Анатолий Васильевич Молчанов
Население Земли как растущая иерархическая сеть
Зависел ли исторический прогресс на протяжении десяти тысяч лет только от численности населения Земли?
Одним из главных достижений феноменологической теории Капицы является принцип демографического императива. В чем его суть? В том, что он провозглашает независимость скорости роста численности населения Земли от всех факторов (прежде всего, различных ресурсов) кроме, собственно, самой этой численности.
Этот принцип С.П. Капица обобщает и на исторический процесс. В соответствии с ним человечество – причем во все времена – развивалось как единая, связная система и развитие это зависело (в причинно-следственном смысле) только от численности населения Земли. Что выглядит очень странно, поскольку постулируется причинно-следственная связь между численностью населения мира (единственным параметром, определяющим развитие по Капице) и показателями глобального развития.
Принцип демографического императива не единственный способ объяснить «парадоксы роста». В дальнейшем мы подробно остановимся на этой теме, а пока отметим лишь следующее:
Т. к. численность населения Земли в конце каждого из восьми исторических периодов удваивалась по сравнение с его началом, а каждый такой период есть не что иное, как ступень на пути исторического развития, можно предположить, что исторический прогресс во всем диапазоне исторического времени от начала неолита и до конца двадцатого века был предопределен и не зависел ни от каких ресурсов. Этот вывод ненамного более странен, чем демографический императив Капицы.
Под историческим прогрессом здесь понимается сумма всех прогрессивных изменений в человеке и обществе. Таких, например, как создание и совершенствование технологий жизнесбережения, формирование новых учений, возникновение новых мировоззрений, переход к новым более прогрессивным общественно-экономическим формациям, совершенствование духовного мира человека, экономический и научно-технический прогресс.
* * *
Существует один показатель прогресса, который можно измерить количественно. Этот показатель – энергия, главный ресурс человечества.
«Энергопотребление определяет все возможности развития общества: обеспечение пищей, уровень промышленного производства, транспорт, возможности строительства и решения экологических проблем. Как критерий развития энергия замечательна тем, что может быть измерена и выражена числом. В этом смысле энергия подобна численности населения, как объективный критерий роста». «…»
«Подробное исследование связи роста населения мира и глобального потребления энергии было предпринято Холдpеном… Обработка его данных приводит к оценке, показывающей, что суммарное потребление энергии Е ~ N2 за весь рассматриваемый период». «…»
«Таким образом, до демографического перехода, а практически до 1980 г., рост может быть описан квадратичным гиперболическим законом. Это означает, что сама скорость роста оказывается пропорциональной производству энергии, и на протяжении последних 140 лет, с 1850 до 1990 г., мировое производство энергии выросло в 17 раз, а население – в 4,3 раза. Таким образом, энергетика прямо отвечает скорости роста, как если бы человечество было машиной» [1].
Главный же вывод состоит в том, что за последние 140 лет энергия, потребляемая цивилизацией, росла по закону квадратичной гиперболы синхронно с численностью населения Земли. Все это справедливо, разумеется, только в эпоху гиперболического роста. Уже в начале демографического перехода темпы производства и потребления энергии начали замедляться, что характерно для постиндустриального общества. Что будет после перехода – покажет только время.
* * *
Алгоритм восьми шагов применим только ко всей Мир-системе, т. е. к человеческой цивилизации в целом. До неолита исторические периоды (периоды эволюции) представляли собой эпохи, когда изменялся и, прежде всего, генетически лидер биологической эволюции – Homo sapiens.
После неолита такие изменения происходят уже с человеческим обществом. Но причина остается, видимо, все той же – изменение носителя цивилизации, человека. В таком случае восемь фаз исторического процесса – это одновременно и восемь ступеней развития человека.
Моменты начала и окончания исторических периодов (междуфазовые переходы) – это девять особых точек на оси исторического времени от неолита до 1982 года. Эти даты и времена, к ним примыкающие есть, по сути, эпохи перемен, когда с человеком и обществом происходили, причем за короткое по историческим меркам время, некие качественные изменения.
Эти изменения всегда носили только прогрессивный характер и сохранялись в памяти социума на все последующие времена. Исторический прогресс, каким бы показателем его ни измерять, протекает, во-первых, циклически (инновационные циклы), во-вторых, – скачками. Скачок совпадает по времени с началом следующего исторического периода. Самый ярко выраженный скачок – это момент начала неолита.
В соответствии с принципом демографического императива Капицы, рост прогрессивных изменений в социуме зависел во все времена только от численности населения Земли (причем зависимость эта всегда носила причинно-следственный характер), а кривая прогресса представляла собой монотонную, циклически растущую функцию.
Если же принцип Капицы как причинный закон ошибочен (для сомнений есть веские основания), то связь между численностью и показателями глобального развития следует считать сопутствующей, непричинной (не ПОС). Истинная причина роста и развития (причинный закон роста, который должен существовать) в таком случае – так и остается неизвестной.
Существует ли главный исторический цикл?
В связи с поднятыми проблемами возникает еще один интересный вопрос. Это вопрос о существовании главного исторического цикла и фундаментального отрезка исторического времени. Следует сразу же отметить, что независимо от ответа на него все полученные здесь результаты остаются в силе.
Если последний исторический период 1942–1982 гг. считать также и последним, т. е. 255-м историческим циклом в череде 254-х циклов, ему предшествовавших, то алгоритм восьми шагов приобретает еще большую простоту и ясность. Действительно, на момент начала неолита до сингулярности Дьяконова – Капицы оставалось 256 циклов и восемь шагов.
В ходе продвижения по пути исторического развития этот отрезок времени восемь раз делился пополам. И вот наступает 1982 год, когда до сингулярности остается всего один шаг. Дальнейшее сжатие исторического времени становится невозможным, и алгоритм, исправно служивший в течение десяти тысяч лет, завершает свою работу.
Следует, однако, заметить, что такой подход в детерминистской модели предполагает существование некоего артефакта. Дело в том, что поскольку даты начала и конца каждого цикла определяются с полной однозначностью, то историческое время перестает быть однородным. Причем однородность его теряется не только в прямом смысле слова как изменение числа исторических событий, приходящихся на единицу времени, а еще и как предопределенная и инвариантная к потоку исторических событий разметка исторического времени на сокращающиеся по длительности циклы. Все это указывает на существование внешнего по отношению к историческим событиям циклического процесса непонятной природы.
Что же все-таки заставляет верить в существование кванта исторического времени? Прежде всего, – это экономические циклы Кондратьева, которые, собственно, и есть наблюдаемые через призму экономической конъюнктуры периодические циклы, задающие основной ритм мирового экономического и исторического развития.
Периодичность не означает здесь повторяемости, замкнутости по основным показателям, а лишь неизменность интервала времени между моментами начала активации и конца стагнации экономической и социальной деятельности.
Именно поэтому Кондратьевские циклы называют еще волнами. Длительность их составляет примерно 50 лет (40–60 лет) и постоянство ее на протяжении двух столетий, в условиях меняющейся экономики западных стран, не имеет никакого рационального объяснения. Т. к. границы циклов определяются лишь с некоторой точностью, т. е. размыты и могут перекрываться, то средняя продолжительность Кондратьевского цикла может быть и меньше пятидесяти лет.
Согласно взглядам американского историка, социолога и мыслителя, основателя Мир-системного анализа Иммануила Валлерстайна, именно Кондратьевский цикл является главным циклом Мир-экономик капиталистических стран, определяющим циклическую динамику их развития.
Экономические циклы Кондратьева являются также историческими, общецивилизационными циклами и отмечены не только в прошлом и позапрошлом веках. Американские исследователи Дж. Модельски и У. Томпсон насчитывают около двадцати больших циклов развития мировой цивилизации:
930-990-1060-1120-1190-1250-1300-1350-1430-1494-1540-1580-1640-1688-1740-1792-1850–1914-1973-2026 гг.
А инновационные волны в технике и организации производства могут быть прослежены и в боле ранние исторические времена: в неолите и даже в палеолите. Старт текущего цикла, который будет длиться предположительно до конца первой, начала второй четверти XXI века Модельски и Томпсон связывают с мировым энергетическим и структурным кризисом 1973–1975 годов. Начало его понижательной волны, которое ожидалось на рубеже тысячелетий, было зафиксировано лишь в 2008 году, т. е. с опозданием в несколько лет.
Более тысячи ученых различных стран мира выдвинули в прошлом веке множество теорий, объясняющих природу Кондратьевских циклов. Причем разногласия по их датировкам в зависимости от использованных критериев достигают 10–15 лет, т. е. четверти или даже трети времени продолжительности цикла.
Циклы Кондратьева задают ритм, тактовую частоту мирового исторического процесса, но квантом исторического времени их можно считать лишь с известной натяжкой. Существуют циклы Кузнеца, Жугляра и Китчена, длительность которых равна некоторой части Кондратьевского цикла. Выдающийся австро-американский ученый Йозеф Алоиз Шумпетер считал Кондратьевский цикл главным экономическим циклом.
В соответствии с его теорией, причиной цикличности является инновационная деятельность, и циклов существует бесконечное количество. Причем цикличность эта носит вложенный характер, т. е. продолжительность каждого более длинного цикла кратна продолжительности более короткого. Почему же тогда именно Кондратьевский цикл, а не какой-то иной, из более коротких, определяет фундаментальный отрезок исторического времени?
Во-первых, потому, что он максимален по длительности в «бесконечном» ряду инновационных циклов, а сама эта длительность величина менее вариативная, чем длительность коротких циклов.
И, во-вторых, потому, что он совпадает с последним историческим периодом, а никакой другой из инновационных циклов таким свойством не обладает.
Т. е. цикл с длительностью равной, скажем, половине Кондратьевского – цикл Кузнеца согласно алгоритму восьми шагов ни с каким историческим периодом уже не связан (численность населения мира за 1982–2002 гг. не удваивается). Все это указывает на выделенное, образующее положение Кондратьевского цикла по отношению ко всем другим экономическим и историческим циклам, которые выступают лишь как его производные.
Средняя длительность инновационных циклов, так же как продолжительность исторических периодов, получается умножением длительности Кондратьевского цикла на 2N – двойку в некоторой степени, где N – целое число: N = 0, ± 1,± 2… (подробнее см. ниже).
Еще одним аргументом, свидетельствующим в подтверждение существования фундаментального отрезка исторического времени, служат работы по теоретической демографии С.П. Капицы. В своих исследованиях он вводит постоянную времени τ (время человека), величина которой (42–45 лет) примерно равна длительности Кондратьевского цикла.
И, хотя этот промежуток времени С.П. Капица не связывает ни с каким циклическим историческим процессом, демографический переход, согласно его теории, состоит из двух циклов. Их длительность близка к периоду Кондратьевских волн, хотя они и не совпадают по фазе.
Постоянная времени Капицы есть результат анализа различных вариантов роста численности населения Земли в процессе демографического перехода и была получена только на основании критериев непрерывности и согласованности данных. Этот интервал времени, неизменный на всем протяжении процесса становления ноосферы, определяется, по его мнению, внутренней предельной способностью системы человечества и человека к развитию.
Такое определение созвучно понятию фундаментального отрезка исторического времени как характерного масштаба длительности исторических изменений. Еще один довод, возможно, не слишком серьезный, свидетельствующий в пользу существования главного исторического цикла, связан с циклической активностью Солнца.
Волны Кондратьева на Солнце?
В середине позапрошлого века было установлено, что количество пятен на Солнце меняется с периодом в 11 лет. В дальнейшем выяснилось, что такие же изменения претерпевают все характеристики хромосферных образований и все виды активного излучения: радиоизлучения, корпускулярного и ультрафиолетового.
Т. е. в одиннадцатилетнем цикле изменяется состояние всех доступных наблюдению слоев Солнца. В 1913 году американским астрономом Джорджем Хэйлом было доказано, что при переходе от каждого одиннадцатилетнего цикла к следующему полярность ведущих групп пятен в обоих полушариях Солнца меняет свой знак.
Так что для замыкания по этой характеристике солнечный цикл должен включать два одиннадцатилетних, т. е. его продолжительность должна составлять 22 года. Этот цикл называют Хэйловским или магнитным.
В начале XXI века американскими учеными был обнаружен так называемый «Большой солнечный конвейер», который представляет собой два потока раскаленной плазмы: южную и северную ветви конвейера. В каждой ветви меридиональный поток у поверхности идет от экватора к полюсу, а встречный противоток – от полюса к экватору. Полный оборот в каждом из них совершается в среднем за 40 лет. Исследователи NASA полагают, что движение этого потока и определяет циклы солнечных пятен.
Возможно, что существует солнечный цикл аналогичный Кондратьевскому, причем как одиннадцатилетний цикл, так и Хейловский являются лишь его производными. По одиннадцатилетним циклам имеются данные за последние 300 лет. Если сгруппировать эти циклы по четыре, то всего имеется четыре варианта выбора фазы цикла с учетверенной длительностью.
Оказывается, что наиболее стабильной или наименее вариативной (минимум дисперсии) является объединенная четверка синфазная Кондратьевскому циклу. Но статистической значимостью по причине небольшого объема выборки этот вывод не обладает.
Следует также отметить один поразительный факт, еще более углубляющий аналогию между земными и солнечными процессами. Оказывается, солнечная активность обладает не только свойством цикличности, синхронной с глобальным историческим процессом.
Как показали исследования последних лет, связанные с изучением причин глобального потепления, сама эта активность непрерывно возрастала последние несколько сотен, а то и тысяч лет. Возрастала так же, как росла численность населения Земли с момента начала неолита.
Ученые из института астрономии в Цюрихе во главе с доктором Сами Соланки проверили содержание в гренландском льду особого изотопа бериллия, который образуется под воздействием космических лучей. Исследовались пробы льда из Гренландии, так называемые керны, добываемые путем глубокого бурения. Исследования показали, что активность Солнца постоянно росла последние тысячи лет.
Чтобы объяснить это явление было выдвинуто предположение о существовании некоего суперцикла солнечной активности, на период увеличения размаха которого и приходится наше время. На втором этапе этой работы, результаты которого были опубликованы в журнале «Nature», ученые работали уже не с пробами льда, а с остатками древних деревьев и со следами изотопа углерода, который образуется в атмосфере под влиянием космических лучей.
Данные «по углероду» продолжили данные «по бериллию», и ученым удалось построить график солнечной активности за последние одиннадцать тысяч лет, т. е. до конца последнего оледенения. В конечном итоге существование «суперциклов» солнечной активности с длительностью в несколько десятилетий или столетий было поставлено под сомнение. Скорее всего, существует нечто более длительное протяженностью в тысячелетия. Вопрос о механизме этого явления авторы оставляют открытым.
Самое же удивительное заключается в том, что за весь изученный период Солнце никогда не было таким активным, как за последние 60 лет. Медленное нарастание количества солнечных пятен на протяжении последних веков перешло в стремительный скачок, совпавший по времени с демографическим взрывом двадцатого столетия!
Практически одновременно с этими событиями метеорологи зафиксировали признаки глобального потепления. Правда, последние 20 лет, с 1985 года, когда был отмечен максимальный всплеск солнечной активности, она постепенно снижается, а потепление продолжается.
Таким образом, получается, что рост солнечной активности, длившийся столетиями, а, возможно, и тысячелетиями заканчивается в тот же момент времени, когда завершается последний исторический период и начинается демографический переход.
* * *
Но загадки цикличности Солнца на этом не заканчиваются. Примерно тогда же (1974–1983 гг.) были зафиксированы колебания яркости солнечной поверхности с периодом в 160 минут[53]. Как выяснилось впоследствии, эти слабые пульсации продолжались как минимум с 1947-го по 1983 гг., т. е. более тридцати лет. (Это время соответствует последнему историческому периоду 1942–1982 гг.)
После 1983 года они, по-видимому, пропали. В ходе дальнейших исследований пульсации яркости с таким же периодом были обнаружены не только у Солнца, но и у других звезд, а также у внегалактических источников (активных ядер галактик – АЯГ), что привело исследователей к идее «когерентной космологической осцилляции». Из этой когерентности вытекает парадоксальный синхронизм процессов, протекающих в звездах и АЯГ, природа которого пока не ясна.
Здесь мы не будем анализировать причины синхронности галактических, солнечных и земных ритмов. Влияние Солнца на Землю несомненно (работы Чижевского), но, возможно, существует и некий единый космологический ритм, задающий частоту и фазу всех эволюционных процессов во Вселенной. [18]
Если это так, то с завершением сокращающихся по закону прогрессии исторических циклов, которые, очевидно, не могут продолжаться за сингулярностью Дьяконова – Капицы, могут закончиться определяющие их инновационные волны Кондратьева, а также и синхронные с ними солнечные циклы.
Какова точность границ исторических периодов?
Она зависит от точности определения двух дат: момента начала неолита и даты исторической сингулярности (точки сингулярности гиперболы Фёрстера). Дата исторической сингулярности известна с точностью до нескольких лет. В работе Фёрстера и его коллег – это 2027 ± 5 лет. Здесь возьмем нашу оценку: 2022 ± 2 года. На чем она основана? На том, что точность даты исторической сингулярности должна быть такой же, как точность даты окончания последнего, восьмого исторического периода, поскольку время цикла сети определено нами (с учетом неоднозначности в определении полного числа циклов роста сети 65536) с очень хорошей точностью: 39,75 ± 0,25 лет.
Если считать, что сеть достигает совершенной стадии своего роста в 1982 году (зомби-коэффициент k полагаем равным 1,1 и погрешностью в его определении пренебрегаем) и принять, что эта дата может быть определена со стандартной для мировой демографии точностью в два года, получим: (1982 ± 2) + (39,75 ± 0,25) ≈ 2022 ± 2. Таким же образом определяем точность даты начала неолита и всех остальных исторических периодов:
Начало 1-го исторического периода (начало неолита): -255×(39,75 ± 0,25) + (1982 ± 2) = -8154 ± 66 год до н. э.
Начало 2-го исторического периода: -127×(39,75 ± 0,25) + (1982 ± 2) = -3066 ± 34
Начало 3-го исторического периода: -63×(39,75 ±0,25) + (1982 ± 2) = -522 ± 18
Начало 4-го исторического периода: -31×(39,75 ± 0,25) + (1982 ± 2) = 750 ± 10
Начало 5-го исторического периода: -15×(39,75 ± 0,25) + (1982 ± 2) = 1386 ± 6
Начало 6-го исторического периода: -7×(39,75 ± 0,25) + (1982 ± 2) = 1704 ± 4
Начало 7-го исторического периода: -3×(39,75 ± 0,25) + (1982 ± 2) = 1863 ± 3
Начало 8-го исторического периода: -1×(39,75 ±0,25) + (1982 ± 2) = 1942 ± 2,25
Начало глобального демографического перехода: 1982 ± 2
Дата исторической сингулярности (сингулярности Дьяконова – Капицы): 2022 ± 2 год. Столь высокая точность для важных дат мировой истории и демографии получена благодаря большой точности, с которой была определена постоянная времени Капицы.
