Изненадващо просто нелинейно математическо уравнение, обединяващо 12 000 години ръст на човешкото население, предсказва възможни нерадостни бъдещи сценарии, ако глобалните екологични кризи се засилят.
Автори на новото проучване с отворен достъп са Алесио Дзаконе (Alessio Zaccone), професор и ръководител на катедрата по теоретична физика в Катедрата по физика на Университета в Милано и неговият колега Костя Траченко (Kostya Trachenko) от Лондонския университет „Куин Мери“.
Предишното им изследване, публикувано в списанието Chaos, Solitons & Fractals, въвежда нелинеен модел на „обратна връзка по скорост“ за глобалния растеж на населението, което първоначално е разработено в различен контекст, а именно физиката на неподредени материали като стъкла и аморфни твърди тела.
Сега те показват, че същата математика може да възпроизведе много от основните модели на растеж на населението, наблюдавани през последните 12 000 години, от неолита до съвременната епоха.
За разлика от класическите демографски модели, които третират растежа като експоненциален или логистичен, тази нова рамка може да превключва естествено между множество исторически режими, използвайки един-единствен параметър. В някои периоди човешкото население се е разраствало бавно и стабилно; в други растежът се е ускорявал експлозивно. Според заключението на свамата физици, всички тези промени могат да произтичат от една и съща основна нелинейна динамика.
„Нашият модел също така преразглежда едно от най-известните предсказания в науката за населението: сценарият за „страшния съд“, предложен през 1960 г. от Хайнц фон Фьорстер и колеги, които математически екстраполираха, че световното население ще се отклони към безкрайност около 2026 г.", пише проф. Дзаконе.
Човечеството избегва тази траектория, тъй като раждаемостта намаля в световен мащаб, но новото проучване твърди, че основната математика на неконтролируемия растеж все още може да се появи отново при определени условия.
За да тестват теорията, те сравняват уравнението (понякога наричано още уравнение на Траченко-Законе) с емпирични данни за населението през няколко исторически епохи. Изследователите установяват, че моделът успешно възпроизвежда както фази на „компресиран експоненциален“ растеж, като например бързото разширяване през индустриалната ера, така и по-бавния режим на „разтегнат експоненциален“, който характеризира глобалния растеж на населението от около 1970 г. насам.
Най-провокативната част от новата статия изследва хипотетични бъдещи сценарии. В този базов анализ, настоящата глобална тенденция не води до катастрофална сингулярност като тази, предсказана от фон Фьорстер и колегите му, защото управляващият параметър остава в стабилизиращ режим.
Физиците също така моделират какво би могло да се случи, ако големи екологични кризи внезапно наложат сериозни ограничения на капацитета на Земята, чрез климатичен колапс, пандемии, конфликти или недостиг на ресурси.
При умишлено консервативно предположение за най-лошия случай, че устойчивият капацитет на Земята внезапно ще спадне до около 2 милиарда души, новият модел прогнозира бърз спад на глобалното население, като човечеството потенциално ще се намали наполовина до около 2064 г.
В статията се подчертава, че това не е прогноза, а по-скоро илюстративен математически сценарий, целящ да покаже колко чувствителна може да бъде динамиката на популацията към резки промени в околната среда или обществото. Авторите подчертават, че настоящата траектория остава относително стабилна и не предполага предстоящ колапс.
„Отвъд демографията, ние вярваме, че тази работа би могла да бъде интересна за пренасяне на идеи от физиката на кондензираната материя в науката за популацията. Същите математически структури, използвани за описание на това как атомната динамика в стъклата се релаксира с течение на времето, изглеждат способни да опишат как човешките общества нарастват, стабилизират се и потенциално се дестабилизират в продължение на векове, казва авторът проф. Дзаконе.
„Според нашия анализ, математическата рамка предлага компактен начин за изследване на възможни бъдещи развития, от устойчива стабилизация до неконтролируем растеж или внезапен колапс, в рамките на един унифициран математически език."
Справка: Alessio Zaccone et al, Global population crisis scenarios predicted by a general nonlinear dynamical model, Chaos, Solitons & Fractals (2026). DOI: 10.1016/j.chaos.2026.118542
Източник: New mathematical model predicts global population crash by 2064, Alessio Zaccone, The GIST, Science X Dialog, phys.org
