Пределы роста. 30 лет спустя
Шрифт:
В «реальном мире» такие нелинейные связи встречаются повсюду. Пример нелинейной связи, использованной в модели World3, показан на рис. 4.2: стоимость обработки новых сельскохозяйственных земель как функция от количества потенциально пахотных, но еще не используемых земель. Мы предположили, что первые фермеры заняли самые плодородные земли, имевшие лучший доступ к воде, и потому затраты на ведение сельского хозяйства на них были минимальными. Это отображено в крайней правой части графика, где почти все 100 % потенциально пахотных земель остаются необработанными. Но по мере вовлечения в сельское хозяйство все большего количества земли (при смещении в левую часть графика) их качество становится хуже: они слишком сухие, или, наоборот, слишком влажные, слой почвы меньшей мощности, температуры менее благоприятные. Затраты на обработку
Один параметр влияет на другой, это приводит к изменению. Он меняется еще больше, и тут вместо пропорционального эффекта мы получаем либо значительно больший эффект, либо его отсутствие, а то и прямо противоположный эффект. Из-за таких нелинейностей и в «реальном мире», и в модели World3 порой случаются неожиданные вещи, как будет показано позже в этой главе.
Запаздывания, нелинейности и контуры обратной связи в модели World3 делают ее динамику сложной, но модель по-прежнему является упрощением реальности. Она не проводит различия между разными частями света, не представляет отдельно богатых и бедных. Загрязнение в модели очень сильно упрощено. В реальной жизни образуются тысячи самых разных загрязнителей. Они поступают в окружающую среду с разными скоростями, влияя на растительный и животный мир сотнями способов. Модель World3 учитывает влияние этих загрязнителей всего в двух переменных — одна описывает загрязнители воздуха с коротким временем жизни, другая — токсичные выбросы с долгим временем жизни. Модель различает возобновимые источники, производящие продукты питания, хлопок и другие растительные волокна, и невозобновимые, дающие ископаемые виды топлива и минеральное сырье. Но она не учитывает отдельно типы продуктов питания, типы топлива и сырья. Модель не учитывает причины и последствия применения насилия. И в ней не присутствуют ни капитал оборонного сектора, ни коррупция.
Такая степень упрощения удивляет некоторых людей — они полагают, что в модель необходимо включить все, что мы знаем о мире, в особенности факторы отличия, которые в классических науках кажутся такими большими и важными. Однако внесение таких данных совсем не обязательно сделает модель лучше. И в любом случае она станет сложнее для понимания. Несмотря на свою относительную простоту, модель World3 значительно сложнее и глубже, чем большинство моделей, которые используются сейчас для оценки отдаленных перспектив мировой системы.
Если вы пытаетесь понять, как будут вести себя в будущем социальные системы, нужна балансовая модель. Нет смысла создавать модели с мельчайшими подробностями в одной сфере, но при этом с грубым упрощением в другой. Например, некоторые демографические модели очень точно отслеживают половозрастное распределение по разным странам и регионам. Однако они полагают, что коэффициенты рождаемости и смертности будут следовать раз и навсегда определенным для них зависимостям, и что они друг на друга не влияют[136]. Некоторые экономические модели описывают десятки, а то и сотни секторов экономики, но они предполагают, что связи между входными и выходными потоками всегда линейны, или что рынок всегда быстро выравнивает спрос и предложение, или что люди принимают решения на основе исключительно экономических соображений и полной информации.
Если модель призвана отразить основные тенденции поведения системы в будущем, то в ней должны учитываться причинно-следственные связи по самым важным переменным. В некоторых моделях используются сотни уравнений, чтобы отобразить влияние на единственную переменную или элемент системы, но при этом прочие переменные, например, потребление энергии как экзогенный фактор, управляемый внешними воздействиями, определяются либо по историческим данным, либо вообще интуитивно. Модели, подобные умозрительным последовательностям, могут быть ограничены самым слабым звеном в цепи. Мы старались сделать все подсистемы модели World3 одинаково сильными, пытались учесть все важные факторы, чтобы модель не грешила чрезмерным упрощением или зависела исключительно от внешних параметров.
Нет необходимости верить нам на слово. Мы подготовили компакт-диск с моделью World3
Назначение модели World3
Разработчики моделей, если они не хотят создать непроходимые дебри, должны ограничивать себя. Им вовсе не следует вводить в модели все, что они знают о мире: нужно ограничиться только тем, что имеет отношение к поставленной задаче. Искусство моделирования, как и поэзия, архитектура, инженерное проектирование или картография, требуют привлечения только того, что необходимо для достижения цели, и не более. Это легко сказать, но трудно сделать.
Поэтому, чтобы понять модель и оценить ее пригодность для конкретной цели, важно сначала понять саму эту цель. Цель создания модели World3 — представить в широком аспекте будущее, возможные пути или сценарии поведения мировой экономики, когда в наступившем столетии на нее будут влиять пределы потенциальной емкости планеты[138]. Разумеется, существует еще масса важных вопросов, связанных с долговременной перспективой мира. Какая политика способна максимизировать промышленное развитие Африки? Какой должна быть наилучшая программа планирования семьи в регионе, где большая часть населения неграмотна? Как общество может уменьшить пропасть между благосостоянием богатых и бедных, внутри одной страны и между странами?
Факторов и взаимосвязей, которые могли бы ответить на эти вопросы, в модели World3 вы не найдете. Возможно, на часть из этих вопросов могли бы ответить другие компьютерные модели. Но чтобы они принесли пользу, им, в свою очередь, придется учитывать ответы, полученные с помощью модели World3, а главное, ответ на ключевой вопрос: Как растущая численность населения и физический капитал будут взаимодействовать с ограниченной потенциальной емкостью Земли (ее пределами устойчивости) в ближайшие десятилетия и можно ли добиться, чтобы человеческая деятельность вписывалась в эти пределы?
Уточним: потенциальная емкость — это предел. Любая популяция, превысившая эту величину, вышедшая за пределы, не может существовать устойчиво. Если численность популяции превышает потенциальную емкость, это приводит к истощению системы, от которой зависит популяция. Если возможно восстановление окружающей среды, то такое истощение будет временным, поправимым. Если восстановление невозможно, или если оно занимает столетия, то такую деградацию среды можно считать необратимой.
Растущее общество может достигнуть предела своей потенциальной емкости четырьмя принципиальными способами (рис. 4.3)[139]. Первый вариант — непрерывный рост — возможен в том случае, когда до предела еще очень далеко, либо предел сам растет, причем со скоростью, превышающей темпы роста численности населения. Второй вариант — по мере приближения к пределу рост замедляется, затем прекращается, и численность стабилизируется в допустимых пределах. Экологи называют такие кривые логистическими функциями, или Б-образными (сигмоидальными) кривыми — пример показан на рис. 4.3, b. Для мирового сообщества уже невозможен ни первый, ни второй варианты, поскольку численность населения уже находится за допустимыми пределами.
Третий вариант состоит в том, что кривая выходит за пределы потенциальной емкости, но не очень надолго, и это не приводит к существенным негативным последствиям. В этом случае экологическая нагрузка будет то выходить за пределы, то снова возвращаться в их рамки. Такое поведение показано на рис. 4.3, с, это затухающие колебания. Четвертый вариант — выход за пределы, вызывающий тяжелые и необратимые последствия для системы и ее ресурсной базы. Если это произойдет, то численность населения и экономика быстро придут в упадок, пока не стабилизируются на новом, очень низком уровне, соответствующем новым пределам поддержания. Мы называем это выходом за пределы и катастрофой (коллапсом ); такой график показан на рис. 4.3, d.