Азбука системного мышления

Население и промышленная экономика: вид запасов с одним усиливающим и одним балансирующим циклами

Что происходит с системой, когда усиливающий и балансирующий циклы обратной связи воздействуют на один и тот же запас? Такой тип структуры — один из самых распространенных и важных. Помимо всего прочего, именно он используется для описания совокупности проживающих на определенной территории людей и любой экономической системы.

На численность населения влияют усиливающий цикл обратной связи, приводящий к его росту (определяется показателем рождаемости), и балансирующий цикл обратной связи (определяется показателем смертности населения).

Если показатели рождаемости и смертности не изменяются с течением времени (что редко случается в реальных системах), то система ведет себя предсказуемо, и описать такое поведение достаточно просто: происходит экспоненциальный рост или сокращение численности населения. Характер изменений зависит от того, какой цикл будет сильнее: усиливающий, связанный с показателем рождаемости, или же балансирующий, определяющийся показателем смертности.

Рис. 21. Численность населения регулируется усиливающим циклом (за счет рождаемости) и балансирующим циклом (за счет смертности)

Например, в 2007 году численность населения во всем мире составляла 6,6 млрд человек. Так как в тот период коэффициент рождаемости, равный примерно 21 рождению в год на 1000 человек, был выше, чем коэффициент смертности, составлявший 9 смертей на 1000 человек, то усиливающий цикл обратной связи преобладал над балансирующим. Если бы коэффициенты рождаемости и смертности оставались неизменными по величине, то человек, рожденный в 2007 году, к 60 годам увидел бы, что население планеты увеличилось более чем вдвое, как показано на рисунке 22.

Рис. 22. Гипотетический рост численности населения при постоянных значениях показателей рождаемости и смертности на уровне 2007 года (21 рождение и 9 смертей на 1000 человек)

Если бы вследствие ужасной болезни коэффициент смертности повысился бы до значения 30 смертей на 1000 человек, в то время как коэффициент рождаемости оставался бы на уровне 2007 года, то есть 21 рождение на 1000 человек в год, тогда балансирующий цикл, основанный на показателе смертности, начал бы преобладать в системе. Ежегодно умирало бы больше людей, чем рождалось, и численность населения постепенно начала бы уменьшаться (рис. 23).

Рис. 23. Гипотетическое сокращение численности населения при значении коэффициента рождаемости на уровне 2007 года (21 рождение на 1000 человек), но при более высоком значении коэффициента смертности (30 смертей на 1000 человек)

Более интересно рассмотреть вариант, который учитывает, что со временем коэффициенты рождаемости и смертности изменяются. В долгосрочных демографических прогнозах, разрабатываемых ООН, обычно предполагается, что по мере развития стран средний уровень рождаемости будет снижаться, приближаясь к уровню воспроизводства, составляющему примерно 1,85 ребенка на каждую женщину. до недавнего времени предполагалось, что уровень смертности также будет снижаться, но медленнее (он и так достаточно низкий во многих странах). Однако в связи с эпидемией ВИЧ/СПИДа ожидается, что средняя продолжительность жизни в следующие 50 лет будет расти медленнее в регионах, где выше число ВИЧ-инфицированных.

Изменение величины потоков (рождаемости и смертности) приведет к изменению величины запаса (численности населения). На графике это будет представлено кривой. Если, например, величина коэффициента рождаемости в мире будет падать и в 2035 году сравняется с величиной коэффициента смертности, а далее оба показателя останутся стабильными, то численность населения также не изменится, и рождаемость окажется на одном уровне со смертностью в динамическом равновесии, как показано на рисунке 24.

Рис. 24. Стабилизация численности населения при равных значениях показателей смертности и рождаемости

Такое поведение системы — наглядный пример обратимого доминирования циклов с обратной связью. Концепция доминирования очень важна в системном мышлении. Когда один цикл доминирует над другим, он оказывает более сильное влияние на поведение системы. Так как в системах часто несколько конкурирующих циклов обратной связи действуют одновременно, то их поведение предопределяется именно доминирующими циклами.

Когда коэффициент рождаемости превышал коэффициент смертности, в системе преобладал усиливающий цикл, и мы видели на графике экспоненциальный рост численности населения. Однако этот цикл постепенно ослабевает с падением уровня рождаемости, в какой-то момент мощности циклов, зависящих от рождаемости и смертности, выравниваются, ни один из них не доминирует, и имеет место динамическое равновесие.