Важнейшей целью Ассоциации является привлечение внимания общества к проблемам будущего, начинать решать которые необходимо уже сегодня.
Сингулярная точка эволюции?
Автор: Панов Александр Дмитриевич
Темы: кризисы, сингулярность, эволюция
3 Масштабная инвариантность последовательности планетарных революций
Нетрудно видеть, что длительности исторических эпох (промежутков времени между фазовыми переходами) последовательно сокращаются. Это явление есть проявление хорошо известного эффекта «ускорения исторического времени». Ускорение исторического времени имеет несколько разных проявлений, и проследить за последовательностью планетарных революций — есть один из способов придать этому представлению количественную форму. Некоторые другие способы будут упомянуты ниже.
Оказывается, промежутки между революциями не просто сокращаются, но последовательно сокращаются в среднем в одной пропорции, порождая сходящуюся геометрическую прогрессию. Это дает последовательность точек, обладающую свойством, близким к масштабной инвариантности. Это означает просто, что разные участки последовательности (в некотором приближении) могут быть получены друг из друга простым сжатием или растяжением. Как это ни удивительно, масштабная инвариантность охватывает не только весь период человеческой истории или, отдельно, фазовые переходы биосферы, но всю эволюцию планетарной системы длительностью около 4-х млрд лет, включая чисто биологическую и, затем, социальную эволюцию, как нечто единое. Социальная история оказывается гладким масштабно-инвариантным продолжением биологической эволюции.
Мы опускаем детали методики количественного исследования последовательности точек фазовых переходов, отсылая читателя к нашей статье [45]. Здесь отметим, что с помощью несложной математической процедуры было найдено, что каждая последующая фаза эволюции планетарной системы в среднем в a = 2,67±0,15 раз короче предыдущей. Режим масштабно-инвариантного ускорения приводит к неожиданному, но, по-видимому, совершенно неотвратимому выводу: так, как эволюция протекала в течение 4-х миллиардов лет, с момента возникновения жизни и до наших дней, она может продолжаться лишь конечное время, причем мы вплотную подошли к точке окончания масштабно-инвариантной планетарной истории.
Поясним суть явления на простом примере. Предположим, длительность первой фазы некоторого процесса равна единице, и каждая последующая фаза короче предыдущей в два раза. Тогда вторая фаза закончится в момент времени 1 + 1/2 = 1,5, третья фаза закончится в момент 1,5+0,5/2 = 1,75, третья в момент 1,75 + 0,25/2 = 1,875 и так далее, но сколько бы в процессе ни было фаз, ни одна из них не закончится позже момента времени 2; двойка является пределом последовательности точек фазовых переходов такого процесса. Да и весь процесс с таким режимом ускорения обязан завершиться к моменту времени 2. То же самое имеет место и в случае реальной планетарной эволюции, с той только разницей, что длительность первой фазы была 2,5 млрд лет, а каждая последующая короче предыдущей не в два, а, в среднем, в 2,67 раза.
На существование предела последовательности фазовых переходов человеческой цивилизации обратил внимание И. М. Дьяконов, и он был им назван точкой сингулярности [12, стр. 352]. Мы видим, что эта сингулярность относится не только к человеческой истории, но и ко всей планетарной эволюции, так как всю ее охватывает масштабная инвариантность. Длительность фаз развития вблизи сингулярности должна стремиться к нулю, а количество переходов в единицу времени — к бесконечности. Как реально растет плотность планетарных революций, показано на рис. 1. Непосредственно видно, как скорость эволюции уходит в бесконечность вдоль вертикальной асимптоты. Численный анализ (экстраполяция последовательности фазовых переходов) показывает [45], что ожидаемая точка сингулярности лежит в 2015 году с ошибкой в 15-20 лет — то есть в ближайшем будущем, либо даже в настоящем.
Формулировка полученного результата такова. Среди всех планетарных событий имеется последовательность событий, отличающихся особенной глубиной перестройки планетарной системы, и именно эти события образуют последовательность, обладающую свойством масштабной инвариантности. Этот результат устойчив относительно имеющейся неопределенности в датировке этих событий. Предел последовательности приходится на 2000-2030 год.
Следует заметить, что вывод о масштабной инвариантности последовательности фазовых переходов и математическая формула, описывающая такую последовательность, не представляют собой «теорию эволюции». Это есть лишь феноменологическое описание определенной последовательности экспериментальных фактов. Такое описание не может иметь силы доказательства для предсказания отдаленного будущего, но является вполне серьезной основой для выдвижения и обсуждения гипотез. Некоторые такие гипотезы будут рассмотрены в следующем разделе.
В то время как наше описание эволюции надо рассматривать как чисто феноменологическое, существует динамическая теория, объясняющая ускоряющийся темп эволюции биосферы и общества. Это динамически-стратегическая теория (dynamic-strategy theory) Г. Д. Снукса [5-7]. Суть теории состоит в том, что как генетические изменения, так и изменения в технологии есть такие процессы, в которых выход одной парадигмы является входом следующей, что порождает эффект положительной обратной связи, который и приводит к ускорению. Эта теория есть теория «объяснительного» или, в терминологии ее автора «экзистенциального» типа, но не дедуктивная количественная теория. Она, в частности, не может количественно предсказать темп ускорения эволюции. Но, эта теория поддерживает наши феноменологические результаты.
Идея ускорения эволюции в масштабно-инвариантном режиме не нова. Следует отметить, что уже Г. Д. Снукс, анализируя биосферные изменения, в 1996 году предложил фактор ускорения, равный 3, для длительностей рассматриваемых им «волн жизни» и интенсивности этих волн, выраженной в терминах генерируемой ими биомассы [6,стр. 79]. Фактор 3 близок к полученной нами оценке 2,67±0,15.
На масштабную инвариантность последовательности исторических эпох начиная с верхнего палеолита до наших дней, и, как уже упоминалось выше, на существование сингулярности истории, указывал И. М. Дьяконов [12, стр. 352], не давая, однако, явной оценки фактора ускорения и положения точки сингулярности. В работе С. П. Капицы [13] вывод о масштабной инвариантности последовательности исторических эпох был распространен на всю историю человечества, начиная с возникновения гоминид, и для фактора ускорения предложено значение 2,5-3,0.
Вывод о существовании точки сингулярности истории делался также на основании закона роста населения земного шара [46, 13]. Население длительное время росло по гиперболе, и если закон роста не изменится, то гипербола должна обратиться в бесконечность в районе 2025-2030 года. Практически та же дата, что и в нашем анализе (2015 год) получается из совершенно других соображений.
А. Е. Чучина-Русов [14, стр. 361-374], в основу анализа положил последовательность «культурно-экологических формаций». Выделяя четыре такие формации (начиная примерно с времени верхнего палеолита) с соотношением длительностей 104:103:102:101 Чучин-Русов приходит к существованию предела этой последовательности вблизи 2015 года, который назван им «точкой схождения». Все та же дата получается уже третьим независимым способом, причем метод Чучина-Русова вместе с методом «планетарных революций» и методом «населения Земли» наводит на мысль, что способ выбора масштабно-инвариантной системы меток, по которым можно проследить за ускорением исторического времени, или, вообще, за темпом эволюции, далеко не единственен.
Анализ периодичности планетарной эволюции в рамках масштабно-инвариантной последовательности фазовых переходов имеется также в книге [15], однако подход отличается от нашего. Во-первых, анализ, хотя и начинается, фактически, с момента возникновения жизни (в работах [15] это событие отнесено на 4,2 млрд лет назад), но не доводится до точки сингулярности, а обрывается примерно на времени неолитической революции (по данным [15] около 9,5 тыс. лет назад). Во-вторых, в модель априорно вносится показатель ускорения времени эволюции, точно равный числу e ~ 2,718. Точки фазовых переходов интерпретируются не как биосферные или социальные революции, а как геологические и климатические события. В такой модели не совсем понятно, какой смысл могла бы иметь точка сингулярности (которая неотвратимо появляется и в этой модели, но игнорируется ее авторами). Тем не менее, последовательность фазовых переходов, которые приводят авторы [15], с разумной точностью повторяет последовательность выделенных нами революций (кроме точек поздней социальной истории, которые в [15] не рассматриваются). Объясняется это тем, что экспериментальное значение a = 2,67 действительно очень близко к числу e.
Идеологически близка к настоящему исследованию также работа С. Н. Гринченко [16]. В ней строится периодизация процесса эволюции на основе масштабно-инвариантной по времени последовательности ступеней формирования «механизмов системной памяти». Причем здесь анализ охватывает всю планетарную эволюцию и последовательно доводится до констатации существования точки сингулярности и вычисления ее положения. Этот анализ, возможно, указывает на возможность выбора системы маркеров скорости эволюции, связанной с механизмами системной памяти, но, по нашему мнению, его конкретная реализация в [16] вызывает вопросы. В анализ искусственно вводится априорно заданный коэффициент ускорения эволюции, который постулируется равным ee=15,15…. Уже отличие такого априорного выбора от выбора работы [15] говорит о том, что он далеко не очевиден. Далее, в работе [16] выбираются две реперные точки, одна из которых относится к изобретению книгопечатания (1445 год), а другая — к изобретению электронной памяти компьютера (1946 год), а все другие фазы развития системной памяти получаются из этого интервала масштабным преобразованием с коэффициентом (ee)n. Такой подход сразу вызывает возражение, так как по непонятным причинам игнорируются такие существенные этапы развития системной памяти, как, например, запись изображений (фотография, 1840-е годы), запись звука и кино (конец 19-го столетия) в аналоговой форме. Эти события имели значение не меньшее, чем изобретение книгопечатания, при этом аналоговая память аудио-видео информации качественно отличается как от тиражирования информации путем печати текста, так и от цифровой памяти компьютера. Однако, основная идея, использованная в работе [16], близка к подходу, использованному и в настоящей статье, и кажется интересной. Точка сингулярности по оценке С. Н. Гринченко падает на 1981 год, что не так уж сильно отличается от нашего значения (2015 год).
Возможно, каждый из упомянутых методов, приводящих к представлению о масштабной инвариантности эволюции или к существованию точки сингулярности, не является абсолютно убедительным. Но то, что к очень близким выводам независимо приходят разные авторы, исходя из весьма различных соображений, заставляет рассматривать вывод об масштабной инвариантности эволюции и существовании точки сингулярности как достаточно вероятный.
Одно замечание в заключение этого раздела. Как уже отмечалось, 19-я революция (распад мировой системы тоталитарной плановой экономики) не является общепринятой, поэтому не использовалась при получении приведенных выше численных результатов. Но любопытно, что это событие почти идеально ложится на экстраполяцию автомодельной зависимости: 1950 + (1950 – 1835)/2,67 ~ 1993. Это указывает на то, что события 1985-1991 гг. вполне могут иметь статус планетарной революции, и полученные результаты обладают определенной предсказательной силой.