П рез 1968 г. на пазара се появява книга, която предрича нищо по-малко от пълноценен апокалипсис. Озаглавена „Населението като бомба“ (The Population Bomb), тя настоява за агресивни мерки за контрол на раждаемостта: гарантирано право на аборт, достъпна контрацепция и всеобхватно сексуално образование. Авторите Пол и Ан Ерлих предупреждават, че всяко друго решение ще доведе до глобален глад и екологични щети в мащаб, който човечеството просто няма да оцелее.
Разбира се, както вероятно знаете, това... не се случи. Технологиите се развиха, раждаемостта спадна по съвсем естествен път и дори се случи цяла трета аграрна революция. Което само доказва: никога не можеш да си сигурен какво крие бъдещето.
Така че, когато ви кажем, че нов научен труд прогнозира потенциално съкращаване на световното население наполовина в рамките на следващите четири десетилетия... може би все още няма нужда да изпадате в паника.
Изненадващо разкритие
Ако търсите специалист по динамика на човешкото население, катедрата по физика на кондензираната материя вероятно не е първото място, към което бихте се насочили. Но точно там Алесио Дзаконе, професор по физика в Миланския университет, намира вдъхновение за своя нов научен труд.
Работата, която е предприета съвместно с покойния Костя Траченко, „първоначално възникна в контекста на физиката на кондензираната материя и неуредените системи“, споделя Дзаконе пред IFLScience, „по-специално в работата ни върху разширената и компресираната експоненциална релаксация в стъкла и комплексни материали“.
Стъклото е странна и объркваща материя за изследване. То не е течност, нито е съвсем твърдо тяло, въпреки че се приема за такова за по-голяма простота. Молекулярната му структура е лишена от какъвто и да е ред, а детайлите около неговото формиране са пълна мистерия от научна гледна точка. То се държи... странно.
Като такова, то изисква и странна физика, за да бъде описано. Вместо стандартните уравнения за разпад, т.нар. „разширено експоненциално“ уравнение е по-полезно за описване на релаксацията на стъклото, след като е било смутено — накрая вземате стандартното уравнение, но с добавянето на дробна степен, която действа така, че да забави динамиката.
Още по-сложно е, когато разпадът прогресира много по-бързо, отколкото класическата физика би предвидила — феномен, който изненада учените, открили го за първи път през 2012 г.
Именно този феномен Траченко и Дзаконе изследват през 2021 г., като в крайна сметка извеждат единно уравнение, което да описва както разширената експоненциална динамика, така и нейната противоположност — компресираната експоненциална динамика.
Случайна среща с научен труд от 2025 г. на двама физици и един икономист в Полша обаче води до прозрение, което изважда Траченко и Дзаконе далеч от тяхната тясна специалност:
„Соецка и Дрозд-Ржоска бяха първите, които разпознаха, че различните исторически режими на растеж на глобалното население през последните 200 години се описват от функции от типа exp(t/τ)^b, където t е времето, τ е характерна времева рамка на историческия период, а b е число, което може да бъде по-голямо или по-малко от 1“, казва Дзаконе и допълва:
„Абсолютно същата функция осигурява отлично приблизително решение за макроскопичните физични свойства на стъклата, само че с обратен знак“.
След отчитане на фактори като раждаемост и смъртност и как те си взаимодействат с ресурсите и околната среда, учените стигат до изненадващ извод. „Създадохме уравнение за баланса на глобалното население, което е в състояние да възстанови всички известни досега модели“, казва Дзаконе.
„По-важното е, че същото нелинейно уравнение е способно да опише всички режими на растеж на глобалното население, срещани от неолита до сега“, казва Дзаконе.
Денят на страшния съд и скептиците
Около този научен труд неизбежно ще се появят сензационни заглавия в таблоидите. До известна степен това е разбираемо — твърдения като „населението на Земята може да намалее наполовина до 2064 г.“ просто си плачат за големи букви.
Но макар това да е легитимен извод от уравнението, авторите държат да подчертаят, че става дума за възможност, а не за твърда прогноза. Освен това сценарият е съзнателно песимистичен:
„Това е умишлено консервативен, математически сценарий за най-лошия възможен случай. Целта му е да проучи какво би могло да се случи, ако строгите ограничения на капацитета на средата и сериозните екологични стресови фактори станат доминиращи в глобален мащаб през следващите няколко години“, казва Дзаконе и допълва:
„С други думи, това трябва да се разбира по-скоро като 'стрес тест' на динамиката, отколкото като буквално предсказание“.
По-внимателният прочит на труда изяснява това: въпреки че уравнението може да възпроизведе много точно динамиката на населението в различни периоди, то не го прави с едни и същи настройки за цялата история. Светът днес е много по-различен от този на нашите предци преди 3000, 300 или дори 30 години.
В уравнението параметърът $K$ улавя съвкупния ефект от много взаимодействащи си процеси: наличност на ресурси, капацитет на околната среда, технологична адаптация, енергийна наличност, пандемии, геополитическа нестабилност, промени във фертилността и обществена устойчивост.
Точно както семейство Ерлих не е могло да предвиди трансформациите на света през XX век, така и за нас е невъзможно да предвидим как точно ще се променят тези фактори. „Апокалиптичните“ сценарии за колапс на населението след 40 или 50 години не са сигурни, нито дори задължително вероятни. Те са просто... възможни.
„Лично аз не разглеждам подобен екстремен резултат като най-вероятния сценарий“, уверява Дзаконе.
„Изучаването на екстремни сценарии обаче е научно полезно, тъй като нелинейните системи понякога могат да реагират рязко, след като бъдат преминати критични прагове. Обикновено след това е много трудно да се върнеш обратно“, допълва Дзаконе.
Уроците от изследването
Основният извод от труда е метафизичен: глобалното население е много по-нелинейна и потенциално нестабилна система, отколкото сочеха предишните модели.
Остава и демонстрацията на едно красиво явление: изумителната ефективност на математиката. Защо уравнение от физиката на кондензираната материя описва хилядолетия човешка история?
„Едно нещо, което лично ме интересува, е възможността много различни сложни системи да споделят общи математически структури, въпреки че имат напълно различни микроскопични съставки“, казва Дзаконе и допълва:
„Физиката е разработила мощни инструменти за изучаване на системи с много взаимодействащи компоненти и мисля, че много от тези идеи могат да бъдат полезни далеч извън традиционната физика — включително за разбирането на епидемии, изкуствен интелект, климатични рискове, социална нестабилност и финансови системи“.
Изследването е публикувано в научното списание Chaos, Solitons & Fractals.
