Читать книгу Взломать старение. Почему теперь мы сможем жить дольше - Пётр Федичев - Страница 5

Во вселенной эпопеи «Основание» Айзека Азимова группа исследователей во главе с математиком Гэри Селдоном разработала новую теоретическую дисциплину – психоисторию. Новая область знаний была основана на применении методов статистической физики к анализу исторических событий галактического масштаба и предсказанию будущего. Книга была написана под влиянием классического труда Эдуарда Гиббона «Истории упадка и крушения Римской империи» и описывает гипотетическую цивилизацию будущего, способную контролировать ход своей истории.

Именно «Основание» принесло Азимову признание. А прежде, чем стать классиком научной фантастики, Азимов был биохимиком, а потому тонко чувствовал возможности и ограничения научного метода. Вот почему доктор Селдон, как альтер эго автора, хорошо понимал, что новое возникает из суммы частей и, несмотря на то что невозможно предугадать поступки каждого человека, поведение больших масс людей гораздо более предсказуемо, а значит, исторические процессы можно описать универсальными математическими законами. В Галактической Империи Азимова когда-то проживало 500 квинтиллионов (миллионов триллионов) людей.

Если пользоваться терминологией Азимова, то как раз психоистория составляла предмет интереса профессора моей альма-матер, МФТИ, Сергея Капицы (сына нобелевского лауреата Петра Капицы, известного популяризатора науки, создателя и ведущего передачи «Очевидное-невероятное»). С учетом того, что вплоть до начала этого века на Земле успело прожить, сменяя друг друга, свыше 100 млрд людей, Сергей Петрович предложил модель, описывающую самые общие законы развития нашей цивилизации.

Интуитивно кажется, что цивилизация устроена настолько сложно, что никакое разумное математическое описание исторических процессов просто невозможно. Даже если бы кто-то рискнул, для решения такой задачи пришлось бы одновременно измерять и анализировать огромное количество параметров, результат был бы примерно такой же, как с долгосрочным прогнозом погоды.

На помощь приходит свойство сложных систем, хорошо известное в физических науках. Речь идет об универсальности: как бы сложно ни было бы устроено взаимодействие между частями, масштабные изменения требуют вовлечения огромного количества людей и значительного времени, а значит, единицей исторического процесса является не личность, а очень большой коллектив. Сергей Капица считал, что исторические изменения требуют совместных действий (грубо, по порядку величины) около 100 000 людей. Это же означает, что детали взаимодействия между участниками исторического процесса эффективно усредняются и перестают зависеть от индивидуальных особенностей людей или случайных обстоятельств. Количество – это само по себе качество, а идея, овладевшая умами миллионов, становится материальной силой.

Похожий аргумент срабатывает при обсуждении свободы воли. Каждый поступок отдельного человека представляется результатом решения, которое может быть произвольным, то есть случайным. Но, если понаблюдать за одним человеком или коллективом в течение долгого времени, мы увидим, что в среднем решения принимаются исходя из культурных норм или даже генетической предрасположенности. Таким образом, поведение человека может быть непредсказуемым в ближайшие 10 минут, но практически предопределенным в среднем, например за месяц или год, если мы знаем этого человека достаточно хорошо.

Сильная взаимосвязь между компонентами системы означает, что, зная одну какую-то величину, можно легко оценить значения всех остальных. Хорошим примером может быть высокая корреляция рыночной стоимости различных компаний (или акций), торгуемых на бирже. В хорошие времена все акции дорожают, в плохие – все падают в цене. Корреляции существуют между акциями отдельных компаний и между биржевыми индексами – например, между индексами S&P 500 и Dow Jones, S&P 500 и NASDAQ и т. д. Вот почему состояние экономики как целого можно «считать», наблюдая любой индекс X, данные о котором так же регулярно показывают в новостях, как и информацию о погоде.

Другим примером взаимозависимости параметров сложных систем является пропорциональность числа видов (а не особей!), населяющих территорию и площади доступной среды обитания. Этот любопытный эффект объясняет исторический успех империй: большие государства не только пользовались плодами труда многочисленных подданных, но и могли похвастаться разнообразием специальностей.

В каждой, даже маленькой, стране есть мэры и полицейские. В очень больших странах, кроме того, встречаются балерины и космонавты. Пилотируемая космонавтика есть в США (население – более 300 млн человек) и в Китае (более 1,4 млрд). В космос летали на своих кораблях и граждане Советского Союза (свыше 300 млн жителей). Можно предположить, что при существующем уровне развития техники специальность «конструктор пилотируемых космических аппаратов» востребована в экосистемах, насчитывающих от нескольких сотен миллионов жителей, то есть скоро на орбиту на своих космических кораблях полетят представители Индии и Европейского союза, а граждане России, скорее всего, со временем будут летать на чужих.

Вернемся к обсуждению человеческой цивилизации как целого. Человечество – это та самая сложная система с огромным количеством обратных связей, а значит, оно тоже должно следовать универсальным закономерностям. Любой дисбаланс между подсистемами, например между богатым и изнеженным городом и нищей, но воинственной степью, немедленно становится предметом «арбитража» – в виде успешной торговли или разорительной войны. В этих условиях все подсистемы «выравнивают» свои ключевые показатели, становятся зависимыми и похожими друг на друга. Вот почему для описания свойств всей конструкции в целом окажется достаточно знания одного из множества возможных свойств. Подходящей величиной для описания общего состояния здоровья или прогресса цивилизации является численность населения планеты.

От чего же она зависит? В самом простом случае скорость роста популяции увеличивается пропорционально количеству способных к размножению особей – в нашем случае числу одновременно живущих на планете людей. Если доступные для размножения ресурсы ничем не ограничены, такая группа животных может расти очень быстро, в геометрической прогрессии. Так, например, колонии бактерий кишечной палочки и золотистого стафилококка в лабораторных условиях удваиваются каждые 20 или 30 минут соответственно. Экспоненциальный рост (возрастание в геометрической прогрессии) встречается и за пределами естественных наук или биологических систем: по статистике, в прошлом веке средства, инвестируемые на бирже, удваивались каждые 6–12 лет.

В 1798 году Томас Мальтус опубликовал свой ставший знаменитым трактат «Очерк о законе народонаселения»[11], где предположил, что население на планете растет экспоненциально, а способность производить продукты питания – лишь линейно. В результате неизбежного сокращения пищевых ресурсов в расчете на душу населения каждые 25 лет возникает так называемая мальтузианская ловушка – перенаселение, от которого общество избавляется только в результате эпидемий и войн.

Если бы только Мальтус мог знать, насколько был не прав! Оказывается, население планеты растет еще быстрее! В 1960 году в журнале Science была опубликована статья физика из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне Хайнца фон Ферстера и его коллег Патрисии Мора и Лоуренса Амиота[12], где на основе исторических демографических данных с самого начала нашей эры было выведено эмпирическое уравнение роста численности населения Земли, прозванное уравнением Судного дня:

Особенностью уравнения Судного дня является предсказываемая им сингулярность, то есть наступление момента времени, когда значение растущей величины устремится в бесконечность. Этот день приходится на пятницу, 13 ноября 2026 года. «Сингулярное» поведение наблюдается во многих демографических и экономических моделях, а ожидание сингулярности послужило основой целого ряда как восторженно-оптимистических, так и апокалиптических предсказаний.

Если исходить из этого уравнения, то рост народонаселения подчиняется гиперболическому закону. Гиперболический рост быстрее экспоненциального – каждое следующее удвоение численности жителей Земли занимает вдвое меньше времени.

Что же лежит в основе и каковы пределы гиперболического роста? Ответ на этот вопрос и попытался найти Сергей Капица. Суть его концепции заключается в следующем: овладев сначала разговорным, а потом и письменным языком, человек получил способность работы в составе огромных групп людей; одновременно возникли навыки накопления и передачи негенетической информации.

В то время как гены и навыки непосредственно можно передать лишь небольшому числу потомков или соплеменников, обмен информацией практически неограничен и пропорционален количеству возможных взаимодействий-контактов между людьми, то есть квадрату размера популяции. Это математическая основа гиперболического роста, при котором популяция начинает расти тем быстрее, чем больше людей живет одновременно.

По оценкам Сергея Капицы[13], новый режим роста возник примерно 1,4 млн лет назад. Эту точку в истории нашей планеты можно считать точкой бифуркации, или «взрывом интеллекта», то есть естественной границей палеонтологии и археологии. Ископаемых данных мало, но несколько условно этот момент во времени можно отождествить с появлением Homo erectus (человека прямоходящего). Точность этого отождествления спорна, да и не важна: современные археологические находки и генетические исследования заставляют думать, что на планете сосуществовали, воевали и поедали друг друга сразу несколько видов разумных обезьян. Гораздо важнее то, что с тех пор население растет, следуя универсальным законам, уже около 1,5 млн лет, на которые пришлись похолодания и потепления.

Человеческая цивилизация растет и не испытывает ни ресурсных, ни климатических ограничений. В математической экологии известно, что размер популяции меньше у животных бо́льшей массы. Численность людей и сопутствующих людям животных, таких как мыши и коровы, на планете превышает математически прогнозируемую на четыре порядка. Согласно оценкам ученых из Вейцмановского института (Израиль), опубликованным в журнале Nature в 2020 году[14], общий вес антропогенной массы (то есть совокупности всех материалов, производимых человеком, – от мусора до машин и зданий) буквально в последние годы впервые превысил биомассу на планете (более 1,1 тератонны). Это значит, что теперь не человек приспосабливается к природным условиям, а сама природа должна изменяться, подстраиваясь под траекторию развития человеческой расы.

Знаменитый физик Нильс Бор как-то заметил, что сделать точный прогноз очень трудно, особенно если это касается будущего. В 2021 году (время написания книги) уже понятно, что связанный с перенаселением апокалипсис в 2026 году не состоится. О чем же на самом деле говорит нам уравнение Судного дня?

Капица предположил, что ограничение роста все же происходит, но вовсе не в результате войн или эпидемий, как предполагал 200 лет назад Мальтус. Так как гиперболический рост связан с накоплением и передачей знаний от человека к человеку, возможности роста фактически становятся ограничены только физическими возможностями человека. Теория предсказывает, что рост должен замедлиться незадолго до приближения сингулярности, как только все быстрее сокращающееся характерное время, связанное с удвоением знания, начнет приближаться к времени, необходимому для смены поколения людей – носителей этого знания.

Сингулярности бывают только в наших теориях. В реальном мире вместо сингулярности произойдет (и на самом деле происходит) качественная смена режима роста населения планеты. Анализ данных по динамике населения планеты за последние тысячи лет показывает, что рост количества жителей Земли начал замедляться, как только время удвоения численности населения сократилось до 45 лет. Гиперболический рост остановился в силу физиологического ограничения: вплоть до совсем недавнего времени средняя продолжительность жизни человека составляла те же 40–45 лет.

Та самая сингулярность на самом деле является точкой, начиная с которой дальнейший гиперболический рост населения планеты невозможен. Математическая сингулярность в реальном мире стала точкой бифуркации – демографического перехода к другому качеству развития цивилизации. Модель Капицы предсказывает, что рост человечества замедлится, население планеты выйдет на плато в 12–14 млрд людей, а переходный период начался во второй половине XX века и займет 50–100 лет (то есть происходит на наших глазах и закончится за время жизни одного поколения людей).

Теоретическая история профессора Капицы нам дорога не только потому, что невероятно технопозитивна. Во-первых (и это самое важное), теория предсказала и объяснила демографический переход и стабилизацию населения планеты 50 лет назад, когда признаки демографических изменений были минимальными, а большинство футурологов опасалось перенаселения и катастроф.

Во-вторых, максимально возможное количество живущих на планете людей, оказывается, зависит не от количества доступной пищи или влияния человеческих масс на биосферу. Ничего подобного! Предельная численность жителей планеты ограничена скоростью взросления и передачи знаний следующему поколению людей, то есть вполне себе биологически, социально и даже генетически предопределенными (а значит, и модифицируемыми!), в первую очередь продолжительностью жизни. В теории Капицы мировые проблемы в точке демографического перехода, который мы сейчас все переживаем, находят свое решение в области биотехнологии и медицины.

В романах Азимова Гэри Селдон предсказал распад Галактической Империи и сотни лет кризиса. Недаром считается, что дистопии продаются лучше, а в жизни все гораздо прозаичнее. Профессор Капица спрогнозировал, что в результате демографического перехода численность населения становится устойчивой по отношению к случайным колебаниям численности (например, в результате эпидемий, голода и войн). А значит, войн станет меньше – человечество вступает в эпоху устойчивого развития при стабильной численности.

Гиперболический рост является результатом совместной деятельности людей. Чем больше людей живет на планете, тем больше скорость изменений. Вот почему каждое следующее удвоение численности населения, а наряду с ним и любой другой важной переменной происходит за вдвое меньшее время. На человеческом языке это означает, что сам ход истории ускоряется, что ведет к нарушению выработанных за тысячелетия ценностных и этических представлений общества, правил сосуществования и преемственности между поколениями. Сергей Капица назвал это интуитивное свойство человеческой истории ускорением исторического (или субъективно ощущаемого) времени.

Жизнь наших родителей еще не так уж сильно отличалась от жизни пращуров. Профессию и уклад выбирали один раз на всю жизнь: сын кузнеца становился кузнецом – иными словами, люди часто в буквальном смысле повторяли биографию своих родителей. И только в последние 100–200 лет скорость общественных и технологических изменений так выросла, что люди начали замечать прогресс.

Скорость преобразований продолжает расти, и на сегодня она увеличилась настолько, что профессиональные навыки, полученные в молодости, могут утратить свою актуальность за 5–10 лет после окончания института. На наших глазах почти исчезли некоторые виды бизнеса, где раньше было занято значительное количество людей, например туристические агентства. Среднее время жизни крупнейших компаний из списка S&P 500 сократилось за последние 100 лет с 65 до 15 лет.

Демографический переход – это наглядная демонстрация того, как человечество преодолевает сингулярность в уравнении Судного дня. Вблизи особых точек корреляции, или, говоря проще, взаимозависимости, между различными процессами нарастают и поэтому в ближайшие десятилетия произойдут одновременные и многочисленные изменения общественного устройства и отношений.

Традиционалисты опираются на опыт прошлых лет и отчаянно сопротивляются на всех уровнях – от борьбы с глобализацией до усилий по сохранению института традиционной семьи, но каждый раз оказываются на неправильной стороне истории, а потому неизбежно проиграют. Еще в середине прошлого века США считались (и до сих пор имеют соответствующую репутацию) крайне религиозной страной: более 90 % американцев ассоциировали себя (или не отваживались говорить обратное) с какой-либо из религиозных конфессий. Доля людей, определяющих себя как атеистов, агностиков или не имеющих определенной религиозной принадлежности, начала увеличиваться в конце 1950-х и в 1960-х годах, удвоилась[15] в 1990-х годах и к 2019 году достигла 26 %, продолжая расти.

Изменения демографической структуры подрывают все устои общества. Так, например, институт брака, ранее рассчитанный на долгую жизнь после свадьбы (в прежние времена брак заключался в 13–15 лет и длился до конца жизни) и ощутимую вероятность смерти женщины при родах, просто не выдерживает стремительного роста продолжительности жизни. Вот почему сейчас 42–45 % первых браков заканчиваются разводом в среднем за семь лет. В последующих браках ситуация еще хуже – 60 % из них заканчиваются разводом.

Теперь, когда женщины в развитых странах рожают мало, в подавляющем большинстве случаев успешно переносят роды и продуктивно работают долгие годы после рождения детей, как никогда важным становится обеспечение равных прав мужчин и женщин на работе и в обществе. Еще пару столетий назад об этом можно было бы не думать просто в силу физиологических причин. Неслучайно, таким образом, борьба за право голоса и гражданские права женщин позволила добиться первых значимых практических результатов только в последние полвека, в непосредственной близости от демографического перехода.

Демографические данные показывают, что стабилизация численности населения сопровождается резкой сменой структуры популяции (распределения одновременно живущих людей по возрастам), одновременным резким увеличением продолжительности жизни и резким снижением рождаемости. Оказывается, увеличение продолжительности жизни – это решение, выбранное нашим видом в качестве средства от перенаселения!

С начала прошлого века средняя продолжительность жизни практически удвоилась. В развитых странах одновременно уменьшилось и количество детей в одной семье. Примерно к началу 2030-х годов общее число граждан в возрасте свыше 60 лет впервые превзойдет число подростков до 16 лет. Это означает, что в ближайшие годы произойдет демографический переход, а возрастная структура общества перевернется в пользу пожилых. И намечающееся «серебряное цунами» не менее драматично, чем широко обсуждаемое изменение климата.