Парадоксы роста. Законы развития человечества - Сергей Капица

В обозримом будущем нас ожидает переход к новой парадигме развития человечества.

На этой основе процесс развития описывается обыкновенным дифференциальным уравнением (2), связывающим скорость роста с квадратом населения Земли. Эта связь нелинейна, что видно и из того, что сумма квадратов всегда меньше квадрата суммы. В частности, этим объясняется объединение однородных предприятий в одно ради повышения их эффективности. Далее, при таком описании роста населения планеты в первом приближении распределение населения также не является определяющим — иными словами, взаимодействие, определяющее рост, нелокально и охватывает все человечество как единый объект и поле действия. Наконец, приведенная зависимость необратима, и эта необратимость определяет направление времени в эволюционирующей системе — стрелу времени по образному выражению Ильи Пригожина.

Что дает модель для понимания истории

Энергетика и экономика человечества

В рамках представлений, положенных в основу модели, можно оценить, как на протяжении развития человечества росло потребление ресурсов. Наибольший интерес представляет сравнение роста населения с ростом потребления энергии как главного ресурса человечества. Энергопотребление не только определяет все возможности развития общества: обеспечение пищей, уровень промышленного производства, транспорт, возможности строительства и решения экологических проблем. Как критерий развития энергия замечательна тем, что может быть измерена и выражена числом. В этом смысле энергия подобна численности населения как объективный критерий роста. Однако хорошие статистические данные по глобальному потреблению энергии существуют только со времени промышленной революции — с начала XIX в. Подробное исследование связи роста населения мира и глобального потребления энергии было предпринято американским ученым Джоном Холдреном[1] [44]. Обработка его данных приводит к оценке, показывающей, что суммарное потребление энергии за весь рассматриваемый период менялось пропорционально квадрату населения Земли Е ~ N2 и следует той же степенной закономерности, что и коллективные взаимодействия в системе человечества. Как подчеркивает Холдрен, с 1850 г. относительный рост потребления энергии был в два раза выше, чем относительный рост населения мира. До демографического перехода, а практически до 1980 г., рост может быть описан квадратичным гиперболическим законом. Это означает, что сама скорость роста оказывается пропорциональной производству энергии, и на протяжении последних 140 лет, с 1850 до 1990 г., мировое производство энергии выросло в 17 раз, а население — в 4,3 раза. Таким образом, энергетика прямо определяет скорость роста, как если бы человечество было гигантской планетарной машиной, движимой ее энергетической системой! При таких предположениях мощность энергоресурсов, приходящаяся на одного человека, растет пропорционально населению мира и составляет Q (Вт) = 470 N (млрд). В 1990 г. потребляемая энергия в мире составила 13,2 ТВт (1 ТВт = 1012 Вт), или в среднем 2,5 кВт на одного человека, причем 90% приходилось на промышленное потребление энергии во всех его формах. По оценкам экономистов, энергетический сектор составляет четверть мировой экономики. Опережающая, квадратичная зависимость производства энергии от населения, по-видимому, сохранится, и с середины XIX в. до конца XXI в. население мира вырастет в 10 раз — от 1,13 млрд в 1850 г. до 11 млрд в 2100 г., а потребление энергии в 100 раз — от 0,69 до 60 ТВт, хотя скорость роста населения мира из-за демографического перехода к концу XXI в. существенно уменьшится. Очевидно, что в таких прогнозах потребление энергии связывают именно с численностью населения, а не со скоростью роста, которая будет уменьшаться после демографического перехода.

Рис. 13. Рост населения мира и потребление энергии (1850–2005 гг.)

Сейчас есть указания на то, что темп роста производства энергии замедляется, и это особенно заметно именно в развитых странах, как следствие наступления постиндустриального общества [31]. Все большее значение придается энергосбережению.

В монографии Римского клуба «Фактор 4» Ловинсы и Вейцзекер рассматривают современные возможности энергосберегающих технологий [42]. Так, шведы полагают, что можно сократить потребление энергии не в 4, а в 10 раз! Однако дело не столько в технологии энергосбережения, сколько в реализации таких программ при реструктуризации промышленности и в изменении отношения к ценности энергии. Например, по решению Европарламента принимаются меры по ограничению применения ламп накаливания, которые в 5-10 раз менее эффективны, чем люминесцентные лампы или современные светодиоды.

По решению Европарламента принимаются меры по ограничению ламп накаливания.

Иными словами, в этой важнейшей проблеме осуществление технических решений в значительной степени предопределено социальной и человеческой стороной дела. Потому уместно вспомнить как исторический пример ленинский лозунг «коммунизм есть советская власть плюс электрификация всей страны», сформулированный в других исторических условиях, когда впервые ясно было указано на взаимосвязь политики и энергетики. В настоящее время необходима именно политическая воля в реструктуризации энергетики с учетом стратегического характера таких решений и связанных с ними долговременных инвестиций.

К концу XXI в. мощность мировой энергетической системы вырастет в 4,4 раза по сравнению с 1990 г. и составит 57 ТВт. Если учесть, что к этому времени скорость роста человечества существенно замедлится и будет в 3 раза меньше, чем сейчас, то рассматриваемую оценку следует принять за верхний предел.

Обсуждение вопроса, сможет ли наша планета выдержать подобную нагрузку, превратилось в дискуссию, где все труднее отделить факты от тенденций, заложенных в расчет, из которого часто торчат уши заинтересованного заказчика. В построениях такого типа на первый план выдвигаются экологические требования. Сильнее всего это выражено в провозглашении принципа экологического императива. Многими авторами рассматривался вопрос о предельной несущей способности нашей планеты. Поучительное обсуждение таких представлений содержится в сборнике IIASA «Будущее население Земли. Что можно предположить сегодня?» [22]. В обзоре Коэна «Сколько людей может прокормить Земля?», посвященном оценкам предельной несущей способности Земли, указывается, что разными авторами предельное население оценивается от 1 млрд (Пирсон, 1945) до 1000 млрд (Маркетти, 1978) [23].

Хейлиг показал методологическую несостоятельность большинства подобных расчетов. Он полагает, что сама постановка вопроса о пределе населения в значительной мере лишена смысла, если ее рассматривать в отрыве от эволюции социальных и экономических условий и развития науки и техники. Он приходит к выводу, что при разумных предположениях Земля может поддерживать в течение длительного времени до 15–25 млрд человек. После детального анализа возможностей и ограничений сельскохозяйственного производства Хейлиг приходит к заключению:

Если мы примем во внимание творческий потенциал человека, то нет предвидимых пределов основным природным ресурсам для производства пищи, которому служат пространство, вода, климатические условия, солнечная энергия и вклад самого человека. Все эти ресурсы либо не ограничены, либо их возможно расширить, использовать более целесообразно, либо в значительной мере преобразовать. Именно поэтому многие эксперты пришли к выводу, что нет предела росту населения. Таким образом, представление о «физических пределах роста» является ложным понятием. Оно дает возможность технократам от сельского хозяйства отрицать фундаментальные проблемы увеличения мирового производства пищи. Поэтому нужны более серьезные доводы для того, чтобы убедить людей в том, что мировое производства продуктов питания имеет пределы и может быть ограниченным [22].

Эти выводы подтверждаются последними заявлениями Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO). В связи с оценками влияния роли ресурсов и окружающей среды представляют интерес выводы видного современного историка Пола Кеннеди:

С точки зрения защитников окружающей среды Земля находится под двухсторонним натиском человека — избыточными потребностями и расточительностью богатых развитых стран и миллиардами новых ртов, нарождающихся в развивающемся мире, которые, естественно, рассчитывают всеми силами увеличить уровень потребления. Это привело к тому, что голоса таких защитников окружающей среды, как Worldwatch Institute, Гринпис, Фонд народонаселения ООН, заявляют, что это всего лишь вопрос времени. С их позиций, если ничего не будет сделано для стабилизации населения мира, для сокращения безотчетного потребления энергии, пищи и других ресурсов, если мы не станем как можно скорее ограничивать ущерб окружающей среде, то очень скоро Земля будет так перенаселена и разорена, что мы заплатим дорогой ценой за наше небрежение. Точка зрения, которая оспаривает утверждение, что рост желателен, что экономическое развитие есть наилучшая мера материального успеха страны, вызывает резкие возражения со стороны экономистов. Оптимисты полагают, что природные ресурсы неограниченны в своей величине и не могут быть исчерпаны. Скорее, верно обратное, многие ресурсы создаются трудом и изобретательностью, что в технике и технологиях есть бесконечный резерв возобновления ресурсов.