Донелла Медоуз - Пределы роста. 30 лет спустя

Мысленные модели — абстракции, которые можно построить в уме. Они неформальны, ими нельзя напрямую поделиться с другими. Формальные модели существуют в виде, к которому можно получить непосредственный доступ; другие люди могут увидеть эту модель, а иногда и изменить. Использование обоих типов моделей должно взаимно дополнять друг друга. Такие модели позволяют узнать больше о нашей реальности и о наших мысленных моделях, и это делает наши мысленные модели богаче. А когда мы учимся новому, мы можем создавать все более сложные формальные модели, и так до бесконечности. Авторы проходили по этому кругу снова и снова тридцать с лишним лет, и одним из результатов стала эта книга.

Чтобы написать ее, мы использовали слова, данные, графики и компьютерные сценарии. Эта книга — модель того, что мы знаем, и создание ее только увеличило объем наших знаний. Этот текст — как лучшая попытка перенести на бумагу наши мысли, наше представление о физическом росте на планете в ближайшее столетие. И все же следует помнить: эта книга — модель, а значит, всего лишь упрощенное представление «реального мира».

Естественно, это породило определенные сложности. Мы будем говорить о формальной модели, имитационном компьютерном моделировании мировой системы. Чтобы эта модель могла принести пользу, мы будем сравнивать ее с «реальным миром». Вопрос только в том, что понимать под этим «реальным миром» — на этот счет одинаковых мнений нет ни среди нас, авторов, ни среди наших читателей. Все мы оперируем собственными мысленными моделями, нашими представлениями о реальном мире, которые создаются как на основе объективной информации, получаемой о мире, так и на основе субъективных ощущений и опыта. Именно это позволило виду Homo sapiens стать столь успешным. И именно это создавало массу проблем на протяжении существования человечества. Но какими бы ни были наши сильные и слабые стороны, наши мысленные модели выглядят чрезвычайно примитивными в сравнении с огромной, сложной, постоянно изменяющейся Вселенной, которую они призваны для нас описать.

Чтобы лишний раз напомнить и нам самим, и нашим читателям, о нашей зависимости от моделей, мы всегда берем в кавычки тот «реальный мир», с которым сравнивается модель World3. То, что мы называем «реальным миром» или « реальностью », на самом деле просто общие мысленные модели авторов этой книги. Слово «реальность» никогда не может означать ничего, кроме мысленной модели того, кто это слово произнес. Иначе и быть не может. Мы можем только утверждать, что изучение компьютерной модели позволило нашим мысленным моделям стать более точными, более глубокими, более доскональными, чем когда-либо. В этом состоит преимущество компьютерных моделей: они способствуют строгости, логичности и точности изложения, что трудно достижимо с помощью мысленных моделей. Кроме того, компьютерные модели дают чрезвычайно богатую основу для усовершенствования мысленных моделей.

Модель World3 сложная, но ее основную структуру понять нетрудно. Она отслеживает переменные уровни (такие как численность населения, промышленный капитал, концентрация загрязнений в окружающей среде, площадь возделываемых земель). В модели эти уровневые переменные зависят от потоков, способствующих их увеличению или уменьшению — поток рождаемости и смертности в случае численности населения; инвестиции и амортизация в случае любого капитала; образование и разрушение выбросов в случае загрязнения окружающей среды; эрозия и восстановление пахотных земель, а также изъятие земель под застройку и промышленные нужды — в случае возделываемых площадей. На данный момент в мире обрабатывается только часть пахотных земель. Умножение площади обрабатываемых земель на их среднюю урожайность позволяет рассчитать производство продовольствия. Последнее, будучи разделено на численность населения, дает производство продуктов питания на душу населения. Если оно опускается ниже определенной (критической) величины, начинает расти смертность.

Элементы и связи в модели World3 являются очевидными при последовательном рассмотрении. Например, модель World3 учитывает некоторую инерцию при росте численности населения и инерцию при накоплении загрязнений в окружающей среде, длительный срок службы производственных мощностей; конкуренцию при распределении капитала по различным секторам экономики. Она принимает во внимание, сколько времени займет то или иное изменение, запаздывание потоков, медленное протекание физических процессов. Модель содержит большое, даже очень большое число обратных связей. Эти связи замыкают цепи причин и следствий, в которых часто сам элемент является одной из причин своего будущего поведения. Изменение численности населения,

Уровень питания (калории на человека в день (диета на основе растительной пищи)

Рис. 4.1.Питание и ожидаемая продолжительность жизни

Ожидаемая продолжительность жизни населения — это нелинейная функция от уровня питания. Точки на графике отображают уровень питания и среднюю продолжительность жизни (данные по странам мира в 1999 г.). Уровень питания выражается в калориях (растительная пища) на человека в день. Если калории получены за счет животной пищи, то они пересчитываются с коэффициентом 7, поскольку для производства одной калории животной пищи требуется примерно 7 калорий растительной пищи. (Источники: FАО; UN)

например, может привести к изменениям в экономике. Изменения в структуре экономики производства могут привести к изменениям численности населения, так как они воздействуют на коэффициенты рождаемости и смертности. Контуры обратной связи делают модель World3 динамически сложной.

Еще одна особенность модели — нелинейность связей. Такие связи нельзя отобразить прямой линией, они не вызывают пропорциональные изменения во всей области существования переменных. Пусть А воздействует на В. При линейной зависимости, если удвоение А вызывает удвоение В, то уменьшение А вдвое ведет к уменьшению В тоже вдвое. Увеличение А в пять раз вызовет пятикратный рост В. Линейные зависимости генерируют поведение, которое легко понять и прогнозировать. Но в «реальном мире» линейность встречается редко. Вот пример: в модели World3 мы должны учесть связь между производством продовольствия на душу населения и ожидаемой продолжительностью жизни. Одна зависимость между этими параметрами представлена на рис. 4.1. Если людям, которые постоянно недоедают, дать достаточное количество продовольствия, продолжительность их жизни существенно возрастет. Страны,