Den sista artikeln av S. P. Kapitsa. Artikeln är för bra för att glömmas bort. Svar på många frågor från vår tid
Efter vetenskapens kollaps i vårt land tvingades jag tillbringa ett år utomlands - i Cambridge, där jag föddes. Där tilldelades jag Darwin College; Det är en del av Trinity College, som min far en gång var medlem. Högskolan fokuserar främst på utländska forskare. Jag fick ett litet stipendium som stödde mig, och vi bodde i ett hus som min far byggde. Det var där, tack vare ett helt oförklarligt sammanfall av omständigheter, som jag snubblat över problemet med befolkningsökningen.
Jag har tidigare behandlat globala problem med fred och balans - något som fick oss att ändra vår syn på krig med uppkomsten av ett absolut vapen som kan förstöra alla problem på en gång, även om det inte kan lösa dem. Men av alla globala problem är faktiskt det största antalet människor som bor på jorden. Hur många av dem, vart körs de. Detta är det centrala problemet i förhållande till allt annat, och samtidigt löses det minst.
Detta är inte att säga att ingen tänkte på det förut. Människor har alltid oroat sig för hur många det finns. Platon beräknade hur många familjer som skulle bo i en idealisk stad och han fick cirka fem tusen. Sådan var den synliga världen för Platon - befolkningen i antiken Greklands politik bestod av tiotusentals människor. Resten av världen var tom - den fanns bara inte som en verklig arena för handling.
Så konstigt som det verkar fanns sådana begränsade intressen till och med för femton år sedan, när jag började ta itu med befolkningsproblemet. Det var inte vanligt att diskutera problemen med hela mänsklighetens demografi: precis som i ett anständigt samhälle pratar de inte om sex, i ett bra vetenskapligt samhälle skulle det inte vara talat om demografi. Det verkade för mig att det var nödvändigt att börja med mänskligheten som helhet, men ett sådant ämne kunde inte ens diskuteras. Demografin har utvecklats från mindre till större: från stad, land till världen som helhet. Det var Moskéns demografi, Englands demografi, Kinas demografi. Hur ska man hantera världen när forskare knappt kan hantera områden i ett land? För att komma igenom det centrala problemet var det nödvändigt att övervinna mycket av det som briterna kallar konventionell visdom, det vill säga allmänt accepterade dogmer.
Men naturligtvis var jag långt ifrån den första på detta område. Den stora Leonard Euler, som arbetade inom olika områden inom fysik och matematik, skrev huvudekvationerna för demografi redan på 1700-talet, som fortfarande används idag. Och bland allmänheten är namnet på en annan grundare av demografi, Thomas Malthus, mest känd.
Malthus var en nyfiken figur. Han tog examen från teologifakulteten, men var mycket väl matematisk beredd: han tog nionde plats i Cambridge matematik tävling. Om sovjetiska marxister och moderna samhällsvetenskapsmän kände till matematik på universitetets nionde rang, skulle jag lugna mig och tro att de är tillräckligt matematiska utrustade. Jag var på Malthus kontor i Cambridge och såg där Eulers böcker med sina pennmärken - det är uppenbart att han var helt befälhavare i hans matematiska apparater.
Malthus teori är ganska sammanhängande, men bygger på fel förutsättningar. Han antog att antalet människor växer exponentiellt (det vill säga tillväxttakten är högre ju fler människor som redan bor på jorden, föder och uppfostrar barn), men tillväxten begränsas av tillgången på resurser, till exempel mat.
Kampanjvideo:
Exponentiell tillväxt till punkten för fullständig utarmning av resurser är den dynamik som vi ser i de flesta levande saker. Även mikrober i näringsbuljongen växer på detta sätt. Men poängen är att vi inte är mikrober.
Människor är inte djur
Aristoteles sa att den största skillnaden mellan människa och djur är att han vill veta. Men för att lägga märke till hur mycket vi skiljer oss från djur, finns det inget behov att komma in i våra huvuden: det räcker bara för att räkna hur många av oss som finns. Alla varelser på jorden, från en mus till en elefant, är beroende av: ju mer kroppsvikt, desto färre individer. Det finns få elefanter, många möss. Med en vikt på cirka hundra kilo borde det finnas hundratusentals av oss. I Ryssland finns det hundra tusen vargar, hundra tusen vildsvin. Sådana arter finns i balans med naturen. Och människan är hundratusen gånger så många! Trots att vi biologiskt sett liknar stora apor, vargar eller björnar.
Det finns få exakta siffror inom samhällsvetenskapen. Kanske är landets befolkning det enda som är ovillkorligt känt. När jag var en pojke fick jag lära mig i skolan att det finns två miljarder människor på jorden. Nu är det sju miljarder. Vi har upplevt denna typ av tillväxt under en generation. Vi kan ungefär säga hur många människor som bodde vid Kristi födelse - cirka hundra miljoner. Paleoanthropologer uppskattar befolkningen i paleolitiska människor till cirka hundra tusen - exakt lika mycket som vi ska i enlighet med kroppsvikt. Men sedan dess har tillväxten börjat: till en början knappt märkbar, sedan snabbare och snabbare, i våra dagar explosiva. Aldrig tidigare har mänskligheten vuxit så snabbt.
Redan före kriget föreslog den skotska demografen Paul Mackendrick en formel för mänsklig tillväxt. Och denna tillväxt visade sig inte vara exponentiell, utan hyperbolisk - mycket långsam i början och snabbt accelererande i slutet. Enligt hans formel bör antalet mänskligheten år 2030 sträva efter oändlighet, men detta är en uppenbar absurditet: människor är biologiskt oförmögna att föda ett oändligt antal barn i en tid. Ännu viktigare är att en sådan formel perfekt beskriver mänsklighetens tillväxt i det förflutna. Detta innebär att tillväxthastigheten alltid har varit proportionell inte antalet människor som bor på jorden utan kvadratet för detta antal.
Fysiker och kemister vet vad detta beroende betyder: det är en "andra ordningens reaktion", där processens hastighet inte beror på antalet deltagare, utan på antalet interaktioner mellan dem. När något står i proportion till "en-square" är det ett kollektivt fenomen. Sådan är till exempel en kärnkraftsreaktion i en atombomb. Om varje medlem i "Snob" -gruppen skriver en kommentar till alla andra, kommer det totala antalet kommentarer bara att stå i proportion till kvadratet för antalet medlemmar. Kvadratet med antalet människor är antalet förbindelser mellan dem, ett mått på komplexiteten i "mänsklighetens" system. Ju större svårighet, desto snabbare tillväxt.
Ingen människa är en ö: vi lever inte och dör ensamma. Vi reproducerar, vi äter, skiljer sig lite från djur i detta, men den kvalitativa skillnaden är att vi utbyter kunskap. Vi vidarebefordrar dem genom arv, vi överför dem horisontellt - på universitet och skolor. Därför är vår utvecklingsdynamik annorlunda. Vi multiplicerar inte bara och multiplicerar: vi gör framsteg. Dessa framsteg är ganska svåra att mäta numeriskt, men till exempel kan energiproduktion och förbrukning vara ett bra mått. Och uppgifterna visar att energiförbrukningen också är proportionell mot kvadratet för antalet människor, det vill säga energiförbrukningen för varje person är högre, desto större är jordens befolkning (som om samtida, från Papuan till Aleut, delar energi med dig. - Red.).
Vår utveckling ligger i kunskap - detta är mänsklighetens huvudresurs. Att säga att vår tillväxt begränsas av utarmningen av resurser är därför en mycket grov formulering av frågan. I avsaknad av disciplinerat tänkande finns det många olika typer av skräckhistorier. För några decennier sedan talades det allvarligt om utarmningen av silverreserver, som används för att göra filmer: påstås i Indien, i Bollywood, så många filmer görs att snart allt silver på jorden kommer att gå in i emulsionen av dessa filmer. Det kan ha varit så, men magnetisk inspelning uppfanns här, vilket inte kräver silver alls. Sådana bedömningar - frukten av spekulationer och sonorösa fraser som är utformade för att förvåna fantasin - har bara en propaganda- och larmfunktion.
Det finns tillräckligt med mat för alla i världen - vi diskuterade denna fråga i detalj i Club of Rome och jämför matresurserna i Indien och Argentina. Argentina är en tredjedel mindre i området än Indien, men Indien har fyrtio gånger befolkningen. Å andra sidan producerar Argentina så mycket mat att det kan mata hela världen, inte bara Indien, om det anstränger sig ordentligt. Det är inte en brist på resurser, utan deras distribution. Någon tycktes skämta att under socialismen kommer Sahara att ha en sandbrist; det är inte en fråga om mängden sand, utan om dess distribution. Ojämlikhet mellan individer och nationer har alltid funnits, men när tillväxtprocesser accelererar ökar ojämlikheten: balansprocesser har helt enkelt inte tid att arbeta. Detta är ett allvarligt problem för den moderna ekonomin, men historien lär utatt förr i tiden mänskligheten löste liknande problem - jämlikheten jämnades ut på ett sådant sätt att den allmänna utvecklingslagen förblev oförändrad på mänsklighetens skala.
Den hyperboliska lagen om mänsklig tillväxt har visat en fantastisk stabilitet genom historien. I medeltida Europa transporterades pestepidemier i vissa länder upp till tre fjärdedelar av befolkningen. Det finns verkligen fall på tillväxtkurvan på dessa platser, men efter ett sekel återgår antalet till den tidigare dynamiken, som om ingenting hade hänt.
Mänsklighetens största chock var första och andra världskriget. Om vi jämför de verkliga demografiska uppgifterna med vad modellen förutspår visar det sig att de totala förlusterna för mänskligheten från de två krigerna uppgår till cirka tvåhundra och femtio miljoner - tre gånger mer än någon beräkning av historiker. Jordens befolkning har avvikit från jämviktsvärdet med åtta procent. Men sedan återgår kurvan stadigt till den tidigare banan över flera decennier. Den "globala föräldern" har visat sig vara stabil trots den fruktansvärda katastrofen som drabbat de flesta av världens länder.
Tidernas koppling har brutit
I historielektioner är många skolbarn förvirrade: varför historiska perioder blir kortare och kortare med tiden? The Upper Paleolithic varade i ungefär en miljon år, och bara en halv miljon återstod för resten av mänsklig historia. Medeltiden är tusen år gammal, bara fem hundra kvar. Från den övre paleolitiska till medeltiden verkar historien ha accelererat tusenfaldigt.
Detta fenomen är välkänt för historiker och filosofer. Historisk periodisering följer inte astronomisk tid, som flyter jämnt och oberoende av mänsklig historia, utan systemets egen tid. Egen tid följer samma förhållande som energiförbrukning eller befolkningstillväxt: den flyter desto snabbare, desto högre är komplexiteten i vårt system, det vill säga desto fler människor lever på jorden.
När jag började detta arbete antog jag inte att periodisering av historien från Paleolithic till nutid logiskt följer av min modell. Om vi tänker på att historien inte mäts av jordens revolutioner runt solen, utan av människors liv, förklaras de kortare historiska perioderna direkt. Paleolitiken varade i en miljon år, men antalet av våra förfäder var då bara cirka hundra tusen - det visar sig att det totala antalet människor som bodde i Paleolithic är cirka tio miljarder. Exakt samma antal människor passerade jorden under tusen år av medeltiden (antalet mänsklighet är flera hundra miljoner), och i hundra och tjugofem år av modern historia.
Således skär vår demografiska modell hela mänsklighetens historia i lika (inte i termer av varaktighet, men när det gäller innehåll), under vilka var och en av dem bodde cirka tio miljarder människor. Det mest fantastiska är att en sådan periodisering fanns i historia och paleontologi långt före uppkomsten av globala demografiska modeller. Ändå kan humaniora, för alla deras problem med matematik, inte förnekas intuition.
Nu går tio miljarder människor på jorden på bara ett halvt sekel. Detta betyder att den "historiska eran" har krympt till en generation. Det är redan omöjligt att inte märka detta. Dagens ungdomar förstår inte vad Alla Pugacheva sjöng för trettio år sedan: "… och du kan inte vänta på tre personer vid maskinen" - vilken maskin? Varför vänta? Stalin, Lenin, Bonaparte, Nebuchadnezzar - för dem är det detta som grammatik kallar "pluperfect" - en lång förbi tid. Numera är det trendigt att klaga på att brytningen av sambandet mellan generationer, om traditionens dör - men kanske detta är en naturlig konsekvens av historiens acceleration. Om varje generation lever i sin egen era kan arvet från tidigare epoker helt enkelt inte vara till nytta för det.
Början på en ny
Komprimeringen av historisk tid har nu nått sin gräns, den är begränsad av en generations effektiva varaktighet - cirka fyrtiofem år. Detta innebär att den hyperboliska tillväxten för antalet människor inte kan fortsätta - den grundläggande lagen om tillväxt är helt enkelt bunden till förändringar. Och han förändras redan. Enligt formeln borde det finnas cirka tio miljarder av oss idag. Och det finns bara sju av oss: tre miljarder är en betydande skillnad som kan mätas och tolkas. Framför våra ögon sker en demografisk övergång - en vändpunkt från befolkningens obegränsade tillväxt till något annat sätt att göra framsteg.
Av någon anledning gillar många att se detta som tecken på en förestående katastrof. Men katastrofen ligger mer hos människor än i verkligheten. En fysiker skulle kalla det som händer en fasövergång: du sätter en kruka med vatten i eld, och under lång tid händer ingenting, bara ensamma bubblor stiger. Och sedan plötsligt allt kokar. Så är mänskligheten: ansamlingen av inre energi fortskrider långsamt, och sedan får allt en ny form.
En bra bild är forsränningen av skogen längs bergsälvorna. Många av våra floder är grunt, så de gör detta: de bygger en liten dam, samlar en viss mängd stockar och sedan plötsligt öppnar de flodgrindarna. Och en våg går längs floden, som bär stammarna - den rinner snabbare än floden i sig själv. Den mest fruktansvärda platsen här är själva övergången, där röken är som en vippa, där en jämn ström över och under är åtskilda av en del av kaotisk rörelse. Det här är vad som händer nu.
Cirka 1995 genomgick mänskligheten sin maximala tillväxttakt, när åttio miljoner människor föddes per år. Sedan dess har tillväxten minskat märkbart. Den demografiska övergången är en övergång från en tillväxtregim till en stabilisering av befolkningen på högst tio miljarder. Framstegen kommer naturligtvis att fortsätta, men den kommer att gå i en annan takt och på en annan nivå.
Jag tror att många av de problem som vi upplever - finanskrisen och den moraliska krisen och störningen i livet - är ett stressande, ojämlikt tillstånd förknippat med ojämnheten i början av denna övergångsperiod. På något sätt kom vi in i värmen. Vi är vana vid det faktum att okontrollerbar tillväxt är vår livslag. Vår moral, sociala institutioner, värden har anpassats till det utvecklingssätt som har varit oförändrat genom historien och nu förändras.
Och det förändras mycket snabbt. Både statistik och den matematiska modellen indikerar att övergången är mindre än hundra år. Detta trots att det inte förekommer samtidigt i olika länder. När Oswald Spengler skrev om "The Decline of Europe", kan han ha haft i åtanke de första tecknen på processen: själva begreppet "demografisk övergång" formulerades först av demografen Landry på Frankrike som exempel. Men nu påverkar processen också mindre utvecklade länder: Rysslands befolkningstillväxt har praktiskt taget stoppat och Kinas befolkning stabiliseras. Kanske borde man söka efter prototyperna för den framtida världen i de regioner som var de första som gick in i övergångsområdet, till exempel i Skandinavien.
Det är märkligt att länder under de "demografiska övergången" snabbt hämtar efter dem som tog denna väg tidigare. För pionjärerna - Frankrike och Sverige - tog befolkningsstabiliseringen ett och ett halvt sekel, och toppen kom vid 1800- och 1900-talets början. Och till exempel i Costa Rica eller Sri Lanka, som genomgick toppen av tillväxten på åttiotalet, tar hela övergången flera decennier. Ju senare ett land går in i stabiliseringsfasen, desto mer akut blir det. I detta avseende tvingas Ryssland mer mot de europeiska länderna - toppen av tillväxttakten blev kvar på 1930-talet - och kan därför räkna med ett mildare övergångsscenario.
Naturligtvis finns det skäl att frukta denna ojämnhet i processen i olika länder, vilket kan leda till en kraftig omfördelning av rikedom och inflytande. En av de populära skräckhistorierna är "islamisering". Men islamiseringen kommer och går, eftersom religiösa system har kommit och gått mer än en gång i historien. Befolkningsökningslagen ändrades varken av korstågen eller av erövningarna av Alexander den store. Lagarna kommer att fungera lika oföränderligt under den demografiska övergången. Jag kan inte garantera att allt kommer att hända fredligt, men jag tror inte heller att processen kommer att bli väldigt dramatisk. Kanske är detta bara min optimism mot andras pessimism. Pessimism har alltid varit mycket mer fashionabelt, men jag är mer optimist. Min vän Zhores Alferov säger att det bara finns optimister kvar här, för pessimisterna har lämnat.
Jag blir ofta frågad om recept - de är vana att fråga, men jag är inte redo att svara. Jag kan inte erbjuda färdiga svar för att posera som en profet. Jag är inte en profet, jag lär mig bara. Historia är som vädret. Det finns inget dåligt väder. Vi lever under sådana och sådana omständigheter, och vi måste acceptera och förstå dessa omständigheter. Det verkar för mig att ett steg mot förståelse har uppnåtts. Jag vet inte hur dessa idéer kommer att utvecklas under de kommande generationerna. Det här är deras problem. Jag gjorde vad jag gjorde: visade hur vi kom till övergångspunkten och indikerade dess bana. Jag kan inte lova er att det värsta är över. Men”fruktansvärt” är ett subjektivt begrepp.
Sergei Petrovich Kapitsa är en sovjetisk och rysk fysiker, TV-presentatör, chefredaktör för tidskriften "In the science of science", vice ordförande för Russian Academy of Natural Sciences. Sedan 1973 har han kontinuerligt varit värd för det populära vetenskapliga TV-programmet "Ob evident - Incredible". Son till nobelprisvinnaren Pyotr Leonidovich Kapitsa.