Читать онлайн книгу "Парадоксы роста. Законы глобального развития человечества"

Парадоксы роста. Законы глобального развития человечества
Сергей Петрович Капица


Сегодня мы переживаем эпоху глобальной демографической революции, когда человечество переходит к ограниченному воспроизводству. Почему это происходит и к чему ведет это величайшее по значимости событие? От ответа на эти вопросы зависит не только отдаленное будущее, но и подход к решению сегодняшних проблем, в частности к анализу причин и последствий глобального кризиса. В книге в доступной для неспециалиста форме известный ученый излагает свою демографическую концепцию, объясняющую происходящие процессы, размышляет о судьбах мира и вызовах, стоящих перед человечеством.





Сергей Капица

Парадоксы роста. Законы глобального развития человечества



Редакторы Р. Пискотина, Е. Чудинова

Руководитель проекта И. Серёгина

Корректор М. Савина

Компьютерная верстка Е. Сенцова, Ю. Юсупова

Дизайнер обложки О. Белорус

Фотограф А. Ватман

Фото на обложке из архива телекомпании «Очевидное – невероятное»

Издание подготовлено при поддержке Фонда Дмитрия Зимина «Династия»



© С.П. Капица, 2010

© ООО «Альпина нон-фикшн», 2012



Все права защищены. Никакая часть электронной версии этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для частного и публичного использования без письменного разрешения владельца авторских прав.



© Электронная версия книги подготовлена компанией ЛитРес (www.litres.ru (http://www.litres.ru/))


* * *


Памяти Андрея Капицы


Институт социально-экономических

проблем народонаселения РАН



Инстутут физических проблем

им. П.Л. Капицы РАН



Sergey P. Kapitza

Paradoxes of growth

Global demography and history оf mankind

Of all the global problems looming on our common horizon that of population growth comes fi rst, as it sets the scene for considering major issues of social and economic development. In dealing with these matters a new way has to be found to comprehend the challenge of change. For one has to go beyond the agenda of demography and economics, sociology and anthropology, and see mankind as an evolving system. In modelling global population, growth is practically described over the whole of human history by assuming self-similarity as the dynamic principle of development. This nonlinear growth, proportional to the square of the number of people in the world, is due to a collective interaction of an informational nature. Estimates of the beginning of human development 4–5 million years ago and of the total number of people who have ever lived since then 100 billion are made. Large scale cycles, defi ned by history and anthropology, are shown to follow an exponential pattern of growth, now rapidly culminating in the demographic transition. This is a veritable revolution, when global population growth is to stabilize at 10–12 billion in the foreseeable future. In this New World, not dictated by numerical growth, education and science will become the main issues in a knowledge society of an information-dominated world. It is then, where the old outnumber the young, to be sustainable, a new system of values are to develop, when the quality of life is to become the aim of development, rather than quantative growth of the past.




От автора


При первой встрече с человеком вас всегда интересует его возраст, и в зависимости от того, кто перед вами: маленький мальчик, молодая женщина или почтенный старец, – ваше отношение будет разным. Далее вас может заинтересовать состав его семьи, сколько братьев и сестер у вашего собеседника. Отправляясь в другой город или страну, вы захотите узнать, каково их население. Если же нашу планету посетит инопланетянин, то его первый вопрос при встрече, несомненно, будет: а сколько здесь людей и как долго они здесь живут? Данная книга посвящена именно этому вечному кругу вопросов.

Ответы на них мы будем искать с помощью количественного и комплексного исследования истории и предвидимого будущего человечества. Для этого автор обратился к данным, которые представляет демография, где объектом исследования служит численность населения стран и мира. Именно в числе людей на Земле выражен результат всей социальной, экономической и культурной деятельности, что открывает возможность для количественного анализа истории человечества. При анализе этой проблемы все человечество рассматривается как один объект, как одна развивающаяся система. Сама же модель роста основана на методах и образах физики и обращается к математике для описания явлений прошлого. Однако связь между ростом населения мира и длительностью развития нельзя понять без учета относительности исторического времени, когда собственный масштаб времени истории сжимается в десятки тысяч раз как результат развития.

В свете этого ускорения роста становятся понятными истоки глобальной демографической революции, которую ныне переживает все человечество. С критическим переходом от взрывного роста к постоянной численности связаны современные и наиболее острые вопросы жизни народов: падение рождаемости и глобальная безопасность, системный и финансовый кризис и изменения самой парадигмы развития при переходе к обществу знания.

Новое время, отмеченное таким глубоким изменением в нашей истории, как демографическая революция, требует нового уровня обобщения и синтеза. Именно поэтому представляет интерес обращение к понятиям наук, самонадеянно называющих себя точными и количественными, несмотря на то, что при исследованиях роста всего человечества за все времена неизбежно происходит потеря деталей развития в пространстве и времени, а сама картина минувшего лишь приближенно описывает былое. При таком последовательном количественном подходе к описанию истории естественно возникают трудности согласования с традициями общественных наук. Однако автор надеется, что этот опыт междисциплинарного понимания истории окажется полезным и плодотворным. Наконец, в эпоху крутых перемен особенно существенным представляется обсуждение проблем глобальной безопасности.

Физики создали оружие, способное уничтожить человечество. Не пора ли им и обществу осознать последствия бездумной гонки вооружений как тупикового пути разрешения противоречий и взять на себя ответственность за понимание ее последствий и необходимость прекращения.

В современном мире глобальный кризис выражается в том, что на всех уровнях само экономическое могущество не соответствует нашему социальному развитию и управлению, что видно по расхождению наших дел и мыслей. Тем не менее автор надеется, что представленная книга поможет взаимодействию двух главных сил, олицетворяющих наш разум и наше материальное развитие, что для России особенно существенно.

Наконец, развитый в книге подход дает возможность для анализа современного глобального системного кризиса, который так внезапно, но не неожиданно обрушился на человечество. Есть все основания полагать, что демографическая революция, при которой происходит резкий переход от взрывного роста к стабилизации населения нашей планеты, является причиной глобального кризиса роста населения и развития экономики.

Именно в этом следует искать истинный источник кризиса и назревшие во всем мире перемены в нашу эпоху. В нашей стране их был призван решать М.С. Горбачев. Его ответом вызову времени стал призыв к «новому мышлению» в эпоху крутых перемен, уже не подвластных и тем, кто их инициировал.

Интерес к этой проблематике у автора возник в процессе участия в Пагуошском движении ученых и в дискуссиях об опасности ядерной войны, а затем в работе Римского клуба, когда с особой ясностью была осознана необходимость исследования глобальных проблем. Вскоре стало понятно, что ключ к ним дает динамика роста населения Земли.

Однако развитие этого направления исследований было понято и принято не сразу. Первая статья «Феноменологическая теория роста населения Земли» была опубликована в журнале «Успехи физических наук» (т. 106, № 1, 1996), а обоснование ее выводов дано в последней статье «К теории роста населения Земли» (УФН, т. 180, № 12, 2010). Подробности выводов, данные антропологии и истории, ссылки на литературу можно также найти в публикациях и докладе, который был представлен Римскому клубу и опубликован в 2007 г. [3].

Книга адресована всем, кто интересуется этой проблематикой, но не является специалистом, поэтому она адаптирована для восприятия читателями разных профессий. Книга состоит из трех частей. В первой части рассмотрена концепция модели и изложены основные результаты математического моделирования, которые привели к теории роста населения мира. При описании модели затрагиваются представления и данные антропологии и истории в той мере, в какой в них содержатся количественные сведения, необходимые для построения самой теории и ее обоснования.

Вторая часть посвящена интерпретации развития и истории человечества, а затем автор обращается к современности и к тому будущему, которое нас может ожидать. Это обсуждение глобальных проблем не претендует на полноту анализа, и его цель – показать те возможности, которые открывает количественный анализ мировой истории, основанный на рассмотрении населения Земли как единой системы. Это центральный тезис всей концепции, развитой автором.

В третьей части изложена количественная теория роста человечества и приведены все необходимые для этого вычисления. Эта часть может быть опущена при первом чтении. Ради полноты и убедительности при изложении междисциплинарных проблем автором допущены повторы существенных идей и выводов.

E-mail автора: sergey.kapitza@gmail.com (mailto:%20sergey.kapitza@gmail.com)




Благодарности


Развитие этих исследований было бы невозможным без обсуждений с коллегами из самых разных областей знания. Я обязан Г.И. Баренблатту за понимание автомодельных процессов, А.Г. Вишневскому и Н.М. Римашевской, которые ввели меня в проблемы и методы демографии и содействовали плодотворному обсуждению в Институте демографии Высшей школы экономики. Я благодарен Л.И. Абалкину, В.Л. Макарову, Р.М. Энтову и Фонду Кондратьева за внимание и поддержку со стороны экономистов РАН. А.Ю. Шевякову я обязан за поддержку и понимание, когда он пригласил меня в Институт социально-экономических проблем народонаселения РАН, и только его безвременная кончина прервала наше сотрудничество. Очень существенны были внимание историков В.С. Мясникова и А.О. Чубарьяна и поддержка А.А. Кокошина и В.С. Стёпина. Президенту РАН Ю.С. Осипову я благодарен за помощь и возможность выступить на заседании Президиума РАН.

Обсуждение результатов проходило на конференциях и встречах в Московском государственном университете, и я обязан В. А. Садовничему за понимание и поддержку. Очень много для поддержки и развития работ сделал С.П. Курдюмов и коллектив Института прикладной математики им. М.В. Келдыша, и в 2000 г. наши исследования были отмечены премией Правительства России.

Существенны были выступления в университетах Амстердама, Гронингена, Эйндховена, Стокгольма, Дрездена, Котбуса, Петербурга, Праги. Выступления в Курчатовском научном центре, Объединенном институте ядерных исследований, ЦЕРНе, Массачусетском технологическом институте, Национальной лаборатории в Лос-Аламосе и Институте Санта-Фе предоставили возможность выступить перед аудиторией физиков. Полезным было участие в проектах Терра-2000 и ЮНЕСКО, Пагуошских конференциях и встречах Римского клуба.

Участие в Давосском форуме, Европейском деловом конгрессе и выступление на годичном заседании Дойче Банка позволили понять интересы деловых кругов. Я благодарен ректору Российского нового университета В.А. Зернову и коллегам по Никитскому клубу, которые предоставили уникальную аудиторию для дискуссий по глобальной проблематике. Автор обязан Дирекции Московской межбанковской валютной биржи и Н.М. Румянцевой за неизменную помощь, Ирине Серегиной, а также редактору Е.В. Чудиновой за внимание при работе над книгой. ЮНЕСКО, Лондонскому Королевскому Обществу, Кембриджскому университету и Колледжу Дарвина, фондам ИНТАС, РФФИ и Фонду Д.Б. Зимина «Династия» я обязан поддержке на разных этапах работы.

Я благодарен Ж.И. Алферову, А.И. Агееву, А.А. Акаеву, К.В. Анохину, В. Вайскопфу, Н.Н. Воронцову, О.В. Вьюгину, О.Г. Газенко, В.Ф. Галецкому, А.В. Гапонову-Грехову, И.М. Гельфанду, В.Л. Гинзбургу, А.Я. Гольдину, А.А. Гончару, Р.С. Гринбергу, П. Джонстону, А.В. Деревянко, И.М. Дьяконову, А.Д. Жукову, Д.Б. Зимину, В.В. Иванову, Б.Б. Кадомцеву, Н. Кейфицу, А. Кингу, И. Коппену, Ю.Л. Климонтовичу, М.В. Ковальчуку, А.Б. Куржанскому, Е.С. Куркиной, Н.П. Лаверову, Г.В. Манелису, Г.Г. Малинецкому, Г.И. Марчуку, Г.А. Месяцу, Н.Н. Моисееву, И.В. Перевозчикову, В.М. Полтеровичу, Г. Принсу, Л.П. Питаевскому, И.Р. Пригожину, Ф.Й. Радермахеру, М. Ризу, Д. Ротблату, Ю.А. Рыжову, В.А. Тишкову, Е.А. Тончу, Д.И. Трубецкову, А.Б. Усманову, В.Е. Фортову, Д. Холдрену, Х. Шопперу, В.А. Шуперу, А.М. Четто, Эль Хасану бин Талалу, В.И. Якунину и А.Л. Яншину за понимание и поддержку.




В поисках модели роста человечества





Введение


В основе исследования лежит количественное описание человечества как динамической системы. Ее рост и развитие обязаны взаимодействию, охватывающему всех людей и возникшему с появлением человека, одаренного сознанием. Недаром еще Аристотель (384–322 гг. до н. э.) свой главный труд «Метафизику» начинает с утверждения, что:



Все люди от природы стремятся к знанию.


Именно развитым сознанием, языком и культурой мы коренным образом отличаемся от животных, и потому нас в сто тысяч раз больше, чем соизмеримых с нами тварей. По существу этому вопросу и посвящено данное исследование роста человечества как глобальной проблемы.

Работа по этой проблематике привела к тому, что была предложена количественная модель нашего роста и развития [1, 2, 3]. Однако тогда не было полной ясности, почему эта модель, математические средства которой очень просты, даже элементарны, оказалась столь содержательной и эффективной. Поэтому в данном очерке не только представлена модель роста человечества, но и показано, как полученные результаты поддерживаются представлениями антропологии и истории, как они соотносятся с выводами экономики и анализом устойчивости развития. Таким образом, изложение посвящено не столько выводу основных математических формул, сколько выяснению обстоятельств их соответствия действительности и представлениям других наук, в первую очередь общественных.

Впервые к этому кругу вопросов обратился Томас Мальтус. Несмотря на то, что он был студентом богословского факультета Кембриджского университета, он хорошо знал математику. При посещении его мемориального кабинета в Колледже Иисуса я обратил внимание, какое место там занимали сочинения Леонарда Эйлера. Этот великий математик развил математический анализ в том виде, в каком мы его сейчас знаем, который и поныне служит надежным инструментом физиков и инженеров. Им вполне владел Мальтус: недаром он занял девятое место на математической олимпиаде университета в 1783 г. Хотелось поэтому надеяться, что и современные обществоведы будут в состоянии овладеть математикой на уровне, который продемонстрировал автор первой модели роста населения.

Подход и миропонимание Мальтуса непосредственно связаны с развитием классической механики в XVIII в. и отвечали механистической, ньютонианской, методологии и взглядам эпохи Просвещения. На него оказали влияние представления физиократов о том, что сельское хозяйство и производство продуктов питания определяют развитие общества. Само же предположение Мальтуса о том, что экспоненциальный рост населения ограничивается ресурсами, надолго определило все последующее развитие подобных исследований.

Последним обращением к такому подходу стал первый доклад Римскому клубу «Пределы роста» [4]. В 1972 г., следуя идеям американского ученого Джея Форрестера о математическом моделировании сложных систем, авторы этого доклада под руководством Денниса Медоуза, проанализировав обширную базу данных, сделали попытку описать текущее развитие человечества. В основе доклада лежало моделирование глобального процесса роста как суммы его составляющих. Так было привлечено внимание к глобальным проблемам, в чем состоит большая заслуга авторов первого доклада Римскому клубу. Однако результаты, основанные на редукционизме при суммировании факторов роста, показали всю ограниченность линейных моделей и, как следствие, концепции ресурсного ограничения роста человечества.

В этом отношении представляет интерес замечание американского экономиста, лауреата Нобелевской премии Герберта Саймона:



Сорок лет опыта моделирования сложных систем на компьютерах, которые с каждым годом становились все больше и быстрее, научили, что грубая сила не поведет нас по царской тропе к пониманию таких систем… Тем самым моделирование потребует обращения к основным принципам, которые приведут нас к разрешению этого парадокса сложности.


Данная работа – ответ на этот вызов. Действительно, целостное описание человечества приводит нас к выводу, что социальные процессы развития непосредственно связаны с ростом населения. Однако это нелинейная связь, в которой нет простой причинно-следственной зависимости роста и развития. Поэтому такой подход возможен, только если рассматривать все человечество как взаимосвязанное целое.

В этом взгляде важна позиция большинства крупных современных историков, таких как Фернан Бродель, Карл Ясперс, Иммануил Валлерштейн, Игорь Дьяконов, Николай Конрад, которые утверждали, что подлинное понимание развития человечества возможно только на глобальном уровне. В значительной мере ими был развит целостный взгляд на мировую историю, что стало существенной предпосылкой для данных исследований, в которых с самого начала рассматривалось развитие всего человечества.

Недаром академик Конрад в итоговом сборнике статей «Запад и Восток» (1972) писал:



Таким образом, имеющиеся у нас знания прошлого в соединении с тем, что нам открывает наша современная наука по отношению как к прошлому, так и к будущему, позволяют 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 [8].


Немецкий историк и философ Карл Ясперс в книге «Смысл и назначение истории» (1948) первую часть «Мировая история» начинает словами:



По широте и глубине перемен во всей человеческой жизни нашей эпохе принадлежит решающее значение. Лишь история человечества в целом может дать масштаб для понимания того, что происходит в настоящее время [5].


Ясперс подробно аргументирует необходимость рассмотрения истории человечества как глобального процесса, когда все человечество в целом становится объектом исследования. Им выделяются единые процессы развития, которые охватывают весь мир. Однако историческая наука прошла долгий путь в познании общих закономерностей, которые определяют рост и развитие человечества.

Надо отметить, что эти поиски были нелегкими, поскольку, как и в демографии, попыткам уловить общие закономерности мешала разрозненность фактов и обстоятельств в постоянно увеличивающемся множестве частностей. Недаром видный экономист Фридрих фон Хайек отмечал:



Деление исследований общества на специализированные дисциплины привело к тому, что все наиболее существенные вопросы пренебрежительно относились к маргиналиям неясной философии развития общества.


Приведенные взгляды историков стали отправными в подходе к росту населения мира и развития человечества как к единому целому, как к развивающейся динамической системе. Однако такой взгляд систематически отрицался в демографии, поскольку задачу демографии видели в том, чтобы в рамках отдельной страны или региона связать рост населения с конкретными социальными и экономическими условиями и на этой основе дать рекомендации по демографической политике. Именно это тормозило принятие глобального и феноменологического подхода и вытекающих из него выводов как для демографов, так и для обществоведов, концептуально повязанных границами стран и традициями своей науки.

Следует подчеркнуть, что феноменологический подход понимается нами так, как это принято в физике, а не в философии. Мы обращаемся к общим принципам самоподобного развития, причинности, выраженной в статистических представлениях, и на этой основе строим теорию. Поэтому мы не обращаемся к так называемым элементарным явлениям, факторам, суммируя которые можно описать целое. Опыт показывает, что даже для более простых систем, чем человечество, такой путь построения эффективной модели часто практически неосуществим.

Первый и наиболее успешный опыт феноменологического подхода был развит в термодинамике, когда газ рассматривался как система из многих взаимодействующих частиц. Благодаря столкновениям молекул, находящихся в изолированной системе в термодинамическом равновесии, их состояние может меняться медленно и обратимо. В этом случае можно ввести такие понятия, как температура и давление, определяющие термо-динамическое состояние системы, а также обратиться к представлению об энергии и энтропии, не входя в детальное понимание свойств атомов или молекул, составляющих газ.

В дальнейшем при рассмотрении процессов развития сложных систем – открытых систем, далеких от равновесия, в которых происходят необратимые процессы эволюции и роста, – оказалось, что феноменологический подход открывает путь к пониманию таких систем на новой основе. Даже для такой сложной системы, как человечество, он позволяет описать процессы роста и развития населения Земли.

Только поднявшись на глобальный уровень анализа, расширив масштаб проблемы и рассматривая уже все население мира как единый объект, как взаимосвязанную систему, удалось описать развитие человечества в целом. Более того, такое обобщенное понимание истории оказалось не только возможным, но и очень результативным. Именно с таких позиций можно не только описать наше прошлое, включая и самое далекое, но и понять глобальный демографический переход, который мы переживаем, и на этой основе предложить картину развития в обозримом будущем. Для этого надо было коренным образом изменить метод исследования, точку зрения как в пространстве, так и во времени, и рассматривать человечество с самого начала его появления как глобальную структуру.



Только рассматривая все население мира как единую взаимосвязанную систему, удалось описать развитие человечества в целом.


В этом случае причину роста следует искать не в сумме всех действующих факторов, а в том коллективном взаимодействии, которое охватывает все человечество и определяет его развитие. Более того, выяснилось, что развитие этой динамической системы не только нелинейно и необратимо, но и далеко от равновесия и в настоящее время завершается демографической революцией. Это фазовый переход в новое состояние именно в физическом смысле. За всю свою историю человечество никогда прежде не переживало такой глубокой перестройки системы, что и делает наше время столь уникальным.

Следует отметить, что этот вывод принимается с трудом. Недаром замечательный математик и физик академик Людвиг Фадеев при обсуждении доклада автора на Президиуме РАН проницательно заметил, что каждое поколение обычно убеждено в своей исключительности. Именно поэтому он обратил внимание на необходимость последовательного утверждения сделанного вывода. В значительной мере в этом и состоит задача автора. Вот почему мы обратимся к феноменологическому, целостному описанию роста и будем рассматривать человечество как единую, сильно связанную систему, в которой действует управляющий развитием общий механизм, и таким образом поймем происходящее. Тогда достигнутое понимание может стать основой наших решений и действий.



Подобную перестройку путем фазового перехода в новое состояние человечество никогда прежде не переживало.


Появление такой системы, как человечество, есть результат его самоорганизации и эволюции, которые привели к возникновению качественно нового объекта, выделяющего его из всего мира живого. Поэтому для его исследования мы обращаемся к методам, использующим коллективные взаимодействия для описания причинных связей в эволюции сложных систем. Под сложными системами мы понимаем системы, развитие которых зависит от числа связей между всеми людьми на Земле. Тогда мера сложности системы определяется не суммой числа людей, а в первом приближении квадратом численности населения мира. Этим выражена нелинейность процесса роста и невозможность обращения к простым причинно-следственным связям между ростом и развитием.



Течение времени в истории неравномерно и зависит от самого процесса роста.


Более того, при этом оказывается, что течение времени в истории неравномерно и зависит от самого процесса роста. Сжатие исторического времени крайне обостряет темпы развития и придает особое значение всему, что происходит в нашу эпоху демографической революции.

Таким образом, при интерпретации феноменологической теории роста населения нашей планеты необходимо обращаться к представлениям физики нелинейных явлений и неравновесных процессов, развитым уже в науке ХХ в., и с самого начала отбросить аддитивность и линейный подход. Отметим, что подобная теория в принципе должна оперировать статистическими распределениями для переменных. Но на первом этапе автор ограничился упрощением, при котором вводятся их средние или эффективные значения.

Обращаясь к идее сложности и взаимосвязанности системы, которой мы описываем развитие человечества, мы преследовали цель выяснить смысл сделанных выводов и определить пределы их применимости. В итоге мы следуем подходу, развитому в теоретической физике, это позволяет положить в основу наших выводов и действенной теории феноменологию, в противоположность редукционизму аддитивных линейных моделей. Причем в основу теории положено описание сознания человека как главного фактора, определяющего рост и развитие человечества.

Действительно, вернемся к вопросу о численности человечества по сравнению со всеми другими животными. Самое главное, что нас в сто тысяч раз больше, чем сравнимых с нами по питанию и массе зверей, таких как волки или медведи в наших широтах или крупные обезьяны в тропических странах (см. рис. 1). Этот существенный факт требует пояснения. Ведь именно эти животные еще в мифологическом сознании первобытных людей почитались как наши далекие предки. Однако между нами и ими нет промежуточных форм, которые в наивных образах могли бы объяснить происхождение и эволюцию человека, и человек как бы выпадает из животного мира. Такими соображениями руководствуются те, кто до сих пор так настойчиво предлагает неэволюционные пути появления человека, одаренного разумом.








Биологически и эволюционно человек очень близок к животному миру. Тем не менее ни один вид сопоставимых с человеком по биологии и питанию животных, чьи популяции занимают ограниченный ареал, а численность вида определяется динамическим равновесием с окружающей природой, никогда не развивался так стремительно, как человек.



Именно развитым сознанием, языком и культурой мы отличаемся от животных, и потому нас в сто тысяч раз больше, чем сравнимых с нами зверей.


Рост нашей численности совершенно необычаен и происходит прямо на наших глазах: 75 лет назад меня в школе учили, что на Земле 2 млрд человек, – в настоящее время нас почти 7 млрд. Именно это выделяет нас среди всего мира животных и делает таким особым наш вид, рост его численности и развитие. Более того, человек еще со времен неолита, 10 000 лет назад, окружил себя домашними животными, которые тоже умножили свою численность, далеко опередив своих диких собратьев. Так, число голов крупного рогатого скота в мире больше двух миллиардов, а их вклад в климатически активные газы, такие как метан и углекислота, в атмосферу сравним с индустриальной деятельностью человека. Указанные обстоятельства должны учитываться, когда мы обращаемся к общим проблемам роста и развития человечества.

В то же время человек представляет собой один вид Homo sapiens – человек разумный, с одним и тем же числом хромосом, а представители разных рас могут скрещиваться между собой. Но именно разумом человек отличается от всего животного мира, и своим развитому сознанию и языку он обязан стремительному росту своей численности.

Для представления различных стадий роста и развития во времени полезно анализировать рост в разных масштабах, обращаясь к такой «лупе времени». (Ср. рис. 2, 5, 7, 8, 9, 18 и табл. 1.)

В заключение заметим, что помимо фундаментального значения таких работ для понимания развития человечества в целом подобные исследования глобальной истории необходимы и для осмысления судеб нашей страны. Благодаря географической протяженности, истории и разнообразию социальных и экономических условий Россия во многом воспроизводит глобальные процессы. Поэтому с учетом исторических масштабов этих проблем для нас существенно их понимание на уровне всего человечества, что дает возможность по-новому обратиться и к российским проблемам в критическую эпоху мировой истории.

Таким образом, предложенное новое видение прошлого основано на количественном подходе к антропологии и истории. В то же время эти представления затрагивают фундаментальные глобальные проблемы и обоснования экономики, а критерии устойчивости развития связаны с вопросами мировой безопасности. В частности, это открывает путь для понимания того системного социально-экономического кризиса, который так внезапно пришел и столь стремительно развивается в мире.









Моделирование глобального роста человечества


Ответ на центральный вопрос – чем человек обязан своему развитию, в результате которого его численность на пять порядков превосходит всех сравнимых с ним тварей, – как антропология, так и история связывают с сознанием человека. Однако для автора задача состоит в том, чтобы выразить этот вывод на языке физических теорий и математических моделей, которые опираются на основные представления, принятые в науках об обществе и человеке.

Для описания роста человечества рассмотрим три основные траектории развития (рис. 3). Первым показан линейный рост А, где численность населения N растет пропорционально времени T и скорость роста постоянна. График линейного роста лучше всего отображать на линейной сетке для времени и численности населения. При экспоненциальном росте В скорость уже пропорциональна самой численности населения и в этом случае появляется характерное время для роста. В математике обычно принято обращаться ко времени T


экспоненциального роста системы в е раз, где е = 2,72 – основание натуральных логарифмов. Часто прибегают к более наглядному времени удвоения T


=T


ln2 = 0,7T


которое на 30 % меньше T


.








Экспоненциальный рост отображается прямой на полулогарифмической сетке, на которой время T представлено на линейной, а население N – на логарифмической шкале.

Обратимся к тому, как за последние 4000 лет росла численность человечества (см. рис. 2). Эта картина развития человечества представлена на полулогарифмической сетке, когда население за 4000 лет возросло в 100 раз, что так озадачило демографов. Если бы население мира росло экспоненциально, то на такой сетке рост отображался бы прямой, чего ни в прошлом, ни в настоящем для человечества нет ни на одном этапе роста (см. рис. 3).

Рост человечества происходит совершенно иначе. На графике рис. 3 хорошо видно, как медленный вначале рост все ускоряется и по мере приближения к третьему тысячелетию вблизи рубежа веков население мира внезапно устремляется в бесконечность демографического взрыва, следуя графику гиперболы С.

Эта закономерность роста, для которой также нет характерного времени роста, представляет для нас основной интерес, поскольку данные для населения мира за миллион лет с удивительной точностью описываются формулой:








где С = 200 млрд – постоянная с размерностью [человек ? годы], а время выражено в годах.

Следует отметить, что указанный закон роста очевидным образом возникает при первых попытках описать данные по росту человечества. Поэтому неудивительно, что к этой закономерности приходили в разное время многие исследователи. Одним из первых был английский эпидемиолог А. Маккендрик (1876–1943), на что автору указал крупнейший американский демограф Натан Кейфиц. Затем к этому выражению в 1960 г. обратились американский инженер Форстер и немецкий физик Хорнер.

Последний рассматривал возможность справиться со взрывным уходом численности населения на бесконечность путем распространения человечества на другие планеты Солнечной системы. С Хорнером я впервые встретился на Международном конгрессе по астронавтике в Дрездене, где я выступал с пленарным докладом по глобальным проблемам и росту населения, а он рассказал мне о своих работах и идеях. Конгресс особенно запомнился тем, что проходил в дни объединения Германии в октябре 1991 г.

Наконец, к указанной закономерности обратился советский астрофизик И.С. Шкловский в 6-м, посмертном, издании замечательной книги «Вселенная, жизнь, разум» [13]. На основании этой модели он пришел к выводу, что рост определяется и ограничивается социальными, а не ресурсными и биологическими факторами.

С одной стороны, эти работы показывают на противоречивость модели неограниченного роста. С другой стороны, в демографии выражение (1), характеризующее гиперболический рост населения мира, никогда всерьез не принималось по трем причинам.

Во-первых, в демографии было принято рассматривать население Земли просто как арифметическую сумму отдельных, не взаимодействующих популяций. Ведь задача демографии виделась в объяснении роста в зависимости от конкретных социальных и экономических условий, которые невозможно сформулировать для всего населения мира и тем более связывать скорость роста с полным населением Земли.

Во-вторых, выражение (1) обращается в бесконечность по мере приближения к 2025 г. и не имеет смысла за пределом этой даты. Наконец, это выражение приводит к трудностям и при оценках населения в далеком прошлом. Так, 20 млрд лет назад, при рождении Вселенной согласно представлениям космологии, должно было бы уже быть десять человек, несомненно, самих космологов, наблюдающих и обсуждающих возникновение Вселенной!

Тем не менее постоянство этого закона роста в громадном диапазоне времени поразительно и, если исходить из известных нам оценок населения в прошлом, он соблюдается при увеличении населения в десятки тысяч раз. Тем самым описывается развитие человечества со времени появления Homo habilis – человека умелого полтора миллиона лет назад, но должного внимания на это не обращали.

Численность человечества на тот момент представляет большой интерес, и потому я обратился к знаменитому французскому антропологу, профессору Коллеж де Франс Иву Коппену с вопросом: сколько тогда жило людей? Его ответ был краток и точен: сто тысяч, т. е. столько же, сколько крупных, подобных человеку, животных. Оценка основана на наблюдении, что в те времена на юге и востоке Африки существовало порядка тысячи больших семей по сто человек в каждой.

Эта оценка не противоречит оценкам других авторов, касающихся этого существенного времени в истории человечества в эпоху антропогенеза, где первые открытия принадлежат английскому антропологу Лики. В дальнейшем крупный вклад был сделан французской экспедицией, которой руководил Коппен, исследовавший раннюю эпоху становления человечества. Именно в ту эпоху начался гиперболический рост населения нашей планеты, когда его численность увеличивалась пропорционально квадрату населения мира вплоть до нашего времени.

Поэтому, обращаясь к развитию населения как единой динамической системы, мы будем рассматривать выражение (1) не только как обобщение исторических данных, но и как объективную физическую закономерность и математически содержательное выражение. Оно описывает рост населения как самоподобный процесс, развивающийся по гиперболической траектории, поскольку функция роста (1) – однородная функция.

Это свойство, открытое еще Эйлером, указывает на то, что в таких функциях нет характерного внутреннего масштаба. Такой функцией является линейная функция. Однако экспоненциальный рост таким свойством уже не обладает, поскольку он определяется внутренним параметром экспоненциального времени TЕ. Однородные функции – линейная, или же гиперболическая, – описывают рост как самоподобный, или автомодельный, процесс, в котором во все моменты времени относительный рост неизменен. Только в выделенных точках – особенностей, или сингулярностей, – это самоподобие нарушается.

В случае роста по гиперболе это происходит в далеком прошлом, когда население асимптотически приближается к нулю, либо в то критическое мгновение T


, при котором N обращается в бесконечность в момент обострения. В этой сингулярности, при которой функция (1) стремится к бесконечности, состоит главная привлекательность этой формулы, поскольку именно тогда и происходит коренное изменение в развитии системы, связанное с демографическим переходом от стремительного роста к стабильному населению мира.

В процессе этих исследований исключительную роль сыграл Сергей Павлович Курдюмов. Доклад о росте населения Земли на его семинаре стал прорывом, настоящим откровением для меня и коллектива Института прикладной математики им. М.В. Келдыша. Дело в том, что в современной прикладной математике такие процессы с обострением, при которых одна или несколько моделируемых величин обращаются в бесконечность за конечный промежуток времени, представляют большой интерес [16, 17].

В режиме с обострением рост происходит быстрее, чем рост по экспоненте, – в этом случае само время экспоненциального роста делается все меньше по мере приближения к критической дате, тогда как при экспоненциальном росте это характерное время постоянно.

Именно Курдюмовым и его коллегами для проблематики режимов с обострением были развиты мощные математические методы, которые открыли возможность для обоснования представлений синергетики, развитые немецким физиком Хакеном для описания процессов развития сложных систем [18]. Эти методы нашли приложение в теории взрывных процессов, ударных волн, в физике фазовых превращений, а также при описании неравновесных процессов развития систем в химической кинетике и теории лазера. Теперь эти представления о нелинейных проблемах в физике сложных систем нашли применение к человечеству в целом, став основанием для новых количественных результатов и поучительных качественных аналогий.

Прежде чем мы обратимся к выводам, следующим из закона гиперболического роста, выясним смысл постоянной величины С, которая, как легко видеть, определяет население Земли за год до особенности. Таким образом, эта постоянная зависит от выбранной единицы времени, и год, основанный на времени обращения Земли вокруг Солнца, никак не выражает природу человека. Однако если в эту модель ввести собственную единицу времени, определяемую эффективной продолжительностью жизни человека, то это открывает путь к определению пределов применимости простого закона роста (1).

Это время ? = 45 лет – близко к среднему возрасту человека, и в рамках модели оно возникает как полуширина глобального демографического перехода (см. рис. 5). Тогда при построении модели время следует выражать в масштабе ? = 45 лет и вместо размерной постоянной C целесообразно ввести константу K:








Это большой параметр – безразмерное число определяет все соотношения, возникающие при построении теории роста. В дальнейшем во всех выводах теории это число становится главной характеристикой, параметром порядка в той динамической системе, развитие которой мы рассматриваем.

Так, числом K ~ 100 000 определяется как начальная популяция Homo 1,6 млн лет назад, так и предел, к которому стремится население Земли, ~ K


? 10 млрд, а продолжительность развития человечества оказывается порядка Т0 ? К? ~ 3 млн лет. Величиной порядка K определяется масштаб такой самодостаточной популяции, как университетский город, наукоград или часть мегаполиса. Так, Москва при населении ~ 10 млн разделена на ~ 100 районов по ~ 100 000 в каждом. При анализе флуктуаций оказывается, что K определяет как первичный масштаб корреляций в популяции и численность структур при самоорганизации человечества. Например, малочисленными принято считать народы с численностью менее 50 000.

Основное свойство гиперболического, взрывного развития состоит в том, что скорость роста пропорциональна не первой степени численности населения, как при экспоненциальном росте, отражающем способность человека к размножению, а второй степени – квадрату численности населения мира. Это указывает на существенную закономерность, которую следует интерпретировать как кооперативный рост, описываемый квадратичным взаимодействием, пропорциональным ~ N


.

Изменение показателя степени от единицы для экспоненциального роста к двум для гиперболического роста приводит к новому характеру роста и развития человечества. Это не уточнение ранее принятой модели, а появление качественно новой закономерности в описании роста популяции – в нашем случае всего человечества. Однако эту закономерность нельзя отождествлять с парным взаимодействием мужчины и женщины, потому что мы имеем дело со всеми связями, охватывающими все процессы взаимодействия в системе народонаселения мира.

Таким образом, настоящее исследование посвящено изучению всех последствий этого взаимодействия, которое аналогично взаимодействию Ван дер Ваальса в неидеальном газе. Оно хорошо изучено в молекулярной физике, а также в физике систем, состоящих из многих частиц. Так, процессы, зависящие от квадрата числа частиц, возникают при описании химических реакций второго порядка в химической кинетике. Эти процессы могут быть описаны как разветвленные цепные реакции, асимптотически приводящие к квадратичной зависимости скорости реакции от времени, на что автору указал Г.Б. Манелис. В качестве примера таких процессов с обострением приведем атомную бомбу, в которой в результате разветвленной цепной реакции происходит ядерный взрыв.

Квадратичный рост населения нашей планеты указывает на аналогичный, гораздо более медленный, но не менее драматичный процесс, когда обобщенная информация в результате цепной реакции умножается на каждом этапе роста, определяя тем самым нарастающие темпы развития населения во всем мире. В таких системах с сильной связью частиц в результате самоорганизации возникают коллективные степени свободы, и рост населения мира описывается уравнением:








где время dt = dT/? измерено в единицах ? = 45 лет.

В этом нелинейном дифференциальном уравнении роста развитие выражено через квадрат полного числа людей на Земле в данный момент времени, отнесенного к квадрату константы K. Это уравнение роста лежит в основе всех развитых представлений о коллективном взаимодействии и следующих из этого выводов. Согласно развитому пониманию рост человечества происходит в результате кооперативного механизма умножения нашей численности. Причины этого могут быть разными, однако мы увидим, как коллективный механизм делает их эффективным средством при описании роста в масштабе всего человечества.

Поскольку мы обращаемся к феноменологическому описанию роста, конкретная интерпретация факторов роста уступает место общим свойствам эволюционирующих систем, развитых в теоретической физике. Однако модель самоподобного роста, следующая из формулы (2), имеет ограниченную область применения во времени в силу того, что это выражение – асимптотическое.

В физике под асимптотическим приближением понимают возможность пренебречь процессами, не оказывающими в этом приближении существенного влияния [14, 15]. Этот прием широко используется в физике, поскольку на основании качественных рассуждений часто возможно оценить, какими процессами можно пренебречь, и таким образом построить приближенную теорию. Более того, в физике практически все теории имеют такой характер, и в этом состоит глубокое различие между физикой и математикой.

Представьте себе такой диалог между физиком и математиком:

Физик: Раз 5 ? 5 = 25 и 6 ? 6 =36, то, следовательно, 7 ? 7 = 47!

Математик: Это чудовищно и совершенно неверно, так как можно строго доказать, что 7 ? 7 = 49.

Физик: Наверное, это так. Но ведь 7 ? 7 = 47 почти верно, и для нашей задачи это уже годится!

Конечно, это карикатура, но в основе приближенных асимптотических методов, развитых для рассмотрения сложных систем в частности в синергетике, лежит учет различия процессов роста разного временного масштаба.



В основе приближенных асимптотических методов лежит учет различия процессов роста разного временного масштаба.


Применительно к человечеству это означает, что следует различать медленное, вековое глобальное развитие, сопоставимое с собственным масштабом времени при удалении в прошлое, и быстрые процессы, связанные с конкретными историческими событиями. Эти процессы ограничены во времени и пространстве и происходят в масштабе, соизмеримом с жизнью человека с характерным временем ? ~ 45 лет. В исторических науках на это влияние масштаба времени указывал Бродель:



Историки в последнее время стали выделять это различие в образах временных структур и связей. Первые относятся к долговременным, вторые – к кратковременным сущностям [6].


Быстрые процессы хаотичны и определяются случайными факторами, что ведет к стохастике конкретной истории. Эти процессы при их описании потребуют обращения к теории случайных процессов. С другой стороны, вековой процесс роста самоподобен и детерминирован. Иными словами, на всех стадиях автомодельного процесса его природа не меняется и усредненная относительная скорость роста остается неизменной. Для этого целесообразно обращаться к логарифмической скорости роста, что лучше видно на графике, построенном на двойной логарифмической сетке, где и время, и численность населения представлены логарифмами, адекватной рассматриваемой задаче (см. рис. 9).

На этом графике хорошо видно, как происходит смена режимов самоподобного роста и как преодолевается особенность роста в начале антропогенеза при T


= 5–4 млн лет, когда линейный рост начался с одного человека и заканчивается особенностью роста при прохождении полюса при T


= 1995 г. Вблизи этой особенности роста окрестность полюса, на жаргоне математиков, выколота.

Таким образом, рост определяет системное развитие, где движущим фактором автомодельного роста оказываются связи глобального сетевого сообщества, охватывающие все человечество эффективным информационным полем. Автомодельность, или самоподобие, роста, представляет существенное понятие в динамике развития. В случае процессов, протекающих во времени, оно означает общую неизменность, инвариантность характера движения. Поясним сказанное примерами, взятыми для наглядности из механики.

Простейший и важный пример – движение по инерции. Именно Галилеем было понято, что свободное от воздействия сил материальное тело движется по инерции с постоянной скоростью. Им было показано, что такое движение самоподобно, во все моменты времени движение происходит одинаковым образом и только приложением внешней силы это движение может быть изменено.

Такое самоподобное движение происходит и тогда, когда действует постоянная внешняя сила, например сила тяжести при падении тела или сила натяжения веревки, удерживающей камень при его движении по кругу: такие движения тоже самоподобны. Однако если веревка внезапно оборвется, то камень полетит по инерции по прямой. На этом принципе основано действие пращи, когда один режим движения сменяется другим, тоже самоподобным. При этом важно иметь в виду, что указанные режимы реализуются в течение длительного времени, а их изменения могут происходить практически мгновенно. По существу, подобные процессы наблюдаются при росте масштабов развития человечества, и потому такие примеры полезны как иллюстрация роли различия времён при развитии системы.

Учет различия в факторе времени и скорости относительного роста дает ключ к пониманию фундаментального характера информационного механизма развития человечества. Поэтому, обращаясь к понятиям физики и языку математики, важно привести эти представления в соответствие с образами и понятиями историков и экономистов, с тем чтобы в междисциплинарном опыте сотрудничества их видение соотносилось с представлениями, лежащими в основе модели. Именно это позволило по-новому понять многие количественные особенности глобальной истории человечества. В частности, таким путем можно определить мгновенное значение экспоненциального роста в прошлом. Расчет показывает, что характерное время равно возрасту события, отсчитываемому от момента демографического перехода – от 1995 г.

Интерпретация развития привела к основному предположению, что коллективное взаимодействие определяется механизмом распространения и размножения обобщенной информации в масштабе человечества и задающим его развитие. Таким образом, происхождение и природу квадратичного закона роста человечества следует объяснять передачей и размножением информации. Так, опираясь на принципы физики, впервые удалось в элементарных выражениях описать динамику развития человечества более чем за миллион лет – от возникновения человека, одаренного сознанием, до наступления демографического перехода и далее в предвидимое будущее.

После главной сингулярности – расходимости при T


во время демографического перехода происходит уменьшение скорости роста до нуля. За этим вскоре последует асимптотическая стабилизация населения мира, стремящегося к значению N? = 11,4 млрд, что равно удвоенному населению в момент перехода в 1995 г. Этот сценарий развития соответствует тому, к которому независимо из анализа наблюдений и интуитивных соображений пришли демографы (см. рис. 8).

Существенен вопрос об устойчивости гиперболического роста. Согласно выводам синергетики, в результате нелинейной связи быстрые внутренние процессы стабилизируют медленное вековое гиперболическое развитие населения мира вплоть до самой демографической революции, когда рост уже не может поспеть за развитием. Так конкретные, имеющие локальный и хаотический характер, процессы истории стабилизируют глобальное развитие. Свидетельство вековой стабильности видно и в регулярности исторических эпох роста.

Для пояснения сказанного обратимся к механическим аналогиям. Подобным образом происходит стабилизация оси волчка в пространстве от действия гироскопических сил при его быстром вращении. Эти же силы при возмущении положения оси волчка приводят к медленному прецессионному движению вблизи положения динамического равновесия. Так же ведет себя маятник при быстрых колебаниях подвеса, стабилизирующих медленное движение самого маятника вблизи положения равновесия.

Подобные примеры поведения больших систем помогают понять развитие такой сложной системы, как человечество, в результате которого население Земли в среднем устойчиво следует по статистически детерминированному пути автомодельного, самоподобного роста, управляемого внутренней динамикой роста и стабилизируемого хаосом локальной истории. Поэтому хаотический характер истории делает принципиально трудным создание детерминистической теории истории, ограниченной во времени и пространстве [48, 49].

Таким образом, рост и развитие человечества обязаны сознанию человека, его культуре и развитой системе передачи знаний как вертикально из поколения в поколение, так и горизонтально в пространстве нашей планеты, которые управляют этим глобальным процессом, каким бы ни был конкретный механизм роста. Если разум выделяет человека среди всех других сопоставимых с нами видов животных, то именно в появлении разума следует искать ответ в эволюции человека и загадке необычайной скорости роста человечества, как информационно связанных популяций.

Объяснения появления механизмов роста предлагают последние исследования, проведенные методами молекулярной биологии. Они показали, что, по-видимому, критическим событием стала мутация одного или двух генов HAR1 F, которые определяют организацию мозга на 5–9-й неделе развития эмбриона. Об этих исследованиях сообщила руководитель международного проекта Кэтрин Поллард в статье «Что нас делает людьми?» [19]. Заметим, однако, что эти результаты еще требуют подтверждения, которого пока нет. Тем не менее в настоящее время есть все основания считать, что такое внезапное изменение в геноме наших далеких предков, произошедшее 5–4 млн лет назад, могло привести к качественному скачку в организации мозга. Это стало причиной развития социального сознания и культуры, приведшего к необычайному численному росту человечества.

Вследствие этой мутации после длительной эпохи антропогенеза появились речь и язык, а человек овладел огнем и каменными орудиями. С тех пор биологическая природа человека мало изменилась, несмотря на стремительный процесс нашего социального развития. Поэтому понимание последнего столь значимо сегодня, когда выяснилось, что именно нелинейная динамика роста населения человечества, основанная на информационном коллективном механизме роста и подчиняющаяся собственным внутренним силам, определяет не только наше взрывное развитие, но и его предел.

Это приводит к понятию феноменологического принципа демографического императива, утверждающего, что рост в первую очередь определяется внутренними процессами развития человечества, а не ресурсными или пространственными факторами, такими как миграция. В этом состоит отличие демографического императива от популяционного принципа Мальтуса, согласно которому рост населения ограничен внешними ресурсами. Более того, можно прийти к заключению, что:



Существенный экономический и политический вывод состоит в том, что борьба за ресурсы, обеспечивающие рост, не может рассматриваться как фактор, определяющий глобальное развитие.


Это содержательное утверждение должно быть правильно понято, так как оно имеет далеко идущие последствия при определении путей развития человечества в обозримом будущем, когда не количественный рост, а развитие качества становится центральным фактором нашей социальной эволюции. Действительно, современный исторический опыт развитых стран, в первую очередь США, севера Европы и Японии, указывает на справедливость этого заключения.





Конец ознакомительного фрагмента. Получить полную версию книги.


Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (http://www.litres.ru/sergey-kapica/paradoksy-rosta-zakony-globalnogo-razvitiya-chelovechestva/) на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.



notes


Сноски




Если текст книги отсутствует, перейдите по ссылке

Возможные причины отсутствия книги:
1. Книга снята с продаж по просьбе правообладателя
2. Книга ещё не поступила в продажу и пока недоступна для чтения