Анатолий Молчанов - Население Земли как растущая иерархическая сеть

На самом же деле между этими внешне схожими законами, как причинными законами роста численности популяций, лежит непреодолимая пропасть. Причинный линейный закон экспоненциального роста (dN/dt = aN) численности размножающихся частиц встречается в природе повсеместно.

Тогда как закон квадратичного роста (dN/dt = aN 2) как причинный нелинейный закон, описывающий автокаталитический процесс роста численности популяций (любых размножающихся частиц), – НИКОГДА не встречается в природе. Что позволяет сразу же забраковать все модели первого и второго типа по нашей классификации, опирающиеся на закон квадратичного роста как на причинный закон.

Следовательно, определять процесс роста численности населения мира как режим с обострением – представляется ошибочным. Действительно, в соответствии с определением режим с обострением – это такой динамический причинный закон, при котором одна или несколько моделируемых величин обращается в бесконечность за конечный промежуток времени; формируется в результате действия механизма нелинейной положительной обратной связи.

Т. к. такого теоретического причинного закона (динамического или статистического по форме) не существует (закон квадратичного роста причинным законом не является), а гипербола Форстера – всего лишь эмпирическая зависимость, то и режима с обострением в данном случае нет. А значит, нет и фазового перехода; кроме того, рассматривая зависимость численности населения Земли от времени, нельзя говорить об обострении по времени, по причине отсутствия НПОС.

Могут ли вообще методы синергетики, справедливые для неживых многочастичных систем с численностью порядка числа Авогадро (6.02·10 23), быть применимы для системы растущего человечества с численностью 10 6–10 9, т. е. на 14–17 порядков меньшей, «частицы» которой совсем не похожи на атомы и молекулы.

Существуют относительно простые открытые системы, внутри которых протекают физические и химические процессы, такие как автокаталитические химические реакции, процессы появления ячеек Бенара в жидкости, процессы, связанные с работой лазера, турбулентным движением жидкости, поведением ферромагнетиков… где методы синергетики оправданы, применимы и дают практические результаты. Существуют сложные природные системы, такие как геобиоценозы, где методы синергетики, возможно, и применимы, но наталкиваются на непреодолимые математические трудности.

И существуют природные системы высшей степени сложности: клетка, человек, Солнечная система, Земля как совокупность всех слагающих ее сфер от ионосферы до ядра (или Гея Лавлока), выделенная ее оболочка биосфера, переходящая в ноосферу, – возникшие в процессе универсальной эволюции.

Для описания всех таких систем недостаточно редукционистских методов и математического аппарата синергетики (в основном аппарата теории нелинейных дифференциальных уравнений), основанного на линейной причинности и законах с простой преддетерминацией, когда состояние системы в любой момент времени t полностью определяется ее состоянием в предшествующий, «сколь угодно близкий» момент времени t – Δt.

Апологеты синергетики считают, что нелинейная наука способна адекватно описывать любые сложные системы, принадлежащие различным уровням организации материи от механического движения до общественного. Так это, или не так – неважно в данном случае. Предположим, что так и что синергетика определяет третью (или даже четвертую?!), по мнению Г.Г. Малинецкого, парадигму в XXI веке. (Хотя по мнению ряда ученых попытки распространить ее язык, понятия и методы в область гуманитарных наук позволяют говорить о ней как о лженауке.)

Тогда возникает законный вопрос: почему ее методы для описания некоторых природных систем оказываются вдруг непригодными? Для того, чтобы попытаться ответить на него воспользуемся принципом соответствия. Как известно, специальная теория относительности и квантовая теория приходят на смену ньютоновской механике в мире больших скоростей и малых расстояний. В обоих случаях существует характерная величина (скорость света и размер атома), определяющая степень отклонения наблюдаемого движения от его классического описания.

Существуют системы, обладающие эмерджентными свойствами, возникшие в результате длительного процесса универсальной эволюции и представляющие собой некую неделимую целостность.

Область применения синергетики, если она вообще может быть применима для описания данного конкретного явления, ограничена подсистемами таких унитарных систем. И чем меньше такие подсистемы, тем лучше работают ее методы.

Например, классическая механика прекрасно описывает движение каждой из планет Солнечной системы, однако синергетика (теория нелинейных колебательных систем) не в состоянии объяснить такие холистические закономерности ее устройства, как правило Тициуса–Боде и резонансы периодов обращения спутников и планет.

Если взять какую-то небольшую область на земном шаре и изучать ее геофизические характеристики: состав атмосферы, гидросферы, почв, их температуру, вулканическую деятельность, радиационный фон и т. п., а также состав и эволюцию совокупности всех биологических организмов, существующих в этом регионе, то динамика изменений всех этих параметров во времени может быть адекватно описана методами нелинейной науки.

Т. е. в принципе возможно максимально точное вероятностное описание этого многомерного случайного процесса с его многочисленными нелинейными обратными связями. Но если рассматривать совокупность всех таких областей, то получим небесное тело – планету Земля, которая как единая система сформировалась в процессе длительного процесса эволюции.

Эта самоорганизующаяся система (геофизический компонент + биота = Гея), в отличие от любой своей подсистемы, способна поддерживать все свои параметры (сотни параметров) на благоприятном для живых организмов уровне. И вот этот гомеостаз синергетика объяснить уже не может.

Его природа остается непонятной. Возможно, он обеспечивается некой управляющей системой, продвигающей эволюцию к предзаданной цели. Поскольку явно эта система себя никак не обнаруживает, можно предположить, что ее воздействие определяется слабыми, на уровне шумов, появляющимися и исчезающими связями самой разнообразной природы.

То же самое можно сказать о клетке, колонии муравьев, биологической популяции. То же можно сказать и о человеческом мозге, порождающем сознание, с его миллиардами нейронов и бесчисленным числом связей.

Системой максимальной степени сложности является и вся Вселенная в целом. Попытки понять возникновение и эволюцию этой закрытой системы на основе законов квантовой механики и теории относительности (не говоря уже о синергетике), справедливых лишь для ее ограниченных подсистем, завели теоретическую физику и космологию в тупик.