Динамика численности людей и пределы роста
В верхнее тематическое оглавление
Тематическое оглавление (За жизнь)
предыдущее по теме…………………………………
следующее по теме
предыдущее по другим темам……………
следующее по другим темам
В простейшем случае (так называемая модель Мальтуза), если рождаемость и смертность не зависит от численности, то количество особей меняется с течением времени геометрически,
увеличиваясь или уменьшаясь за равные промежутки времени в одно и то же количество раз.
Графики динамики численности при больших перепадах удобнее представлять в логарифмическом масштабе. В этом случае график численности представляет из себя не экспоненциальную зависимость, а прямую линию.
Однако долговременные прогнозы на основе предположения об экспоненциальном росте приводят к безумным прогнозам. Например, рассмотрим динамику численности потомства одной бактерии в благоприятных условиях.
Вес бактерии - порядка 10-11 грамма (разные бактерии различаются в весе многократно, но в данном случае это не важно), делится она в благоприятных условиях примерно раз в полтора часа. В этом случае через 3 дня бактерии будут весить около 3 килограммов, через 4 суток - около 200 тонн, а через неделю покроют Землю слоем толщиной в 500 метров.
Причина расхождения прогноза с реальностью достаточно просты - модель Мальтуза постулирует постоянство рождаемости и смертности, то есть что популяция не меняет условий своей жизни. В реальности, когда плотность какого-то вида становится слишком большой, то включаются механизмы обратной регуляции.
Самый простой из них - появление конкуренции за ресурсы, в частности, за пищевые. Включаются и другие механизмы - например, размножаются хищники и паразиты.
Если добавить в модель конкуренцию за пищевой ресурс, то есть что при увеличении численности будет увеличиваться смертность или снижаться рождаемость (или и то и другое), то динамика численности будет иметь следующий вид:
Или, в логарифмическом масштабе:
На последнем графике видно, что вначале (прямой участок) численность растет экспоненциально, а потом скорость роста начинает быстро замедляться и численность выходит на постоянную.
Фактическая динамика численности населения Земли (для справок - http://www.census.gov) такова:
годчисленность (миллионы)100027515004461900160819201789195025161955277919603060196533451966341419673484196833551969362919703724197137821972385919733962197440121975408619764159
19774131197843011979438019804457198145331982461419834695198447751985485619864941198750291988511719895205199052951991538119925469199355561994564419955734199658111997588119985952199960202000609120016146200262212003629620046371200564472006652420076600
Но если привести динамику логарифма численности населения Земли,
то видно, что численность не просто растет экспоненциально - она растет быстрее чем экспоненциально. Причина этого понятно - люди не столько конкурируют друг с другом, сколько помогают друг другу. Если, начиная с 11 века от Р.Х на удвоение численности потребовалось более 500 лет, то сейчас удвоение произошло всего за 43 года.
Однако всем понятно, что неограниченного роста численности населения Земли быть не может. Даже если дальнейшие темпы роста увеличиваться не будут и удвоение численности будет происходить каждые 50 лет, то:
- через 1000 лет люди образуют плотно стоящую массу, занимающую всю поверхность Земли,
- к десятитысячному году из-за постоянного прироста численности Земля будет представлять из себя шарообразное скопление тел, увеличивающееся в два раза быстрее скорости света.
Поэтому понятно, что пределы роста численности людей есть, и время, когда они с неизбежностью должны сказать свое слово, не за горами. Однако интересно, что именно будет причиной ограничения численности населения, так как при разных причинах ограничения будут и разные сценарии реализации этих самых ограничивающих механизмов.
Утопические идеи о том, что общество самоорганизуется, просветится и будет разумным образом регулировать численность населения, успехом уже не пользуются... Полный вариант перенесен на автоном ...