КЦ. Построение теории космических цивилизаций — дело будущего. Но какие-то самые общие проявления универсальных закономерностей можно попытаться нащупать уже теперь. Для этого используются два пути: 1) изучение и прогнозирование наиболее общих тенденций развития нашей земной цивилизации (экстраполяционный метод) и 2) изучение генеральных принципов строения, функционирования и эволюции сложных самоорганизующихся систем (системный подход). Остановимся вначале на первом пути.
5.2. «День страшного суда», или чему учит земной опыт
При исследовании земного опыта главная проблема состоит в выделении наиболее общих тенденций развития, которые можно было бы распространить на другие цивилизации. Поскольку речь идет о попытке прогнозирования, здесь анализ возможного развития КЦ тесно соприкасается с футурологической проблематикой. Следует иметь в виду одну важную особенность приложения футурологии к проблеме SETI. Она связана с глобально космической точкой зрения, при которой многие важные детали развития человеческого общества не имеют существенного значения. Например, при изучении энергетического потенциала цивилизаций можно не интересоваться деталями размещения энергетических ресурсов. Важно лишь общее количество энергии, которое может использовать технически развитая цивилизация, не входя в противоречие с законами физики и не нарушая экологического равновесия. Точно так же при изучении проблемы народонаселения многие важные для демографии вопросы, такие как: изменение соотношения между городским и сельским населением, миграция, изменение расового и национального состава, особенности, относящиеся к отдельным регионам, и т. д. — в данном случае несущественны. Представляет интерес и имеет значение только общая динамика роста и ограничения глобально-космического порядка. Аналогичный подход применяется иногда и в глобалистике. Надо сказать, что исследования в области SETI в этом отношении опередили глобалистику примерно на десятилетие, хотя, конечно, они никогда не доводились до столь подробных моделей, как это сделано в последней.
Хорошо известно, что развитие земной цивилизации в современную эпоху происходит экстенсивно. Оно сопровождается ростом всех важнейших показателей развития: рост народонаселения, рост энергопотребления, накопление продуктов промышленного производства, накопление научной информации и др. Причем рост этих показателей происходит экспоненциально или даже быстрее, чем экспоненциально. К чему может привести такое развитие и как долго оно может продолжаться? Это в значительной степени определяется свойствами экспоненты.
5.2.1. Экспонента и ее свойства.
Мы уже неоднократно встречались с экспонентой на страницах этой книги. Познакомимся с ней немного подробней.
Пусть некий показатель изменяется со временем экспоненциально:
Q(t) = Q0eαr. (5.1)
В этом выражении е — основание натуральных логарифмов, константа, равная 2,71828..., α — постоянная величина, имеющая размерность t-1, Q0 — значение величины Q в начальный момент времени t = 0. В дифференциальной форме экспоненциальный закон роста имеет вид
dQ = aQdt. (5.2)
То есть абсолютное приращение dQ величины Q за малое время dt пропорционально значению этой величины Q(t) в рассматриваемый момент времени. Относительное приращение dQ/Q = α dt; при dt = 1 dQ/Q = α. Следовательно, α представляет собой относительное приращение Q в единицу времени. Величина а часто выражается в процентах, это может быть годовой прирост производства угля, нефти и т. д. Если α << 1 (но только в этом случае!), вместо выражения (5.1) можно использовать формулу сложных процентов:
Q(t) = Q0(1 + α)t. (5-3)
Важной характеристикой экспоненты является период удвоения. Это время, в течение которого экспоненциально возрастающая величина увеличивается вдвое. Период удвоения τ связан с относительным приращением α:
Так относительному приросту 1% в год соответствует время удвоения 69 лет, относительному годовому приросту 3% соответствует время удвоения 23 года и т. д. С учетом времени удвоения выражение (5.1) можно переписать в виде
Q(t) = Q0 2t/τ.
Рассмотрим накопление величины Q возрастающей по экспоненциальному закону. Пусть это будет население некоего вымышленного города. Предположим, что он был основан 500 лет назад, население его в тот момент составляло 100 человек и с тех пор неуклонно увеличивалось с постоянным годовым приростом 2%. При таком темпе роста к настоящему времени оно достигнет 2,2 млн чел. Как будет увеличиваться население в будущем? Поскольку годовому проросту 2% соответствует время удвоения 35 лет, это значит, что через 35 лет население города удвоится. То есть за 35 лет население увеличится на столько же, на сколько оно возросло за все 500 лет предыдущего развития! Следующие 35 лет оно вновь удвоится, и т. д. — таков характер экспоненты. Теперь представим себе, что мы, не зная истинного закона роста, хотим прогнозировать численность населения в будущем. Самое простое предположение, что население растет линейно со временем, увеличиваясь каждый год в среднем на 4000 человек (линейная экстраполяция). Тогда в следующие 500 лет население возрастет на те же 2,2 млн чел., еще через 500 лет оно опять увеличится на 2,2 млн чел., затем через 500 лет — вновь на 2,2 млн чел. и т. д. Таким образом, через 1500 лет население увеличится вчетверо. В действительности, при экспоненциальном росте с периодом удвоения 35 лет это произойдет всего через 70 лет. Разница между величинами 1500 лет и 70 лет характеризует ошибку прогноза при линейной экстраполяции. Дальше со временем эта ошибка будет быстро нарастать.
Развитие нашей технической цивилизации сопряжено с расходованием энергии и различных земных ресурсов: древесины, угля, нефти, газа, железа, алюминия и т. д. Как бы ни была богата Земля, ясно, что ресурсы ее все-таки ограничены и со временем они должны истощиться. Весь вопрос в том, когда это произойдет. Если это будет через миллионы лет, то мы можем не беспокоиться и не думать сейчас об этом. Бесполезно (и даже самонадеянно!) пытаться решать проблемы столь далекого будущего. Кто знает, какого развития достигнет цивилизация к тому времени, какими возможностями она будет обладать! Может быть, она освоит полностью безотходную технологию и будет воспроизводить все необходимые ей ресурсы. А может быть... бесполезно гадать, что может быть через миллионы лет.
Другое дело, если до истощения ресурсов остается немного времени. Еще не так давно, в середине XX века, многие люди (не все, но многие), занимавшиеся прогнозами, были настроены довольно оптимистически. Это вызывалось тем, что, несмотря на интенсивную разработку полезных ископаемых и истощение некоторых старых месторождений, постоянно открывались новые, более богатые месторождения, появлялись новые более выгодные источники энергии и, казалось, этому не будет конца. Может быть, не всегда осознанно авторы оптимистических прогнозов, по существу, основывались на «линейной экстраполяции» процессов. Но проблема в том, что развитие
