середу, 9 січня 2019 р.

Демографія очима фізика (1)

Перебираю старі книжки. Якимсь дивом в маминій бібліотеці зберігся ще мій збірник задач з математики М.І.Сканаві. На задньому форзаці записано моєю рукою "В субботу на кафедре собеседование у Капицы". Липень 1967. Тоді я знав тільки про одного Капицю - нобеліанта Петра Леонідовича, легенду радянської фізики, аристократа від науки. Сергій Капиця (його син) був завкафедри фізики в МФТІ, куди я й нагострив лижі після школи, попри вкрай несприятливу ситуацію в сім'ї - дуже тяжко хворіла мама. 
Самовпевнений провінційний "вундеркінд" набрав 16 балів з 20 (фізика і математика, письмово і усно - все по 4 бали). Бал був непрохідний, але був шанс для 16-бальників - шістьох з них могли взяти за підсумками співбесіди у Капиці. Я чесно розраховував на співбесіду з Петром Капицею - це ж як католику з Папою римським поспілкуватися. Але попав до Сергія Петровича. Трьохгодинне спілкування таки щось перевернуло у моїй свідомості. Тоді вперше я живцем спілкувався з аристократом в платонівському сенсі - аристократом духу. Результати співбесіди були для мене такі собі, але в пам'яті лишилося загальне враження. Позитивне, попри все. 
Згадався один з останніх просвітницьких текстів Сергія Петровича, оприлюднений за пару місяців до його смерті і вирішив перекласти його на українську. Та й вам пропоную його прочитати. Присвячений він питанням демографії , комусь може то видатись дивним - що має фізик до демографії?
Але, якщо ви уважно придивитесь, саме вчені зі сфери природничих наук, найчастіше в кінці життя, захоплюються проблемами гуманітарними і часом пропонують неординарні їх рішення. Прикладів море: крім Капиці, це Хокінг, Глушков, Давидов, Зворикін, Гейтс і сотні інших. Це те, що відрізняє правдиву чисту науку від науки-ремесла - пошук всезагальних законів, яким підпорядковується Всесвіт і його складові системи.
Нижче подаю переклад цього тексту. Якщо відверто, то не можу зрозуміти, чи це текст самого С.П.Капиці, чи переказ його словами працівника "Снобу", який і опублікував цей текст. Бракує в тексті того фірмового "капицівського" блиску, абсолютно вивірених і точних формулювань. Хоча Капицю в ті дні добивала онкологія, в такому стані все може бути. За настроєм текст трохи поблажливо-іронічний. Бесіда сноба від природничих наук зі "Снобом". Якось так виглядає для мене.
Але сама феноменологічна теорія є красивою і вартою уваги. Це також не є істина в останній інстанції. В кінці дам лінки на повний опис теорії, а не науково-популярний виклад. Сама теорія дала відчутний поштовх для розвитку супутніх концепцій. Зверніть увагу на інформаційний та енергетичний аспекти, а також на періодизацію. І про стосунки різних поколінь. Подальший розвиток цих ідей не менш цікавий. Окреме питання - це філософське усвідомлення суті демографічного переходу, його впливу на окремі суспільства і людство в цілому. Без алярмизму, але варто замислитись, куди ми йдемо і що нас очікує попереду.
На тлі цієї теорії й події в нашому суспільстві набирають трохи інших барв. Вникайте, фантазуйте. Оригінал тексту російською у "Снобі" 

Сергій Капиця:
Історія десяти мільярдів


Про те, чому історія весь час прискорюється, чи загрожує нам демографічна катастрофа і як зміниться світ ще за життя цього покоління, розповідає відомий радянський популяризатор науки, автор моделі кількісного зростання людства Сергій Петрович Капиця

Після краху науки в нашій країні (йдеться про РФ – прим. перекл.) я був змушений провести рік за кордоном – в Кембриджі, де я народився. Там я був закріплений за Дарвінівським коледжем; це частина Trinity College, членом якого колись був мій батько. Коледж опікується переважно заморськими вченими. Мені призначили невеличку стипендію, яка мене підтримувала, а мешкали ми в будинку, який побудував батько. Власне там, завдяки абсолютно незрозумілому збігові обставин, я наштовхнувся на проблему зростання народонаселення.


Я й раніше займався глобальними проблемами світу і рівноваги – тим, що змусило нас змінити точку зору на війну з появою абсолютної зброї, яка може в момент знищити всі проблеми, хоч і не здатна їх вирішити. Але з усіх глобальних проблем насправді найголовніша – це кількість людей, які живуть на Землі. Скільки їх і куди їх женуть. Це центральна проблема відносно всієї решти, водночас її найменш з усіх намагалися вирішити.

Не можна говорити, що раніше про це ніхто не замислювався. Людей завжди турбувало те, скільки їх є. Платон підраховував, скільки сімейств повинно жити в ідеальному місті (полісі), і в нього виходило близько п’яти тисяч. Таким був видимий світ для Платона – населення полісів Стародавньої Греції обчислювалось десятками тисяч осіб. Решта світу була порожньою – він просто не існував, як реальна арена дій.

Подібна обмеженість інтересів, як не дивно, мала місце навіть п’ятнадцять років тому, коли я почав займатися проблемою народонаселення. Обговорювати проблеми демографії цілого людства було не прийнято: як в порядному товаристві не говорять про секс, так і в порядному науковому товаристві не належало говорити про демографію. Мені видавалося, що починати треба з людства в цілому, але такий предмет не можна було навіть обговорювати. Демографія розвивалася від меншого до більшого: від міста, країни і до світу в цілому. Була демографія Москви, демографія Англії, демографія Китаю. Як займатися світом, якщо вчені ледве дають собі ради з районами однієї країни? Щоби пробитися до центральної проблеми, довелося подолати дуже багато того, що англійці називають conventional wisdom, тобто загальноприйнятих догм.

Але, очевидно, що я був в цій галузі геть не першим. Великий Леонард Ейлер, який працював у найрізноманітніших областях фізики і математики, ще у XVIII столітті склав головні рівняння демографії, які використовуються й досі. А серед широкого загалу найбільш відомим є ім’я іншого засновника демографії - Томаса Мальтуса.

Мальтус був цікавою фігурою. Він закінчив богословський факультет, але мав дуже добру математичну підготовку: він посів дев’яте місце в кембриджському конкурсі з математики. Як би радянські марксисти і сучасні суспільствознавці знали математику на рівні дев’ятого ранга університету, я б заспокоївся і вважав, що вони достатньо математично озброєні. Я був в кабінеті Мальтуса в Кембриджі і бачив там книги Ейлера з його олівцевими помітками – видно, що він повністю володів математичним апаратом тих часів.

Теорія Мальтуса досить струнка, але побудована на помилкових передумовах. Він гадав, що чисельність людей зростає експоненційно (тобто швидкість зростання тим вища, чим більше людей вже живе на землі, народжує та виховує дітей), але зростання обмежене доступністю ресурсів, наприклад, їжі.

Експоненційне зростання до повного вичерпання ресурсів – це та динаміка, яку ми спостерігаємо у більшості живих істот. Так ростуть навіть мікроби у поживному бульйоні. Але суть в тому, що ми – не мікроби.

Люди не тварини



Аристотель сказав, що головна відмінність людини від тварини в тому, що людина хоче знати. Але щоб побачити, як сильно ми відрізняємося від тварин, нема потреби лізти нам в голову: достатньо просто підрахувати скільки нас є. Всі створіння на Землі, від миші до слона підпорядковуються залежності: чим більша маса тіла, тим менше особин. Слонів мало, мишей – багато. При вазі близько ста кілограмів нас мало би бути порядку сотень тисяч. Зараз в Росії сто тисяч вовків, сто тисяч кабанів. Такі види існують у рівновазі з природою. А людина у сто тисяч разів більш багаточисельна! Це при тому, що в біологічному плані ми дуже подібні до великих мавп, вовків чи ведмедів.

В суспільних науках мало точних цифр. Напевне, населення країни – єдине, що безумовно відоме. Коли я був хлопчиком, мене вчили в школі, що на Землі живуть два мільярди людей. Зараз – сім мільярдів. Таке зростання ми пережили практично протягом життя одного покоління. Ми можемо приблизно сказати, скільки людей жило за часів народження Христа – порядка ста мільйонів. Палеоантропологи оцінюють популяцію людей в епоху палеоліту приблизно в сто тисяч – рівно стільки, скільки нам і належить у відповідності до маси тіла. Але з того часу почалося зростання: спочатку ледь помітне, потім все швидше, а в наші часи – вибухове. Ніколи перед тим людство не росло так стрімко.

Ще до війни шотландський демограф Пол Маккендрик запропонував формулу зростання чисельності людства. І зростання це виявилося не експоненційним, а гіперболічним – дуже повільним спочатку і швидко зростаючим в кінці. Згідно з його формулою, у 2030 році чисельність людства повинна прямувати до нескінченості, але це – явна маячня: люди біологічно не в стані понароджувати за кінечний проміжок часу нескінчену кількість дітей. Значно важливішим є те, що така формула прекрасно описує зростання чисельності людства в минулому. А це означає, що швидкість зростання завжди була пропорційна не числу людей, які живуть на землі, а квадрату цього числа.

Фізики і хіміки знають, що означає така залежність: це «реакція другого порядку», де швидкість процесу залежить не від кількості учасників, а від кількості взаємодій між ними. Коли щось пропорційне до «ен-квадрат», - це колективне явище. Такою є, наприклад, ланцюгова реакція в атомній бомбі. Якщо кожен член спільноти «Сноб» (видання, для якого С.П. Капиця дає інтерв’ю – прим. перекл.) напише коментар кожному з решти учасників, то загальна кількість коментарів саме й буде пропорційна до квадрату числа учасників. Квадрат кількості людей – число зв’язків між ними, міра складності системи «людство». Чим більша складність, тим швидше зростання.

No man is an island: ми живемо і вмираємо не поодинці. Ми розмножуємося, харчуємося, мало чим відрізняючись в цьому від тварин, але якісна відміна в тому, що ми обмінюємося знаннями. Ми передаємо їх у спадок, ми передаємо їх горизонтально – в школах і університетах. Тому й динаміка розвитку в нас інша. Ми не просто плодимося і розмножуємося: у нас відбувається прогрес. Цей прогрес досить важко виміряти в числах, але ось, для прикладу, виробництво і споживання енергії може бути непоганим критерієм. І дані показують, що споживання енергії також пропорційне до квадрату кількості людей, тобто споживання енергії кожною людиною тим більше, чим більше населення Землі. (ніби кожен сучасник, від папуаса до алеута, ділиться з вами енергією. - Прим. ред).

Наш розвиток полягає в знанні – це й є головний ресурс людства. Тому говорити про те, що наше зростання обмежене вичерпанням ресурсів, це дуже груба постановка питання. За відсутності дисциплінованого мислення з’являється дуже багато всіляких «лякалок». Наприклад, пару десятків років тому цілком серйозно говорили про вичерпання запасів срібла, яке використовується для виготовлення кіноплівки: нібито в Індії, в Болівуді, знімається стільки фільмів, що скоро все срібло на землі піде на емульсію цих кінострічок. Може так би воно й було, але тут винайшли магнітний запис, який взагалі не потребує срібла. Такі оцінки – плід спекуляцій і дзвінких фраз, які покликані вразити уяву, - несуть лише пропагандистську й алярмістську функцію.

Їжі в світі вистачить на всіх – ми детально обговорювали ці питання в «Римському клубі», порівнюючи харчові ресурси Індії і Аргентини. Аргентина за площею на третину менша від Індії, але в Індії в сорок разів більше населення. З іншого боку, Аргентина виробляє стільки продуктів харчування, що може прогодувати весь світ, а не тільки Індію, якщо як слід напружиться. Суть не в недостатній кількості ресурсів, а в їх розподілі. Хтось колись пожартував, що при соціалізмі в Сахарі буде дефіцит піску; це питання не кількості піску, а його розподілу. Нерівність окремих людей і народів існувала завжди, але по мірі прискорення процесів росту нерівність зростає: просто не встигають спрацьовувати врівноважувальні процеси. Це серйозна проблема для сучасної економіки, але історія вчить, що в минулому людство вирішувало подібні проблеми – нерівномірності вирівнювались в такий спосіб, щоб в масштабах людства загальний закон розвитку залишався незмінним.

Гіперболічний закон зростання кількості людства протягом історії демонстрував дивовижну стабільність. В середньовічній Європі епідемії чуми в деяких країнах викосили до трьох чвертей населення. На кривій зростання в цих місцях дійсно спостерігаються провали, але вже за століття чисельність виходить на попередню динаміку, ніби нічого й не відбувалося.

Найбільше потрясіння, пережите людством, - Перша і Друга світові війни. Якщо порівняти реальні дані демографії з тим, що прогнозує модель, виявиться, що загальні втрати людства від двох війн складають близько двохсот п’ятдесяти мільйонів – втричі більше за будь-які оцінки істориків. Кількість населення Землі відхилилася від значення рівноваги на вісім відсотків. Але потім крива за декілька десятків років стійко виходить на колишню траєкторію. «Глобальні батьки» виявилися стійкими, незважаючи на страшну катастрофу, яка спіткала більшість країн світу.






Немає коментарів: