрастной состав населения, но и его расселение по Земле и концентрацию в городах, а также ресурсы, обеспечивающие рост. Эти упрощения могут показаться столь большими, что решение задачи никак не будет отвечать реальному положению вещей.
Действительно, сама возможность такой постановки задачи далеко не очевидна, поэтому следует в первую очередь выяснить, в какой мере понятие системы применимо к населению Земли в целом и обладает ли процесс роста исторически закономерным и статистически предсказуемым характером. Тем не менее полученные результаты имеют четкий смысл и открывают путь к количественному исследованию развития человечества как системы. В итоге рост населения следует считать основной глобальной проблемой человечества, за которой уже следуют остальные, в том числе антропогенные изменения окружающей среды и возможное исчерпание ресурсов.
В росте численности населения мира мы будем видеть выражение и меру развития, развития во всех измерениях. Этому в демографии, истории и экономике препятствовала традиция специализированного видения и отсутствие должного комплексного подхода к проблеме. На подобную тенденцию многих современных исследований было справедливо обращено внимание в "Отчете независимой комиссии по населению и развитию": "При усиливающейся фрагментации знаний и экспертных заключений, в сочетании с углубленной специализацией профессионалов, все это препятствовало установлению связи между факторами роста населения и развития" [123].
Преодолению этой разобщенности в значительной мере и посвящена настоящая работа.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6>>>1.7
1.7 Oбзор содержания книги
В книге десять глав. В изложении последовательно развиваются ключевые представления теории: от постановки и решения задачи о росте глобальной демографической системы до сравнения ее результатов с данными демографии и истории. С этих позиций рассмотрено все развитие человечества и сделаны предположения о предвидимом будущем. Поэтому исходной является вторая глава, где наибольшее внимание уделено применению понятия демографической системы к народонаселению Земли.
В третьей главе, после рассмотрения линейного и экспоненциального роста, приведены положения, лежащие в основе математической модели, и изложены результаты теории роста населения Земли. Анализ глобальных данных приводит к нелинейной -- квадратичной -- зависимости скорости роста от численности населения мира, которая и станет основой всего дальнейшего рассмотрения.
Математические выводы представлены в кратком резюме, которое может быть полезным тем, кому вычисления покажутся сложными. Систематическое изложение феноменологической теории роста вынесено в Приложение.
В четвертой главе на основании результатов теории, рассмотрено приложение развитых представлений ко всей истории человечества -- от возникновения человека до предвидимого будущего. Мы увидим, как работают системные представления, и обратимся к факторам, определяющим предел роста, а также оценим общее число людей, когда-либо живших на Земле.
В пятой главе существенным результатом анализа стало установление взаимной связи роста числа людей с ходом исторического pазвития, при котором по мере роста населения происходит сжатие исторического времени, ускорение хода истории. Эта зависимость есть следствие нелинейности демографической системы, когда представление о собственном времени системы становится функцией ее численности.
Центральным вопросом станет обсуждение в шестой главе синхронизма мирового развития и природы того взаимодействия, которое приводит к самоускоренному квадратичному закону роста и самоорганизации человечества. Это универсальное взаимодействие, охватывающее все население Земли, имеет информационную природу и, по-видимому, непосредственно обязано сознанию человека. Так, проблема динамики роста населения планеты оказывается связанной с основными представлениями о природе человека.
Седьмая глава посвящена демографическому переходу. За последние десятилетия, даже годы, решающим образом меняется характер роста населения мира. Его численность стабилизируется, изменяется распределение по возрастам. Это определяет, каким будет мир в следующем столетии, мир, в котором предстоит жить нашим детям, внукам и правнукам. Рассмотрение демографического перехода позволит установить соответствие между результатами, полученными методами системной динамики и демографии, провести стыковку двух подходов и понять, как эти два способа описания роста взаимно дополняют друг друга.
Восьмая глава посвящена устойчивости развития демографической системы и тому, в какой мере устойчивость связана с историческим процессом. В то же время устойчивость развития определяет, в какой мере и как можно им управлять. Поучителен анализ крупных возмущений роста, какими были пандемия чумы в XIV в. и мировые войны XX в. Особое внимание обращено на устойчивость мирового развития в предвидимом будущем в связи со стремительным развитием стран Юго-Восточной Азии и Тихого Океана.
В девятой главе рассмотрено влияние ресурсов -- пространства, энергии, пищи и информации -- на рост. В итоге станет ясно, что развитие демографической системы в большей степени подчинено собственным системным закономерностям, чем внешним факторам и обстоятельствам. Этот вывод можно сформулировать как принцип демографического императива, как следствие имманентности системного роста человечества.
В десятой главе мы обратимся к демографическим процессам в России. Основная цель состоит в понимании того, как глобальные процессы, происходящие в мире в целом, проявляются в демографии и исторических судьбах нашей страны.
Предложенная модель дает эскиз количественной теории, которая может побудить как к развитию самих методов исследования, так и к решению проблем теоретической антропологии. Пpи осознании приведенных представлений неизбежно не только возникают принципиальные методологические вопросы, но и затрагиваются духовные ценности, взгляды на будущее человечества, наше место и роль в процессах развития и, как следствие, даются рекомендации политикам и обществу.
На основании отвлеченных результатов, касающихся общих закономерностей роста числа людей и развития человечества в целом, мы придем к выводам, имеющим непосредственное отношение к событиям современности, и пониманию особого характера переживаемого времени. Таким образом, мы увидим, как глобальные события влияют на развитие отдельных стран и как эти обстоятельства отражаются в той или иной мере на жизни каждого из нас.






Глава 2.
Население мира как система
2.1 Системный подход в демографии
2.2 Взаимодействия в системе населения
2.3 Социальный человек как биологический вид
2.4 Слагаемые роста населения
2.5 Мир нелинейных систем
2.6 О междисциплинарных исследованиях

Изучая человечество, познай человека
Поуп

Исследование и моделирование развития человечества основано на введении понятия демографической системы. Обсуждению свойств систем, методов нелинейной динамики систем и применимости этого круга понятий к глобальной демографии, с учетом видовых особенностей человека и роли характерного времени изменений, посвящена эта глава.
2.1 Системный подход в демографии
Возможность рассмотрения населения мира как системы, как единого и целостного объекта, который достаточно характеризовать числом людей в данный момент, традиционно отрицалась в демографии. Демографы в народонаселении мира видели только сумму населения всех стран, не имеющую смысла объективной динамической характеристики. Приведем выдержку из "Общей теории населения" Альфреда Сови:
"Долгое время понятие "население мира" представляло собой только итоговый показатель, исчислявшийся лишь по соображениям любопытства. Этот итог давал возможность определить относительную долю каждой страны в общей численности населения планеты. К тому же такие данные не представляли серьезного научного интереса, поскольку сведения о самых населенных районах мира -- Китае и странах Юго-Восточной Азии -- были недостаточно достоверными.
В последние годы возникла проблема "мирового населения", под которой чаще всего подразумевается "проблема перенаселения мира". Большинство из тех, кто занимается этой проблемой, подчеркивает факт чрезмерного роста численности людей и опасности, которая из этого вытекает. По правде сказать, никакая проблема мирового населения не становится актуальной до тех пор, пока общение между нациями не достигнет определенного уровня. Передвижение людей сдерживается границами, власть географически раздроблена, что приводит к преобладанию внутринационального аспекта проблемы населения. Если в настоящее время начинают говорить о населении Европы, причем пока весьма еще неуверенно, то это представляет собой результат того, что между различными странами Европы постепенно устанавливаются более тесные контакты. В настоящее время проблема мирового населения существует не в большей степени, чем проблема мирового бюджета. Но существуют бюджеты США, Швеции, Индонезии и т.д.
Таким образом, разговоры о мировом населении не более как предвосхищение событий. Можно было бы, например, рассуждать таким образом: если бы люди теснее общались друг с другом, скажем, в результате подчинения единому мировому правительству, то могли бы возникнуть мировые проблемы обеспечения питанием, сырьем и т.д., а также обеспечения занятости, т.е. все проблемы, которые возникают при возможном избытке населения по сравнению с наличными в данный момент ресурсами. Стремление к такому тесному общению, но главным образом опасение его, и послужило основанием для выработки точки зрения, с которой рассматривается мировое население. Эта точка зрения неизбежно будет мальтузианской в условиях, когда половина населения Земли испытывает голод.
Хорошо питающийся житель развитой страны лишен каких-либо терзаний по поводу того, что половина нашей планеты необитаема. Его беспокоит другое, а именно -- перенаселение другой ее половины. Можно, конечно, предвосхищая будущее, ставить вопрос о выделении части ресурсов на нужды всего населения Земли или просто об организации взаимопомощи, но с этим связаны весьма сложные проблемы" [57].
С тех пор, как в 1965 г. было написано это поучительное рассуждение, многое изменилось, как то и предвидел старейшина французских демографов. Поэтому в современных исследованиях именно исторический и системный подходы стали превалирующими, а глобальные проблемы -- столь актуальными [60, 61]. Однако, прежде чем развивать системный подход, имеет смысл обратиться к содержанию понятия системы с тем, чтобы избежать ненужных обобщений, связанных с системным анализом и верой в его могущество при создании сложных моделей, реализованных мощными вычислительными средствами.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6
2.2 Взаимодействия в системе населения
Понятие системы пришло из механики, где оно имеет точный и определенный смысл. Пеpвым таким примером стала Солнечная система. Hесмотpя на то, что в ней имеется небольшое число взаимодействующих тел и нам хорошо известен закон всемирного тяготения, даже небесная механика Солнечной системы требует для своего описания десятков тысяч членов в уравнениях. В этом случае можно было бы ожидать, что pедукционистское описание динамики системы будет достаточно полным. Hо и здесь последние исследования показали, что точность такого подхода принципиально ограничена несколькими десятками миллионов лет и недостаточна для исследования устойчивости системы. Для этого надо обращаться к другим -- интегративным -- методам анализа.
Значительный шаг в развитии представлений о системе был сначала сделан в термодинамике, а затем при создании кинетической теории газов и обосновании статистической физики. В первую очередь благодаря Больцману со всей очевидностью было продемонстрировано могущество феноменологического способа описания системы и показана его связь с элементарными явлениями на микроскопическом уровне. К модели газа как системы мы будем обращаться и дальше, так как из многих физических объектов именно теория газа дает поучительные аналогии для динамики демографической системы населения мира.
В развитии представлений о системах следующий шаг состоял в исследованиях кинетики. Это привело в трудах И.Р. Пpигожина к представлениям об открытых диссипативных системах, их самоорганизации и эволюции [141, 144]. Методы теории сложных систем в значительной мере были развиты и систематизированы Хакеном при создании теории лазера -- колебательной системы со многими степенями свободы. Им предложено название "синергетика" для области междисциплинарных исследований, в которой развиты общие принципы динамики систем [143]. Фундаментальное изложение статистической теории открытых систем дано Ю.Л. Климонтовичем [158].
При обращении к понятию системы следует различать замкнутые системы, изолированные от внешних воздействий (например, Солнечную систему, объем газа или атом), и открытые, в которые извне поступают энергия, вещество и информация, участвующие во взаимодействиях внутри системы. Открытой является рассматриваемая нами демографическая система. Для открытых эволюционирующих систем характерно то, что их состояние существенно не равновесно в отличие от замкнутых систем, равновесное состояние которых при большом числе частиц, определяется их температурой.
Поэтому для развивающихся, в том числе путем самоорганизации, неравновесных систем рассматривается их эволюция в зависимости от времени. Более того, существует аналогия между зависимостями состояния замкнутой системы от температуры и развивающейся открытой системы от времени. Так, для открытых систем в определенный момент времени характерны переходы в новое состояние, переходы вполне аналогичные фазовым переходам в замкнутых, равновесных системах. Таким образом, мы увидим, что демографический переход в системе человечества следует трактовать именно как неравновесный фазовый переход.
Ключевое понятие для системы -- взаимодействие. Малость взаимодействия системы с ее окружением позволяет, в известных пределах, полагать ее изолированной от внешних воздействий. Взаимодействия же, осуществляемые внутри системы, определяют ее внешнюю целостность и внутреннюю связанность. Именно взаимосвязанность и взаимозависимость современного мира, обусловленные транспортными и торговыми связями, миграционными и информационными потоками, объединяют всех в единое целое и дают неоспоримые возможности рассматривать сегодня мир как глобальную систему. Но в какой мере такой подход справедлив в прошлом?
Мы увидим, что в рамках модели можно будет сформулировать критерий системности роста. И в далеком прошлом, когда людей было мало, а мир в значительной степени был разделен, его популяции медленно, но верно взаимодействовали. Характерное время взаимодействия можно оценить и показать, что системный подход в большинстве случаев применим и тогда. Системные взаимодействия четко проявились и в глобальной синхронизации наиболее крупных периодов в прошлом человечества. Так предсказание прошлого становится существенным шагом в понимании настоящего и служит для проверки представлений теоретических расчетов.
Обсуждение сетевых схем дает представление о том, что в системах называют их сложностью. Это не только большое число взаимосвязанных процессов, происходящих в системе, но и нелинейный и статистический характер этих закономерностей, исключающий детальное описание всего происходящего. При большом числе степеней свободы и сложности системы возможен переход к усредненным статистическим данным. Так возможно определить главную переменную, какой для человечества становится численность населения мира. В синергетике показано, как благодаря принципу подчинения происходит выделение ведущей переменной и параметра порядка, определяющего масштаб явлений, происходящих в системе.
Следует также подчеркнуть, что для населения Земли в целом не следует учитывать миграцию, играющую большую роль в балансе населения отдельной страны или региона, поскольку в масштабе планеты пока эмигрировать просто некуда. При таком обобщенном подходе миграция, переселение народов и войны являются лишь частью взаимодействий, происходящих в демографической системе мира.
Наконец при рассмотрении развития всего человечества следует учитывать не только социальные, но и биологические факторы в природе человека -- уникального вида в мире животных.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6
2.3 Социальный человек как биологический вид
Для населения Земли характерно то, что все человечество однородно по своему видовому составу. Биологически все люди принадлежат к одному виду Homo Sapiens, у них одинаковое число хромосом - 46, отличное от всех других приматов, а все расы способны к смешению и социальному обмену. Эта видовая однородность населения мира указывает на то, что все народы принадлежат одной демографической системе.
Хабитатом человечества служат практически все удобные для обитания части Земли, кроме районов Крайнего Севера, Антарктиды, высокогорий и пустынь. Однако расселение народов по Земле весьма неоднородно. Некоторые обширные и вполне пригодные регионы заселены очень слабо, в то время как население концентрируется и традиционно тяготеет к крупным рекам, издавна ставшим колыбелью цивилизаций.
Существенно отметить, что по своей численности мы превышаем сравнимых с нами по размерам и питанию животных на пять порядков -- в сто тысяч раз (рис. 2.1). Только домашние животные, живущие около человека, не ограничены в числе подобно своим диким родственникам, каждый из которых занимает свой ограниченный ареал, свою экологическую нишу. Например, на свете живет более 2 млрд коров и быков, причем поедают они пищи больше, чем все люди вместе взятые.
Если человек не выделился бы из всего природного животного мира, то его численность была бы порядка 100 тыс. Такие протолюди жили бы в ограниченном ареале, и их эволюция определялась бы медленными процессами, происходящими в результате популяционно-генетических изменений, характерных для видообразования. Однако с появлением человека произошел качественный скачок в развитии природы на Земле. Есть все основания полагать, что новое качество связано с разумом и сознанием Homo Sapiens.
Рис 2.1 Численность видов животных в зависимости от их массы


Таким образом, главным видовым отличием человека служит его разум, и именно благодаря сознанию человечество развивалось своим путем. Это отразилось и на процессе размножения людей, так как для формирования социально зрелых форм сознания требуется длительное время -- не менее 20 лет.
Для сравнения, животные такого же размера, физического строения и питания достигают половой зрелости уже в 2-3 года, как, например, собаки, кошки и, не в обиду человеку будет сказано, свиньи. Время, идущее на образование человека, воспитание его сознания, окажется существенным временным параметром и в рассматриваемой модели. В результате эволюции, ради формирования разума, у человека возникла задержка в половом созревании отдельной особи. Для развития вида, обусловившего взрывной рост его численности, произошел переход на качественно другой тип развития, связанный с сознанием человека (рис. 2.2).
Рис 2.2 Cтадии антропогенеза


По современным представлениям развитие человека началось 4-5 млн лет тому назад и вначале было связано с прямохождением австралопитеков (1). Следующей стадией -- 2-1,5 млн лет назад -- стало появление Homo Habilis и овладение навыками изготовления каменных орудий (2). Затем, 500 тыc. лет тому назад, развитие привело к появлению питекантропа (3), обладавшего крупным строением и большой силой, и 100 тыс. лет тому назад появилcя Homo Sapiens. Следующим было появление 40 тыс. лет тому назад неандертальца (4) с более развитым умом и сознанием, близким к современному человеку (5) [38, 42]
Чтобы поддержать не только высокую численность, но и исключительно высокий темп роста, человечество создавало свою окружающую среду, и на определенном этапе, который связывают с неолитической революцией, оно в значительной мере отделилось от остальной природы [31].
Причем если биосфера находится в состоянии относительного динамического равновесия и разнообразные биоценозы служат тому доказательством, то человечество находится в существенно неравновесном состоянии, очень далеком от того динамического равновесия, которое характерно для природы в целом.
Математическим теориям взаимодействия видов животных посвящены исследования Лотки [135] и Вольтерра [136]. В этих классических работах предполагается, что скорость роста каждого вида пропорциональна числу особей. Помимо этого учитывается взаимно влияние других видов, которые выступают по отношению к данному в роли хищников или добычи. В такой динамической системе рост происходит по экспоненте, а переходные процессы описываются логистической кривой. При помощи этого подхода была исследована линейная динамика роста популяций и обнаружены колебательные режимы, которые удалось связать с процессами, наблюдаемыми в живой природе. Однако, в силу отмеченных особенностей развития человека и человечества, его особого пути, не следует переносить примеры из остального животного мира и биоценозов на случай человека, развитие которого подчинено совершенно другим физическим, биологическим и социальным закономерностям.
Мы увидим, что в случае человечества рост происходит не экспоненциально, а так, что скорость этого роста пропорциональна квадрату числа людей. Нелинейный рост привел к взрыву: людей стало на много порядков больше, чем сравнимых с ними животных, а сам человек расселился по всему земному шару. Это быстрое развитие происходит до тех пор, пока его скорость не становится столь большой, что отдельный индивид и система в целом больше не могут развиваться в таком самоускоряющемся и автомодельном режиме. Из этого следует, что в первом приближении наше развитие и рост не ограничены другими видами животных и природными ресурсами, пока наше воздействие на окружающую среду не приведет к глобальным по своему масштабу последствиям, которые уже в следующем приближении могут повлиять на развитие человечества.
Поэтому, когда деятельность человека приобрела глобальный масштаб, со всей остротой встал вопрос о его влиянии на окружающую природу, состояние биосферы и саму нашу планету. Здесь очень важно понять, какими факторами определяется рост числа людей, и всесторонне исследовать динамику роста населения Земли, уже как глобального явления.
Мы исследуем поведение человечества, рассматривая его как демографическую систему. При применении понятия системы важно представлять себе, какие процессы определяют системное поведение и какой постоянной времени и численностью они характеризуются. Быстрее всего идет рост производства, экономики, а развитие культуры требует большего времени. Дифференциация диалектов и языков, выделение этносов, происходят в своем масштабе времени и численности. Большее время и большее число людей заняло обособление рас. Однако из-за глобализации в обозримом будущем развитие, по-видимому, не приведет к разделению человечества на виды.
Поведение же мировой демографической системы характеризуется еще большими временами, и в дальнейшем это время будет оценено. Более того, будет показано, что величина времени связана с ростом населения Земли, и чем ближе мы приближаемся к критическому моменту демографического перехода, тем характерное время, за которое происходят изменения в населении, становится меньше. Чем дальше в анализе мы уходим в прошлое, тем это время все увеличивается.
Самое длительное время занимают процессы биологической эволюции, определяемые уже генетической природой человека и относительно медленными процессами, которые происходят в генетике популяций. Можно утверждать, что на протяжении последних ста тысяч лет человек биологически мало изменился и основное развитие человечества происходило уже в социальной сфере при сапиентации человека [38, 42].
Именно эти процессы количественно описываются феноменологической математической моделью, которая интерпретирует данные демографии и антропологии на основе системного подхода. Основным параметром роста и развития демографической системы становится численность населения мира, а область применения модели ограничена видовыми и временными рамками эффективных взаимодействий. Эти границы следует иметь в виду, когда результаты расчетов сопоставляются с данными антропологии и демографии.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6
2.4 Слагаемые роста населения
Для того, чтобы выяснить роль факторов роста населения, обратимся к основному уравнению демографии -- уравнению баланса населения страны. В любой момент времени рост населения страны или региона можно представить как сумму трех слагаемых:
Прирост = Рождения - Смерти ± Миграция
причем прирост, рождаемость и смертность обычно выражают в процентах или в единицах на 1000 населения в год. Данные для Франции, быть может демографически наиболее изученной страны мира, представлены на рис. 2.3.
Из сопоставления графиков рождаемости и смертности для середины XVIII в. видно, что число родившихся составляет 4,5%, а умерших около 4% за год, в то время как средний рост населения составлял всего 0,5%, т.е. был на порядок меньше. Если мы продолжим эти кривые в прошлое, есть все основания предположить, что рождаемость и смертность будут соответственно расти, а их малая разница, определяющая рост, будет уменьшаться. Обратим также внимание на значительные флуктуации роста. Но по мере развития демографического перехода и приближения к нашему времени рождаемость и смертность уменьшаются, а рост населения увеличивается. Это парадоксальное поведение завершится при наступлении максимума роста населения, после чего наступит переход к режиму стабилизации населения, при котором рождаемость и смертность будут асимптотически стремиться к одинаковым значениям.
Рис 2.3 Население Франции с 1740 по 1980 г., усредненное за декады


1 -- рождаемость, 2 -- смертность, 3 -- рост населения, % в год
Из сравнения двух тенденций роста видно, что до демографического перехода рост населения следовал своей закономерности вековых изменений, хотя формально его и можно представить как разность числа рождений и смертей. Но сама эта разница есть следствие множества факторов, определяющих способность населения к росту. Сюда входят производство пищи и жилье, развитие торговли и промышленности, состояние медицины и образования, культура и наука, войны и эпидемии и, наконец, миграция населения. Она может быть как с отрицательным знаком -- эмиграция из страны, так и с положительным знаком, означающим приток населения в страну. Рождаемость, являясь необходимым, но не определяющим компонентом, может быть намного больше роста, который определяется многими процессами, происходящими в стране. Результатом взаимодействия всех факторов в сложной нелинейной системе будет рост населения, который выражает интегральную характеристику развития страны или региона. Если мы просуммируем рост для всех стран и регионов мира, то окажется, что все миграционные потоки уравновесятся и их сумма точно обратится в ноль. Поэтому для демографической системы мира в уравнении баланса населения останется только два слагаемых, что существенно упрощает задачу.
Наконец, если рассматривать рост населения до демографического перехода, то в силу медленности изменений можно отвлечься от рождаемости и смертности и обратиться непосредственно к росту населения. Только при прохождении демографического перехода следует учесть, что происходят быстрые, нестационарные изменения в демографической системе. Временной масштаб этих переходных процессов оказывается порядка жизни человека. Именно это самое короткое время характерных изменений станет масштабом времени при рассмотрении картины развития человечества.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6
2.5 Mир нелинейных систем
На протяжении всего предшествующего изложения постоянно возникало упоминание нелинейных явлений, нелинейности поведения системы. Ниже эти понятия будут раскрыты, и на ряде примеров показано, в чем состоит различие линейного и нелинейного подходов. Это различие существенно, потому что в настоящее время достигнуто общее понимание важности этого круга понятий, выходящих далеко за пределы той области механики и физики, где они зародились [149].
Представление о линейных законах связано прежде всего с тем, что они обычно описывают малые изменения изучаемого объекта. Так растяжение пружины пропорционально приложенной силе. Только когда преодолена упругость и прочность материала пружины, ее растяжение перестает быть пропорциональным силе. Для линейных явлений не важен их масштаб -- растяжение на миллиметр или сантиметр качественно одинаково, если предел прочности составляет метр.
Пример слабо нелинейной системы -- маятник. Пока угол его отклонения мал по сравнению с 90o, время колебаний, как у линейной системы, слабо зависит от его размаха. Рассматриваемые системы имели малое число степеней свободы. В сложной системе при таком линейном подходе обычно выделяется только одна степень свободы.
Поведение сложных систем можно рассматривать, как говорят, в линейном приближении. Это верно тогда, когда состояние системы устойчиво. Критерий устойчивости системы заключается в малых колебаниях около положения равновесия. Если же система находится вблизи порога устойчивости, но еще устойчива, то даже небольшое возмущение может стать причиной непропорционально крупных изменений, наступающих при потере устойчивости, нарушении внутренней структуры и организации системы, которые затем приводят к хаосу (рис. 2.4).
Очень многое в нашем поведении и суждениях основано именно на линейной модели мира. В большинстве случаев она работает и служит прекрасным инструментом нашего сознания -- от оценки погоды на следующий день до поведения машины при повороте или обгоне. Однако надо помнить, что линейная модель всегда ограниченна, для нее всегда есть порог -- жесткий, как хрупкость стекла, или невыраженный, как при растяжении резины. Рассматривая линейный подход, мы увидели, что есть предел, за которым наступает качественно новая область -- нелинейный мир. Он намного разнообразнее линейного, и для объяснения нелинейных явлений надо искать новые образы и интеллектуальные модели [17].
С понятием линейности связаны и прочно укоренились в нашем сознании причинно-следственные отношения. Причиной деформации пружины является действующая сила. При управлении машиной малыми усилиями руля обеспечивается устойчивое движение по заданному пути на основе линейных прогнозов движения автомобиля. Такие линейные прогнозы мы все склонны делать, и для этого есть глубокие психологические причины.
Рис. 2.4 Системы устойчивые (1), ограниченно устойчивые (2) и неустойчивые (3)

Причиной маневра машины являются воля и усилие водителя, однако при неумелом или резком повороте машину может занести -- порог устойчивого движения будет перейден и движение станет неуправляемым; маневр привел к неконтролируемым последствиям. Таким образом, в нелинейных явлениях причинно-следственная связь событий оказывается неоднозначной, и простая линейная зависимость причины и следствий больше не отвечает сложной картине движения.
Предвидение развития событий при движении машины и изменении погоды или при расчете роста населения ограничено горизонтом прогноза. Так прохождение атмосферного фронта приводит к резкому, за несколько часов, изменению погоды. В системе преодолевается порог развития, происходят внезапные бифуркации, переходы в новое состояние организации системы, после чего наступает следующая стадия эволюции, пока развитие не приведет к новому порогу и переходу в новое состояние. В этом состоит сценарий развития сложной системы, каким он представляется в образах нелинейной механики.
Рассматривая устойчивый рост населения страны, можно с достаточной уверенностью предсказать его численность через 5 или 10 лет. Действительно, за это время население увеличится на 7-15%, еще меньше составит миграция населения, и можно предвидеть с определенной степенью вероятности, что в течение этого срока не наступит война или другая катастрофа. Происходит это потому, что рассматриваются малые, по сравнению с общей численностью населения, изменения. Однако экстраполяция населения на поколение вперед требует уже большей осмотрительности и множества оговорок.
Малые воздействия на систему вблизи границы устойчивости могут привести к непропорционально большим последствиям. Так в 1914 г. Европа стремительно развивалась, вооружалась и находилась на пороге устойчивости. Убийство эрцгерцога Фердинанда оказалось малым, но достаточным возмущением для того, чтобы опрокинуть хрупкую систему европейской безопасности и ввергнуть Европу в непредвиденный хаос мировой войны. И только по прошествии 40 лет Европа перешла в новое состояние относительно спокойного развития.
При описании поведения систем существенным становится понятие их сложности. В этом случае следует переходить к рассмотрению средних показателей. Но в сложных системах можно, и это интуитивно понятно, ввести градацию параметров по степени их влияния на состояние системы и по тому, в какой мере они определяют ее состояние и развитие. Так для системы народонаселения Земли оказывается, что распределение населения по Земле и концентрация людей в городах в среднем мало влияют на скорость роста. Это верно глобально, но для конкретного города и страны все может быть иначе.
Что же является причиной роста и тем более предвидимого резкого изменения роста человечества? Мы, несомненно, имеем дело с саморазвитием системы и его пределом, и к этому выводу нас приведет весь последующий анализ. Более того, человечество проходит через демографический переход, который, подобно атмосферному фронту, приведет к резкому изменению режима развития, переходу в новое состояние для всего человечества. Чем ближе мы к критическому моменту демографического перехода, тем больше динамика роста населения подчиняет себе время. Смену причин развития, когда само развитие подчиняет себе рост как функцию времени, следует рассматривать как следствие выраженной нелинейности демографической системы человечества, проявление ее самоорганизации.
Действительно, на что хотелось бы обратить внимание -- это на самоорганизацию систем. Из всех представлений о нелинейном мире самоорганизация менее всего очевидна и очень существенна. Как показывает само название, в сложных системах часто возникает порядок, симметрия в развитии. Подобное происходит в атмосфере, что хорошо видно сверху, при полете над регулярной облачностью. Формирование грозы, циклона, атмосферного фронта есть следствие самоорганизации в атмосфере, проявляющейся на разных масштабах во времени и в пространстве. Такая самоорганизация возникает в атмосфере как открытой системе при притоке солнечной энергии извне.
В самоорганизации более сложных систем все большее значение приобретает информация, связанная с качеством энергии, ее энтропией. Именно этому посвящена последняя монография Б.Б. Кадомцева "Динамика и информация" [164]. С современных позиций сама жизнь, эволюция живого на всем протяжении развития жизни на Земле, появление человека есть результат самоорганизации, где информации принадлежит ключевая роль.
Характерной чертой эволюционного процесса стала его внутренняя спонтанность, случайность, которая тем не менее ведет к закономерностям развития и прогресса. Недаром метафорой эволюции стал слепой часовщик [35]. В этом процессе нет внешней причины, нет ни цели, ни управления извне, если, разумеется, не признать существование Бога, однако в этом случае отпадает необходимость в поиске естественнонаучных объяснений. Нам о проблеме взаимоотношений веры и знаний напоминает встреча Наполеона и Лапласа. Когда астроном преподнес императору "Небесную механику", тот спросил ученого, есть ли в его системе место для Бога, на что Лаплас ответил, что в этой гипотезе он не нуждается...
При всей постепенности процесса антропогенеза само появление человека было пороговым, нелинейным явлением. С появлением и развитием человека был перейден рубеж в эволюции, и потому мы качественно отличны своим разумом, сознанием от остального животного мира. И в этом случае мы не можем указать иной причины нашего появления, кроме как результата самоорганизации мира живого.
В самой модели роста человечества нелинейные представления о саморазвитии и самоорганизации оказываются очень существенными. Во-первых, рост приводит к представлению о коллективном взаимодействии, охватывающем все человечество, в основе которого лежит информация. Во-вторых, закономерности роста и развития выражаются в статистических законах, которые уже в понятиях вероятностей на новом уровне определяют причинные связи в историческом развитии человечества.
Таким образом, некоторые основные представления нелинейного мира необходимы для понимания феноменологической теории роста человечества как нелинейной и относящейся к поведению сложных систем. При этом мы, естественно, только наметили и далеко не исчерпали всех понятий, которые развиты в современных исследованиях нелинейных явлений, в применении к человеку и обществу [160]. Наша цель состояла в том, чтобы указать на некоторые основные понятия и отнести их к системному поведению человечества.
В заключение следует заметить, что знакомство и владение в первую очередь качественными, модельными понятиями нелинейного мира необходимы современному обществоведу как для лучшего понимания им сложных по своей сути явлений, так и для овладения тем языком, на котором говорят и думают представители точных наук, когда они обращаются к изучению больших систем. Только действительно овладев понятиями естественных наук, можно их использовать не в качестве метафоры, а как конструктивные элементы в диалоге двух культур.
К сожалению, есть печальный опыт поверхностного использования языка точных наук как в гуманитарных областях, так и произвольного обращения некоторых математиков с представлениями историков [100]. Самое удивительное, что этому находят оправдание в философии постмодернизма при полном пренебрежении, если не отрицании, опыта науки [165]. Ниже, при анализе понятия времени, мы вернемся к таким явлениям.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6
2.6 О междисциплинарных исследованиях
Трудность междисциплинарных исследований состоит и в том, что в область с хорошо устоявшимися и традиционными подходами, такую как демография, делается попытка ввести новые методы, развитые в других науках. Однако в настоящее время методы исследования нелинейных систем и синергетика -- наука о сложном -- постоянно расширяют сферу своего применения, предоставляя новые возможности для изучения явлений, которые в силу своей сложности требуют именно таких методов [156]. На этом пути можно надеяться ввести в гуманитарные области, такие как антропология и история, новые понятия и представления, способствовать объединению наук, называющих себя точными и естественными, с науками о человеке и обществе.
Но развитию подобных взглядов препятствуют также и субъективные факторы. К ним следует отнести представления о том, в какой мере человек способен влиять на свое развитие и, в конечном итоге, определять свое будущее и ту степень, с которой мы можем описывать наше развитие в понятиях статистической динамики. Статистическая, вероятностная природа закономерностей, которые лежат в основе развитой модели, и сам диапазон явлений, которые описываются в рамках теории роста, указывают на фундаментальность этих закономерностей. Поэтому возникает естественный вопрос о том, как развитие нашего понимания и само развитие науки или медицины может в основе своей повлиять на ход событий. Если достигнутое описание достаточно полно, то предвидимое развитие в значительной мере системно предопределено. Однако человек может нарушить устойчивость этого глобального процесса, и такие случаи нам хорошо известны.
Иными словами, речь идет об объективности изучаемых закономерностей и антропоцентричности наших представлений. В истории науки с подобной ситуацией сталкивались и в прошлом. Так было при утверждении гелиоцентрической системы и отказе от исключительного положения человека на Земле как центре мира. Это произошло и тогда, когда само место человека в природе было осмыслено как результат эволюции.
В настоящем исследовании эти вопросы также затрагиваются, когда речь идет о современном этапе развития и определении меры, в какой человечество, руководствуясь своим сознанием -- общественными институтами, техникой и наукой, -- может повлиять на развитие в критический момент своей истории. Это соображение следует иметь в виду при оценке выводов, следующих из развитых далее представлений о предвидимом будущем.
Здесь может помочь аналогия с более простым явлением, таким как аварийность, например, автотранспорта. Казалось бы, все усилия водителей и пешеходов, строителей дорог и милиции устремлены на уменьшение числа несчастных случаев. Тем не менее статистика аварий удивительно постоянна и, с одной стороны, лишь медленно уменьшается за счет деятельности всех указанных лиц, а с другой -- растет по мере увеличения числа машин, следуя устойчивым статистическим закономерностям. При этом даже знание конкретных механизмов и причин аварий может лишь с трудом повлиять на индивидуальное поведение шофера, но уже мало влияет на результирующую статистику безопасности движения.1

1. Раз мы коснулись проблемы безопасности движения, то Красный Крест недавно указал, что каждый год от аварий, связанных с транспортом, погибает полмиллиона человек -- больше, чем от всех военных действий в течение последних десятилетий. Но одновременно в мире такое же количество людей прибавляется за два дня (в России число жертв ДТП составляет 40000 в год, только в Москве погибает 1000 человек).

Очевидно, что в намного более сложной системе человечества не только гораздо сложнее проследить и просуммировать все явления, определяющие его рост, но и гораздо труднее повлиять на ход событий в предвидимом будущем, которое в значительной мере определено поведением человечества как развивающейся динамической системы. Именно в силу таких обстоятельств развитый феноменологический подход представляется обещающим, несмотря на указанные ограничения и статистическую природу законов, управляющих ростом и развитием. Это тем более верно, что речь идет об основных явлениях, характеризующих рост человечества, и мотивах репродуктивного поведения самого человека.





Глава 3.
Описание модели
3.1 Принципы моделирования
3.2 Линейный и экспоненциальный рост
3.3 Гиперболический рост населения мира
3.4 Закон квадратичного роста
3.5 Информационная природа роста
3.6 Резюме результатов математических расчетов

Hам не дано предугадать, как слово наше отзовется...
Ф. И. Тютчев

В главе изложены принципы построения математических моделей на примере линейной, экспоненциальной и нелинейной (квадратичной) зависимости роста населения от времени. Увеличение всего населения Земли происходит по гиперболическому закону и устремляется в бесконечность за конечное время. Скорость роста, пропорциональная квадрату численности населения Земли, приводит к представлению о коллективном взаимодействии, в основе которого лежит обмен информацией.

3.1 Принципы моделирования
Создание модели состоит в последовательном применении принципов системного развития по отношению к фактическим данным, которыми мы располагаем. Цель не в подгонке формул к численным данным, а в поиске математических образов, которые выражают поведение системы и соответствуют поставленной задаче. Поэтому представление о системе и о законах ее развития являются существенной частью исследования.
На каждом шаге следует учитывать, что как сами данные, так и модель только приближенно описывают действительность. Эту степень приближения следует оценивать, и на ее основе определять применимость тех или иных представлений. Возможно, этот процесс последовательного построения моделей более всего развит в теоретической физике. Однако перенесение таких методов построения моделей, которые могли бы претендовать на то, чтобы дорасти до статуса теории, в область исследования динамики населения далеко не очевидно, скорее даже невероятно.
Рис. 3.1
Различные виды зависимости роста населения от времени: A -- линейный рост, B -- экспоненциальный рост, С -- гиперболический рост

Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6
3.2 Линейный и экспоненциальный рост
Прежде чем рассматривать результаты теории роста человечества, обратимся к двум простым моделям -- линейного и экспоненциального роста. В настоящее время (в 1999 г.), при населении мира в 6 млрд и приросте в 85 млн в год, линейный рост (рис. 3.1, A), экстраполированный в недавнее прошлое, приводит к тому, что 6.109:85.106 = 70 лет тому назад (в год рождения автора) все должно было бы начаться с нуля! Таким образом, линейная экстраполяция может дать удовлетворительные результаты на один -- два года, но в наше время демографического перехода продление ее даже на поколение не допустимо ни в прошлое, ни в будущее.
Рассмотрим экспоненциальный рост (рис. 3.1, B). Предполагая, что человечество в прошлом удваивалось за те же 40 лет, что и сегодня, оценим, когда такой процесс мог начаться. Для этого выразим численность населения мира, как степень двойки: 6.109@ 232. Значит, 32 поколения или 40*32=1280 лет тому назад, в VII в., за 200 лет до крещения Руси, все могло начаться с Адама и Евы! Даже если мы увеличим время удвоения в 10 раз, то этот момент отодвинется к началу неолита, когда население мира уже было порядка 10 млн (см. рис 5.2).
Заметим, что рост по геометрической прогрессии или развитие по логистическому закону [83, 134, 152] описываются линейными уравнениями. Но экспоненциальный рост и экспоненциальная асимптотика логистики не удовлетворяют условию масштабной инвариантности. В этом случае есть внутренний масштаб -- время Te роста в e=2,72 раз или время удвоения T2=0,7Te. Линейный рост, однако, удовлетворяет условию масштабной инвариантности, так как для него нет такого характерного времени.
Логистическую кривую часто используют для описания развития систем, претерпевающих переход от роста к насыщению. Обычно графики, с тем или иным успехом, подгоняют под данные вблизи области перехода и не обращают внимания на то, как эта зависимость описывает поведение системы вдали от этой области (см. рис. П.7). Однако для сложных и существенно нелинейных систем развитие вдали от критических точек перехода, так называемое асимптотическое поведение, характеризует собственную динамику системы и должно в полной мере учитываться при описании роста и переходного процесса.
Рис 3.2 Линейный рост в двойном (A) и экспоненциальный рост в полулогарифмическом масштабе, спрямляющем любую экспоненту (B)

Рассмотрим для примера линейный рост как результат развития системы, в которой появляются не люди, а автомобили. Очевидно, что за увеличенное в 2 раза время будет выпущено в 2 раза больше машин, а два автозавода произведут в 2 раза больше автомобилей. Это есть следствие аддитивности системы производства, ее линейности. Правда, при сотрудничестве заводов общее производство может увеличиться более чем в два раза -- в такой системе заводов производство в результате взаимодействия будет расти нелинейно.
В случае увеличения числа людей предположим, что рост будет происходить быстрее, по экспоненциальному закону, следуя правилу сложных процентов -- поскольку люди, в отличие от автомобилей, сами способны к воспроизводству. Экспоненциальный рост обладает свойством линейности, и такие процессы можно суммировать. Если мы удвоим число людей, то и скорость роста также удвоится, следуя линейности и аддитивности такой системы. Подчеркнем, что экспоненциальный рост связан только с индивидуальной способностью организма человека или семьи к размножению, непосредственно не зависящей от каких-либо взаимодействий в системе, к которой принадлежат люди.
Следующий шаг при рассмотрении закона роста числа людей был сделан Мальтусом [50]. Опираясь на наблюдения за ростом численности населения в Америке, он установил, что в условиях неограниченных территориальных ресурсов население растет экспоненциально, удваиваясь в этих условиях за 18 лет. В то же время он предположил, что производство пищи происходит по линейному закону и будет отставать от роста населения. Основной вывод Мальтуса, а также его последователей, состоял в том, что рост населения будет ограничиваться производством пищи и ресурсами.
Подход Мальтуса, развитый Медоузом [104,111], оказался неверным, в первую очередь, потому, что в нем не учитывался системный характер развития. Системность означает, что и производство пищи, и развитие в целом, и воспроизводство населения взаимообусловлены множеством связей. Так, например, рост числа машин будет способствовать производству пищи, что в свою очередь приведет к росту населения и т.д. Поэтому надо искать законы эволюции всей системы. Последовательное развитие такого целостного системного взгляда на развитие человечества позволило понять, что рост числа людей на всем протяжении сцеплен с развитием. Однако параметры развития статистически усреднены по всему человечеству, в то время как численность аддитивна: и миллионер, и бомж, при разном вкладе в развитие, суммируются с равным весом в население мира.
Для понимания процесса роста важно его графическое представление. При этом существенно не только, в каком масштабе представлены кривые, но каковы те функции времени и населения, которые отложены на осях координат. Линейный рост изображается прямой линией тогда, когда по осям время и численность населения также отложены в линейном масштабе. Наклон же прямой определяет постоянную скорость абсолютного роста.
При экспоненциальном росте, когда за характерное время число людей удваивается, скорость абсолютного роста соответственно растет, однако относительная скорость роста при этом остается постоянной. Таким образом, в случае экспоненциального роста, когда скорость роста пропорциональна первой степени населения, для представления результатов обращаются к осям, на которых время отложено в линейном, а численность населения -- в логарифмическом масштабе. На такой полулогарифмической сетке экспоненциальный рост будет изображаться прямой линией, наклон которой определяется временем Te экспоненциального роста в e=2,718 раз или временем удвоения
Т2=Teln 2=0,7Te(см. рис. 3.2).
Изменение масштаба соответствует изменению основания логарифмов. В практических целях используют десятичные логарифмы, где целая часть логарифма определяет порядок величины или соответственно степень десяти:
1=100, 10=101, 100=102, 1 миллион =106 и 1 миллиард = 109.
В теоретических расчетах обычно обращаются к натуральным логарифмам с числом e=2,718 в качестве основания. Десятичные логарифмы в ln 10=2,303 раз меньше, чем натуральные. Наклон графика на двойной логарифмической сетке отвечает степени, связывающей время и численность населения. Так линейный рост, пропорциональный времени будет изображаться прямой под углом 45 градусов, а в случае разных скоростей роста такая прямая будет смещаться в соответствии с изменением масштаба численности, без изменения наклона.
Для описания развития всего человечества, рассматриваемого как единая демографическая система, следует перейти к следующей степени зависимости скорости роста, пропорциональной уже квадрату численности населения. Это очень существенный шаг, который приводит к гиперболическому закону роста, который быстрее любого экспоненциального роста и уходит в бесконечность при конечном времени расходимости.
Представить такой процесс лучше всего на двойной логарифмической сетке. На ней и время, и численность населения откладываются в логарифмическом масштабе. В этом случае гиперболический рост, соответствующий обратной пропорциональности численности населения и времени, изобразится прямой, но с отрицательным наклоном. Именно таким графиком будет описываться зависимость численности населения мира от времени.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6
3.3 Гиперболический рост населения мира
Приведенные расчеты показывают, что ни линейный, ни экспоненциальный рост не могут описать развитие человечества за сколько нибудь значительное время. Демографические данные за много поколений свидетельствуют, что рост человечества хорошо укладывается только на гиперболическую кривую (см. рис. 1.1). В этом случае скорость роста пропорциональна квадрату полного числа людей. Переход к следующей степени зависимости скорости роста от числа людей, по сравнению с экспонентой, может показаться формальным шагом. Однако более глубокое рассмотрение показывает, что именно такая зависимость не только отвечает данным демографии за продолжительное время, но и обладает всеми свойствами, которым должен удовлетворять системный подход, поскольку в ней проявляется взаимодействие, охватывающее всех людей на Земле.
Рис 3.3 Гиперболический рост в линейном и логарифмическом масштабах:
A: N=100/(T1-T), B: N=104(T1-T). T1 -- особая точка обострения роста, момент, в котором население стремится к бесконечности. На шкале логарифмов T1 как 0 не отображается

Зависимость скорости роста от квадрата численности населения существенно нелинейная и не аддитивная, и потому применима только ко всему населению Земли, а не к отдельной стране или региону. Математически это выражается в том, что квадрат суммы всегда больше суммы квадратов слагаемых.
Гиперболический рост, описываемый степенной функцией, обладает еще одним существенным свойством -- такое развитие динамически самоподобно, причем его логарифмическая скорость постоянна, и на двойной логарифмической сетке такой рост изображается прямой линией (рис. 3.3). Так если население выросло в 10 раз, то и время, отсчитываемое от определенного момента, соответственно изменилось в 10 раз. Легко видеть, что линейный рост обладает этим же свойством, а экспоненциальный -- нет. В последнем случае при изменении численности в 2 раза время изменяется на время удвоения, а не в 2 раза.
Рост по гиперболе обращается в бесконечность по мере приближения к моменту расходимости -- особой точке для функции роста. Именно это соответствует наступлению демографического взрыва и отвечает, так называемому, режиму с обострением. В реальных условиях в этой области вступают в силу факторы, ограничивающие рост.
Анализ данных демографии приводит к простой формуле:
N = C/(T1-T) = 186 / (2025-T) млрд, (3.1;П.4)
где N -- число людей на Земле в момент времени T; T1 -- критическая дата от Рождества Христова; C -- постоянная с размерностью [человекогоды].
Здесь и далее в скобках с буквой П указаны номера формул в Приложении, посвященном математической теории.
Однако принятие квадратичного закона, приводящего к гиперболической кривой роста, обращающейся в бесконечность за конечное время, смущало многих исследователей. Из формулы (3.1) следует, что критическое время расходимости очень близко, и если тенденция роста, имевшая место до 1965 г., сохранится, такое время наступит в T1=2025 г. Это обстоятельство привело к тому, что некоторые (одни -- с юмором, а другие -- с ужасом!) увидели в описании демографического взрыва предвестника конца света [52].
Но указанный гиперболический рост приводит к абсурдному результату и в далеком прошлом, поскольку 20 млрд лет тому назад уже должно было бы быть 10 человек, несомненно космологов, которые могли бы наблюдать сотворение Вселенной. Очевидно, гиперболический закон роста имеет ограниченную область применения, и это то, чего от подобных степенных законов следует ожидать. Исходя из этого и следует установить границы роста числа людей по гиперболе как в прошлом, так и в будущем.
Рис. 3.4 Прохождение странами демографического перехода

1 -- Швеция, 2 -- Германия, 3 - СССР (Россия), 4 -- США, 5 -- Маврикий, 6 -- Шри-Ланка, 7 -- Коста-Рика, 8 -- Модель. Данные графиков сглажены. Ср. с рис. 10.1.
Следует предположить, что в далеком прошлом скорость роста не могла быть меньше одного человека, вернее гоминоида, за поколение или характерное время t. Этого простого предположения оказалось достаточно для того, чтобы дать оценку начала процесса образования человечества 4-5 млн лет тому назад. Развитие происходит до тех пор, пока скорость роста не становится столь большой, что система больше не может развиваться в таком самоускоряющемся режиме. Фактор, который должен быть снова учтен, есть время t, характеризующее жизнь человека -- его репродуктивную способность и продолжительность жизни. Этот фактор проявляется при прохождении через демографический переход -- процесс, характерный для всех популяций, который хорошо виден на примерах как развитых стран, так и развивающихся, в частности, представляющих регионы Африки, Азии и Южной Америки [73] (рис 3.4).
Существенно отметить, что скорость роста проходит именно через максимум, а не устанавливается на своем наибольшем значении. По мере того как скорость роста уменьшается, население Земли выходит на плато и стабилизируется. Hаселение мира в целом четко следует такому развитию в результате суммирования переходов в отдельных странах и регионах. При этом ограничение обязано именно пределу скорости роста, а не отсутствию ресурсов. Это будет справедливо до тех пор, пока наше воздействие на окружающую среду не приведет к глобальным по своим масштабам последствиям, которые уже в следующем приближении могут повлиять на развитие человечества.
Введенное характерное время определяется внутренней предельной способностью системы человечества и человека к росту. Эта постоянная, равная t =45 годам, определяется из анализа глобального демографического развития и дает масштаб времени, к которому следует относить процессы, происходящие в системе человечества. Характерное время "время человека" проявляется как в начале развития, ограничивая минимальную скорость роста, так и при демографическом переходе, указывая на предельную скорость роста. Значение этого времени весьма удовлетворительно отражает некоторую среднюю временную характеристику для жизни человека, хотя это число получено из обработки демографических данных как характеристика глобального демографического перехода, а не привнесено из опыта жизни, которому оно вполне отвечает, практически совпадая с современным значением среднего возраста человека.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6
3.4 Закон квадратичного роста
Поскольку основное развитие обязано квадратичному закону роста, имеет смысл подробнее остановиться на его природе и происхождении. Скорость квадратичного роста, приводящего к росту по гиперболе, может быть представлена в виде
DN/Dt = N2/K2,    (3.2; П.13)
где введено время t=T/t, которое измеряется в условных поколениях t =45 годам, а K= (C/t)0.5 = 64000 -- безразмерная константа роста.
Это число занимает центральное место в теории роста, определяя все основные соотношения, возникающие при описании системной динамики человечества, являясь, в терминах синергетики, масштабным параметром. Следует отметить, что числами порядка K@105 определяется эффективный размер группы, в которой проявляются коллективные признаки когерентного сообщества людей. Таким может быть оптимальный масштаб города или района большого города, обладающего, как правило, системной самодостаточностью. В популяционной генетике величины такого порядка определяют численность устойчиво существующего вида или популяции, занимающей определенный ареал и экологическую нишу. Иными словами, это число является масштабом сообщества, имеющего генетическую или социальную природу.
Уравнение (3.2) в каждый момент времени приравнивает скорость роста к развитию, которое является функцией состояния системы и выражается через квадрат численности всего населения. Смысл этой зависимости в том, что она определяется коллективным состоянием системы и выражается числом парных связей в системе населения мира, всей совокупностью процессов, участвующих в развитии. Так рост эффективно определяется взаимодействием, зависящим от объема знаний и информационных связей, которые играют основную роль в этом процессе.
Определенная таким образом скорость роста не зависит явно от внешних условий и определена только собственными системными характеристиками -- параметрами K и t. Само системное развитие динамически самоподобно и его внутренние закономерности со временем не меняются, сохраняя автомодельность роста. Только тогда, когда прирост населения на протяжении поколения или характерного времени t становится сравнимым с самой численностью населения мира, возникает критический переход к другому закону роста и как следствие -- переход к стабилизированной численности населения Земли. В этом следует видеть внутреннюю, системную природу демографического перехода. Существенно подчеркнуть, что этот фундаметальный закон роста описывает рост человечества до перехода за все время развития при неизменных его характеристиках, которые в первом приближении не эволюционировали.
Такое кооперативное взаимодействие результативно описывает всевозможные процессы экономической, технологической, социальной, культурной и биологической природы, где скорость размножения является лишь одним из факторов роста. Закон роста следует рассматривать как феноменологическое представление способности человечества к развитию, как свойство динамической системы. Для физика такое описание системы естественно и лежит в основе многих теорий. Однако подобный подход к описанию человечества требует не только своего обоснования, но и известных усилий со стороны тех, кто мало знаком с такими общими феноменологическими методами. Некоторым они могут показаться формальными и механистичными. Это связано в первую очередь с необходимостью отказа от редукционизма, от того, чтобы все представлять в виде элементарных и конкретных причинно-следственных связей, без обращения к поведению системы в целом.
При этом важно понять как происхождение, так и ограничения системного метода с тем, чтобы верно оценить его возможности. Более того, следует отметить, что определенные в обществоведении частные, технолого-экономические или социально-культурные демографические механизмы также носят феноменологический характер. Они в большинстве случаев выделены из-за удобства изучения, когда связи со всеми другими общественно значимыми факторами ограничиваются с целью определения главных черт рассматриваемых явлений на соответствующем уровне обобщения. Такой подход принципиально ограничен при описании поведения систем, где именно взаимозависимость, нелинейность сильносвязанных событий и механизмов заставляет искать другие -- интегративные -- принципы для описания поведения в течение длительного времени и на больших территориях.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6
3.5 Информационная природа роста
Отмеченный кооперативный закон роста в значительной мере является прямым выражением информационной природы развития. Распространение и передача из поколения в поколение информации -- знаний и технологий, обычаев и культуры, религии и, наконец, представлений науки -- есть то, что качественно отличает человека и человечество в своем развитии от животного мира [36, 41, 44].
В течение долгого детства, когда при овладении речью, обучении, образовании и социальном воспитании каждый ребенок учится быть человеком, определяется единственный, специфический для человечества способ развития и последующей самоорганизации. При этом информация передается во времени вертикально от поколения к поколению, путем социального наследования, и горизонтально -- в пространстве информационного взаимодействия. Физическим образом информационного обмена может быть поле, информационное поле знаний, охватывающее все человечество, которое служит мощным объединяющим фактором и связано с понятием сознания. Так коллективный опыт служит основой роста, обязанного информационному взаимодействию всех людей во всей Ойкумене -- территории проживания человечества -- и математически выраженного в виде зависимости от квадрата численности всего населения Земли.
Такая зависимость возникает потому, что при обмене и распространении информации происходит умножение числа ее носителей в результате разветвленной цепной реакции. Обмен и распространение информации отличаются от эквивалентного обмена ценностями, когда, например, при обмене невесты на стадо баранов общее число объектов обмена сохраняется. Разница удачно выражена в анекдоте о том, как хорошо обмениваться идеями: при этом каждый приобретает по идее, ничего не теряя. Очевидно, что распространение информации необратимо -- <слово не воробей, вылетит не поймаешь!> В то время как обмен товарами принципиально обратим.

стр. 1
(общее количество: 4)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>