различные природные ресурсы, и нагрузка на природную среду постоянно возрастает. Существуют разные мнения о пределе этой нагрузки, однако явных свидетельств о том, что рост населения Земли существенно зависит в настоящее время от этих факторов, не зафиксировано. Тем не менее необходимо учитывать наличие факторов нагрузки на природную среду и некоторые из них мы отметим.
15. SС – используемая людьми площадь Земли. Доля поверхности Земли, которую занимает человечество, постоянно возрастала, и в настоящее время люди используют почти всю поверхность суши и малую часть водной поверхности. Площадь суши Земли около 150 млн км2.
16. Sh – территория, необходимая для обеспечения существования одного человека. На дату, близкую к дате сингулярности (2014 год), на одного человека приходится: в Японии 0,3 га земли, в Индии – 0,29 га, в Великобритании – 0,41 га, причем из этой площади существенную часть занимают горы и другие не пригодные к обработке территории. Таким образом, при современном уровне технологий для существования одного человека достаточно порядка 0,3 га = 0,003 км2 суши.
Современная нагрузка на поверхность суши составляет в среднем около 50 чел./км2. Максимальная нагрузка в конце демографического перехода составит около 70 чел./км2, что не намного больше, чем сейчас, и потому представляется некритическим. В начале существования человечества эта нагрузка составляла около одного человека на 1 500 км2.
17. Среди других параметров важными являются нагрузки на следующие ресурсы: энергетические, воздушную среду, пресную воду, пахотные земли (около 10 % суши), ископаемые, биоразнообразие и др. Соответствующие параметры мы будем вводить по мере их рассмотрения.
2.3. Анализ размерности и подобия
Таким образом, система параметров, которые характеризуют человечество как единую систему, включает в себя следующий, близкий к минимальному, набор параметров:
t, Т, Т0, Т1, N, N0, Nmax, G, m, γ, Z, Zh, Z0, SС, Sh. (2.1)
Из них четыре параметра являются переменными: Т, N, G, Z, а одиннадцать – константами, характеризующими человечество:
t, Т0, Т1 , N0, Nmax, m, γ, Z0 Zh, SС, Sh. (2.2)
Система параметров, характеризующих человечество, определена на следующей совокупности независимых размерностей:
[T], [N], [G], [Z], [S]. (2.3)
Размерности параметров системы (2.3) следующие: время [Т] – год, число людей [N] – чел., ВВП [G] – долл./год, объем знания [Z] – у.к., используемая площадь Земли [S] – км2.
Согласно Пи-теореме теории размерностей[76], это означает, что система безразмерных параметров, определяющих человечество как систему, может быть уменьшена на пять единиц по сравнению с количеством размерных параметров (2.2).
В качестве безразмерных переменных для изучения данной системы можно использовать следующие комбинации:
Т/t, N/Nmax,
Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. – М., 1977. – С. 440.
