Контуры обратных связей на схемах отмечены знаком «плюс» (+), если они являются положительными, усиливающими, генерирующими экспоненциальный рост или экспоненциальное уменьшение определенного параметра. Контуры отмечены знаком «минус» (-), если они отрицательные, стабилизирующие, оказывающие противоположное воздействие на изменение параметра или пытающиеся привести систему к равновесию.
Некоторые из взаимосвязей численности населения и капитала в модели World3 показаны на рис. 4.5. Промышленный капитал позволяет получить промышленную продукцию, которая включает в себя множество видов изделий. Часть из них направляется на вход в аграрный сектор — например, пестициды, удобрения, оросительные насосные установки и т. п. Потоки, поступающие в этот сектор, следует увеличить, если производство продуктов питания на душу населения падает ниже желаемого уровня, который отображает соотношение между рыночным спросом и нерыночными (как правило, социальными, государственными) программами, направленными на обеспечение населения продовольствием, с одной стороны, и изменениями в уровне индустриализации общества, с другой. Входные потоки, поступающие в аграрный сектор, а также площадь возделываемых земель позволяют определить количество производимого продовольствия. На производство продуктов питания влияет также уровень загрязнения окружающей среды, который, в свою очередь, определяется масштабами промышленной и сельскохозяйственной деятельности. Производство продуктов питания на душу населения и уровень загрязнения, в свою очередь, влияют на коэффициент смертности.
На рис. 4.6 показаны основные связи в модели World3 между численностью населения, промышленным капиталом, капиталом сферы
Рис. 4.5. Контуры обратных связей, определяющих численность населения, промышленный капитал, деятельность аграрного сектора и уровень загрязнения окружающей среды
Некоторые из взаимосвязей между численностью населения и промышленным капиталом проходят через сельскохозяйственный капитал, площади возделываемых земель и уровень загрязнения. Каждая стрелка отображает причинную связь, которая может быть положительной или отрицательной, иметь малый или большой срок запаздывания, в зависимости от начальных условий, заданных при каждом прогоне модели.
обслуживания и невозобновимыми ресурсами. Часть промышленной продукции принимает форму капитала сферы обслуживания — это жилые дома, школы, больницы, банки и все, что находится внутри них. Эти средства инвестированы в сектор обслуживания, чтобы увеличить капитал этой
Рис. 4.6. Контуры обратных связей численности населения, промышленного капитала, капитала сферы услуг и запасов невозобновимых ресурсов
На численность населения и промышленный капитал также влияют капитал сферы услуг (здравоохранение, образование и т. п.) и запасы невозобновимых ресурсов.
сферы. Продукция, производимая капиталом сферы обслуживания, — это услуги, и если разделить их на численность населения, то мы получим количество услуг на душу населения. Услуги здравоохранения позволяют уменьшить смертность населения. Образование и планирование семьи позволяют снизить рождаемость. Увеличение промышленного капитала на душу населения тоже приводит к снижению рождаемости, это эффект изменения распределения занятости, который проявляется после определенного периода запаздывания. Чем дальше продвинулась индустриализация в стране, тем дороже обществу обходится рождение и воспитание детей, и тем менее выгодными становятся многодетные семьи. Поэтому желаемый размер семьи уменьшается и рождаемость снижается.
Производство каждой единицы промышленной продукции вызывает расход невозобновимых ресурсов. Включенный в модель процесс совершенствования технологий приводит к тому, что количество ресурсов, необходимых для производства единицы промышленной продукции, постепенно уменьшается, при том что все остальные параметры остаются прежними. Однако модель не позволяет промышленности производить материальную продукцию «из воздуха», из ничего. По мере уменьшения запасов невозобновимых ресурсов эффективность капитала ресурсодобывающей отрасли падает: каждая единица капитала позволяет получить все меньше и меньше конечной продукции — невозобновимых ресурсов — для промышленного сектора. По мере расходования ресурсов качество еще не добытых ресурсов снижается. Предполагается, что самые богатые и близко расположенные месторождения люди обнаруживают и эксплуатируют первыми. Разработка остальных месторождений потребует больших затрат капитала и энергии для того, чтобы извлечь из недр, переработать и перевезти к месту потребления единицу конечной продукции — тонну меди, баррель нефти и т. п. В кратковременной перспективе с этими тенденциями можно бороться за счет усовершенствования технологий, но в долговременной перспективе они служат ограничением физического роста.
Зависимость между остающимися запасами ресурсов и количеством капитала, необходимого для их добычи, имеет совершенно нелинейный характер. Качественный вид кривой показан на рис. 4.7. На графике показано количество энергии, необходимой для добычи и переработки железа и алюминия при разном содержании конечного компонента в руде. Энергия — это, конечно, не сам капитал. Точное количество капитала, задействованного в добывающей отрасли, определить очень сложно. Однако количество энергии, необходимой для добычи, в достаточной степени характеризует объем капитала, который должен быть вложен в отрасль. Чем беднее руда, тем больше породы придется поднимать на поверхность в расчете на тонну конечного продукта. Руду придется измельчать, затратить больше усилий, чтобы разделить ее на составляющие, в отвал пойдет огромное количество пустой породы. На всех этапах производства требуется применение тяжелого оборудования, а ему необходима энергия. Чем больше энергии и капитала нужно ресурсодобывающей отрасли, тем меньше инвестиций останется для других отраслей экономики. Прочие же параметры остаются прежними.
Рис. 4.7. Энергия, необходимая для производства чистого металла из руды
Чем меньше содержание металла в руде, тем больше энергии необходимо для его извлечения. (Источник: N.J. Page and S.C. Creasey.)
Схема всех взаимосвязей, на которых построена модель World3, иллюстрирует все наши предположения; она приводится на компакт-диске вместе с моделью World3, где содержится гораздо более подробная информация о каждом из 11 сценариев.
Чтобы понять, как работает модель и каковы основные сценарии, совсем не обязательно детально разбираться в каждой взаимосвязи между параметрами. Важно понять суть основополагающих особенностей модели:
Процессы роста
Пределы
Запаздывания
Процессы разрушения (эрозии)
Процессы роста численности населения и капитала мы уже описали в гл. 2, в гл. 3 дали подробную информацию о пределах окружающей среды в «реальном мире». Теперь опишем пределы так, как они представлены в модель World3. А затем расскажем о запаздываниях и процессах эрозии, которые мы тоже включили в модель.
Читая эту главу, читателю стоит постоянно помнить важную вещь: какие факторы и при каких условиях делают компьютерную модель похожей или наоборот, отличной от «реального мира» с его населением и экономикой того мира, который вы знаете по собственным умозрительным моделям. Обнаружив расхождения, вы столкнетесь с теми же вопросами, которые постоянно стоят перед создателями модели. Какая из двух моделей — World3 или ваша собственная — полезнее для размышлений о будущем? Существует ли какой-нибудь тест, который позволил бы понять это? Если компьютерная модель полезнее, то какие ее особенности вы могли бы внести в собственную умозрительную модель, чтобы ваше представление о глобальных проблемах стало реалистичным, а ваши действия — эффективными?
Пределы и их отсутствие
Экспоненциально растущая экономика истощает ресурсы, образует отходы, изымает земли из производства воспроизводимых ресурсов. Все это происходит в ограниченном мире, раньше или позже расширяющаяся экономика начинает создавать напряженность. Такие условия начинают возникать задолго до того как общество столкнется с полной невозможностью дальнейшего роста. В ответ на эти нагрузки окружающая среда начинает посылать экономике предупреждающие сигналы. Такие сигналы могут принимать самые разные формы. На выкачивание воды из истощающегося водоносного горизонта уходит все больше энергии; на обработку гектара новых сельскохозяйственных угодий требуется все больше финансовых вложений; начинает проявляться вред от выбросов, которые раньше казались совершенно безвредными; природные системы Земли восстанавливаются после повреждения медленнее из-за выросшей концентрации загрязнителей… Соответствующие растущие затраты совсем не обязательно сразу приводят к росту цен в денежном выражении, ведь рыночные цены можно регулировать декретами, указами, субсидиями и массой других способов. Сигналы, которые посылает нам окружающая среда (независимо от того, подкреплены они ростом цен или нет), и создающееся напряжение в системе — это важные составные элемента отрицательных обратных связей. Они направлены на то, чтобы привести экономику в соответствие с ограничениями окружающей среда, на остановку роста экологической нагрузки, которая истощает планетарные источники и переполняет планетарные стоки.
