АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

Даже недалекое будущее, в которое пытаются заглянуть эксперты и футурологи, является закономерным продолжение прошлого и настоящего. В этой главе мы коснемся наиболее показательных аспектов, закономерности динамики которых могут быть отправными точками при конструировании ситуации в будущем: народонаселение, закономерностей развития глобальной энергетики планеты, сделаем краткий истемный анализ перспектив развития и рассмотрим наиболее популярную (и обоснованную!) футурологическую модель "Римского клуба".

Народонаселение

В настоящее время принято считать, что пока планету Земля населяло лишь два разумных вида - Homo sapiens neardentalensis (вид, известный под более простым названием - неандерталец) и современный человек Homo sapiens sapiens (кроманьонец). Окончательное суждение о том, вымерли ли неандертальцы, пока не могут вынести лишь популярные издания. Впрочем, не исключено, что знаменитый "снежный человек", йети и т.д., встречаемые на разных континентах планеты, и является реликтами некогда достаточно многочисленного вида неандертальца.

Появление современного человека относят к моменту около 30 тыс. лет до н.э. Более трети из этого достаточно длительного периода человек фактически не оказывал сколько-нибудь заметного техногенного действия на окружающую среду (вопрос об антропогенной причине исчезновения мамонтов до сих пор в стадии дискуссии). Принято полагать, что общая численность кроманьонцев на планете за этот период линейно возрастала. Ряд исследователей до настоящего времени полагает, что в истории появления современного человека имело место наличие несколько независимых очагов терминального антропогенеза.

Однако в течение последних 5-6 тыс. лет ситуация существенным образом изменилась. Резкий технологический скачок, связанный с индустрией примитивной металлургии создал предпосылки для увеличения темпов роста народонаселения планеты. Возникла ноосфера в ее современном понимании.

Именно к этому моменту следует относить появление зародыша той проблемы, которая сейчас является ключевой для самого существования человечества. Человек фактически перестал быть частью биоценотических цепей. Рост численности народонаселения и объема ноосферы сопровождался неизбежным сокращением объема естественной биосферы.

Сейчас проблемы численности населения отдельных регионов и планеты в целом в отдаленные исторические эпохи является весьма сложной. Мнения исследователей достаточно серьезно отличаются друг от друга.

Впрочем, важно другое, что несмотря на существенные колебания величины народонаселения на Земле вследствие эпидемий, переселений народов и т.д. эта величина была долгое время в пределах 100 000 000 - 300 000 000 человек.

При этом относительно достоверные исторические данные общей численности населения Земли заставляют говорить о стойкой тенденции ее роста, по крайней мере, за последние 10 веков (рис.5).

Динамика народонаселения планеты за период 1000-2000 г.г. н.э. (численность народонаселения (вертикальная ось) - в логарифмическом масштабе

Очевидно, что темпы роста народонаселения носят нелинейный характер. В период 1000-1700г.г. н.э. вполне допустимо и правомочно предполагать экспоненциальный (или какой-либо иной близкий по темпам) характер роста, описываемый уравнением типа dN/dt=(N.

Однако данные трех последних веков заставляют со всей очевидность отбросить это предположение. Отображенный рост не может быть экспоненциальным, так как экспонента, в общем виде описываемая функцией типа N=Noe(t в логарифмическом масштабе должна иметь форму прямой.

Предположение же о гиперболическом характере роста, описываемом уравнением типа N=c/(to-t) находит весьма убедительное математическое подтверждение в виде линейной зависимости обратной N величины от времени (рис.6).

Гиперболический характер роста народонаселения планеты за период 1000-2000 г.г. н.э.

Значения 1/N для рис.6 сделаны из значений графика на рис.5. Обращает на себя внимание тот факт, что дальнейшее следование гиперболической зависимости достаточно быстро приводит величину 1/N к нулевому значению (символ вопроса на рис.6). Соответственно, на рис. * это обозначает приближение N к бесконечности (рис.5, пунктирная аппроксимация 1). Несложные вычисления показывают с достаточной точностью, что гиперболический рост народонаселения приводит к бесконечности в момент 2030(5г.

Очевидно, что бесконечная численность населения абсурдна, следует говорить о неизбежном изменении характера роста (рис.5, пунктирная аппроксимация 2), что придаст кривой логистический характер.

Тем не менее, в настоящее время, скорее всего, на планете действительно наблюдается гиперболический рост, при котором ежегодный прирост описывается уравнением dN/dt=(N2. Эта, зависимость нарушает естественный экспоненциальный рост народонаселения и, видимо, может быть расценена только как появление новых закономерностей не биологического, а социального характера.

Таким образом, необходимо сделать два важных заключения:

1. В последние три века экспоненциальный рост народонаселения был нарушен, заместивших гиперболическим.
2. Имеющийся в настоящее время гиперболический рост численности людей на планете неизбежно должен прекратиться в период не позже 2030г.

В контексте рассматриваемой проблемы важно еще одно замечание. Речь идет о географической неравномерности темпов роста, наибольшая выраженность которого имеет место в менее развитых странах. В то же самое время весьма медленный прирост в экономически благополучных странах обеспечивается порою в большей степени не столько за счет рождаемости, сколько в результате миграционных процессов.

Тотальная глобализация мировой экономики остается пока лишь в зачаточном состоянии, в связи с чем указанная особенность роста населения планеты имеет весьма существенно следствие. Важным (а скорее всего - ключевым) критерием индекса производительных сил человечества и качества жизни является количественный параметр производства энергии (всех доступных к конкретному историческому моменту видов).

Оказывается, что за последние века рост количества добываемой человечеством энергии весьма строго следовал экспоненциальному закону, при этом темпы роста добычи энергии обгоняли темпы роста народонаселения. В последнее время, однако, эти темпы сровнялись, а в перспективе будут сокращаться. Степень (глубина) этого сокращения, а стало быть, и падения качества жизни будет определяться длительностью сохранения гиперболического характера роста. Чем дольше она будет сохраняться, тем существеннее падение качества жизни.

Единственным реальным механизмом сохранения качества жизни пока остается рост производства энергии. Однако все более очевидно, что количественные пути решения в скором времени станут абсолютно не приемлимыми.

Закономерности развития глобальной энергетики планеты

В последние 200 лет имеется стойкая тенденция удвоения количества производимой энергии за каждые 20 лет. В настоящее время ежесекундное производство энергии на Земле составляет величину порядка 5*10²⁰эрг/c. Ежегодно производится количество энергии, эквивалентное сжиганию 10 млрд.т. антрацита.

Эта величина уже заметна на фоне потока всей солнечной энергии, падающей на планету (0,02%). Даже при существующих темпах достаточно считанных десятилетий, чтобы не гипотетически, а вполне реально нарушить термодинамический баланс планеты, что выразится в изменении теплового режима и тотальном потеплении. Последнее явление более хорошо известно как парниковый эффект.

Таким образом:

• Сохранение качества жизни за счет количественного роста добычи энергии невозможен при сохранении существующих темпов развития энергетики.
• Неограниченный количественный рост энергетики на планете принципиально невозможен. Предельно допустимый уровень потребления энергии, глобально не нарушающий термодинамический баланс при существующих темпах развития будет достигнут в пределах первой половины XXI века.

Возможно, что весьма важную надежду дадут соображения качественного характера, связанные с глубокими структурными перестройками в энергетике, развитии альтернативных способов добычи энергии видов, в том числе и биотехнологических по своей природе.

Из рассмотренных аспектов динамики параметров человечества следует исключительная важность анализа закономерностей развития иных отраслей экономики, неизбежно связанных с энергетикой, в ближайшем будущем.

Системный анализ перспектив развития

Наиболее полный системный анализ глобальных перспектив развития человечества был, как известно, пока предпринят единожды группой специалистов и экспертов, хорошо известной как "Римский клуб". Задача, стоявшая перед этим научным коллективом, была крайне сложной. Сотни параметров, характеризующих развитие человечества (народонаселение, количество пищи на душу населения, загрязнение среды, уровень производство и т.д.), являются тесно связанными между собой. Каждый параметр описывается решениями дифференциальных уравнений. Таким образом, конечная задача заключалась лишь в адекватном составлении этих уравнений, а далее - в решении их сложнейшей системы (содержащей несколько тысяч уравнений). Современное состояние системного математического анализа принципиально позволяет разрешить такого рода задачу.

Естественно, что критическое отношение лишь только даже к постановке такого рода проблемы основано на достаточно произвольных и спорных заключениях относительно текущих динамических (темпы производственного роста, рождаемость и пр.) и статических (запасы полезных ископаемых, уровень загрязнения и т.д.) показателей всепланетного масштаба.

Тем не менее, к настоящему времени грандиозный экстраполяционный опус "Римского клуба" является единственной в своем роде обоснованной попыткой провидеть будущее человечества на ближайшие сто лет. В рамках исследования учитывались мельчайшие подробности, которые в конце концов могли существенно изменить конечную картину, которая генерировалась в результате работы модели. В частности, были учтены элементы инерции описываемых процессов (загрязнения, уровня потребления материальных благ и пр.), граничности ресурсов планеты, перераспределения производства между сферами обеспечения потребностей человека и индустрией борьбы с загрязнением окружающей среды и т.д.

Изучение темпов использования ключевых сырьевых ресурсов свидетельствует о весьма коротком периоде их исчерпания (табл. 1)

Таблица 1
Время исчерпания наиболее важных естественных ресурсов планеты

Вещество	Глобальные разведанные запасы,т	% роста извлечения /год	Время полного исчерпания, годы
нефть	4,5*1011	4,0	50
природный газ	3,0*1013	4,7	49
уголь	5,0*1012	4,1	150
железо	1,0*1011	1,8	173
алюминий	1,2*109	6,4	55
медь	3,0*108	4,6	48
свинец	1,0*108	2,0	64
хром	1,7*108	2,6	154

Примечание: время исчерпания запасов представлено при условии пятикратного увеличения запасов в сравнении с представленными во второй колонке.

Лишь три ископаемых (уголь, железо и хром) имеют срок исчерпания, превышающий столетие. При этом темпы роста добычи лишь у угля выше 4%.

Для нефти же, природного газа, алюминия, меди и свинца этот период располагается в интервале 2035±5 лет. Следует еще раз обратить внимание на эту дату, носящую (как это будет видно ниже) чуть ли не мистическую смысловую нагрузку.

Совершенно очевидно, что человечество с каждым годом все ближе и ближе к моменту реального проявления конечности ресурсов планеты. Это - одно из ключевых граничных условий рассматриваемой модели.

Вторым важным параметром является загрязнение окружающей среды. Рост промышленного производства неизбежно сопровождается выбросом в окружающую среду отходов (побочных продуктов) производства. Лишь в последние десятилетия ХХ века актуальность этой проблемы приобрела достаточную остроту, повлекшую некоторые ответные действия со стороны правительств наиболее развитых стран.

Вопрос очистки отходов является прологовой фазой более глобальной проблемы рециклизации, однако, даже он оказался настолько сложным, что его решение привело к возникновению огромных сложностей, носящих принципиальную природу.

В самом деле, оказалось, что с ростом степени очистки (% очистки) гиперболически растут капиталовложения, необходимые для ее обеспечения (рис.7).

Стоимость очистки производственных отходов (по данным "Римского клуба")

Показатель 99,9% (средний для разного типа промышленных отходов) оказался принципиально неприемлимой величиной, составляя более 200 долларов США ($) на 1 кг отходов. Практически ни одно современное предприятие не способно нести такую финансовую нагрузку. Отвлечение таких средств неизбежно приводит к убыточности даже самых прибыльных отраслей производства.

Неумолимые экономические законы, канва которых была определена еще А.Смитом и Д.Рикардо, заставляет в настоящий момент отказываться (принципиально!) от "трехдевяточной" очистки отходов, так как (повторимся) внедрение ее приведет к всепланетному экономическому краху даже с учетом экономики наиболее преуспевающих и развитых стран с самыми высокими показателями производительности труда, КПД и "качества" производства.

Ситуация оказывается еще более неутешительной в связи с тем, что само производство рубежа ХХ-ХХI веков претерпевает принципиальное перерождение, сопряженное с ростом химической сложности промышленных отходов. В связи с этим стоимость очистки, представленная на графике, с каждым годом будет возрастать.

Стремительность разрыва между ростом производства в области удовлетворения потребностей человека и необходимыми инвестициями в индустриальную систему борьбы с загрязнением окружающей среды представлена на рис.8.

Динамика распределения "глобальной производственной мощности" цивилизации (1 -производство для удовлетворения потребностей человека, 2 - производство для борьбы с загрязнением планеты)

Весьма важным компонентом загрязнения являются продукты жизнедеятельности человека. В ХХ веке скачкообразно выросли объемы антропогенных отходов, размещаемых на свалках. В первую очередь это связано с существенным ростом уровня или качества жизни рядового жителя планеты.

Модель "Римского клуба"

"Римским клубом" в первую очередь анализировалась модель так называемого "неограниченного роста". Суть ее заключается в рассмотрении перспектив ситуации, если в ближайшие десятилетия не будет принято никаких принципиальных мер по борьбе с загрязнением контролем рождаемости и темпов производства. Иными словами, что будет, если "ничего не делать".

На рис.9 представлены графики некоторых ключевых параметров, характеризующих человеческую цивилизацию при таком сценарии. В соответствии с моделью, в течение первых трех десятилетий ХХІ века будет продолжаться рост производства, уровня потребления продуктов питания и народонаселения планеты. При этом будут прогрессивно истощатся ресурсы на фоне нарастающего загрязнения окружающей среды. Однако где-то около 2030г. проявится новая тенденция.

Динамика основных параметров Модели "неограниченного роста" развития человечества (по данным "Римского клуба"); р - ресурсы, н - население, пр - производство, п - потребление пищи на душу населения, з - загрязнение.

Производство и уровень потребления пищи начнут падать, загрязнение достигнет критического уровня, рост населения затормозится, вслед за чем начнется сокращение численности жителей планеты. Вследствие инерции загрязнение будет нарастать, невзирая на резкое падение уровня производства. В рамках рассматриваемого периода (до 2100г.) реализуется коллапс цивилизации. Загрязнение начнет медленно уменьшаться, однако так и не достигнет нетоксического уровня до периода, когда ключевые параметры цивилизации (народонаселение, производство, потребление пищи) приблизятся к нулевому значению...

Иными словами, сценарий "если ничего не делать" приводит рассматриваемую модель к тривиальному решению. За последним сухим определением стоит ужасное событие, которое необходимо понимать как гибель цивилизации.

В свое время "Римским клубом" был предложен единственный выход из описанной ситуации. Суть его заключается в консервации темпов промышленного роста, насильственной остановке роста народонаселения, переориентации капиталовложений в индустриальную систему борьбы с загрязнением среды. Предлагался и срок такой "консервации" параметров - по уровню 1985 г.

Как известно, этот план не был реализован. Очевидно, что в первую очередь - в силу соображений экономического характера. Он ущемлял интересы лидирующих банковских институтов планеты и наиболее мощных корпораций. Экстраполяция такой консервативной "закрытой" модели приводила, тем не менее, к неизбежной гибели человечества. Правда, при этом срок катастрофы отодвигался с 2030г. до 2400г. Что и говорить - отсрочка весьма существенная!

Прогнозы "Римского клуба" были сделаны в эпоху существования двух антагонистических политических систем: капиталистической и социалистической с учетом весьма неэффективного социалистического производства.

Несомненно, что весьма существенный выигрыш для всей планеты дал распад Советского Союза. По оценкам различных специалистов доля "валового токсического продукта", поставляемого производственными цепями, расположенными на территории СССР, составляли от 10% до 30% общепланетного объема.

Разрушение советской экономики (в том числе и экономики стран социалистического лагеря) привело к резкому снижению темпов загрязнения планеты. Этот тайм-аут, скорее всего, внесет существенные коррективы в рассмотренные выше прогнозы Римского клуба.

Любопытно, что идеи "Римского клуба" не были приняты не только развитыми капиталистическими странами, но и в лагере социализма. Работа этой группы ученых была подвергнута достаточно резкой критике, а в противовес ей выдвинута советская концепция (Геловани-Егорова) "разумного капиталовложения". Суть концепции заключается в "разумном" распределении мировых финансовых средств. Однако, к сожалению, в рамках концепции не было предложено ни одного действенного механизма управления инвестициями в сферу борьбы с загрязнением, реконструкции производства и восстановления разрушенных природных биоценозов.

Таким образом, с сожалением приходится констатировать, что ни в конце ХХ, ни в начале ХХІ века человечество еще не оказалось достаточно напуганным для того, чтобы предпринять глобальные шаги для предотвращения неотвратимого самоуничтожения.

Тем не менее, ход исторических событий (распад системы социализма) даровал столь необходимую отсрочку в форме тотального крушения грандиозной экономической системы, которая прогрессивно угасала почти до полного бездействия почти 15 лет. Возможно, что через многие десятилетия именно этот исторический факт может оказаться решающим в разрешении описанной выше проблемы коллапса цивилизации.

О выживании жизни на Земле

Достаточно часто приходится слышать мнения, связанные с явной переоценкой человеческого могущества. Речь идет об опасении в результате своей деятельности уничтожить не только человечество, но и земную жизнь вообще. Несомненно, что опасения такого рода - не более чем проявление слишком высокого мнения о себе. Даже в сверхэкстремальных условиях, несовместимых с существованием форм жизни, использующих типичные метаболические пути, существуют свои биоценозы. Существует широкий класс микроорганизмов, хемо- и литотрофов, использующих для собственного метаболизма абсолютно "безжизненные" субстанции, бактерии способны поддерживать жизнедеятельность при отрицательных температурах и в почти буквальном смысле - "в огне" - при температурах 250-400^оС!

Воистину, только превращение планеты в сплошной термоядерный кратер явится настоящей угрозой для таких форм жизни! Нельзя забывать также, что огромное число спор, прионов, вирусов и вироидов уже "выброшено" Землей за биогенный этап ее существования. Космическая пыль, поры и щели малых космических тел могут защитить эти споры жизни от губительного космического излучения многие миллионы лет. Кстати, такой выброс спор в околоземное пространство и их последующее космическое путешествие рассматривается сейчас как один из реальных механизмов эффекта космической панспермии.

Даже полное уничтожение абсолютно всех живых существ на Земле и даже физическое уничтожение Земли не означает завершение истории жизни в Солнечной системе. Вполне разумно предполагать, что так или иначе какая-то из планет системы, осемененная земными спорами, рано или поздно предоставит возможность для новых витков биологической эволюции.

Иными словами, человечество попросту не способно (даже если предположить появление столь варварского желания!) уничтожить саму жизнь. Такого не случится даже при условии физической гибели планеты.

Однако такой сценарий будет обозначать чудовищный бросок назад. Бросок, измеряемый, по меньшей мере, миллиардами лет, пока не сформируются необходимые для рождения полноценной биосферы на каком-либо космическом теле Солнечной системы.

К слову сказать, хорошо известный пояс астероидов (возможные печальные остатки планеты Фаэтон), вполне может оказаться печальным свидетельством аналогичного мрачного события, уже имевшего когда-то место.

Пока остается только надеяться, что человечество, начинающего понимать всю важность его миссии, сумеет оправдать ее, о чем мы будет сказано ниже.