Сергей Капица - Парадоксы роста. Законы развития человечества Страница 6

Историки в последнее время стали выделять это различие в образах временных структур и связей. Первые относятся к долговременным, вторые — к кратковременным сущностям [6].

Подчеркнем, что вековой процесс роста само-подобен, иными словами, на всех стадиях такого автомодельного процесса его природа не меняется и относительная скорость роста остается неизменной при постоянной логарифмической скорости:

что видно на графике, построенном на двойной логарифмической сетке, адекватной рассматриваемой задаче (см. рис. 9). На этом графике хорошо видно, как происходит смена режимов самоподобного роста и как преодолевается особенность роста при прохождении полюса при Т1 = 1995 г. Вблизи другой особенности роста в прошлом окрестность полюса также выколота, когда в начале антропогенеза при Т1 = 4,5 млн лет линейный рост начался с одного человека. Таким образом, рост определяет системное развитие, где движущим фактором самоподобного — автомодельного — развития оказываются связи глобального сетевого информационного сообщества, охватывающие все человечество эффективным информационным полем.

Автомодельность роста, или его самоподобие, представляет существенное понятие в динамике развития. В случае процессов, протекающих во времени, оно означает общую инвариантность характера движения. Поясним сказанное примерами, взятыми для наглядности из механики. Простейший и важный пример — это движение по инерции. Так, Галилеем было открыто, что свободное от воздействия сил материальное тело движется по инерции с постоянной скоростью. В этом случае можно сказать, что движение самоподобно, поскольку во все моменты времени движение происходит одинаковым образом и только приложением внешней силы это движение может быть изменено.

Такое самоподобное движение происходит и тогда, когда действует постоянная внешняя сила, например сила тяжести при падении тела или сила натяжения веревки, удерживающей камень при его движении по кругу: такие движения тоже самоподобны. Однако если веревка внезапно оборвется, то камень полетит по инерции по прямой. На этом основан принцип действия пращи, когда один режим движения сменяется другим, тоже самоподобным, пока камень не ударится об стенку и внезапно не остановится. При этом важно иметь в виду, что указанные режимы реализуются в течение длительного времени, а их изменения могут происходить практически внезапно. По существу, подобные процессы наблюдаются при росте и развитии человечества, и потому такие примеры полезны как иллюстрация различных масштабов времени при развитии системы.

Учет различия в факторе времени и скорости относительного роста дает ключ к пониманию фундаментального характера информационного механизма развития человечества. Поэтому, обращаясь к понятиям физики и языку математики, важно привести эти представления в соответствие с образами и понятиями историков и экономистов, с тем чтобы в междисциплинарном опыте сотрудничества их видение соотносилось с представлениями, лежащими в основе модели. Именно это позволило по-новому понять многие количественные особенности глобальной истории человечества. В частности, таким путем можно определить мгновенное значение экспоненциального роста в прошлом. Расчет показывает, что это характерное время равно возрасту события, отсчитываемому от момента демографического перехода.

Характерное время изменений равно возрасту события, отсчитываемому от момента демографического перехода.

Анализ гиперболического роста человечества, связывающий рост численности человечества с его развитием, позволил предложить кооперативный механизм развития, когда мерой развития является квадрат численности населения мира. Эта интерпретация развития привела к центральному предположению, что коллективное взаимодействие определяется механизмом распространения и размножения обобщенной информации в масштабе человечества, задающим его самоподобное развитие. Поэтому происхождение и природу квадратичного закона роста человечества следует объяснять передачей и размножением информации. При этом нет необходимости обращаться к тому или иному конкретному механизму, который приводит к росту численности. Это вытекает из последовательного феноменологического анализа гиперболического роста населения нашей планеты.

Итак, опираясь на статистические принципы физики, впервые удалось в элементарных выражениях описать динамически развитие человечества более чем за миллион лет — от возникновения человека, одаренного сознанием, до наступления демографического перехода и далее — в предвидимое будущее. После сингулярности — расходимости при Т1 происходит падение скорости роста до нуля. За этим вскоре последует стабилизация населения мира до момента достижения значения N∞ = 2N1 = 11,4 млрд, что равно удвоенному населению в момент перехода. Этот сценарий развития соответствует тому, к которому из эмпирического опыта и интуитивных соображений пришли демографы (см. рис. 7).

Существенен вопрос об устойчивости гиперболического роста. Согласно синергетике, в результате нелинейной связи быстрые внутренние процессы стабилизируют медленное вековое гиперболическое развитие населения мира вплоть до самой демографической революции, когда рост уже не может поспеть за развитием. Так конкретные исторические явления, имеющие локальный и даже хаотический характер, стабилизируют глобальное развитие. В рассматриваемой модели этим интуитивным представлениям придан физический смысл, когда быстрые короткопериодные процессы стабилизируют медленное вековое движение квадратичного роста по гиперболе. Это происходит и тогда, когда быстрые процессы, процессы истории, сами неустойчивы.

Для пояснения сказанного обратимся к механическим аналогиям. Подобным образом происходит стабилизация оси волчка в пространстве от действия гироскопических сил при его быстром вращении. Эти же силы при возмущении положения оси волчка приводят к медленному прецессионному движению вблизи положения динамического равновесия. Так же ведет себя маятник при быстрых колебаниях подвеса, стабилизирующих медленное движение самого маятника вблизи положения равновесия.

Хорошо известно, что умело закрученный плоский камень, брошенный под малым углом к поверхности пруда способен многократно отскакивать от воды, совершая прыжки на большое расстояние. В этом явлении мы видим, как быстрое вращение камня стабилизирует его в пространстве, несмотря на удары о поверхность воды. С другой стороны, мы видим, как в этих условиях преобразуется движение камня по инерции и образуется устойчивая периодическая серия укорачивающихся скачков, пока движение не затухнет и камень не утонет. В этой механической модели можно усмотреть поучительные аналогии с предложенной моделью развития населения Земли, когда внутренние процессы приводят к возникновению периодических циклов, которые определяют развитие и устойчивость этого процесса. Поэтому подобные примеры, взятые из механики, помогают понять развитие такой сложной системы, как человечество, в результате которого население Земли в среднем устойчиво следует по статистически детерминированному пути автомодельного, самоподобного роста, управляемого внутренней динамикой роста, сцепленного с развитием благодаря разуму.

Таким образом, рост и развитие человечества обязаны сознанию человека, его культуре и развитой системе передачи знаний как вертикально — из поколения в поколение, так и горизонтально — в пространстве нашей планеты, которое управляет этим глобальным процессом, каким бы ни был конкретный механизм роста. Поэтому, если разум выделяет человека среди всех других сопоставимых с нами видов животных, то именно в появлении разума следует искать ответ на эту загадку эволюции человека.

Его предлагают последние исследования, проведенные методами молекулярной биологии. Они показали, что, по-видимому, критическим событием стала мутация одного или двух генов HAR1 F, которые определяют организацию мозга на 5-9-й неделе развития эмбриона. Об этих исследованиях рассказывает руководитель международного проекта Кэтрин Поллард в статье «Что нас делает людьми?», опубликованной в журнале «В мире науки» [19].

В настоящее время есть все основания считать, что такое внезапное точечное изменение в геноме наших далеких предков, произошедшее 7–5 млн лет тому назад, могло привести к качественному скачку в организации мозга. Это стало причиной развития социального сознания и культуры, приведшие к необычайному численному росту человечества. Вследствие этой мутации после длительной эпохи антропогенеза появились речь и язык, а человек овладел огнем и каменными орудиями. С тех пор биологическая природа человека изменилась мало, несмотря на стремительный процесс нашего социального развития. Поэтому понимание последнего столь значимо сегодня, когда выяснилось, что именно нелинейная динамика роста населения человечества, основанная на информационном коллективном механизме роста и подчиняющаяся собственным внутренним силам, определяет не только наше взрывное развитие, но и его предел.