Разработанная исследователями универсальная математическая модель позволяет по-новому взглянуть на историю и будущее человечества. В отличие от классических демографических концепций, которые рассматривают рост населения как экспоненциальный или логистический, новый подход использует всего один ключевой параметр.
Новая математическая модель предсказывает сокращение численности населения к 2064 году в 2 раза
Новое исследование ученых, применивших законы физики к демографии, описывает глобальные изменения численности человечества на протяжении 12 тысяч лет. Предложенная нелинейная математическая модель объясняет как периоды взрывного роста, так и текущую стабилизацию. Авторы предупреждают: в случае внезапного обострения экологических кризисов население планеты может сократиться вдвое уже к 2064 году.
Земля из космоса. NASA
Сценарий «Судного дня». В 1960 году ученый Хайнц фон Ферстер опубликовал в журнале Science знаменитый прогноз, вошедший в историю как сценарий «Судного дня». Используя математическую экстраполяцию трендов, он рассчитал, что 13 ноября 2026 года население Земли устремится к бесконечности, а человечество погибнет из-за собственного демографического взрыва. Реальность опровергла этот апокалиптический расчет благодаря повсеместному падению рождаемости, однако новая физико-математическая модель доказывает, что при определенных негативных факторах математика неуправляемого кризиса все еще может напомнить о себе.
Традиционный подход. Высокие, средние и низкие прогнозы будущей численности населения Земли по оценке ООН.
Этот параметр в оригинальном уравнении Траченко-Дзакконе (соавторов работы) обозначается латинской буквой K. В физике конденсированного состояния, откуда авторы и взяли математический аппарат, K называется параметром кооперативности (cooperativity parameter). В контексте стекол и аморфных тел K отражает «обратную связь по скорости» (rate-feedback): то есть, как одно локальное смещение атомов влияет на вероятность и скорость последующих атомных движений. Применительно к демографии смысл параметра K трансформировался, но сохранил ту же логику. Здесь он описывает силу нелинейной обратной связи в обществе — то, как текущий объем и темп роста населения стимулируют или, наоборот, замедляют дальнейшую рождаемость и развитие.
Этот параметр позволяет описывать различные исторические эпохи, плавно переключаясь между ними. Оказалось, что математические законы, управляющие поведением атомов в неупорядоченных средах, таких как стекло или аморфные твердые тела, удивительно точно воспроизводят динамику человеческого общества со времен неолита до наших дней.
Динамика численности населения Земли за последние 12 000 лет до настоящего времени. Символы обозначают эмпирические измерения, а сплошные линии — наилучшие аппроксимации, полученные с помощью функциональных форм, рассмотренных в тексте. Простой экспоненциальный рост представлен прямыми линиями, а длительные плато отображаются в виде плоских горизонтальных отрезков. На врезке показаны режимы роста с растянутой экспонентой (SEF) и сжатой экспонентой (CEF).
Модель успешно описывает фазу стремительного расширения в эпоху индустриализации, а также более умеренный режим, который закрепился в мире после 1970 года из-за снижения рождаемости. На протяжении веков человечество развивалось циклично, но базовые нелинейные механизмы оставались неизменными, что подтверждается сопоставлением формулы с реальными историческими данными. Работа опубликована в журнале Chaos, Solitons & Fractals.
Сценарии возможного будущего
Наиболее интригующая часть научной работы посвящена моделированию гипотетических сценариев будущего при возникновении масштабных угроз. В базовом варианте развития событий нынешняя траектория выглядит стабильной и не грозит человечеству немедленным крахом.
Однако ситуация коренным образом изменится, если глобальные экологические и социальные кризисы, такие как климатический коллапс, масштабные пандемии, нехватка ресурсов или военные конфликты, резко ограничат емкость среды обитания.
Ученые просчитали консервативный худший вариант, при котором планета сможет безболезненно поддерживать жизнь только двух миллиардов человек. В этих жестких условиях математическая модель прогнозирует стремительное вымирание, в результате которого население Земли уменьшится наполовину примерно к 2064 году. Исследователи подчеркивают, что этот расчет является не точным пророчеством, а лишь демонстрацией того, насколько чувствительной становится демографическая система к резким внешним изменениям.