Компьютерные модели

2.1. Суть, объект и метод исследования. Объект исследования представляет собой глобальную мировую систему, состоящую из «Среды обитания» (природы) и разумной деятельности в ней человека.

Биосфера - земное пространство, в котором существует или принципиально может существовать жизнь. Верхняя граница - озонный слой - 20 км над поверхностью, нижняя - 3-3,5 км в глубине (стр. 9), эта граница определяется температурой Т<1000⁰C (Вернадский В.И.).

Ноосфера - биосфера и разумная деятельность человека.

2.2. Компьютерная модель - единственная возможность научного исследования и прогноза поведения. глобальных мировых систем. Метод исследования – компьютерное моделирование, главным образом определяется невозможностью применения эмпирических методов: опыт, эксперимент. Чтобы изучить свойства биосферы, и прежде всего, ее возможные отклики на самые различные воздействия со стороны “хозяйничающего” человека, необходимо было бы проведение множества экспериментов (сложность системы - многообразие ее связей). Что не только баснословно дорого, но и принципиально невозможно, из-за непредсказуемости последствий. Социальные системы принадлежат к классу сложных нелинейных систем со многими цепями обратной связи. В таких системах причина и следствие «тесно» (функционально) не связаны ни во времени, ни в пространстве. Причины какого-либо наблюдаемого симптома могут лежать в очень отдаленном секторе социальной системы. И более того, иногда воздействие на социальную систему может, когда-то и где-то, дать прямо противоположный результат - тезис контриктуитивности? поведения сложных систем.

Остается только один метод изучения биосферы - математическое моделирование. Математическая модель является единственным средством получения информации о возможном состоянии биосферы после воздействий на нее человека. Математическая модель биосферы имеет «сумасшедшую» размеренность из-за огромного числа входящих в нее подсистем, причем все подсистемы находятся в динамическом взаимодействии друг с другом. Изучение таких систем стало возможным только с появлением мощных вычислительных машин - компьютерные модели.

Главная особенность сложных социальных систем - наличие «петель обратных связей». Петля обратной связи - это замкнутая цепочка взаимодействий, которая связывает исходное действие с его результатом, изменяющим характеристики окружающих условий, которые, в свою очередь, являются «информацией», вызывающей дальнейшее изменение.

Сложные системы имеют два типа особых переменных - уровни и темпы.

Уровни - это накопители системы. Темпы - это потоки, вызывающие изменение уровней. Например, банковский баланс - это системный уровень. Темп - денежные потоки «в» и «из». Население - уровень мировой системы, темпы - потоки рождаемости и смертности.

В 1968 году ООН образована независимая, неофициальная организация Римский клуб. Цель проведения исследований по проблеме «Проект затруднений человечества». Инициатор создания Аурешо Печчен, руководитель фирмы «Италконсульт». Руководили работами Джей Форрестер, затем Деннис Медоуз. 1972 год - доклад «Пределы роста», МИР-1, МИР-2, МИР-3 - название созданных моделей. Описание моделей в соответствующей литературе. 1974 год - «Человечество на перепутье» М. Несорович и Э.Пестель (США, ФРГ). 1980 год “Пределы роста”, 1995 “За пределами роста “

В модели учитывались пять подсистем:

ü население;

ü сельскохозяйственное производство;

ü естественные ресурсы;

ü промышленное производство;

ü окружающая среда.

(Нет военного сектора, гражданских беспорядков, коррупции, стихий и других пессимистических подсистем, существующих в биосфере).

В компьютер были введены все имеющиеся данные об этих системах, их взаимосвязях и взаимодействии. Проведено множество экспериментов с разными допущениями и вариациями.

2.3. Тестирование и адекватность модели.

Тестирование модели осуществлялось вводом в систему исходных данных статистической отчетности за 1900 год и сравнением полученных на модели результатов для 1970 года с фактической отчетностью за этот год. Результаты тестирования моделей удовлетворяли всем предложенным критериям.

3. Глобальные прогнозы модели Мир-3.

Проведем краткий анализ событий, предсказываемый группой профессора Д. Медоуза с помощью компьютерной модели МИР-3 («За пределами роста», 1994).

Что же произойдет по реалистичному варианту? В 1990 г. производство промышленной продукции на душу населения 260 долларов в год (в среднем). Объем производства продуктов питания с 2015 г. начнет падать (на душу падает уже сейчас, а с 2015 г. возрасте срорость падения).

К 2020 г. невозобновимых ресурсов останется только на 30 лет, а население вырастет в 1,5 раза. За первые 20 лет следующего века человечество использует невозобновимых ресурсов, сколько глобальная экономика за все предыдущее столетие.

Поскольку и продовольствие, и ресурсы становятся все недоступнее, капитал все сильнее отвлекается на их производство и добычу, и не6т средств на решение других проблем. В конце концов численность населения тоже начинает снижаться из-за уменьшения продуктов питания и услуг здравоохранения. Это приводит к коллапсу.

Отметим, что так будет необязательно, так будет, если сегодняшние тенденции не изменятся.

Поищем какие-нибудь спасительные идеи. Компьютерная модель позволяет проверить их очень много.

Есть ли какие-либо важные факторы, которые не учитывает модель МИР-3 и которые могут влиять на сроки наступления коллапса? Есть. В модели МИР-3 нет военного сектора, выкачивающего капитал и ресурсы из производственного сектора. Здесь отсутствуют войны, разрушающие капитал и земельные ресурсы или производящие загрязнения. Нет в ней гражданских беспорядков, забастовок, коррупции, наводнений, землетрясений, извержения вулканов, Чернобылей, эпидемий СПИДа и т.д. Поэтому модель чересчур оптимистична. Ее прогнозы могут отражать наиболее благоприятные пути развития реального мира.

Итак, мы выяснили, что главной причиной выхода за пределы является рост населения. Логично проанализировать возможность выхода из кризиса с помощью преднамеренного ограничения роста населения. Разумеется, Медоуз не упустил возможности такого анализа. Предполагается, что весь мир осознает важность ограничения роста населения и размер семьи будет добровольно ограничен 2-мя детьми, в результате темп роста населения снижается, но вследствие инерции, обусловленной возрастной структурой населения наступит тот же коллапс. Основные причины - рост промышленного производства и загрязнение среды (Объем производства растет быстрее, потому что больше свободного капитала, который можно направить на эти цели, ну а росту производства сопутствует рост загрязнения, что приводит к снижению урожайности.)

Просмотрим еще один вариант.

Например:

1. Принимается решение снизить загрязнение до уровня 1975 г. систематически вкладывать средства на эти цели.

2. Предполагается, что любая новая технология, ведущая к уменьшению загрязнения окружающей среды, разрабатывается и внедряется в течении всего лишь 20 лет.

3. Принимается решение увеличить производство сельскохозяйственной продукции до уровней, превышающих те, которые обеспечиваются уже известными технологиями (т.е. используются всяческие открытия).

На это также выделяются средства.

И так далее. Имеется ввиду, что все самые современные технологии и в промышленности, и в сельском хозяйстве внедряются по всему миру.

Коллапса нет.

Нормальными условиями жизни обеспечивается население Земли 7,7 млрд человек.

Вывод; после изучения моделей мирового развития: «Учитывая всю совокупность, ограничивающих факторов и имеющиеся тенденции развития мировой системы заключаем «В предложении отсутствия крупных изменений в существующей системе рост населения и промышленности обязательна прекратится не позже следующего столетия». (рис.9 стр. 54; рис.10 стр. 56; рис. 11,12 стр. 58,59).