Виктор Орехов - Прогнозирование развития человечества с учетом фактора знания

• Название: Прогнозирование развития человечества с учетом фактора знания
• Автор: Виктор Орехов
• Жанр: Прочая научная литература

В работе рассмотрены закономерности развития человечества как системы, включая рост числа людей в процессе демографического перехода, рост знания человечества, особенности следования технологических революций в мире и их связь с ростом знания. Дан прогноз роста мирового ВВП и дат следующих технологических революций. Показано, что революции следуют парами, близкими по содержанию. Разработана методика прогнозирования развития человечества на базе расчета индикатора интеллектуального капитала как отдельных стран, так и мира в целом.

Для научных работников и преподавателей экономических специальностей, а также для всех, кто интересуется вопросами развития человечества, управления знаниями и прогнозирования.

---

Рис. 3.5. Варианты кривой демографического перехода (млн чел.)

Для более точного сравнения разных уравнений демографического перехода они представлены в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Погрешность кривой демографического перехода

Там же приведены значения численности населения Земли N по статистическим данным, на которые опирался С.П. Капица[90]. Здесь ΔN/N – относительное отклонение решения от статистических значений. Видно, что предложенное решение F2 достаточно хорошо согласуется со статистическими данными и еще ближе к теоретической кривой С.П. Капицы, в которой также не могли учитываться такие факторы, как войны и пандемии.

Отметим, что период после 1960 года в мировой истории связан с максимальными темпами экономического роста, отсутствием значительных войн и кризисов, а также быстрым постколониальным развитием стран третьего мира. В этот момент наблюдались быстрые темпы роста населения Земли, которые не только компенсировали потери начала ХХ века, но и привели к превышению реальной численности населения по сравнению с теоретической зависимостью на 3–5 % в период 1975–2000 годов (см. рис. 3.5).

3.3. Аналитическое решение

Уравнение (3.3) может быть решено и аналитически. Для этого введем безразмерную переменную Х = N/Nmax и преобразуем уравнение (3.3) к виду

(1 / (Х2(1 – Х))dХ = (Nmax/С)dT. (3.8)

Решение этого уравнения имеет вид

1/Х – Ln (Х/(1 – X)) = (Nmax/С)(Т1 – Т). (3.9)

Возвращаясь к переменной N, получим

T = Т1 – С/N – (C/Nmax)Ln(N/(Nmax – N)). (3.10)

Величина C/Nmax имеет размерность времени и характеризует время демографического перехода С/Nmax = N0T0 /Nmax ≈ 16 лет. Если ввести параметр характерного времени демографического перехода t1 = С/Nmax = N0T0 /Nmax, то мы можем в уравнении (3.8) ввести безразмерный параметр времени t = T/t1 = T × Nmax/T0N0 и преобразовать это уравнение в полностью безразмерное, причем в нем не будет ни одного безразмерного параметра подобия. Соответственно решение уравнения в безразмерном виде имеет общий вид

N/Nmax = F(TNmax/T0N0) = F(T/ t1).

Характерно, что величина Т1 при численном решении не является параметром решения и задание начальной точки для расчета, например, N(T=1800 год) или точки, в которой мы хотим получить хорошее согласование результатов, вполне компенсирует отсутствие данного параметра. Дата Т1 играет роль типа начала координат, и ее изменение приводит к сдвигу всей кривой по времени. Хорошее согласование аналитического решения со статистическими данными достигалось при C/Nmax =16 лет, Nmax = 10…10,15 млрд чел. и Т1 = 2022 год. Аналитическое и численное решения дают одну и ту же зависимость N(T).

3.4. Анализ параметров решения

Для лучшего понимания смысла полученного решения вернемся к значениям констант А и k в уравнениях (3.1), (3.2).

Коэффициент k определяет, при каком уровне G/N люди предпочитают наемный труд воспитанию детей (собственно в этом и есть смысл демографического перехода). Размерность k – [чел. × год/долл.]. Из представленного выше выражения (3.5) для константы k видно, что параметр k = 1 /γ∙Nmax(1 + m/ γ∙Nmax). Поскольку m/ γ∙Nmax ≈ 0,02, с точностью в 2 % k = 1 /γ∙Nmax. При Nmax =10 000 млн чел. 1/k ≈ 10 400 долл./чел.∙год (в междунар. долл. 1995 года).

Коэффициент А характеризует относительную скорость роста численности населения Земли в зависимости от роста ВВП на душу населения, который связан с накоплением знания человечества, в свою очередь зависящего от числа людей. Из выражения (3.4) следует, что величина А = 1/С∙γ∙(1 – k∙m) = 1/С∙γ∙(1 – m/γ∙Nmax) ≈ 1/С∙γ. При С ≈ 16∙1010 чел.∙год коэффициент А ≈ 1/(γ∙С) = 6∙10-6 чел./долл.

В уравнении (3.10) определяющим параметром является отношение C/Nmax, имеющее размерность времени. Выражая Nmax и С через константы А, γ, k, получим, что С∙Nmax = k/А = 16 лет. Таким образом, данный параметр представляет собой отношение величины G/N, при которой происходит демографический переход, к коэффициенту роста G/N в зависимости от численности населения Земли. Фактически он означает, как быстро будет достигнут уровень ВВП, соответствующий изменению демографического поведения семей.

Снижение рождаемости вопреки росту благосостояния становится существенным при величине ограничивающего фактора k∙G/N ~ 0,3. При этом (G/N)dem ≈ 0,3/k ≈ 3 120 долл./чел. (здесь долл. – междунар. долл. 1995 года; в долл. 2011 года эта величина примерно на 37 % больше и составляет ~4 260 долл.). Такого уровня данная величина для мира в целом достигла примерно в 1960 году, после чего начался быстрый спад рождаемости в мире (см. рис. 3.1). Характерно, что эта величина примерно в 15 раз больше прожиточного минимума, обеспечивающего нулевой уровень воспроизводства населения, – m.

Из полученных уравнений (3.1), (3.3) видно, какие характеристики человечества как синергетической системы влияют на рост ее численности и наступление демографического перехода:

●  на начальной стадии гиперболического роста это коэффициент С, который характеризует темп прироста населения во взаимосвязи с ростом уровня жизни (G/N) населения и его численностью;

● вблизи демографического перехода это порог, после которого участие женщин в наемном труде становится более привлекательным, чем воспитание детей (G/N) dem ≈ 4 260 долл./чел. (в долл. 2011 года), а также характерный масштаб времени демографического перехода t1 ≈ СNmax ≈ 16 лет.

Следует также отметить, что удовлетворительные результаты, которые дает принятая в уравнении (3.1) форма ограничивающего фактора (см. рис. 3.4), связаны с тем, что в мире есть и высокоразвитые и менее развитые страны. При более однородном составе населения, вероятно, должны иметь место решения с депопуляцией населения, как это наблюдается в реальности. Не исключено, что при некоторой модификации уравнение (3.1) может быть применено и к отдельной стране, но соотношения (3.3), (3.6) в этом случае будут другими.

3.5. Системные эффекты

Рассмотренная выше модель процесса демографического перехода приводит не только к снижению рождаемости, но и к увеличению числа работающих с высокой производительностью труда людей (женщин), а также потенциальных изобретателей. В дальнейшем данный фактор необходимо исследовать более детально.

Следует отметить, что человечество в течение всего периода своего развития находилось в весьма неестественном для систем состоянии, а именно системы с положительной обратной связью по основному своему параметру – численности населения. Примером таких систем является взрыв ядерной бомбы. Пока все ядра не пройдут реакцию, деление развивается по экспоненциальному закону. Человечество, как мы отмечали выше, росло по не менее быстро растущему закону – гиперболическому и увеличило свою численность со 100 000 до 7 000 000 000 человек. При этом в отличие от взрыва бомбы количество «действующих агентов» здесь не исчерпывается, а растет.

Отличие гиперболы от экспоненты, которая часто воспринимается как синоним наиболее быстро растущей зависимости, заключается в том, что гипербола значительно быстрее растет на конечной стадии процесса и значительно медленнее на начальной. Именно поэтому человечество очень длительное время развивалось довольно медленно, а затем последовал очень быстрый рост.

Обычно сложные системы ведут себя как упругая сеть, восстанавливающая свое состояние после отклонения от равновесия. Они удивительно устойчивы по отношению к различным воздействиям. Только воздействие на особые точки системы может вывести ее из этого состояния и перевести в другое состояние. В качестве таких воздействий можно было бы подозревать рост плотности населения свыше предела комфортного существования, исчерпание природных ресурсов или падение благосостояния. Однако по данным позициям отрицательные обратные связи в явном виде пока реально не проявляются. Критическим воздействием оказалась востребованная альтернатива рождению детей.

Отметим еще один эффект, который присутствует в сложных системах. Использованная при выводе уравнения (3.1) гипотеза о том, что при росте выше некоторого уровня (G/N) dem рождаемость падает, не означает верности противоположного утверждения. Эта гипотеза основана на предположении, что в обществе с растущим ВВП в соответствии с принципом альтернативной стоимости происходит переход от одного способа воспроизводства населения к другому в результате того, что работа по найму становится более выгодной. Тем не менее данный переход происходит не сразу после того, как работа по найму стала более выгодной, а после того, как выгоды такого перехода могут компенсировать все затраты на процесс перехода, связанные с приобретением квалификации, трудоустройством, изменением жизненного уклада, обеспечением ухода за существующей семьей и др.