Статистическая природа проблемы
Nbsp;
С.П. Капица
Сколько людей жило, живет и будет жить на земле.
Очерк теории роста человечества.
Москва 1999
Эта книга посвящается Тане,
нашим детям Феде, Маше и Варе,
и внукам Вере, Андрею, Сергею и Саше
Содержание
Предисловие
Глава 1. Введение
1.1 Постановка проблемы
1.2 Статистическая природа проблемы
1.3 От качественного к количественному анализу
1.4 Демографический взрыв и переход
1.5 Методы демографии
1.6 Сложность системы и уровень агрегации данных
1.7 Обзор содержания книги
Глава 2. Население мира как система
2.1 Системный подход в демографии
2.2 Взаимодействия в системе населения
2.3 Социальный человек как биологический вид
2.4 Слагаемые роста населения
2.5 Мир нелинейных систем
2.6 О междисциплинарных исследованиях
Глава 3. Описание модели
3.1 Принципы моделирования
3.2 Линейный и экспоненциальный рост
3.3 Гиперболический рост населения мира
3.4 Закон квадратичного роста
3.5 Информационная природа роста
3.6 Резюме результатов математических расчетов
Глава 4. Модель и данные антропологии и демографии
4.1 Модель и данные палеодемографии
4.2 Модель в историческое время
4.3 Число людей когда либо живших на земле
4.4 Сравнение модели с прогнозом демографии
Глава 5. Трансформация темпов развития во времени
5.1 Преобразование демографического времени
5.2 Преобразование исторического времени
5.3 Начало отсчета системного времени
5.4 Синхронизм мирового развития
5.5 Проблема времени в истории
|
|
|
Глава 6. О коллективном взаимодействии
6.1 Природа взаимодействия и сознание
6.2 Судьба изолятов и мировое развитие
6.3 Иерархия демографических структур
6.4 О циклах социально-экономического развития
Глава 7. Демографический переход
7.1 Характеристики демографического перехода
7.2 Мировой демографический переход
7.3 Последствия демографического перехода
7.4 Стабилизация населения мира и ее последствия
7.5 Сопоставление феноменологии и демографии
7.6 Модель и теория демографических процессов
Глава 8. Устойчивость роста и демографический фактор
8.1 Устойчивость демографической системы
8.2 Устойчивость исторического процесса
8.3 Глобальная устойчивость в будущем
Глава 9. Влияние ресурсов и окружающей среды
9.1 Открытая модель и влияние ресурсов на рост
9.2 Энергопотребление человечеством
9.3 Есть ли ограничение роста ресурсами?
9.4 Пространственное распределение населения
9.5 Распределение благ в системе народов мира
9.6 Мир будущего и концепция устойчивого развития
Глава 10. Демогpафическое положение России
10.1 Демографические процессы в России
10.2 Демографические сценарии для России
10.3 Последствия демографического перехода
|
|
|
Заключение и выводы
Приложение
Библиография
Предисловие
Человечество впервые за миллионы лет переживает эпоху крутого перехода к новому типу развития, при котором взрывной численный рост прекращается и население мира стабилизируется. Эта глобальная демографическая революция, затрагивающая все стороны жизни, требует новых междисциплинарных подходов для изучения мирового исторического процесса.
Данная книга посвящена опыту количественного исследования развития человечества. Такие исследования начаты автором некоторое время тому назад, после того как при участии в Пагуошских конференциях ученых и заседаниях Римского клуба перед ним во всем многообразии открылась глобальная проблематика. Из всех подобных проблем, несомненно, основной представляется рост населения нашей планеты. Остальные вопросы -- состояние окружающей среды, глобальная безопасность, исчерпание ресурсов и производство энергии -- возникают в связи с увеличением числа людей на планете. Однако именно росту населения в международных дискуссиях уделялось меньше всего внимания. Более того, от этой проблематики долгое время уходили под теми или иными благовидными предлогами. Действительно, здесь затрагиваются самые глубокие проблемы истории, деликатные вопросы природы человека и общества, ценности и верования, утвержденные многовековыми традициями.
|
|
|
Обсуждение последствий быстрого роста населения и его возможных ограничений привлекало многих исследователей. Начало подобных работ восходит еще к Мальтусу. Мальтус быть может впервые обратился к математическому моделированию для объяснения основных факторов, управляющих ростом населения. Им был сформулирован популяционный принцип согласно которому рост человечества, следующий геометрической прогрессии, будет опережать линейно растущее производство пищи. В результате прирост населения ограничивается недостатком пищевых ресурсов. Идеи Мальтуса оказали существенное влияние на общественную мысль и привлекли внимание к выяснению причин, ограничивающих рост населения.
В этой книге предлагается системный подход к развитию человечества, в основе которого лежит математическое моделирование его роста. Существенным шагом стало понимание того, что взрывной рост населения есть режим с обострением, и это привело к последующему привлечению к исследованию методов нелинейной физики систем и синергетики. Из представления о человечестве как об открытой эволюционирующей системе следует принцип демографического императива и выясняется степень влияния внешних ресурсов на рост и развитие в предвидимом будущем. Теория привела к понятию коллективного взаимодействия, которое обусловливает связь развития человечества с ростом численности населения и его самоорганизацию. Универсальное взаимодействие специфично для людей и обязано обмену информацией, языку, природе сознания самого человека.
|
|
|
Поскольку теория основана на общих принципах динамики систем и для своего выражения использует математические методы, это может служить некоторым препятствием для обществоведов при знакомстве с данным кругом вопросов. Но используемая математика достаточно проста и вполне была бы доступна самому Мальтусу. Хотя Мальтус и готовился принять сан, он был хорошо знаком с математикой XVIII века, о чем красноречиво говорит девятое место на традиционном экзамене по математике среди выпускников Кембриджского университета. Поэтому можно надеяться, что обществоведы овладеют математикой в той мере, в какой "поп-шарлатан" (по выражению Маркса) владел ею 200 лет тому назад в Англии.
Действительно, основной математический аппарат теории входит в программу первого года знакомства с анализом. Вместе с тем необходимы идеи и основные представления нелинейной механики сложных систем, которые принадлежат уже XX веку. Автор сделал все от него зависящее, чтобы основные результаты были доступны и без математики. Он рассчитывает на доверие неподготовленных читателей и понимание знающих, которые найдут математические выводы в Приложении. Как бы ни была привлекательна математическая модель, автор, опираясь на развитые представления, не только применил их к археологии и историческим эпохам прошлого, но и обратился к явлениям современности и предвидимого будущего в критические годы развития. Так практическую значимость приобретает анализ факторов, определяющих предел роста, а вопросы устойчивости развития самым тесным образом связаны с глобальной безопасностью и экономикой. Автор понимает всю сложность обсуждаемых проблем. Эти рассуждения могут показаться механистичными, если не упрощенными и отвлеченными, но их следует оценивать в контексте междисциплинарного диалога. Установление взаимопонимания между гуманитарными и точными науками совершенно необходимо при изучении общества. Именно с таких позиций следует рассматривать этот опыт количественного описания и применения интегративного подхода к изучению самой сложной и такой близкой нам системы человечества.
Междисциплинарному характеру исследования отвечает библиография, в которой все источники расположены по отраслям знаний, а внутри отраслей -- по годам публикаций при сквозной нумерации ссылок. Так можно лучше представить тезаурус, на который опирался автор. Приведенные иноязычные выдержки переведены автором.
В этом опыте автор видит некоторые основания для исторического оптимизма, к которому его привел принцип демографического императива. Исследование показало, что человечество, являясь открытой системой, своим вековым развитием продемонстрировало существенный запас прочности. Оно пока далеко не исчерпало своих ресурсов, о чем следует напомнить Кассандрам нашего времени при дискуссиях о будущем человечества, при выработке концепции устойчивого развития и рекомендаций обществу и политикам. Наконец, результаты исследования использованы для обсуждения состояния и развития России, происходящих в контексте глобальной коэволюции. Драматические события недавнего времени побудили автора обратиться к проблемам истории, чтобы в канун третьего тысячелетия понять происходящее с более общих позиций.
Для написания работы большое значение имели семинары и курсы лекций, которые читались в разное время в Кембриджском университете, Московском физико-техническом институте, Европейском центре ядерных исследований, Московском государственном университете и Массачусетском технологическом институте. Автор в первую очередь выражает благодарность директору Института прикладной математики им. М.В. Келдыша, члену-корреспонденту РАН С.П. Курдюмову. Ему автор обязан дружескими советами, поддержкой и сотрудничеством в рамках международного проекта, в который входили Римский клуб и Мировой институт наук. В этих исследованиях принимал участие и известный демограф А.Г. Вишневский. Автор благодарен Д.Б. Омецинскому за помощь в работе и оформлении рукописи, В.С. Баковецкой и Н.А. Носовой за конструктивное редактирование рукописи.
В заключение автор выражает глубокую благодарность Г.И.Баренблату, Л.М.Васильевой, А.Г.Волкову, Н.Н.Воронцову, Б.М. Величковскому,О.Г. Газенко, А.В. Гапонову-Грехову, Д.М.Гвишиани, И.М.Гельфанду, В.Л.Гинзбургу, В.Я.Гольдину, А.А. Гончару, В.В. Иванову, Б.Б. Кадомцеву, А.Б.Куpжанскому, Ю.Ф. Карякину, Н.В. Карлову, Н.Кейфицу, Ю.Л.Климонтовичу, О.Л.Кузнецову, Г.И.Марчуку, Г.Г.Малинецкому, Н.Н.Моисееву, Ф. Моррисону, Э. Ротшильд, Дж. Пилу, И.В. Перевозчикову, Л.П. Питаевскому, И.Р. Пригожину, В.А. Садовничему, И.М. Савельевой, В.C. Степину, Д. Холдрену, Г. Фридлендеру, К.Фризу, А.Е.Чубарьяну, К.Швабу, С.О.Шмидту и А.Л.Яншину за внимание и интерес к этой работе. На разных этапах эти исследования поддерживались ЮНЕСКО, Лондонским королевским обществом, РАЕН и фондами РФФИ, Сороса и INTAS.
С.П. Капица
Сколько людей жило, живет и будет жить на земле.
Очерк теории роста человечества.
Москва 1999
Глава 1.
Введение
1.1 Постановка проблемы
1.2 Статистическая природа проблемы
1.3 От качественного к количественному анализу
1.4 Демографический взрыв и переход
1.5 Методы демографии
1.6 Сложность системы и уровень агрегации данных
1.7 Обзор содержания книги
Бесспорно, начинать следует с людей.
А затем придет время поговорить и о вещах
Бродель
Постановка пpоблемы
Это исследование о времени и о людях. О том, сколько человек жило в прошлом на планете и сколько их будет в будущем, какие факторы определяют рост и как можем мы влиять на эти процессы. Однако грядущее нельзя предвидеть, не поняв развития в прошлом, которое через настоящее неразрывно связано с будущим. Для того чтобы полнее охватить наше развитие, мы обратимся ко всему пути человечества, который оно прошло в течение более чем миллиона лет. Расширив же временной охват до момента появления самого человека, мы тем самым обратимся к развитию всего человечества и будем рассматривать его как целое, не разделяя по странам и регионам, к чему традиционно прибегают в истории и экономике, социологии и демографии.
При таком широком подходе, когда речь идет о громадных промежутках времени и всех людях, населяющих планету, невольно возникает вопрос, почему это важно для каждого из нас, для страны и города, где мы живем. Ответ заключается в том, что крупные по своему масштабу явления истории неминуемо отражаются на жизни каждого, их влияние, пусть косвенно, затрагивает самое существенное -- моральные ценности, связь поколений, динамику развития, ее повороты и ускорение. В настоящее время стремительных изменений мир проходит через демографический переход -- превращение, никогда прежде не переживавшееся человечеством.
Анализ этого явления будет количественным в отличие от подробного и многосложного описания, которое так характерно для наук об обществе. В общественных науках очень многое сделано как для создания образов, выделения понятий, так и для определения процессов, происходящих в обществе. Тем более, что без глубокого понимания качественных характеристик прошлого невозможен и количественный подход, который будет нашей главной задачей.
Мы обратимся к методам естественных наук, в первую очередь физики, для изучения развития человечества и тех закономерностей, которыми может быть описан его рост. Иными словами, речь идет о последовательном использовании понятий физики и методов математики для описания развития человечества, для количественного изучения его роста и эволюции. Подобно тому как наблюдения астронома служат исходными сведениями для астрофизика, так представления истории и антропологии, численные данные демографии лежат в основе нашего анализа.
Если наблюдения астрономов и выводы астрофизиков относятся к тому, что происходит в далеких мирах, то представления историков и антропологов связаны с идеями, ценностями и верованиями людей и народов, вовсе не отстраненными от исследователя их судеб. Это приводит к совершенно другому пониманию сопричастности, ответственности и влияния, которое не знакомо ученым, изучающим мертвую природу или удаленные миры. Учет этих обстоятельств необходим при приложении методов наук, самонадеянно называющих себя естественными и точными, к истории общества и человечества. Наконец, для нас <человечество> уникально, и нет другого такого объекта, с которым можно сравнивать полученные результаты наблюдений и расчетов.
До сих пор при описании развития человечества непосредственно к методам естественных и точных наук практически не обращались. Даже методы системного анализа не применялись, так как казалось, что при описании и объяснении исторических процессов надо отталкиваться от детального понимания того, что с нами конкретно происходит, и уже от частного переходить к общему. Но именно для человечества в целом такой, основанный на редукционизме, подход оказался мало продуктивным ввиду исключительной сложности системы. Кроме того, в настоящее время созданы мощные средства для рассмотрения непосредственно больших систем. Методы, основанные на нелинейной механике, позволили не только решить новые задачи, но и дать качественные представления о развитии и самоорганизации сложных систем.
Применение общих методов связано не столько с овладением обществоведами привычным для физика математическим аппаратом, сколько с отождествлением образов и понятий двух разных интеллектуальных культур -- физико-математической и социально-исторической. Без такого тесного взаимодействия между теорией и предметом исследований какой-либо значимый результат не достижим. Поэтому для выработки контакта сторон и установления междисциплинарного сотрудничества в данной работе мы будем все время сверять представления и выводы, возникающие в ходе математического конструирования решений, с фактическими данными, вновь и вновь возвращаясь к пройденному ради большего понимания. В таких условиях возможно только постепенное индуктивное развитие наших представлений на основе последовательных приближений. Какой-либо дедуктивный аксиоматический подход был бы совершенно неуместен и неконструктивен, несмотря на его традиционную привлекательность для логически мыслящего ума математика. Здесь гораздо уместнее более прагматичный, пусть и не строгий, подход теоретической физики при постоянной опоре на фактические данные. Это тем более важно, что задача еще только поставлена и пока сделаны лишь первые шаги к ее решению.
Автор должен признать, что формальный анализ и математические вычисления потребовали меньше усилий, чем овладение образом мышления, фактами и представлениями демографии, антропологии и истории, что можно проследить по работам [1-28]. Без этого оказалось трудным уяснить смысл развитой теории и объяснить ее другим. Однако в таком междисциплинарном исследовании мост взаимопонимания должен строиться с обоих берегов.
Действительно, хотя модель достаточно проста, даже элементарна в своем формульном выражении, тем не менее она непротиворечива и удовлетворяет общим требованиям, которые в теоретической физике можно предъявлять к феноменологическому описанию сложных систем; поэтому развитый формализм достаточно содержателен. Иными словами, он не только описывает динамику системы, но и сами представления становятся инструментом познания ее свойств, до этого скрытых от исследователя. Это оказалось самым интересным, поскольку только так модель смогла стать теорией и привести к более полному количественному анализу развития человечества.
Именно в эту сторону были направлены основные усилия автора. Оказалось возможным установить соответствие между свойствами, часто отвлеченными, математической модели и представлениями наук о человечестве и человеке. Это привело к пониманию природы демографического перехода, который сейчас переживает человечество при стабилизации населения нашей планеты на уровне 12-13 млрд, отвечающей представлениям и расчетам демографии. Существенным оказалось понятие о продолжительности времени развития человечества на разных этапах его роста. Оно связано как с самоподобием развития и иерархией временных структур теории, так и с представлениями о структурализме у историков и антропологов.
Выясняется, что крупные периоды, выделяемые антропологами и историками в прошлом человечества, могут быть представлены как демографические циклы. В рамках теории можно найти глубокие параллели мыслям историков и философов о понятии времени и длительности в применении к развитию человечества. Становится понятным, как историческое время традиционных периодов сжимается по мере приближения к критическому времени демографического перехода (см. рис. 1.1).
Наконец, автомодельное развитие человечества, более быстрое, чем экспоненциальный рост, приводит к представлению об эффективном взаимодействии, охватывающем все человечество. Это взаимодействие, пропорциональное квадрату полного числа людей на Земле, определяет скорость роста. Его природа связана с распространением и обменом информацией и специфична для человека как вида. Такое коллективное взаимодействие лежит в основе развития и привело к тому, что численность человечества на много порядков больше, чем численность сравнимых с ним видов животных.
В живой природе передача информации от поколения к поколению и ее распространение в пределах популяции происходит генетически. Только человек обладает способностью к передаче информации путем социального наследования. Информационное взаимодействие, связанное с речью и сознанием как общественными явлениями, выраженными в культуре, технике и науке, определяет динамику развития человечества на всем пути его развития -- с тех пор, когда полтора миллиона лет тому назад появился Homo Habilis -- человек умелый.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6>>>1.7
Статистическая природа проблемы
Опыт количественного исследования основан на том, что человечество может рассматриваться как система, как один объект. Поэтому при обобщенном подходе необходимо обращаться к усредненным характеристикам общества. Такой статистический подход принят в общественных науках, когда говорят о среднем возрасте популяции, среднем доходе жителей или средней плотности населения страны.
Естественно, имея дело с очень большим числом людей, со сложной системой, части которой находятся на разных уровнях развития производительных сил и культуры, существенно понять возможность обращения к средним характеристикам и усредненным представлениям о тех процессах, которые в ней происходят. Поэтому успех исследования в значительной мере связан с репрезентативностью такого статистического подхода, при котором пропадают местные, индивидуальные характеристики системы и остаются только их эффективные значения.
Некоторые трудности связаны с тем, что при этом возникает впечатление о потере понимания причин происходящего, поскольку частные механизмы поглощены при их усреднении. С этим связаны и вопросы управления сложными взаимозависимыми системами, когда прямое вмешательство, основанное на частных факторах, не приводит к ожидаемому результату. Таких примеров множество, особенно при попытках управления обществом и страной, и происходит это в силу высокой сложности связей, которые возникают в больших нелинейных системах. Словом, "хотели как лучше, а получилось как всегда". Однако именно сложность системы допускает статистический подход к ее анализу.
Критики подобного статистического подхода приводили в качестве примера обезличенной оценки среднюю температуру пациентов в больнице. Действительно, для каждого отдельного больного такие сведения бесполезныи и даже обидны. Но для главного врача повышение средней температуры может послужить важным сигналом об эпидемии, охватившей вверенную ему больницу. И в нашем рассмотрении такие усредненные показатели будут использоваться, причем средние величины будут относиться уже ко всему населению Земли. При таком феноменологическом подходе, естественно, сглаживаются все частные различия стран и регионов, однако со все большей четкостью проступают общие закономерности развития.
Продолжим аналогию с больницей. Состояние конкретного больного определяется его температурой. Но и температура на уровне организма также является интегральной характеристикой здоровья. Средняя же температура и эпидемиологическое состояние больницы может повлиять на решение о том, стоит ли обращаться туда за помощью и объявлять ли главному врачу карантин.
Трудность восприятия такого анализа и в том, что при этом как бы отвлекаются от конкретных причин происходящего, тогда как значительная часть современных исследований общества основана на мысли, что, только поняв частные механизмы развития, можно затем перейти к описанию общего. В этом заключается методология механистического редукционизма, оказывающая такое большое влияние на организацию нашего мышления. Более того, это привело к разделению корпуса общественных наук на ряд специальностей, которым часто трудно сотрудничать при изучении человечества в целом. Как справедливо замечает фон~Хаек: "Распад исследований общества на узкие дисциплины исключает наиболее существенные вопросы, которые с пренебрежением относят к маргиналиям неясной философии общества" [123].
Методологические корни этого лежат глубоко, и их следует искать в успехе классической механики, когда, начиная с Ньютона, была продемонстрирована необыкновенная мощь и результативность такого подхода [134]. Поэтому первая мысль исследователей общества состояла в том, чтобы повторить этот путь, найти общие законы развития общества и на этой основе управлять им, подобно тому, как, зная законы небесной механики, можно не только предвычислить движение планет, но и направить к ним космические ракеты. Ведь Ньютону же принадлежит тезис Hypothesis non fingo -- Я гипотез не измышляю, -- подразумевая под гипотезами широкие априорные обобщения вместо законов движения, из которых уже следуют конкретные формулы и ясные результаты. К сожалению, в науках об обществе многие измышляли и измышляют гипотезы...
Однако опыт физики показал, что существует и другой путь, когда ищутся законы, описывающие систему в целом. В этом состоит феноменологический подход, который оказался плодотворным тогда, когда детальная, микроскопическая, картина явлений очень сложна, а механистический редукционизм оказывается бессильным, чтобы в реальном, макроскопическом, масштабе охватить всю совокупность явлений.
При развитии феноменологического подхода, следует определить предмет исследования и затем понять, какими статистически значимыми характеристиками его следует описывать. За такой объект нами выбрано человечество в целом, а не составные и, казалось бы, более однородные и четко определенные его части, такие как население страны или региона. Несмотря на разнородность, большие размеры и еще большую сложность глобальной демографической системы, оказалось, что для нее возможно построить непротиворечивую математическую модель развития и на этой основе понять механизм роста. Если теоретическим фундаментом для глобального подхода служат феноменологические методы, развитые в физике, то существенно отметить, что крупные историки неоднократно обращали внимание на целостность истории человечества.
В итоговом сборнике "Запад и Восток" Н.Е. Конрад писал: "Таким образом, имеющееся у нас знание прошлого в соединении с тем, что нам открывает наша современная эпоха по отношению как к прошлому, так и к будущему, позволяет нам осмыслить ход исторической жизни человечества и тем самым наметить философскую концепцию истории. Сделать это можно, однако, только принимая во внимание историю всего человечества, а не какой-либо группы народов или стран...
Фактов, свидетельствующих, что история человечества есть история именно всего человечества, а не отдельных изолированных народов и стран, что понять исторический процесс можно, только обращаясь к истории человечества, -- таких фактов можно привести сколько угодно и во всех областях. Вся история полна ими" [91].
Концепции глобальной истории придерживался и Бродель, к работам и мыслям которого мы еще будем обращаться. В статье "Демография и проблемы наук о человеке" в связи с трудами немецкого экономиста по общей истории человечества и роли демографического фактора Бродель пишет:
"Эрнст Вагеман имеет все основания дать ценный урок историкам и всем, кто связан с общественными науками: нет существенных истин, касающихся человека, как только на глобальном уровне" [90]
Итак, наша книга посвящена опыту количественного исследования развития человечества. История в значительной мере описывала прошлое как цепь событий и процессов, в которых большее внимание уделялось тому, что происходит, качественной стороне дела, а количественные характеристики имели второстепенное значение. Это связано с тем, что исторические факты, личности, вещи, понятия невольно предшествуют какой-либо количественной их оценке. Однако рано или поздно в историю должны проникать количественные критерии. Не как иллюстрация того или иного события, а как способ более глубокого познания исторического процесса, как основа для синтеза наших представлений.
Переход к разделу>>>1.1>>>1.2>>>1.3>>>1.4>>>1.5>>>1.6>>>1.7
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 397; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!