Модель Медоуза

Экспоненциальный рост - обычный процесс в биологических, финансовых и многих других системах. Экспоненциальный рост - явление динамическое. Значит, величины в этом процессе изменяются со временем. Когда множество различий величин в системе растет одновременно и все они находятся в сложной взаимосвязи, анализ причин роста и будущего поведения системы становится очень сложным [4].

На протяжении последних 30 лет в МТИ (Массачусетском технологическом институте) разрабатывается новый метод динамического изучения сложных систем. Этот метод был назван системной динамикой. В его основе лежит утверждение, что поведение системы часто зависит как от ее структуры - множества замкнутых, взаимосвязанных, нередко запаздывающих взаимодействий между составляющими элементами, - так и от самих элементов. Модель мира, описанная Медоузом, построена по принципам системной динамики.

Экстраполяция существующих тенденций - проверенный временем способ заглянуть в будущее (особенно в ближайшее и особенно, если на рассматриваемые величины не слишком влияют другие тенденции, наблюдаемые в системе). Конечно, ни один из пяти исследуемых факторов нельзя назвать независимым. Каждый постоянно взаимодействует с остальными.

Численность населения не может увеличиваться, если нет продуктов питания, производство продуктов питания растет с ростом капитала, рост капитала требует ресурсов, отработанные ресурсы увеличивают загрязнение, загрязнение среды влияет на рост численности населения и производство продовольствия. Кроме того, каждый из этих факторов через долгое время начинает, испытывать воздействие обратных связей.

В этой первой модели мира исследовали только качественные характеристики поведения системы “население - капитал”. Под характеристиками поведения понимаются определенные тенденции переменных систем (численности населения, например, или уровня загрязнения среды) к изменению с течением времени.

Однако настоятельно необходимо хоть сколько-нибудь понять причины роста, его пределы и возможное поведение модели, когда она подходит к этим пределам [5].

Все оценки в модели (численность населения, объем капитала, уровень загрязнения среды и пр.) отсчитываются от значений 1900 г. С 1900 по 1970 г. все переменные в общем соответствовали действительным значениям. Численность населения, составлявшая в 1900 г. до 1,6 млрд. человек, выросла к 1970 г. до 3,5 млрд.

Хотя рождаемость медленно падает, уровень смертности снижается быстрее (особенно после 1940 г.) и темпы роста численности населения увеличиваются. Объем производства промышленной продукции, продуктов питания и услуг на душу населения растет по экспоненте. Запасы ресурсов в 1970 г. составляли почти 95% от значений 1900 г., но начинали угрожающе сокращаться, поскольку продолжается рост численности населения и объема промышленного производства.

Рис. 1 Модель Медоуза [6]

Из поведения модели видно, что приближение к предельным значениям и коллапс неизбежны, и причиной этого в данном случае оказывается истощение запасов невозобновимых ресурсов. Объем промышленного капитала достигает уровня, где требуется огромный приток ресурсов.

Еще статьи

Виды загрязнений природной среды
Загрязнение окружающей среды имеет практически такую же продолжительную историю, что и история человечества. Длительное время первобытный человек почти не отличался от остальных видов животных и в экологическом значении располагался в равновесии с окружающей средой. К ...