Von Alessio Zaccone via Phys.org
Als 2008 der Dokumentarfilm „Demographic Winter“ und 2009 dessen Nachfolger „Demographic Bomb“ erschienen, habe ich ausführlich über den Bevölkerungsrückgang geschrieben. Die Dokumentarfilme wurden von Sozialwissenschaftlern auf der Grundlage solider Beweise erstellt. Achtzehn Jahre später haben es die technokratischen Nerds endlich begriffen. Erstaunlicherweise hält sich der Mythos der Überbevölkerung hartnäckig – dank Verrückten wie Paul Ehrlich, der 1968 „The Population Bomb“ schrieb. ⁃ Patrick Wood, Herausgeber.
In einer neuen Open-Access-Studie, die ich gemeinsam mit meinem verstorbenen Kollegen Kostya Trachenko von der Queen Mary University of London veröffentlicht habe, stelle ich eine überraschend einfache nichtlineare mathematische Gleichung vor, die das Bevölkerungswachstum der letzten 12.000 Jahre zusammenfasst und auf mögliche, drastische Zukunftsszenarien hinweist, sollten sich die globalen Umweltkrisen verschärfen.
Die Studie, die in der Fachzeitschrift Chaos, Solitons & Fractals veröffentlicht wurde, stellt ein nichtlineares „Rate-Feedback“-Modell für das globale Bevölkerungswachstum vor, das ich ursprünglich gemeinsam mit Trachenko in einem anderen Kontext erarbeitet hatte, nämlich der Physik ungeordneter Materialien wie Gläser und amorpher Feststoffe.
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Wir zeigen nun, dass dieselbe Mathematik viele der wichtigsten Bevölkerungswachstumsmuster reproduzieren kann, die in den letzten 12.000 Jahren beobachtet wurden, vom Neolithikum bis zur Moderne.
Im Gegensatz zu klassischen demografischen Modellen, die das Wachstum entweder als exponentiell oder als logistisch behandeln, kann unser neuer Rahmen mithilfe eines einzigen Parameters auf natürliche Weise zwischen mehreren historischen Regimen wechseln. In manchen Zeiträumen wuchs die menschliche Bevölkerung langsam und stetig; in anderen beschleunigte sich das Wachstum explosionsartig. Nach unserer Herleitung können diese Verschiebungen alle aus derselben zugrunde liegenden nichtlinearen Dynamik hervorgehen.
Unser Modell greift zudem eine der berühmtesten Vorhersagen der Bevölkerungswissenschaft wieder auf: das „Weltuntergangsszenario“, das 1960 von Heinz von Foerster und Kollegen vorgeschlagen wurde, die mathematisch extrapolierten, dass die Weltbevölkerung um das Jahr 2026 gegen unendlich tendieren würde.
Die Menschheit hat diesen Verlauf vermieden, da die Geburtenraten weltweit zurückgingen, doch unsere neue Studie argumentiert, dass die zugrunde liegende Mathematik des außer Kontrolle geratenen Wachstums unter bestimmten Bedingungen immer noch wieder auftreten kann.
Um die Theorie zu überprüfen, haben wir unsere Gleichung (manchmal auch als Trachenko-Zaccone-Gleichung bezeichnet) mit empirischen Bevölkerungsdaten aus verschiedenen historischen Epochen verglichen. Wir stellten fest, dass das Modell sowohl „komprimierte exponentielle“ Wachstumsphasen, wie die rasche Expansion im Industriezeitalter, als auch das langsamere „gestreckte exponentielle“ Regime, das das globale Bevölkerungswachstum seit etwa 1970 geprägt hat, erfolgreich nachbildet.
Der provokanteste Teil unserer Arbeit untersucht hypothetische Zukunftsszenarien. In unserer Basisanalyse führt der aktuelle globale Trend nicht zu einer katastrophalen Singularität, wie sie von von Foerster und seinen Mitarbeitern vorhergesagt wurde, da der maßgebliche Parameter in einem stabilisierenden Regime verbleibt.
Wir haben jedoch auch modelliert, was passieren könnte, wenn große Umweltkrisen der Erde durch Klimakollaps, Pandemien, Konflikte oder Ressourcenknappheit abrupt strenge Grenzen der Tragfähigkeit auferlegen würden.
Unter einer bewusst konservativen Worst-Case-Annahme, dass die nachhaltige Tragfähigkeit der Erde plötzlich auf etwa 2 Milliarden Menschen sinkt, sagt unser Modell einen raschen globalen Bevölkerungsrückgang voraus, bei dem sich die Menschheit bis etwa zum Jahr 2064 potenziell halbieren könnte.
In dem Artikel betonen wir, dass es sich hierbei nicht um eine Prognose handelt, sondern um ein illustratives mathematisches Szenario, das zeigen soll, wie empfindlich die Bevölkerungsdynamik auf abrupte ökologische oder gesellschaftliche Veränderungen reagieren kann. Wir betonen, dass der aktuelle Verlauf relativ stabil bleibt und keinen unmittelbar bevorstehenden Zusammenbruch impliziert.
Über die Demografie hinaus glauben wir, dass diese Arbeit interessant sein könnte, um Ideen aus der Physik der kondensierten Materie in die Bevölkerungswissenschaft zu übertragen. Dieselben mathematischen Strukturen, die verwendet werden, um zu beschreiben, wie sich die atomare Dynamik in Gläsern im Laufe der Zeit entspannt, scheinen in der Lage zu sein, zu beschreiben, wie menschliche Gesellschaften über Jahrhunderte hinweg wachsen, sich stabilisieren und möglicherweise destabilisieren.
Unserer Analyse zufolge bietet der mathematische Rahmen eine kompakte Möglichkeit, mögliche Zukunftsszenarien – von nachhaltiger Stabilisierung über ungebremstes Wachstum bis hin zum plötzlichen Zusammenbruch – innerhalb einer einheitlichen mathematischen Sprache zu untersuchen.
