Прогнозы народонаселения: критика статьи в журнале «Ланцет»

Алексей Бялко,
Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН (Москва)
«Природа» №8, 2020

Журнал «Ланцет» (Lancet) имеет один из самых высоких среди научной периодики импакт-факторов (60.392). В июле 2020 г. в этом журнале вышла статья «Сценарии рождаемости, смертности, миграции и численности населения 195 стран и территорий с 2017 до 2100 гг.: предсказания глобальных следствий болезней» [1]. Ее 25 авторов — сотрудники Института измерения здоровья и эволюции университета Вашингтона в Сиэтле (США). Статья находится в открытом доступе. Как следует из ее заглавия, в ней исследовано влияние разнообразных причин, воздействующих на рождаемость и смертность в настоящее и ближайшее время, которые приводят к изменению численности населения в будущем. Заметим, что среди перечисленных факторов отсутствует потепление климата.

Важнейший из перечисленных факторов — коэффициент рождаемости (КР) — среднее число детей на семью. Когда КР становится равен уровню замещения 2,1 (чуть более двух детей в семье), численность населения в этом регионе или социальной группе начинает падать. В работе учитывалось изменение КР в течение текущего столетия для разных стран. Результаты исследования показывают, что сохраняющиеся тенденции в образовании женщин и доступе к контрацепции будут ускорять снижение рождаемости и медленный рост населения. При этом обнаружены существенные различия для разных групп и стран. При минимальном уровне образования КР находится в диапазоне от 5,6 до 7,2, но если обучение продолжается 15–17 лет, то диапазон рождаемости на семью падает до 1,6–2,1.

Влияние смертности на численность населения оценивалось по изменению продолжительности жизни в будущем. Предполагалось, что она будет возрастать для мужчин с 71 года в 2017 г. до 77–78 лет в 2100 г., для женщин — с 76 лет в 2017 г. до 82–84 лет в 2100 г. Влияния коронавирусной пандемии 2020 г. на продолжительность жизни в статье не отмечено. Остальные причины, перечисленные в заглавии статьи, фактически не использовались в расчетах. Так, миграции населения посвящен лишь краткий абзац общих слов. Действительно, учет миграции весьма сложен, необходимо принимать во внимание изменение климата в разных регионах.

Приведем результаты, полученные авторами для регионов и групп населения в порядке возрастания их среднего КР (I — группа людей с высоким доходом; II — Центральная и Восточная Европа и Центральная Азия; III — Латинская Америка; IV — Южная Азия; V — Северная Африка и Ближний Восток; VI — Африка южнее Сахары), а также для мира в целом, численность населения которого не есть сумма отдельных групп (табл).

Таблица. Коэффициенты рождаемости и численность населения (млн чел.)

Максимум мирового народонаселения, как следует из этих результатов, будет достигнут в 2064 г., он составит 9,762±31 млрд чел. В дальнейшем к 2100 г. численность сократится до 8,79 млрд. Центральная и Восточная Европа и Центральная Азия пройдут максимумы численности в 2023 г. Россия уже прошла в 2017 г. свой максимум численности, равный 146,2 млн человек.

Результаты также свидетельствуют о смещении возрастной структуры во многих частях мира: в 2100 г. на планете прогнозируется 2,37 млрд лиц старше 65 лет и 1,70 млрд лиц моложе 20 лет. Прогноз показывает, что КР опустится ниже уровня замещения 2,1 к 2050 г. в 151 стране, а к 2100 г. в 183 странах.

В статье также предсказывается, что Китай станет крупнейшей экономической державой к 2035 г., но экономика США к концу столетия опять выйдет на первое место.

История исследований роста народонаселения

В середине прошлого века австрийский физик Хейнц фон Фёрстер (1911–2002) заметил, что численность человечества N(t) возрастает быстрее, чем экспонента, число людей на планете растет по гиперболическому закону N(t) = C/(t₀ − t), где C — константа [2]. Следовательно, в момент t₀ население мира должно было бы обратиться в бесконечность. Фёрстер назвал этот момент Судным днем и определил его как 13 ноября 2026 г., просто приравняв его к своему 115-летию.

Естественно, физическая величина не может достигнуть бесконечности, отклонения от гиперболического закона стали проявляться уже в 80-х годах прошлого века. Это поставило перед исследователями вопрос, как именно будет меняться численность населения, и вызвало ряд работ [3–6], предлагавших разное асимптотическое поведение зависимости N(t). Особо следует отметить роль С. П. Капицы, не только публиковавшего свои исследования [7, 8], но и распространявшего эти идеи в своих телевизионных передачах. Однако во всех этих работах авторы предполагали, что в конечном итоге численность человечества плавно выйдет на некоторый предел в районе 10–12 млрд чел.

Такой подход к оценке будущего еще десяток лет назад полностью соответствовал концепции «Устойчивое развитие» (Sustainable Development), предполагавшей возможность равновесия производительных сил и потребностей человечества. К сожалению, последнее десятилетие показало, что действовавшая система сдержек и противовесов быстро разрушается. Напротив, неустойчивость возрастает по всем направлениям. Погода отзывается на потепление климата резким увеличением разброса параметров — растет число и пожаров, и наводнений. В мировой финансовой системе растет волатильность и падает предсказуемость. Политическая устойчивость многих государств подорвана. В средствах массовой информации нарастает доля преднамеренной лжи. Итог: концепция устойчивого развития завершена.

Экстремум человечества

По-видимому, первым, кто обратил внимание на возможность того, что численность человечества может пройти свой максимум и затем убывать, был С. Саньял. Этот индийский ученый в 2011 г., когда он работал в Германии, опубликовал статью «Конец роста народонаселения» [9]. В ней, в частности, есть такое утверждение: «Эволюция рождаемости может привести с течением времени к очень разным результатам. Например, если КР будет снижаться к уровню 1,6 (современному среднеевропейскому уровню), то мировое народонаселение достигнет 8,1 млрд в 2050 г. и затем опустится к 6,2 млрд в 2100-м».

Тот же вывод о приближающемся в середине текущего века максимуме численности населения и результаты, близкие к полученным в работах [1, 9], содержатся в моей статье 2018 г. [10]. Ее основной темой было установление корреляции между колебаниями климата и ростом или снижением численности мирового населения Евразии за последние две тысячи лет. Оказалось, что теплые периоды стимулировали рост народонаселения, а в холодные времена (например, в Малый ледниковый период) снижались темпы роста, а иногда и сама численность населения. Эти следствия, связанные, по-видимому, с вариацией урожайности, происходили с заметной задержкой. Она составляла примерно два-три поколения или среднюю продолжительность жизни в последние два тысячелетия.

Ситуация заметно изменилась в конце прошлого века, когда отклонение от гиперболической зависимости стало заметным, и одновременно начали сказываться следствия нарастающего потепления климата. Сегодня в мире уже нет массового голода, а миграция населения, вызванная изменениями климата, стала затруднять подсчеты численности людей по отдельным странам. Поэтому экстраполяции в мировом масштабе, возможно, дают более надежные результаты, чем суммирование по странам и регионам.

Такая экстраполяция данных по изменению численности мирового народонаселения с 1950-го по 2017 г. и была проведена в конце статьи [10]. Метод прогноза состоял в двойной степенной экстраполяции самой численности и ее обратной величины, пропорциональной плотности населения. Наиболее гладкими оказались кубические приближения, представленные на рисунке. Поскольку эта же база данных использована и в статье журнала «Ланцет», близость результатов не удивительна. Впрочем, в моей статье и ее англоязычном варианте [11] есть более сильное утверждение: предсказания мирового народонаселения далее 2060–2080 гг. вообще невозможны, поскольку экстраполяция данных становится неустойчивой. Это ограничение представляется справедливым и по отношению к статье [1]. Сегодня очевидно, что смертность вследствие коронавируса сильно изменит статистику продолжительности жизни по крайней мере для всей Европы, Азии и Америки. Когда будут подведены итоги 2020 г. по подсчетам народонаселения, исходные данные для большинства из 195 стран, исследованные в статье, придется значительно скорректировать. Следовательно, изменится и сам результат: максимум, скорее всего, наступит ранее 2064 г. и окажется меньшим по величине.

Сравнение прогнозов роста мирового народонаселения. На график работы [1], в котором представлены расчеты по пяти разным сценариям, зеленым наложен основной диапазон прогнозов работы [10], которые были получены кубической экстраполяцией данных по численности народонаселения с 1950 по 2017 г. Основной сценарий из работы [1] выделен толстой кривой, голубая заливка показывает 90% доверительный интервал расчетов. Близость двух разных предсказаний обусловлена общей базой данных, хотя вычисления прогнозов производилось разными методами

Нельзя исключить, что фактический максимум человечества придется на 2060 г., таким образом оправдывая предсказание Исаака Ньютона, сделанное смелой «экстраполяцией» текстов библейских пророков. Впрочем, Ньютон сразу оговорился: «Это я говорю не для того, чтобы утверждать, когда именно будет время конца света, а чтобы положить конец опрометчивым предположениям различных людей, которые часто предсказывают время конца, тем самым дискредитируя священные пророчества, поскольку их предсказания терпят неудачу^*».

А ведь близко это фразе Черномырдина, приведенной в эпиграфе статьи.

Литература
1. Vollset S. E., Goren E., Yuan C.-W. et al. Fertility, mortality, migration, and population scenarios for 195 countries and territories from 2017 to 2100: a forecasting analysis for the Global Burden of Disease Study // Lancet. 2020, July 14: 1–22. DOI: 10.1016/S0140-6736(20)30677-2.
2. Foerster H. von, Mora P., Amiot L. Doomsday: Friday, 13 November, A.D. 2026. At this date human population will approach infinity if it grows as it has grown in the last two millennia // Science. 1960; 132: 1291–1295.
3. Pollard J. H. Mathematical models for the growth of human populations. Cambridge, 1973.
4. May R. M. Chaos and the dynamics of biological populations // Proceedings of the Royal Society of London A. 1987; 413: 27–44.
5. Cohen J. How many people can the world support? N.Y., 1995.
6. McLaren D. Population growth — should we be worried? // Population and Environment: Journal Interdisciplinar Studies. 1996; 17(3): 243–259.
7. Капица С. П. Общая теория роста человечества: Сколько людей жило, живет и будет жить на Земле. М., 1999.
8. Kapitza S. P. Global population blow-up and after: the demographic revolution and information society. Hamburg, 2006.
9. Sanyal S. The end of population growth. London: Deutsche Bank, 2011.
10. Бялко А. В. Мировое народонаселение и вариации климата // Природа. 2018; 7: 51–57.
11. Byalko А. V. World population: Its connection with climate variations // Patterns and Mechanisms of Climate, Paleoclimate and Paleoenvironmental Changes from Low-Latitude Regions. Zhang Z., Khélifi N., Mezghani A., Heggy E. (eds.). Conference of the Arabian Journal of Geosciences, 2018. Springer, 2019: 167–169. DOI: 10.1007/978-3-030-01599-2_39.
12. Snobelen S. D. Isaac Newton, heretic: the strategies of a Nicodemite // British Journal for the History of Science. 1999; 32(4): 381–419. DOI: 10.1017/s0007081499003751.

^* This I mention not to assert when the time of the end shall be, but to put a stop to the rash conjectures of fancifull men who are frequently predicting the time of the end, & by doing so bring the sacred prophesies into discredit as often as their predictions fail [12].