О ядерном реакторе и демографии / Об ошибке жрецов майя/ О не замеченной катастрофе/ Отсутствии демографического взрыва/ И наконец, о семимиллиардном жителе планеты
Александр Сократович
ЧИСТОЗВОНОВ – начальник Обнинского отдела инспекций ЯРБ ИЯУ Ростехнадзора,
к.т.н., член-корреспондент Академии промышленной экологии.
Введение
Суть дела в следующем: 31 октября 2011 года согласно данным ООН родился семимиллиардный житель планеты. ООН –серьезная организация, однако существуют сомнения в этих сведениях, так, некоторые ученые считают, что эта цифра так никогда и не будет достигнута. Однако у нас нет оснований не использовать это значение. Если рассмотреть широтное распределение с разрезом по линии перемены дат и составить распределение с весом, пропорциональным плотности населения, то у восточной Европы, в частности, Москвы (как, кстати, и ЮАР), неплохие шансы на то, чтобы это событие произошло именно здесь. Выполненные нами оценки вероятностей позволяют уточнить время этого события Итак, существует ненулевая вероятность того, что семимиллионный житель планеты Земля родится в Москве 31 октября 2011 года в 4 часа 12 минут 06 секунд по московскому времени.
Неплохо, если бы его в роддоме встретила бригада репортеров. Для этого надо всего-навсего обзвонить ближайшие родильные дома для уточнения наличия кандидатов, подготовить эти две – три бригады, а в дальнейшем проследить за его судьбой, даже если ООН на признает нашего претендента. Следует отметить, что этот день в этом году совпадает с Хелоуином, что добавляет драматизма – уж не борца ли с дьяволом встречаем?
О ядерном реакторе и демографии
Автор этих строк много лет работал в области реакторной физики. С позиций реакторной физики проводится аналогия с физикой реакторов. Уравнение переноса нейтронов – основное уравнение реакторной физики – заимствовано из демографических трудов и аналогично уравнениям, используемым в демографии. Было бы интересно посмотреть, не может ли физика реакторов оказать демографии ответную услугу.
Чем ближе реактор к критике, тем больше в нем нейтронов, происходит умножение нейтронов источника. Обратное умножение нейтронов источника1/N пропорционально загрузке реактора, что используется для обеспечения ядерной безопасности.
В критическом состоянии поведение реактора описывается совсем другими закономерностями, происходит качественный скачок. При превышении критической массы происходит ядерная авария.
Интересно, нет ли таких критических точек в демографии?
Получается, что такие точки существуют, и не учитывать их – значит, не видеть леса за деревьями. Людям надо знать о возможности существования таких точек и учитывать их влияние на обыденную жизнь вследствие того, что мы, живущие здесь и сейчас, действительно живем в эпоху перемен, когда одни математические законы развития человечества сменяются другими.
Кто в тереме живет? Русская народная сказка
Об ошибке жрецов майя
Сейчас много говорят и пишут о якобы предсказанном жрецами Майя близком конце света в 2012 году. Кто-то пугает, кто-то успокаивает. Я предпочитаю успокоить Вас – в 2012 году катастрофы не будет – она будет немного позже, в2030 ±5 году. Кстати, ученые древнего населения части нынешней Мексики рассчитали свой календарь, действие которого истекает 21 декабря 2012 года, на 5 тысяч 125 лет, но никогда не указывали в нем, что после истечения этого срока наступит конец Света, отметила Вальдес.
В последнее время с позиций экологии очень много внимания уделяется загрязнению окружающей среды, но это только одна сторона вопроса. «Эко…», как известно, означает «Дом» и поэтому очень важен вопрос «Кто в тереме живет», потому что теремок Земля у нас один на всех и другого нет, важно его не развалить слишком большой человеческой биомассой.
Дело в том, что неуклонный рост численности Землян приближается к критической величине. Попробуем это доказать. Построим график зависимости 1/N, где N – численность человечества, от времени (приведено на
графике). График с большой точностью представляет собой прямую линию. Из анализа графика можно сделать ряд выводов, первый из которых состоит в том, что численность населения непрерывно растет (так как график 1/N падает).
У критиков сразу же возникает вопрос – а можно ли считать полученный график прямой линией?
Первое, что приходит в голову, это спрятаться за спины авторитетов, среди которых академик И.С. Шкловский, П.Л.Капица, ряд других натуралистов и демографов.
Второй ответ – это точность проводимых измерений. У каждого демографа есть свои методики, и поэтому методические погрешности приводят к графикам, несколько отличающимися друг от друга (см. Приложение, данные из Википедии, первый график с 1850 года, второй – с Рождества Христова). Тем не менее, имеющиеся данные хорошо ложатся на прямую линию. Первый график в терминах реакторной физики имеет «безопасный ход» (линейная экстраполяция дает заниженные значения функции, линейная экстраполяция по второму графику дает завышенные значения при пересечении оси абсцисс, иными словами, имеет «опасный ход»). После 1990 года реальный график начинает отклонятся от прямой линии, кривая «выполаживается».
Третий ответ – отклонения от прямой линии исторически обоснованы, (например, последствия второй мировой войны, что обсуждено ниже), идеальный ход кривой Демиургом корректировался, но отрабатывал с задержкой вследствие наличия задержки в наступлении репродуктивного периода. Вопросом исследования был поиск аналогий в демографии. Численность народонаселения связана с энерговыработкой на Земле. Энерговыработка в развитых странах в заметной степени обеспечивается атомной энергией – вот и еще один аспект связи демографии и реакторной физики.
Считаю, что взгляд на демографию со строны специалистов по физике ядерных реакторов представляет интерес для всего общества и заслуживает более пристального рассмотрения.
Полагаю, что совпадение во времени катастрофического землетрясения в Японии с разрушением ядерных реакторов и прекращении падения численности населения России не случайно..
Последствия мы видим без начала
А иногда наоборот бывало
Довольно ясно видели начала
Последствий же никто не замечал
Л.Мартынов
О незамеченной катастрофе (Нормальная аномалия)
Можно подойти к проблеме развития Человечества с катастрофических, поллюционогенных или ресурсных, а также кризисных и финансовых позиций, а можно встать на статистико-динамическую платформу, приняв, что численность населения является неким интегральным параметром, на который влияют частные возмущения – финансовые кризисы, погодные аномалии, разливы нефти и т.д.
Чтобы людям жилось легко и счастливо, им необходима энергия. Видимо, энерговыработка также является интегральным параметром, характеризующим этап развития общества. Для полного счастья конкретный человек должен получать блага в неубываемом виде, должна действовать формула «сегодня лучше, чем вчера, завтра лучше, чем сегодня». Для достижения управляемости этой целью можно воздействовать на численность человечества, уменьшая скорость ее роста вплоть до прекращения роста численности населения и дажеего уменьшения.
Вторым возможным средством воздействия можно считать увеличение энерговыработки для нужд Землян и переход на энергосберегающие технологии.
И, наконец, третий, наиболее правильный путь – совместное управление численностью народонаселения и энерговыработкой.
Второй вопрос пристально изучается, проходят конференции, работают институты, выделяются гранты – и это правильно. Однако нельзя, например, решать вопрос месторасположения атомных станций без учета численности человечества и его распределения по Планете. Впрочем, отложим распределения, нам бы разобраться с интегральным параметром – численностью Человечества.
В последнее время с позиций экологии очень много внимания уделяется загрязнению окружающей среды, но это только одна сторона вопроса. «Эко…», как известно, означает «Дом» и поэтому очень важен вопрос «Кто в тереме живет», потому что теремок Земля у нас один на всех и другого нет, важно его не развалить слишком большой человеческой биомассой.
Дело в том, что неуклонный рост численности Землян приближается к критической величине. Попробуем это доказать. Построим график зависимости 1/N, где N – численность человечества, от времени (приведено на
графике). График с большой точностью представляет собой прямую линию. Из анализа графика можно сделать ряд выводов, первый из которых состоит в том, что численность населения непрерывно растет (так как график 1/N падает).
У критиков сразу же возникает вопрос – а можно ли считать полученный график прямой линией?
Первое, что приходит в голову, это спрятаться за спины авторитетов, среди которых академик И.С. Шкловский, П.Л.Капица, ряд других натуралистов и демографов.
Второй ответ – это точность проводимых измерений. У каждого демографа есть свои методики, и поэтому методические погрешности приводят к графикам, несколько отличающимися друг от друга (см. Приложение, данные из Википедии, первый график с 1850 года, второй – с Рождества Христова). Тем не менее, имеющиеся данные хорошо ложатся на прямую линию. Первый график в терминах реакторной физики имеет «безопасный ход» (линейная экстраполяция дает заниженные значения функции, линейная экстраполяция по второму графику дает завышенные значения при пересечении оси абсцисс, иными словами, имеет «опасный ход»). После 1990 года реальный график начинает отклонятся от прямой линии, кривая «выполаживается».
Третий ответ – отклонения от прямой линии исторически обоснованы, (например, последствия второй мировой войны, что обсуждено ниже), идеальный ход кривой Демиургом корректировался, но отрабатывал с задержкой вследствие наличия задержки в наступлении репродуктивного периода.
Демографические вопросы численности человечества одним из первых ученых поднял Т.Мальтус. Согласно его работе [1], население растет в геометрической прогрессии, а блага – в арифметической, что неизбежно приведет к катастрофе. О том, как обстоят дела в действительности, сказано ниже, однако Мальтус абсолютно прав, утверждая, что численность населения Земли растет. Мы как-то привыкли к этому, однако сам факт роста численности населения в течение тысяч лет, если вдуматься, представляется поразительным. В дикой природе численность животных колеблется около постоянного значения (смотри БСЭ [2], «волны жизни») и для системы «хищник-жертва» описывается уравнениями Вольтерра. Сам же факт роста численности человечества говорит о возможности перенаселения Земли. Этот аспект в современной литературе рассмотрен, по мнению автора, недостаточно, тем более, как это показано ниже, мы уже живем в эпоху перемен. Автору представляется, что уже сам факт неуклонного роста численности Человечества в течение десятков и сотен тысяч лет, является аномальным. Этот рост, видимо, обусловлен преобразованием природы, как в смысле расширения ареала, так и в смысле выведения высокоурожайных сортов растений и высокопродуктивных пород животных. И тот, и другой путь имеет ресурсные ограничения, в первом случае – площадью поверхности Земли (уже освоено чуть больше 10%), во втором – падающей на землю энергией Солнца.
Согласно Мальтуса население растет в геометрической прогрессии, а материальные блага – в арифметической. Однако статистические данные, взятые, например, из БСЭ, это не подтверждают. В дикой природе в условиях экологического равновесия численность вида постоянна, могут просматриваться в лучшем случае колебания численности вида («волны жизни»). С человечеством, как видом, дело обстоит иначе. Люди свыклись с тем, что численность человечества растет, хотя сам факт такого роста в течение десятков тысяч лет представляется аномальным.
До 1990-1995 года изменения численности землян укладываются в график 1/N, после этой даты происходит отход от тысячелетней закономерности. Тем не менее, рост численности населения продолжается.
.…Будьте готовы к серьезным переменам в жизни.
17. Книга Перемен. (И Цзинь)
Об отсутствии «демографического взрыва»
Другой вопрос – какова закономерность такого роста. Естественным законом увеличения популяции, казалось бы, является экспоненциальный закон. Он получается из простого условия, что прирост популяции в единицу времени пропорционален величине народонаселения, что математически выглядит как dN/dt = aN, откуда N = N0xeat
Точно также ведет себя популяция нейтронов при выходе реактора на мощность.
Построив в логарифмическом масштабе график зависимости N(t) (в этом масштабе экспонента выглядит как прямая линия) можно убедиться, что эта кривая не является экспонентой. Следовательно, Мальтус был не прав уже в своей первой посылке, рост народонаселения не описывается геометрической прогрессией. Возможно, это следствие конечности Земли, возможно, иных факторов, но факт есть факт. Как показано ниже, распределение народонаселения во времени описывается графиком 1/N (гиперболический закон). Представляется аномальным, что как минимум последние сотни,а то и тысячилет рост населения Земли не подчинялся экспоненциальному закону.
Были взяты значения численности населения Земли Nв зависимости от даты, основным источником сведений была БСЭ 1968 года издания, привлекалась и другая справочная литература. Затем был построен график зависимости 1/Nот
времени. Оказалось, что эта зависимость хорошо описывается прямой линией (рис. 1). Следует отметить, что аналогичные зависимости обсуждались и в работах И.С.Шкловского [3], С.П.Капицы [4,6], Коротаева А.В.[5].
Оказалось, что изменение численности жителей Земли во времени в течение нескольких сотен, а может и тысяч лет хорошо описывается гиперболическим законом. В координатах 1/N и t, где N – численность населения Земли, а t –дата, это прямая линия (см. рис. 1). Гиперболический закон описывается уравнением dN/dt = bN2 илиN = N0xc/(t0 – t)
Гиперболический закон, как это ни удивительно, обусловлен, видимо, не биологическими, а социальными факторами. Иначе, в отсутствии прогресса, численность населения флуктуировала бы вблизи какой-то величины в условиях экологического равновесия, как это происходит в дикой природе, например, с леммингами и рыбами. Рост народонаселения, видимо, происходит за счет «покорения природы», сминающего экологическое равновесие.
Можно посчитать, когда произойдет неизбежное с точки зрения математики падение ВВП на душу населения. Для расчета примем, что рост энерговыработки (или ВВП, что не принципиально) происходит по экспоненциальному закону
E(t)= E0xeat
Величина, обратная
численности народонаселения, описывается прямой линией
1/N(t) = at+b
Тогда блага,
приходящиеся на среднестатистического человека Земли, определяются делением Е/N
E(t)/N(t) = E0xeat x(at+b)
Значения a определяются из условия трехпроцентного роста ВВП.
Значения а и b определяются, как нас учили в школе, из нашего
графика 1/N(t).
Взяв производную по t и приравняв ее к нулю, получаем выражение для времени максимального благосостояния на душу населения.
Как это ни прискорбно, пик максимального благосостояние Землян, рассчитанное по вышеприведенной модели для случая 3% роста, пришелся на конец 1991 года.
Увеличение в модели в разумных предположениях процента роста ВВП не меняет ситуацию, так, для 5% роста пик приходится на начало 2001 года. Увы, лучшие времена, как оказалось, позади и математическая модель, действующая на
протяжении нескольких сотен (а может быть и тысяч) лет, перестает работать.
Тот, кто первым поймет суть новых тенденций, окажется на коне – он будет знать, например, покупать ему нефть или продавать и т.д.
Что еще можно получить из рассматриваемой модели – задача для десятиклассника. Например, ухудшение жизни сначала происходит достаточно плавно (к 2020 году ВВП на душу населения упадет в полтора раза), а затем начнется его резкое падение.
Известно, что животные чувствуют приближение катастроф, например, землетрясений. Чувствуют их и люди, замечено, что землетрясениям очень часто предшествуют потрясения социальные – бунты, беспорядки и т.п. Не исключено, что мы здесь тоже имеем явление такого же типа (я имею в виду распад СССР), но на качественно ином уровне.
Посмотрим, не ожидает ли Париж природные катаклизмы. Мне кажется, что в мире происходит рост тревожности.
Наряду с грустными тенденциями есть и моменты, которые могут вызвать положительные эмоции. Меня наполняет чувство гордости оттого, что мне (и Вам, читающим эти строки) довелось жить в краткий миг наибольшего благосостояния Человека за всю многотысячелетнюю историю Человечества. Я не исключаю возможности того, что блага, приходящиеся на одного человека, могут возрастать и дальше, но уже по другим неизвестным нам законам и, видимо, за счет прекращения роста или уменьшения численности Человечества. Очень похоже, что в ближайшие десятилетия будет достигнут его максимум, и некоторые из нас, а внуки наших внуков наверняка, этот максимум зафиксируют.
Засвети же свечу
На краю темноты
Я увидеть хочу
То, что чувствуешь ты
И.Бродский
Голос графика
Приведенный на рисунке график несет и дополнительную информацию. Так, выброс 1950 года связан, видимо, с последствиями Великой Отечественной войны 1939 – 1945 годов. Из графика получается, что убыль за счет войны составила @ 110 млн. человек. Этот выброс самоустранился к 1960 году, однако по инерции численность народонаселения росла вне графика до 1990 года. С 1990 года график 1/N стал выполаживаться. Недавно (в конце 2005 года, по другим данным – в начале 2006) прошло сообщение о том, что нас стало 6,5 миллиарда. Эта точка вполне прилично ложится на график данных, но заметно отходит от прямой линии. «Недопоявились» более миллиарда человек, что позволило не сделать меньше удельный ВВП на душу населения. Дальнейшее снижение скорости роста народонаселения может поддерживать удельный ВВП еще несколько
десятилетий. Природа (или судьба?) обеспечивает плавность перехода и, похоже, хранит нас от катастроф, одна из которых могла случится в районе 2020 года. Так как мы не знаем новых законов динамики народонаселения, продолжим пользоваться линейной экстраполяцией и графиком 1/N. Новая экстраполяция, сделанная по данным 1990-2005 годов, предупреждает об опасности 2060 года. Таким образом, нам, видимо, дана еще тридцатилетняя отсрочка, но это не повод для расслабления – закономерности перехода застабилизировавшемуся обществу и его параметрам еще не выявлены, но это и не моя задача. Моя задача – показать, что мы не можем дальше жить так, как жили столетиями и тысячелетиями, и это –объективная реальность. Наверняка существует несколько путей (сценариев) перехода к обществу со стабилизированной численностью населения, как, впрочем, и моделей этого общества, и над этим надо работать.
Придумать альтернативу стабильному (или пульсирующему, или коллапсирующему) обществу невозможно, как невозможно эвакуировать с Земли миллионы людей средствами современной техники.
Предлагаю считать 1990 год – последний год развития человечества по закону 1/N – нулевым годом эпохи перемен.
А они, не веря в чудо
Вечно заняты едой
Ждут, безумные, покуда
Распростятся с головой
Н.Заболоцкий
Прогноз на будущее
Продолжим прямую до пересечения с осью координат по времени (1/N = 0). Это дает нам экстраполированные значения для времени, при котором 1/N=0. Эта точка находится в диапазоне 2030 ±5 лет. Эти цифры получены из обработки графика зависимости 1/N от времени по методу наименьших квадратов. Применив аппарат теории вероятностей (проверка гипотез) с привлечением к проверке критерия тренда, убеждаемся, что предположение о том, что поведение удельной площади в зависимости от даты – прямая линия – статистически достоверно.
Если (1/N)® 0, то N®¥. Если бы рост населения следовал бы гиперболическому закону и дальше, то около 2030 года население земного шара стало бы бесконечно
большим (limc/(t0 – t) → ∞ при t →t0).
Очевидно, что этот вывод абсурден, через 25 лет (оценка проводилась в конце 2005 года) этого не произойдет хотя бы из соображений биологических возможностей человека.
Значит, динамика роста населения кардинально изменится и это произойдет (уже произошло!) очень скоро – на глазах наших современников и, конечно, Ваших собственных.
С позиций восьмидесятых годов, когда автор впервые получил этот результат, в нем есть что-то мистическое. Удивляет, что много мистических предсказаний падает на этот период, например, уже упоминаемый выше календарь майя говорит о 2012 годе как о годе качественного перелома. В великолепной книге И.С.Шкловского «Вселенная, жизнь, разум» (издание 6, 1987 год) [3] со ссылкой на данные журнала «Коммунист» №3 за 1964 год автор нашел аналогичный график. Таким образом, получить вышесказанный результат можно было уже в середине 60-х годов, что могло позволить избежать или смягчить социальные взрывы последних лет.
Засвети же свечу
На краю темноты
Я увидеть хочу
То, что чувствуешь ты
И.Бродский
Оценка прошлого
Следует отметить, что в демографии не принято округлять цифры, относящиеся к числу людей, так создается впечатление, что каждый сосчитан.
До 1920 года заметных отклонений от прямой линии не выявлено. В 1920 году заметен незначительный выброс, связанный, видимо, с революционными событиями в мире.
Чем ближе мы подходим к критической точке, тем больше становится фактическое отклонение от прямой линии. Линия пересекается последние три раза в1940, 1960 и, в последний раз, в 1991 – 1995 годах. Надо подчеркнуть, что Вы лично принимали участие в этом исключительном событии. Растет размах и длительность отклонений, демиургу все труднее контролировать ситуацию. Больше эти линии никогда не пересекутся.
Приведенный на рисунке график несет и дополнительную информацию. Для фиксированной даты можно получить два значения 1/N – 1/Nграфика и 1/Nфактическое. Обратные величины этих значений рассчитываются элементарно и позволяют определить отклонения фактического значения от усредненной прямой линии ∆N = Nфактическое – Nграфика. Так, выброс 1950 года связан, видимо, с последствиями Второй мировой войны 1939 – 1945 годов. Из графика получается, что убыль за счет войны составила @ 110 млн. человек. Этот выброс самоустранился к 1960 году, однако по инерции численность народонаселения росла вне графика до 1990 года. В 1974 году нас было больше положенного почти на 300 миллионов человек. С 1995 года график 1/N стал выполаживаться. Недавно (в конце 2005 года, по другим данным – в начале 2006) прошло сообщение о том, что нас стало 6,5 миллиарда. Эта точка вполне прилично ложится на график данных, но заметно отходит от прямой линии. Если бы мы развивались по графику, нас должно бы было быть примерно на миллиард больше.
Следует подчеркнуть, что рост численности населения происходит с временной задержкой (действительно, если одна женщина родит ребенка за 9 месяцев, 9 женщин за месяц с этой задачей не справится). Задержка увеличивается, если учесть, что между рождением следующего ребенка проходит более 2 лет. Еще 12-16 лет следует отдать на достижение репродуктивного возраста. Этот эффект задержки, видимо, проявился в 1950 году при оценке демографических последствий второй мировой войны.
Из графика видно, что допускаемое Творцом временное отклонение не превышает 3 лет.
Вечный вид?
Имеется ряд публикаций в прессе обобнаруженных якобы следов человека в породах многомиллионнолетнего возраста (стальные параллелепипеды, цилиндры, спирали, катушки, другие артефакты). Эти находки (если они действительно существуют) могут говорить о следующем. Человек существовал всегда, а отсутствие плодов его деятельности говорит о малом распространении этого вида. Следствием этой посылки может быть ситуация, при которой не человек произошел от обезьяны, а обезьяна (и другие животные) – от человека.
Если человек – современник динозавров, то не он ли виновник их гибели? Прикинем, сколько было людей 60 млн. лет назад. По графику получаем около 3000 человек – маловато, чтобы истребить всех динозавров, так что хоть это обвинение с Человечества снимается.
Прямую 1/N можно продолжить и далее.
Тогда ее пересечение с линией N=1 дает отметку времени появления первого человека, но не более возраста Вселенной. Оперируя данными в диапазоне 1900 – 2000 годов, получаем оценку, согласно которой при возникновении Вселенной присутствовало 10 человек (или Вселенная гораздо старше). Возраст Вселенной оценивается в 14-20 миллиардов лет. Иными словами, в рассмотренной нами модели получается, что первый человек присутствовал (или участвовал?) при рождении нашего МИРА. Используя 1/2000 часть кривой, да еще на конце, вблизи особой точки удалось спрогнозировать всю кривую. В этом есть что-то от шулерства, но каждый, вооружившись энциклопедией, миллиметровкой и калькулятором, может проверить результат. Настораживает (и недаром) блестящее совпадение этих цифр. Предложенный автором подход не применим в этом диапазоне хотя бы потому, что значения N при малых N носят не непрерывный, а дискретный характер, вследствие чего полученное хорошее совпадение можно считать случайностью.
Проводя аналогию с набором критмассы в ядерном реакторе можно отметить, что «нулевой отсчет» носит условный характер и зачастую не лежит на графике «обратного умножения» даже в случае расположения источника и детектора в узлах третьей гармоники.
Из проведенного выше математического рассмотрения неизбежно следует появление радикальных изменений в жизни человечества в ближайшие 20-30 лет.
А пряников всегда не хватает на всех. Песня
Ресурсные ограничения
Как неоднократно было сказано выше, население Земли растет, что само по себе удивительно. В 2000 году население Земли оценивается значением ~6.091.000.000 (6х109) человек. Площадь Земли составляет S ~5,102х1014 м2.
Тогда на каждого человека приходится ~8,37х104 м2, или ~837 соток (8,37 гектара). Назовем эту величину (S/N) «удельной площадью» Сюда входит и площадь Арктики и Антарктики, и площадь безжизненных и безлюдных Гималаев, и пустыни, песчаные и водные. На Океан приходится 70,8%. На твердой Земле горы занимают 1/3, пустыни 20%, лес 30%, савана 20%. Таким образом, для поддержания жизни и культуры остается не так уж много места (чуть больше 10% тверди занимают сельскохозяйственные угодья). Учитывая закон роста народонаселения, было бы интересно прикинуть, сколько времени нам осталось до кризиса перепроизводства людей. Примем, что на человека в предельном случае для поддержания цивилизации достаточно 8,37 сотки, что, конечно, очень мало.
Значит, уже сейчас на Земле живет около 1% возможного населения.
Для дальнейших рассуждений возьмем, как наиболее достоверную, выборку, относящуюся к 20 веку (с 1900 по 2000 год включительно). Даже в этом достаточно изученном диапазоне данные различных источников отличаются (разница до 3%).
Изменение удельной плотности жителей Земли во времени действительно хорошо описывается линейной зависимостью и дает экстраполированные значения для предельной даты сохранения существующей цивилизации (критерий S/N≥8,37сотки) в диапазоне 2020 – 2030 годов. Эта дата практически неотличима от предельного случая S/N = 0. С позиций восьмидесятых годов в этих результатах есть что-то мистическое.
Благосостояние каждого индивидуума по крайней мере последние 300 лет увеличивается. Период удвоения энерговыработки составляет около 20 лет. Это не только ресурсные, но и поллюционогенные (в том числе тепловое загрязнение) ограничения. Через 200 лет энерговыработка экстраполируется @322 эрг/с, что составит около 1% от солнечной энергии, попадающей на Землю, что приведет к изменению климата. Следовательно, и по этому ресурсному параметру не так быстро, но все-таки неизбежно надо ждать перемен. Упомянем, что прогнозируется исчерпание невосполнимых ресурсов через несколько десятилетий (нефть, в частности, через 35 лет). Поразительно, что несколько ограничений в привычном ритме жизни попали на один короткий отрезок времени, однако первый и очень серьезный параметр в этой очереди – структурные изменения в динамике народонаселения.
Данные последних лет осторожно намекают, что прямая начинает искривляться, иными словами, перемены уже начинаются или начались.
Еще один спорный, но очень интересный момент -демографическое давление исходит из нецивилизованных бедных окраин, в цивилизованных же странах рождаемость уменьшается. Все это выглядит так, как будто кто-то (или что-то)
проводит ротацию генов.
Признаем мы это или нет, но жизнь налаживается. Это подтверждается и ростом мирового ВВП в последние десятилетия – примерно 3% в год.
Если рост народонаселения идет вслед за локомотивом прогресса, то логично предположить, что такой интегральный фактор, как ВВП или производство энергии, является показателем его скорости. Оказывается, что рост производства всех видов энергии за последние 300 лет подчиняется как раз экспоненциальному закону! Получается, что нас гонят вперед (или притормаживают) не только материальные блага, а что-то еще. Пока отмечается рост ВВП и энерговыработки на душу населения. Таким образом, Мальтус ошибся и во второй посылке (рост производства материальных благ происходит не в арифметической прогрессии). Если ВВП и энерговыработка – показатель благосостояния, то человек живет (пока!) все лучше и лучше. Период удвоения энерговыработки составляет около 20 лет. Можно посчитать, когда произойдет неизбежное с точки зрения математики падение ВВП на душу населения при условии сохранения законов роста населения и энерговыработки. Для расчета примем, что рост энерговыработки (или ВВП, что не принципиально) происходит по экспоненциальному закону
E(t) = E0xeat
Величина, обратная численности народонаселения, описывается прямой линией
1/N(t) = at+b
Тогда блага, приходящиеся на среднестатистического человека Земли, определяются делением Е/N
E(t)/N(t) = E0xeat x(at+b)
Значения a определяются из условия трехпроцентного роста ВВП.
Значения а и b определяются из графика 1/N(t).
Взяв производную по t и приравняв ее к нулю, получаем выражение для времени максимального благосостояния на душу населения.
Как это ни прискорбно, пик максимального благосостояния Землян, рассчитанный по вышеприведенной модели для случая 3% роста, пришелся на конец 1991 года.
Увеличение в модели в разумных предположениях процента роста ВВП не меняет ситуацию, так, для 5% роста пик приходится на начало 2001 года. Увы, лучшие времена, как оказалось, позади и математическая модель, действующая на
протяжении нескольких сотен (а может быть и тысяч) лет, после 1990–х годов перестает работать. Тот, кто первым поймет суть новых тенденций, окажется на коне – он будет знать, например, покупать ему нефть или продавать, где и сколько АЭС надо строить и т.д.
Из рассматриваемой модели следует, что ухудшение жизни сначала происходит достаточно плавно (к 2020 году ВВП на душу населения упадет в полтора раза), а затем начнется его резкое падение.
Известно, что животные чувствуют приближение катастроф, например, землетрясений. Чувствуют их и люди, замечено, что землетрясениям очень часто предшествуют потрясения социальные – бунты, беспорядки и т.п. Не исключено, что мы здесь тоже имеем явление такого же типа (я имею в виду распад СССР), но на качественно ином уровне.
Наряду с грустными тенденциями есть и моменты, которые могут вызвать положительные эмоции. Наполняет чувство гордости оттого, что автору (и Вам, читающим эти строки) довелось жить в краткий миг наибольшего благосостояния Человека за всю многотысячелетнюю историю Человечества. Автор не исключает возможности того, что блага, приходящиеся на одного человека, могут возрастать и дальше, но уже по другим неизвестным нам законам и, видимо, за счет прекращения роста или уменьшения численности Человечества. Очень похоже, что в ближайшие десятилетия будет достигнут его максимум, и некоторые из нас, а внуки наших внуков наверняка, этот максимум зафиксируют.
На начало 2006 года «недопоявились» около миллиарда человек, что позволило не сделать меньше удельный ВВП на душу населения. Дальнейшее снижение скорости роста народонаселения может поддерживать удельный ВВП еще несколько десятилетий. Природа (или судьба?) обеспечивает плавность перехода и, похоже, хранит нас от катастроф, одна из которых могла (может?) случится в районе 2020 года. Так как мы не знаем новых законов динамики народонаселения, продолжим пользоваться линейной экстраполяцией и графиком 1/N. Новая экстраполяция, сделанная по данным 1990-2005 годов, предупреждает об опасности 2060 года. Таким образом, нам, видимо, дана еще тридцатилетняя отсрочка, но это не повод для расслабления – закономерности перехода к застабилизировавшемуся обществу и его параметрам еще не выявлены, но это и не задача настоящей публикации. Задача – показать, что мы не можем дальше жить так, как жили столетиями и тысячелетиями, и это –объективная реальность.
Наверняка существует несколько путей (сценариев) перехода к обществу со стабилизированной численностью населения, как, впрочем, и моделей этого общества, и над этим надо работать. Придумать альтернативу стабильному (или пульсирующему, или коллапсирующему) обществу невозможно, как невозможно
эвакуировать с Земли миллионы людей средствами современной техники. Кстати, К.Э.Циолковский разрабатывал ракетную технику в каком-то смысле по заказу Н.Федорова именно для эвакуации оживленных людей Земли и обеспечения экспансии Человечества во Вселенной.
По всем теологическим учениям, Богу от человека нужна только его душа. Человека в любом состоянии – только что родившегося младенца, ребёнка, взрослого, глубокого немощного старика. Значит, человек был создан Богом только для этой цели – ОТДАТЬ БОГУ ДУШУ. Нет смерти – нет у Бога и человеческой души. Вместе с обретением человеком бессмертия не станет человека – он станет не нужен Богу в том виде и в той роли, в которой был создан Богом. Значит, либо Бог превратит человека в нечто другое, либо задержит его развитие природной катастрофой, эпидемией, войной и т.д., либо уничтожит как ненужный сорняк на свой «грядке». Учёным всегда нужно помнить о таком варианте развития человечества при составлении прогнозов будущего.
Автор предлагает считать 1990 год – последний год развития человечества по закону 1/N – нулевым годом эпохи перемен.
В это же время (1991 год) появился и первый глобальный фактор, непосредственно влияющий на продолжительность жизни, рождаемость, благосостояние и, в конечном счете, численность Человечества. Этот грозный фактор - Интернет. Попробуйте доказать обратное.
Об отсутствии демографического взрыва
Понятие «демографического взрыва» стало общеизвестным до банальности. Так вот, я вас удивлю – демографического взрыва не было! Если мы внимательно посмотрим на график 1/N(t) то убедимся, что никаких выбросов на нем нет, бебби-бум носит локальный характер, скомпенсированный иными процессами. Просто переоценивающий собственную значимость «цивилизованный мир» не заметил спада роста численности в остальном мире. Это заблуждение приняло всеобщий характер, хотя механизм компенсации работает (работал до 1991 года).
Численность населения Земли растет, как принято считать, за счет прогресса. Принято оперировать понятиями «демографический взрыв», «Беби бум», «планируемая беременность», и т.д., считая их демографически значимыми. Вместе с тем из графика это не следует. Из него видно, что «демографического взрыва» не было, «Беби-бум» носит локальный характер, а все губительные последствия войн, эпидемий, природных катастроф, а также полезные изменения в жизни (пастеризация, открытие пенициллина и т.д.) не повлияли коренным образом на численность населения Земли в целом. Даже изменение возрастной структуры не повлияло на значения этого параметра. В отношении войн, эпидемий и «бебби- бума» можно отметить, что если, например, в Китае холера, то в другом регионе, скажем, в Африке, плодовитость увеличивается, если на Филиппинах цунами, то в Европе применили пенициллин. Похоже, кто-то (или что-то) следит за тем, чтобы прямая до поры до времени не гнулась слишком
сильно. Не исключено, что падение рождаемости в развитых державах является следствием того, что люди этих стран более чувствительны к зову природы, начавшей гнуть свою линию. Переход в разряд высокоразвитых стран сопровождается падением рождаемости. Не исключено, что верно и обратне – падение рождаемости приводит к переходу в разряд высокоразвитых стран – об этом говорит пример КНР.
Население Земли к концу этого века вырастет более чем в два раза по сравнению с 2011 годом и достигнет 15 миллиардов человек, говорится в докладе ООН, что значительно больше предыдущих оценок возможного роста населения, пишет в воскресенье TheGuardian.Ранее эксперты, основываясь на показателях прироста, говорили о том, что к 2100 популяция составит порядка 10 миллиардов человек. Сейчас население планеты приближается к 7 миллиардам. «Наша планета приближается к шторму, который будет вызван ростом численности населения, изменением климата и недостатком нефти. На самом деле планета не выдержит и 7 миллиардов человек», — сказал газете эксперт по проблемам роста населения Роджер Мартин.С 1960-х годов количество жителей Земли увеличилось почти в два раза. Это связано с высокой рождаемостью в Африке, Азии и Латинской Америке, и ростом продолжительности жизни, связанным с улучшением качества медицинских услуг и сокращением числа смертей среди новорожденных. Подробнее
О семимиллиардном жителе планеты
ООН, видимо, опережает события, заявляя, что к концу этого месяца население Земли достигнет 7 млрд. Организация оперирует недостоверными демографическими данными, и это может иметь серьезные последствия для определения того, когда число землян достигнет пика.
Такая степень конкретизации вызвала удивление у многих демографов. Гораздо выше шансы на то, что семимиллиардный ребенок появится на планете в будущем году или даже в 2013, но точную дату определить будет сложно, полагает Сергей Щербов, руководитель отдела по динамике и прогнозам населения Института демографии в Вене.
Дело в том, что ООН вынуждена оперировать официальными демографическими данными, часто расходящимися с реальной картиной. В интервью BFM.ru Щербов также рассказал, почему население России с большой долей вероятности продолжит сокращаться, несмотря на прогнозируемый рост рождаемости, когда численность землян достигнет пика и сколько людей сможет прокормить планета.
Говорить об одной дате, 31 октября, было бы не совсем правильно. Нельзя делать точные прогнозы о численности населения без доверительных интервалов, вероятности того, что некоторые события наступят в течение какого-то
временного промежутка. В демографии вообще ничего точно утверждать нельзя, можно предполагать, с большей или меньшей степенью вероятности. Да, есть шанс на то, что население Земли достигнет отметки в 7 млрд в этом году, но он небольшой. Гораздо выше вероятность того, что это произойдет в следующем году или в начале 2013 года. Главное —понимать, что мы не можем с определенностью называть какую-либо конкретную дату.
ООН в силу самого своего характера вынуждена оперировать официальными данными, предоставляемыми официальными структурами, хотя у специалистов могут быть иные цифры. Возьмите, например, КНР. Многие китайские демографы считают, что суммарный коэффициент рождаемости в их стране — 1,45-1,5, не выше; в наших прогнозах заложена примерно такая же рождаемость по Китаю. Последняя перепись в Китае показала еще меньшую цифру — 1,2. Но в официальных данных китайских властей, которыми приходится оперировать и ООН, заложены более высокие коэффициенты. Это важно, потому что один только Китай сильно влияет на картину численности населения всего мира.
Есть такое понятие, которое называется демографический переход: в большинстве стран сначала падает смертность, а за ней — рождаемость. Более ста лет назад этот переход начался в европейских странах, где он закончился в прошлом веке. Рождаемость сокращается и во многих мусульманских странах, в том числе Турции, где она сейчас на уровне простого воспроизводства. Рождаемость сократилась в Индии, Китае, Индонезии.Уменьшится она и в Африке, хотя пока численность населения в странах к югу от Сахары растет очень быстро.
— К 2070 году, по нашим прогнозам, население будет находиться где-то на уровне 9 млрд, а потом возможен спад. Опять-таки оговорюсь, все это вероятностные прогнозы. Доверительный интервал численности населения — между 8 и 10 млрд, скорее, 8,9 млрд. Дата пика тоже размазана: он может прийтись и на 2065 год, и на 2085, и на 2090. Поэтому 2070 год — это среднее значение. Тут нет консенсуса, оценок существует масса.
Была даже книга Джоэля Коэна [Joel E.Cohen — BFM.ru] «Сколько людей выдержит Земля?» [HowManyPeopleCantheEarthSupport — BFM.ru]. В ней были
приведены разные оценки того, сколько людей может прокормить планета, — от 1 млрд до 100 млрд. Ну, до 100 млрд мы не доползем, это уж точно. Вообще, вопрос с едой — это в большой степени вопрос ее распределения. В некоторых африканских странах, я думаю, уже достигнут максимум: там не столь урожайные земли, не хватает воды. Поэтому вопрос региональной дифференциации крайне важен.
— Весной этого года много откликов вызвал демографический прогноз Берлинского института народонаселения и развития. Доклад назывался «Исчезающая мировая держава».
В названии, собственно, и содержится главный вывод исследования: Россия может потерять к середине века 25 млн человек и перестанет входить в десятку самых населенных стран.
Александр Сократович ЧИСТОЗВОНОВ – начальник Обнинского отдела инспекций ЯРБ ИЯУ Ростехнадзора,к.т.н., член-корреспондент Академии промышленной экологии.
Приложение Теорема о конце света
Share this post for your friends:
