Сергей Капица - Парадоксы роста. Законы глобального развития человечества

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.

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 Вскорость уже пропорциональна самой численности населения и в этом случае появляется характерное время для роста. В математике обычно принято обращаться ко времени T Еэкспоненциального роста системы в е раз, где е = 2,72 – основание натуральных логарифмов. Часто прибегают к более наглядному времени удвоения T 2= T Еln2 = 0,7 T Екоторое на 30 % меньше T Е.

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.