Капица С.П. Население земли и предвидимое будущее цивилизации // Социологические исследования. 2003. № 1. С. 7-15.

КАПИЦА Сергей Петрович – доктор физико-математических наук, профессор (Институт физических проблем РАН).

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы состоит в количественном и междисциплинарном исследовании роста населения Земли как эволюционирующей динамической системы. Развитая феноменологическая теория, опираясь на данные демографии и методы физики, в сочетании с представлениями антропологии и социологии, экономики и истории, открывает возможность для опыта построения общей теории развития человечества и ставит ряд методологических вопросов о природе человека и роли его разума и сознания в развитии общества.

В демографии рост населения Земли обычно описывается как суммарный рост регионов или стран мира. Однако, эту же проблему можно рассматривать, исходя из представлений о росте и развитии населения нашей планеты как самоорганизующейся системы. На основе такого подхода оказалось возможным предложить математическую модель для описания мирового демографического процесса, основанную на идеях синергетики[1]. Такое моделирование позволяет описать рост человечества на протяжении практически всей длительности нашей истории, дать оценки времени начала развития @ 4 – 5 млн. лет тому назад и числа людей когда-либо живших @ 100 млрд. В рамках модели также описываются крупные периоды, выделенные историей и антропологией структуры, социально-экономические и технологические циклы роста. На основе развитых представлений сделаны выводы о предвидимом будущем, когда численность населения мира стабилизируется на уровне @ 10 – 12 миллиардов, для которых и следует обсуждать условия устойчивого развития.

В настоящее время образ все возрастающего и безудержного роста населения, если его наивно экстраполировать в будущее, приводит к тревожным прогнозам и даже апокалиптическим сценариям глобального будущего человечества. Однако, существенно то, что ныне человечество переживает демографический переход. Этот общий для всех стран исторический переворот состоит в начальном резком возрастании скорости роста популяции страны, сменяющегося затем столь же стремительным ее уменьшением, после чего население стабилизируется в своей численности. Результатом этой революции станет новый режим развития человечества. Демографический переход уже пройден так называемыми развитыми странами, и теперь, всего на 50 лет позднее, он произойдет в развивающихся странах. Переход сопровождается ростом производительных сил и перемещением значительных масс населения из сел в города, а при его завершении наступает глубокое изменение возрастного состава населения.

В этом исследовании представления демографии, в первую очередь демографический переход, будут интерпретироваться с помощью понятий современной нелинейной механики и синергетики. Методы последней – науки о сложных системах – предоставляют такую возможность и могут ввести в традиционные гуманитарные области новые понятия для наук о человеке и обществе, имеющие практическое значение для политики и истории.

НАСЕЛЕНИЕ МИРА КАК СИСТЕМА

Населения мира рассматривается как система, как единый и замкнутый объект, характеризуемый полным числом людей, и свойства которого определяются внутренними взаимодействиями. Взаимосвязанность и взаимозависимость современного человечества, обусловленная транспортными и торговыми связями, миграционными и информационными потоками дает возможность рассматривать сегодня мир, как глобальную систему. Для населения Земли как замкнутой системы не следует учитывать миграцию, вносящую свой вклад в баланс населения отдельной страны или региона, поскольку в масштабе планеты эмигрировать пока просто некуда.

Биологически все люди принадлежат одному виду Homo sapiens, у них одинаковое число хромосом – 46, отличное от всех других приматов, а все расы способны к смешению и социальному обмену. Местом обитания человечества служат все удобные для этого части Земли, однако по своей численности мы превышаем сравнимых с нами по размерам и питанию животных на пять порядков – в сто тысяч раз. На протяжении последних сотен тысяч лет человек биологически мало изменился, и развитие и самоорганизация человечества происходили в социальной сфере при сапиентации человека, обязанное его высокоразвитому мозгу и сознанию. Теперь, когда деятельность человека приобрела планетарный масштаб, со всей остротой стал вопрос о нашем влиянии на окружающую природу, и именно поэтому очень существенно понять, какими факторами определяется рост числа людей на нашей планете.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РОСТА НАСЕЛЕНИЯ ЗЕМЛИ

В основе модели лежит предположение об автомодельности развития, что выражается в масштабной инвариантности этого процесса, когда рост с большой точностью и на значительном отрезке времени описываться степенным законом:

млрд. (1)
где С = 200 миллиардов – постоянная с размерностью [человек х годы], а время Т выражено в годах от н.э. Эта формула математически и физически корректно описывающая процесс самоподобного развития, следующий гиперболическому закону, рост, известный в физике как режим с обострением..

Фактор, который не учтен в (1), есть время, характеризующее жизнь человека – его репродуктивную способность и продолжительность жизни. Если ввести, как микроскопический параметр феноменологии характерное для жизни человека время t можно исключить особенность при T1:

(2)

Интегрируя (2), решение (1) может быть продолжено в предвидимое будущее, за пределы особенности при T1, которое сдвинется в прошлое на 25 лет:

(3)
Значения новых постоянных, определенные с точностью нескольких процентов,

C = 172 млрд, T1 = 2000 г, t = 45 лет и K = = 62 000

получаются на основе сравнения (3) с демографическими данными. Полученные асимптотические решения описывают рост человечества в течении трех эпох. Первая – наиболее продолжительная эпоха А антропогенеза, начинается с линейного роста, переходящего затем в гиперболический режим эпохи В. В эту эпоху до перехода рост пропорционален квадрату населения мира и она завершается взрывным развитием и режимом с обострением – эпохой С демографического перехода с последующей стабилизации населения мира. В теории основной динамической характеристикой системы становится безразмерная константа К = 62 000 для численности группы людей, определяющей коллективный характер того взаимодействия, которым описывается рост на всем протяжении развития человечества.

Взаимозависимость и нелинейность сильно связанных событий и механизмов заставляет искать – интегративные – принципы для описания поведения системы. В феноменологическом уравнении скорость роста приравнивается выражению, определяющему развитие, которое дает меру сетевой сложности динамической системы или некое эффективное поле, действующее в системе человечества. Квадратичный рост не аддитивен и не линеен, и его нельзя применять для отдельного региона, а только для всего населения планеты.

При квадратичном росте развитие опирается на всю ранее накопленную человечеством информацию, которая играет основную роль в развитии. При обмене и распространении информации, в отличие от эквивалентного обмена в экономике происходит ее необратимое умножение. Распространение и передача путем цепной реакции информации – технологий и знаний, обычаев и культуры, религии и, наконец, науки есть то, что качественно отличает человека и человечество в эволюции. Долгое детство человека, овладение речью, его обучение, образование и воспитание, когда размножение задерживается на 20, а теперь и на 30 лет для формирования личности, ума и сознания, определяют специфический для человечества способ развития и самоорганизации.

Механизм культурного наследования, с помощью которого происходит передача следующим поколениям приобретенных признаков, качественно отличает социальное наследование у человека от генетической эволюции у всего остального животного мира. Скорость гиперболического роста не зависит явно от внешних условий и определена только собственными системными характеристиками – параметрами K и t. Когда скорость прироста на протяжении поколения становится сравнимой с самой численностью населения мира, то возникает критический переход к стабилизации численности населения Земли.

СРАВНЕНИЕ ТЕОРИИ С ДАННЫМИ АНТРОПОЛОГИИ И ДЕМОГРАФИИ

Эпоха B гиперболического роста охватывает палеолит, неолит и исторический период. За этот важнейший отрезок времени длительностью 1,6 миллиона лет, число людей еще раз выросло в K раз. Ко времени наступления демографического перехода при T1 – t = 1955 г., население Земли составило уже 3 млрд., а к 2000 г – середине демографического перехода, население достигнет 6 млрд., половину от = 12 млрд. В таблице 1млрд и 1млн.

Таблица 1

Рост населения мира (в миллионах)