Чтобы ответить на эти вопросы, уже нельзя рассматривать источники и стоки по отдельности, как мы делали в этой главе. Необходимо оценивать экологическую нагрузку в целом, учитывая влияние на нее и численности населения, и капитала, а также взаимное влияние численности населения и капитала друг на друга. Чтобы сделать это, от статического анализа факторов по отдельности необходимо перейти к анализу динамики всей системы.
ГЛАВА 4
Модель WorldЗ: динамика роста в конечном мире
Если современные оценки роста численности населения подтвердятся, а масштабы антропогенного воздействия на планету останутся прежними, то наука и технологии не смогут предотвратить ни неизбежную деградацию окружающей среды, ни грядущее обнищание большей части населения планеты.
Лондонское королевское общество и Национальная академия наук США, 1992
Факторы, ответственные за рост численности населения и капитала, включают в себя множество составляющих, которые могут усиливать или ослаблять друг друга. Коэффициент рождаемости снижается быстрее, чем ожидалось, однако численность населения продолжает расти. Многие люди становятся богаче, им требуется все больше промышленной продукции, но при этом они хотят, чтобы загрязнение окружающей среды было меньше. Потоки энергии и сырья, необходимые для поддержания промышленного роста, расходуют невозобновимые ресурсы и приводят к истощению возобновимых источников. И одновременно постоянно развиваются новые технологии, открываются новые запасы, сырье используется все более эффективно. Любое общество испытывает потребность в капитале: он необходим для того, чтобы делать инвестиции в поиск новых ресурсов, в производство дополнительной энергии, в борьбу с загрязнением окружающей среды, в образование, в здравоохранение и другие социальные сферы. Но, с другой стороны, тот же капитал необходим для увеличения производства потребительских товаров, ведь спрос на них постоянно растет.
Как взаимодействуют эти факторы между собой и к чему это приведет в ближайшие десятилетия? Чтобы понять это, необходима модель, причем гораздо более сложная, чем мы обычно себе представляем. Глава 4 посвящена модели World3 — компьютерной модели, которую мы создали и использовали. Здесь мы описываем все основные подсистемы, образующие структуру модели World3, и даем основные выводы о перспективах XXI в., которые она позволила нам сформулировать.
Назначение и структура модели WorldЗ
Хотя всем хочется точно знать, что ждет нас в будущем, тем не менее, когда кто-нибудь предлагает модель для изучения этого будущего, это часто вызывает непонимание и чувство разочарования. Мы столкнулись с этим сразу же после опубликования первого издания этой книги более 30 лет назад. Эту проблему хорошо иллюстрирует отрывок из фантастического романа — фрагмент беседы Шелдона, разработчика модели, с императором.
«Мне стало известно, что вы считаете возможным предсказание будущего». Шелдон ощутил усталость: похоже, его теорию все время истолковывают неверно. Наверное, не стоило ее публиковать.
Он ответил: «Не совсем так. То, что мне удалось сделать, имеет множество ограничений. Сделанное… может показать… что, можно выбрать стартовую точку и выдвинуть соответствующие допущения, чтобы исключить хаос. Это может позволить предсказывать будущее, хотя, конечно, только в общих чертах, без подробностей…»
Император, слушавший очень внимательно, сказал: «Но разве это не значит, что вы показали, как предсказывать будущее?»[135].
Далее в этой книге мы будем часто использовать модель World3 для построения сценариев, которые позволят «в общих чертах» оценить будущее. Чтобы недопониманию наших целей не осталось места, сначала дадим несколько определений и сделаем важные замечания о моделях.
Модель — это упрощенное представление реальности. Если она полностью, до мельчайших подробностей отображает реальность, то в ней нет смысла и она бесполезна. Например, карта дорог будет бесполезна для водителей, если в ней будет представлено подробное описание всех деталей ландшафта. Ее задача — сосредоточиться на дорогах и не принимать во внимание, например, год постройки зданий или виды растений, встречающихся по пути. Небольшая физическая модель самолета может использоваться для анализа воздушных потоков в аэродинамической трубе, но она не даст никакой информации о комфорте пассажиров в салоне в ходе полета. Пейзажи в галереях — это графические модели, отображающие настроение или физические особенности ландшафта, но они не отвечают на вопросы о стоимости или теплоизоляции изображенных зданий. Чтобы узнать эти параметры, необходим другой тип модели — архитектурные и строительные чертежи, поэтажные планы зданий. Поскольку модели — практически всегда упрощения реальности, они не могут быть идеальными ее копиями; ни одна модель не может быть абсолютно истинной.
Модель всегда создается с какой-то конкретной целью, и она должна быть полезна именно для этой цели — например, чтобы ответить на ряд конкретных вопросов. При использовании модели надо всегда помнить о ее ограничениях и о том, что на все вопросы она ответы дать не может. Мы создавали модель World3 таким образом, чтобы она дала ответы на четко сформулированные вопросы о долговременном физическом росте на планете. И это, к сожалению некоторых, означает, что на многие из тех вопросов, что интересуют их лично, модель World3 ответить не в состоянии.
Модели могут принимать самые разные формы: существуют так называемые мысленные модели, речевые, графические, математические и физические модели. Например, многие слова, использованные в этой книге, — речевые модели. Рост, население, лес и вода — всего лишь символы, речевые представления довольно сложных понятий. Любой график, диаграмма, схема, карта или фотография — графическая модель. Они отображают на листе бумаги наличие и расположение объектов. Модель World3 — математическая модель. Она состоит из набора математических уравнений, описывающих связи между факторами. Чтобы понять явления роста и пределов, мы не использовали физические модели, хотя для других целей, наверное, они были бы полезны, например, для создания биоценозов или проектирования промышленной продукции.
Мысленные модели — абстракции, которые можно построить в уме. Они неформальны, ими нельзя напрямую поделиться с другими. Формальные модели существуют в виде, к которому можно получить непосредственный доступ; другие люди могут увидеть эту модель, а иногда и изменить. Использование обоих типов моделей должно взаимно дополнять друг друга. Такие модели позволяют узнать больше о нашей реальности и о наших мысленных моделях, и это делает наши мысленные модели богаче. А когда мы учимся новому, мы можем создавать все более сложные формальные модели, и так до бесконечности. Авторы проходили по этому кругу снова и снова тридцать с лишним лет, и одним из результатов стала эта книга.
Чтобы написать ее, мы использовали слова, данные, графики и компьютерные сценарии. Эта книга — модель того, что мы знаем, и создание ее только увеличило объем наших знаний. Этот текст — как лучшая попытка перенести на бумагу наши мысли, наше представление о физическом росте на планете в ближайшее столетие. И все же следует помнить: эта книга — модель, а значит, всего лишь упрощенное представление «реального мира».
Естественно, это породило определенные сложности. Мы будем говорить о формальной модели, имитационном компьютерном моделировании мировой системы. Чтобы эта модель могла принести пользу, мы будем сравнивать ее с «реальным миром». Вопрос только в том, что понимать под этим «реальным миром» — на этот счет одинаковых мнений нет ни среди нас, авторов, ни среди наших читателей. Все мы оперируем собственными мысленными моделями, нашими представлениями о реальном мире, которые создаются как на основе объективной информации, получаемой о мире, так и на основе субъективных ощущений и опыта. Именно это позволило виду Homo sapiens стать столь успешным. И именно это создавало массу проблем на протяжении существования человечества. Но какими бы ни были наши сильные и слабые стороны, наши мысленные модели выглядят чрезвычайно примитивными в сравнении с огромной, сложной, постоянно изменяющейся Вселенной, которую они призваны для нас описать.
Чтобы лишний раз напомнить и нам самим, и нашим читателям, о нашей зависимости от моделей, мы всегда берем в кавычки тот «реальный мир», с которым сравнивается модель World3. То, что мы называем «реальным миром» или «реальностью », на самом деле просто общие мысленные модели авторов этой книги. Слово «реальность» никогда не может означать ничего, кроме мысленной модели того, кто это слово произнес. Иначе и быть не может. Мы можем только утверждать, что изучение компьютерной модели позволило нашим мысленным моделям стать более точными, более глубокими, более доскональными, чем когда-либо. В этом состоит преимущество компьютерных моделей: они способствуют строгости, логичности и точности изложения, что трудно достижимо с помощью мысленных моделей. Кроме того, компьютерные модели дают чрезвычайно богатую основу для усовершенствования мысленных моделей.
