Виктор Орехов - Прогнозирование развития человечества с учетом фактора знания

12. Z– суммарный объем кодифицированных знаний человечества. Для измерения объема кодифицированных знаний человечества введем единицу меры – «условная книга» или сокращенно (у.к.). [Z]= у.к. Одна условная книга равна по объему знания книге, которая при оцифровании будет содержать объем информации в размере 1 Мбайт. Введением такой единицы мы показываем значительное различие между знанием и информацией. В печатном виде 1 у.к. имеет объем примерно 100 страниц формата А4 с малым содержанием иллюстраций. В настоящее время объем знаний человечества Z ~ 23млн у.к. [74]

13. Z 0 – начальный объем знаний человечества в момент его зарождения. [Z 0 ]= у.к. Величина Z 0 ~ 20 у.к. [75]и близка к объему знаний одного человека в то время.

14. Для характеристики объема явных знаний, которыми оперирует один человек, можно ввести величину Z h(h – human). [ Z h] = у.к./чел. В настоящее время величина Z h ~ 300у.к./чел.

В своей деятельности человечество использует различные природные ресурсы, и нагрузка на природную среду постоянно возрастает. Существуют разные мнения о пределе этой нагрузки, однако явных свидетельств о том, что рост населения Земли существенно зависит в настоящее время от этих факторов, не зафиксировано. Тем не менее необходимо учитывать наличие факторов нагрузки на природную среду и некоторые из них мы отметим.

15. S С – используемая людьми площадь Земли. Доля поверхности Земли, которую занимает человечество, постоянно возрастала, и в настоящее время люди используют почти всю поверхность суши и малую часть водной поверхности. Площадь суши Земли около 150 млн км 2.

16. S h – территория, необходимая для обеспечения существования одного человека. На дату, близкую к дате сингулярности (2014 год), на одного человека приходится: в Японии 0,3 га земли, в Индии – 0,29 га, в Великобритании – 0,41 га, причем из этой площади существенную часть занимают горы и другие не пригодные к обработке территории. Таким образом, при современном уровне технологий для существования одного человека достаточно порядка 0,3 га = 0,003 км 2суши.

Современная нагрузка на поверхность суши составляет в среднем около 50 чел./км 2. Максимальная нагрузка в конце демографического перехода составит около 70 чел./км 2, что не намного больше, чем сейчас, и потому представляется некритическим. В начале существования человечества эта нагрузка составляла около одного человека на 1 500 км 2.

17. Среди других параметров важными являются нагрузки на следующие ресурсы: энергетические, воздушную среду, пресную воду, пахотные земли (около 10 % суши), ископаемые, биоразнообразие и др. Соответствующие параметры мы будем вводить по мере их рассмотрения.

Таким образом, система параметров, которые характеризуют человечество как единую систему, включает в себя следующий, близкий к минимальному, набор параметров:

t, Т, Т 0 , Т 1, N, N 0, N max , G, m, γ, Z, Z h, Z 0 , S С , S h. (2.1)

Из них четыре параметра являются переменными: Т, N, G, Z,а одиннадцать – константами, характеризующими человечество:

t, Т 0 , Т 1 , N 0 , N max , m, γ, Z 0 Z h , S С , S h . (2.2)

Система параметров, характеризующих человечество, определена на следующей совокупности независимых размерностей:

[T], [N], [G], [Z], [S]. (2.3)

Размерности параметров системы (2.3) следующие: время [ Т]– год, число людей [ N]– чел., ВВП [ G]– долл./год, объем знания [ Z]– у.к., используемая площадь Земли [ S]– км 2.

Согласно Пи-теореме теории размерностей [76], это означает, что система безразмерных параметров, определяющих человечество как систему, может быть уменьшена на пятьединиц по сравнению с количеством размерных параметров (2.2).

В качестве безразмерных переменных для изучения данной системы можно использовать следующие комбинации:

Т/t, N/N max , G/γN 2 , Z/Z h . (2.4)

Система безразмерных параметров подобия, характеризующих человечество, согласно Пи-теореме, включает в себя шесть комбинаций (11 – 5 = 6). Рассмотрим их.

1. (Т 0 – Т 1 )/t– безразмерный параметр времени от зарождения человечества до точки сингулярности. Поскольку Т 0≈ Т 1, величиной Т 1можно пренебречь, и существенной является только комбинация Т 0/t ~ 36 000. Фактически это означает, что один из определяющих параметров является несущественным и система безразмерных параметров подобия может быть сокращена до пяти. Характерное время жизни человека t несколько меняется по времени. Тем не менее смысл данного параметра подобия заключается в том, что он близок к числу поколений существования человечества до демографического перехода.

2. N max / N 0 – отношение максимальной и минимальной численности населения Земли. Величина данного параметра порядка 100 000.

3. γ N max / m– параметр, характеризующий максимальный средний по человечеству рост производительности труда за счет фактора знания, γ N max/m ≈ 50.

4. Z h /Z 0– рост объема знаний одного человека от зарождения человечества до современности. Z h/Z 0~ 15. Этот параметр характеризует запас изменчивости (роста) разума человека как биологического существа.

5. S С /N max ∙S h – отношение площади суши Земли к максимальной территории, необходимой для существования человечества, S С/N max ·S h≈ 5.

6. С/( N max ∙t) – отношение характерных времен демографического перехода и жизни человека не является независимым параметром подобия, поскольку С/N max∙t = N 0∙T 0/N max∙t. Однако этот производный безразмерный параметр иногда более удобно использовать, поскольку он имеет понятный смысл и величину, не исчисляющуюся миллиардами. Так, величина С/N max≈ 16 лет, соответственно С/N max∙t ≈ 16/45 ≈ 0,36.

Представленный выше анализ параметров, позволяющих характеризовать человечество как систему, с точки зрения теории размерности и подобия, позволил заметно сократить количество независимых параметров подобия. Тем не менее видно, что их количество достаточно велико. Более детально мы рассмотрим взаимосвязь этих параметров ниже.