По всем этим причинам мы вовсе не задавались целью делать точные прогнозы, когда создавали нашу формальную модель мира. Нам было нужно получить общую картину, тенденции поведения системы. Наша цель — проинформировать людей и повлиять на их выбор. Чтобы достичь этих целей, нам не нужно точно предсказывать будущее. Нам нужно всего лишь определить, какая политика увеличит вероятность перехода к устойчивому поведению системы и уменьшит последствия будущей катастрофы. Предупреждение о бедствии, направленное разумной аудитории, которая в состоянии принять осознанные меры, может вообще предотвратить его наступление, или, по крайней мере, ослабить последствия. По всем этим причинам мы сосредоточились на схемах поведения, а не на количественных значениях. Мы надеемся, что прогнозы, данные моделью World3, позволят миру защитить себя.
Чтобы добиться наших целей, мы заложили в модель WorldЗ определенную информацию о мировом населении и экономике. Она сродни той информации, что есть у любого человека, подбрасывающего мяч вверх, и не предназначена для точного расчета траектории мяча после данного конкретного броска данного конкретного мяча.
Нас интересовали изменения, которые протекают многие десятилетия. Поэтому мы сосредоточились на загрязнении среды именно стойкими, долгоживущими веществами — теми, которые остаются в природе многие-многие годы. Мы представляем постоянное загрязнение как совокупность стойких химических соединений и металлов, которые выбрасываются во внешнюю среду в результате промышленной и сельскохозяйственной деятельности и которые могут влиять на здоровье человека и урожайность сельскохозяйственных культур. Мы включили в систему запаздывание между выбросом загрязнителей и наступлением последствий, поддающихся измерению, поскольку знаем, что это запаздывание действительно существует. Пестициды попадают в фунтовые воды не сразу, а через определенное время; у молекул хлорфторуглеводородов уходят годы на то, чтобы подняться до стратосферного озонового слоя и начать разрушать его; ртуть, попавшая в реку, постепенно накапливается в тканях рыб. Мы учли, что природа со временем разлагает многие загрязнители на безвредные составляющие, но также учли и то, что такая способность окружающей среды к самоочищению не безгранична и может уменьшиться из-за чрезмерного загрязнения. В модель World3 вошли сильно усредненные характеристики по стойким загрязнителям; она не различает конкретные свойства, присущие полихлорированным бифенилам (ПХБ), хлорфторуглеводородам (ХФУ), дихлордифенилтрихлорэтану (ДДТ), тяжелым металлам или радиоактивным отходам.
В модели WorldЗ мы использовали самые лучшие данные, какие только могли найти, но мы признаем, что многие из наших оценок имеют довольно широкие допуски. В тех случаях, когда в важных исходных данных есть сомнения, разработчики моделей просто рассматривают больший диапазон вариантов. Чтобы проверить, сильно ли влияет неточность задания статистических данных на конечные выводы, модель «прогоняют» с разными наборами исходных данных и сравнивают результат. Например, мы заложили в модель данные о невозобновимых ресурсах, которые еще не добыты, а может, еще и не разведаны — лучшие данные, которыми смогли снабдить нас геологи. Затем мы запустили модель с этими настройками, а затем еще раз со вдвое меньшим количеством ресурсов и еще раз — со вдвое большим, чтобы сравнить, насколько сильно влияет на поведение системы возможная неточность данных геологов или наша не вполне корректная интерпретация этих данных.
Из- за неточностей и упрощений, на которые мы сознательно пошли в модели (а также тех, которые, как мы подозреваем, в модели присутствуют неявно, и мы этого просто еще не знаем), мы не настаиваем на точности численных значений и оценок, которые модель выдает для численности населения, загрязнения, капитала или производства продовольствия. Мы считаем, что модель World3 правильно отображает структуру взаимосвязей и причинно-следственных связей в мировом сообществе. Общее поведение модели определяет именно эта структура и взаимосвязи, а не конкретные численные значения. Поэтому мы уверены, что сценарии, которые генерирует модель World3, правильные. Мы представим 11 различных сценариев будущего (до 2100 г.) и мы уверены в том, что эти сценарии содержат важную информацию и позволяют понять, при каких условиях население, производство, загрязнение и связанные с ними факторы могут продолжать расти, могут стабилизироваться на определенном уровне, могут колебаться около определенного уровня, или же глобальную систему ожидает катастрофа.
Структура модели WorldЗ
Каковы основные взаимосвязи в системе? Основные контуры обратных связей относятся к численности населения и промышленному капиталу, которые мы описали в гл. 2. Эти контуры показаны на рис. 4.4. Они отражают возможность экспоненциального роста капитала и численности населения, если доминируют положительные обратные связи (рождаемость и инвестиции), и к уменьшению, если доминируют отрицательные обратные связи (смертность и амортизация). Если же контуры сбалансированы, то численность населения и капитал могут стабилизироваться.
На диаграммах обратных связей, подобных той, что показана на рис. 4.4, стрелки отображают влияние одной переменной на другую — за счет физического или информационного потока. Все наши предположения можно описать, просто идя по стрелкам в рамках контура.
Рис. 4.4. Контуры обратных связей, определяющих рост численности населения и величины капитала
Например, «С ростом промышленного капитала увеличивается производство промышленной продукции. Изменение в производстве продукции ведет к изменению объемов инвестиций. С ростом инвестиций увеличивается промышленный капитал». Природа и степень воздействия на нее на этих диаграммах не показаны, хотя в полной модели World3 соответствующие математические уравнения, конечно, должны быть. Направление стрелок по часовой или против часовой стрелки никакого значения не имеет. Важен смысл, заключенный в контурах обратных связей.
Основные контуры обратных связей в модели World3 описывают рост численности населения и промышленного капитала. Два контура с положительной обратной связью, включающие в себя рождаемость и инвестиции, генерируют экспоненциальный рост численности населения и капитала. Два контура с отрицательной обратной связью, включающие смертность и амортизацию (выбывание) капитала, стремятся оказать регулирующее воздействие на экспоненциальный рост. Относительная мощность различных контуров зависит от многих факторов в системе.
Прямоугольниками на схеме показаны совокупность объектов с общими свойствами. Это могут быть важные физические величины, такие как численность населения, количество заводов, загрязнение окружающей среды. Или они могут отображать невещественные ресурсы, например, объем накопленных знаний, устремления, технологические разработки. Указанные совокупности в системе изменяются достаточно медленно, поскольку они связаны с относительно долгоживущими объектами или информацией. В каждый момент времени значение совокупности отображает итоговое влияние от всех потоков за весь изучаемый период: разность между входящими и выходящими потоками. Количество действующих заводов, численность населения, количество загрязнителей, оставшиеся запасы невозобновимых ресурсов в недрах планеты, площади обрабатываемых земель — все эти и многие другие переменные в системе World3 являются совокупностями. Они определяют ограничения и возможности модели системы в каждый рассматриваемый момент времени.
Контуры обратных связей на схемах отмечены знаком «плюс» (+), если они являются положительными, усиливающими, генерирующими экспоненциальный рост или экспоненциальное уменьшение определенного параметра. Контуры отмечены знаком «минус» (-), если они отрицательные, стабилизирующие, оказывающие противоположное воздействие на изменение параметра или пытающиеся привести систему к равновесию.
