САМООРГАНИЗУЮЩИЕСЯ СИСТЕМЫ (systemity) wrote,
САМООРГАНИЗУЮЩИЕСЯ СИСТЕМЫ
systemity

Category:

Демографическая карта мира. Часть IIa




Часть IIa. Карта цивилизационного напора 
Часть I.  Все народы равны, но некоторые из них равнее (systemity.livejournal.com/486556.html)


В предыдущем разделе мы затронули вопрос о том, что рост продолжительности жизни и уровня доходов происходит не только у населения тех стран, которые заметно больше других вносят свой вклад в улучшение жизни на Земле. Создаётся впечатление, что картина всеобщего улучшения жизни народов в длительной перспективе, которая вырисовывается из статистических данных за 200 лет, представленных в лекции проф. Х.Рослинга, не может быть в полном объёме объяснена ни международной помощью слаборазвитым странам, ни результами диффузионных процессов, вызванных миграцией населения. Рост благосостояния похоже не является и механическим ответом на приобретение независимости, поскольку население множества стран, давно получивших независимость, живёт в условиях, которым трудно позавидовать.  В мире наблюдается явно консолидированный, хотя и неравномерный, процесс улучшения жизни всего населения, и этот процесс в какой-то степени проявляет признаки спонтанности. 

Существует феномен системной организации, называемый самоорганизующимися системами (СоС). С каждым годом число справочной литературы, посвящённой этому феномену растёт, в то время как ничего конкретного из практических и теоретических подходов, позволяющих исследовать это широко распространённое в природе и обществе явление, не наблюдается. Как всегда, профессиональные лекторы в таких случаях нацелены на то, чтобы сообщить, что учёные давным-давно знают об этих проблемах. Ничего, мол, нового! Об этом, как всегда и во всём, прекрасно был осведомлён ещё Платон, а также  другие древнегреческие философы, на эту тему интенсивно думали мыслители в средние и в не очень средние века: синергетика, нелинейные системы, хаос и т.д. 

Но это стремление популяризаторов научных знаний упростить стоящую перед наукой практически неразрешимую проблему разбивается о практическую невозможность предсказать поведение реальных самоорганизующихся систем. Таких, например, как погода на Земле, человеческий мозг, Вселенная, экономика, субатомные системы, социальное поведение и многое другое. Собственно говоря, с этим обстоятельством (с непредсказуемостью) в первую очередь и связана кажущаяся неисчерпаемость классической науки.
 

За последние несколько лет сформулировано множество определений того, что следует считать самоорганизующимися системами. Мне кажется, что наиболее адекватным определением является то, которое дал гениальный создатель кибернетики Норберт Винер. Он разделил все системы на имеющие центр управления  и системы, не имеющие центра управления и проявляющие структурно-функциональную активность за счёт спонтанного взаимодействия составляющих систему элементов. 

Последние - самоорганизующиеся системы  - Н.Винер сравнивал с "чёрным ящиком", поведение которого можно исследовать не иначе, как, наблюдая за реакцией этого "чёрного ящика" на воздействие внешней среды. Любое вмешательство в механизм функционирования "черного ящика" элиминирует последний как таковой, исследованию подвергается уже не исходная система, а система, искажённая внедрением наблюдателя-исследователя, которая как угодно сильно может отличаться от исходной нативной. Очень точно на эту тему высказался Мефистофель, обращаясь к Студенту в "Фаусте" Гёте:
 
"Кто хочет что-нибудь живое изучить, 
Сперва всегда его он убивает, 
Потом на части разнимает, 
Хоть связи жизненной  - увы там не открыть."

Классическая современная наука не рассчитана на исследование СоС, поскольку подобные системы можно исследовать только лишь в их неразрывной целостности, а существующие методы количественного исследования основаны на редукционизме. Применяемые подходы представляют собой различные специфические методы приближения к изучаемым системам, не дающие, однако, никаких гарантий того, что полученные с их помощью данные будут реально отображать процессы, происходящие в изучаемых СоС. В общем (и в лучшем) случае поведение последних можно лишь имитировать, и, насколько мне известно, не существует иных методов имитирования поведения самоорганизующихся систем кроме разработанной нами компьютерной программы "MeaningFinder". 

В основу программы "MeaningFinder" положены три патента [1-3] и два десятка лет исследовательской работы в области эволюционной трансформации матриц сходства. Описание этой компьютерной программы с детальным объяснением причин, по которым она позволяет реально имитировать поведение СоС, я дам ниже в следующих частях этой публикации. 

Если я начну эту публикацию с описания методов и обсуждения теоретических положений, то подавляющее число потенциальных читателей, которых могли бы весьма заинтересовать полученные в этой работе результаты, не имея о них представления, просто прекратят знакомство с текстом, насыщенным техническими деталями. По этой причине прежде всего я ознакомлю читателей с результатами, полученными с помощью этой программы для того, чтобы в итоге сосредоточиться на детальном обслуживании тех из них, которых  эти результаты заинтересуют. Именно для этих читателей я подробно остановлюсь на описании особенностей программы "MeaningFinder", специально абстрагировавшись от проблем демографии, хотя по существу эта публикация только ей и посвящена. Подобная организация подачи материала вызвана ещё и тем, что у читателей могут возникнуть специфические вопросы по методам исследования, на которые я сумею в дальнейшем детально ответить. 

В данной работе были исследованы популяционные возрастно-гендерные пирамиды 220 стран за 2000 год (т.е. применён т.н. продольный анализ, упомянутый мною в первой части публикации). При этом использовалось два метода. Первый метод включал в себя сравнение популяционных пирамид отдельных стран с искусственной популяционной пирамидой, вычисленной таким образом, чтобы содержание последующих возрастных когорт было на 30% меньше предыдущих при том, что суммарная доля возрастных когорт отдельно для мужчин и отдельно для женщин равнялась единице. Т.е., например, мальчиков возрастом до 4 лет включительно в этой искусственной пирамиде  на 30% было больше мальчиков возрастом от 5 до 9 лет (соответственно, доли 0.3007 и 0.2105) и т.д.. 

В результате проведённого сравнения с использованием метода распознавания образов [3] все 220 популяционных пирамид расположились в ряд в зависимости от степени их несходства с этой модельной пирамидой, которую я обозначу в дальнейшем "ЕХ30". Использованный мною метод  [3] позволял измерять именно степень несходства (dissimilarities) в данном случае по набору 34 демографических параметров. Оказалось, что наибольшее несходство с "ЕХ30" проявило Монако (91.9%), а наименьшее - Уганда (29.0%). 

Второй использованный мною метод (определение индекса кооперативности СоС), детали которого я опишу позднее в следующих частях этой публикации, был несколько сложнее. Он позволял установить некий коэффициент, отражающий степень привязанности каждой страны (в данном случае через их популяционные пирамиды) ко всей системе, представляющей собой суммарное населения планеты Земля. Зависимость этого коэффицента, названного мною "power of connectnedness" (P220), от степени несходства популяционных пирамид с искусственной пирамидой "ЕХ30", представляла собой две последовательные кривые, похожие на кривые нормального распределения, включающие в себя, соответственно, 132 страны (группа Уганды) и 88 стран (группа Монако). 



Рисунок 1.  Распределение 220 стран по группам

В двух словах метод определения индекса кооперативности основан на представлении о том, что структурно-функциональную основу  самоорганизующихся систем составляет спонтанное взаимодействие составляющих их элементов. В данном конкретном случае такими взаимодействующими элементами являются популяционные пирамиды различных стран, каждая из которых включает в себя 34 параметра. Определение индекса кооперативности основано на предположении, что функционирующие СоС не могут состоять из идентичных элементов, взаимодействующих идентичным образом.

Исходя из этого предположения, при введении в систему определенного числа копий какого-то элемента этот элемент вместе с копиями должен будет выпасть из системы в виде отдельного кластера. inert mass. Подобная ситуация возможна лишь в одном единственном случае, если анализируемая система ведёт себя, как самоорганизующаяся. Эффект отделения кластера при увеличении числа копий может быть достигнут лишь с помощью компьютерной программы "MeaningFinder", которая позволяет имитировать поведение самоорганизующихся систем. В последующих частях этой публикации я расскажу об алгоритме, который позволяет осуществлять такого рода имитацию.

Таким образом, 
"power of connectnedness" (Р) страны Х. в самоорганизующейся системе населения Земли определяется как число добавленных копий популяционной пирамиды страны Х. к суммарному количеству всех популяционных пирамид, начиная с  которого (с числа копий) анализируемая система делится на два кластера: Х и все остальные. Из сказанного ясно, что коэффициент Р220 каждой страны является результатом оценки поведения этой страны во всей целостной системе народонаселения Земли.        

Более детальное исследование, проведённое с использованием некоторых вновь разработанных мною приёмов, которые будут описаны в следующих частях публикации, показало, что между группой Уганды и группой Монако расположена чётко дифференцируемая промежуточная группа государств, отмеченная на приведённом графике желтым цветом. Таким образом, удалось выделить три группы (группа Уганды - точки красного цвета, Промежуточная группа (желтые) и группа Монако (кружочки зелёного цвета)), включающие в себя, соответственно, 94, 62 и 64 страны. На приведённом выше рисунке 1 промежуточная группа соединяет страны группы Уганды и страны группы Монако. 

Наличие независимой промежуточной группы можно продемонстрировать с помощью нескольких методических приёмов. Один из них, который я здесь продемонстрирую, заключался в определении т.н. коэффициента "Кех". Для этой цели помимо коэффициентов кооперативности популяционных пирамид 220 стран (Р220) определялись коэффициенты кооперативности отдельных стран в системе, в которой к популяционным пирамидам 220 стран была добавлена искусственная популяционная пирамида ЕХ30 (Р221ех). Коэффициент Кех равнялся отношению значений Р221ех к значениям Р220.  На рисунке 2 приведены данные, которые со всей определенностью демострируют существование промежуточной группы, независимой от группы Монако и группы Уганды.



Рисунок 2. Демонстрация наличия промежуточной группы.
 
Как уже было сказано, все методические подробности, включая таблицы со значениями полученных коэффициентов, будут приведены мною ниже в последующих частях и подробно прокомментированы. Но начну я обсуждение полученных данных с карты мира, на которой обозначена принадлежность исследованных 220 стран к трём выделенным нами группам.



Рисунок  3. Карта группирования стран по их влиянию на цивилизацию (Кликнуть три раза для полного увеличения)

На приведённой выше карте, которую можно было бы назвать "картой цивилизационного напора",  государства группы Уганды, обозначены красным цветом, государства, принадлежащие к промежуточной группе - желтым цветом и государства, принадлежащие к группе Монако - зелёным цветом. Прежде всего обращает на себя внимание тот факт, что групповая принадлежность стран имеет выраженный региональный характер. Так, "желтые" занимают подавляющую часть Центральной и Южной Америки, а также Юго-Восточную Азию. К ним относится Турция, Индия, Индонезия, Шри Ланка, все страны с преимущественно китайским населением за исключением Гонконга, Малайзия, Таиланд, Вьетнам. 

"Красные" занимают практически всю Африку за исключением ЮАР, Туниса и Габона - одного из самых состоявшихся государств на Африканском континенте, а также Ближний Восток за исключением Израиля и Ливана и существенную часть Центральной Азии. К "зелёным" странам относится вся Европа, вся Россия, Северная Америка, Япония, Австралия, Новая Зеландия и некоторые др. страны. Из азиатских, африканских и южноамериканских стран к группе "зелёных" относятся лишь Япония и Уругвай.

Обращает на себя тот факт, что при большом числе возможных сочетаний "зелёные" страны непосредственно граничат с "красными" только в одном случаях: Это Россия-Монголия. Через Гибралтар, правда, граничат ещё Испания и Марокко, но в этом случае граница ничтожно мала. Во всех остальных случаях между "зелёными" и "красными странами" располагаются "желтые". 

Прежде чем приступить к обсуждению полученных закономерностей, нелишне будет ещё раз обратить внимание на то, что продемонстрированное на карте группирование основано на очень простом принципе, исключающем малейший намёк на субъективность в оценке исходных данных. Это группирование базируется на несходстве (dissimilarity) официально опубликованных популяционных пирамид за 2000-й год с искусственно рассчитанной популяционной пирамидой ЕХ30 такого типа, который обычно характерен для слаборазвитых стран. 

При вычислении степени несходства популяционных пирамид с модельной пирамидой EX30, как будет подробно показано в последующих частях этой публикации при объяснении работы т.н. "информационного тиристора" [3], нет ни малейшей возможности оказать воздействие на значение коэффициентов несходства, и фактор субъективности здесь нацело исключен. Используемый в качестве вероятностного фактора параметр Р220 служит лишь цели визуализации групп, но никоим образом не влияет на взаимное расположение стран по шкале несходства. В отсутствие параметра Р220 мы бы имели непрерывный ряд значений несходства для исследованных стран и не могли бы различать группы.   

После приведённых выше уточнений и замечаний попытаемся понять смысл полученного группирования стран по их популяционным пирамидам. Хорошо известно, что последние являются весьма консервативным параметром, формируются в течение десятилетий  и отражают особенности социального устройства национальных сообществ.  Более 100 лет назад шведский статистик и демограф А. Сундберг предложил выделять три типа возрастных структур населения: прогрессивный, стационарный и регрессивный. С небольшими допущениями полученное в этой работе группирование близко к группированию, предложенному А. Сундбергом.  Я всего лишь применил точный количественный подход к сравнительной оценке популяционных пирамид.

По А. Сундбергу прогрессивный тип пирамид характеризуется высокой долей детей и низкой долей старшего поколения (соответственно, высоким уровнем сходства с искусственной пирамидой типа "ЕХ30"). В его основе лежит расширенный тип воспроизводства. Возрастная пирамида имеет форму треугольника, в основании которого располагается доля новорожденных, а в вершине - доля самой старой части населения страны. Стационарный тип пирамид по А. Сундбергу отражает простой тип воспроизводства. Пирамиды имеют форму колокола с почти уравновешенной долей детских и старческих когорт. Наконец, третий - регрессивный тип - популяционных пирамид  имеет вид урны и отражает высокую долю пожилых и старых людей и низкую долю детей. 

В дальнейшем я постараюсь привести доводы в пользу того, что пирамиды отдельных стран отражают в себе некоторые текущие особенности целостного населения планеты и что при определенных исторических предпосылках указанные три типа популяционных пирамид могут переходить друг в друга. На этот факт указывают результаты, приведённые на рисунке 4, которые показывают, что обнаруженное группирование проявляется только в том случае, когда анализу подвергается суммарное население Земли. Если вычислять индекс кооперативности только для 94 стран группы Уганды, то в результате получается хаотический набор точек и полное отсутствие даже намёка на нормальное распределение, которое наблюдается при использовании всех 220 стран. Такая же картина наблюдается при вычислении индекса кооперативности Р отдельно для группы Монако и отдельно для промежуточной группы.  



Рисунок 4. Индексы кооперативности для группы Уганды 

На равновесный характер группирования указывает также следующее обстоятельство. Популяционные пирамиды 220 стран за 2000 год помимо искусственно вычисленной пирамиды ЕХ30 сравнивались с другим, альтернативным  видом искусственно вычисленной пирамиды, обозначенной как UN. В этом случае при использовании 17 мужских и 17 женских пятилетних когорт доля каждой пятилетней когорты вычислялась, как 1/17, т.е. равнялась 5.882%. Таким образом, пирамида UN-типа представляла собой по форме даже не урну, а прямоугольник. На приведённом ниже графике можно видеть, что между коэффициентами несходства (dissimilarity) нативных пирамид к искусственным пирамидам UN и EX30 существует чёткая линейная обратно пропорциональная зависимость, иными словами, описанное выше группирование государств по популяционным пирамидам не зависит от того, какая из двух модельных пирамид используется для сравнения с популяционными пирамидами 220 государств. 

Это обстоятельство является одним из проявлений более общей закономерности - того, что в условиях современной глобализации всё население планеты Земля, включая далёкие и малонаселённые острова, представляет собой единную самоорганизующуюся систему, т.е. каким-то образом взаимодействует между собой. В подтверждение сказанного в одной из последующих частей этой публикации я продемонстрирую кластеринг 220 государств по их популяционным пирамидам. Такой кластеринг является имитацией самоорганизующейся системы, когда все элементы (государства) спонтанно взаимодействуют со всеми элементами, и в корне отличается от описанного выше принципа группирования. И тем не менее полученное древо соответствует описанному здесь разделению государств на те же три группы, причём государства, отнесённые к группе "зелёных" нигде не контактируют с государствами, отнесёнными к группе "красных". Интересно, что отдельный подкластер в группе "зелёных" государств образуют 17 государств - бывших республик СССР и европейских государств, принадлежавших к т.н. социалистическому лагерю.



Рисунок 5. Зависмость степени несходства популяционных пирамид 220 стран к модельным популяционным пирамидам UN и ЕХ30.

В одной из следующих частей этой публикации я приведу полную таблицу по всем исследованным странам для углубленного изучения её теми, кого заинтересуют детали методических подходов. Но, как мне кажется, результатов, показанных на приведённой выше карте, вполне достаточно для того, чтобы попытаться сделать выводы. 

Ни у кого не может быть ни малейших сомнений в том, что страны, окрашенные на карте зелёным цветом  (группа Монако), включают в себя все те, которые являлись и являются источниками "цивилизационного давления" на человечество. Именно того давления, результатом которого является повышение продолжительности жизни населения Земли и рост его доходов даже при отсутствии большого желания среди населения некоторых стран - "жертв" этого цивилизационного напора со стороны "зелёных". 

Именно население "зелёных" стран стояло у истоков всех без исключения технологических новшеств, которыми в настоящее время пользуется всё человечество. Речь идёт не только о высокой науке, электроннике, компьютерах и средствах связи. Речь идёт обо всём том, чем и как человечество кормится, во что одевается и обувается, чем развлекается, каким образом общается, чем лечится, на чём передвигается, как упаковывает и транспортирует товары, каким образом добывает полезные ископаемые и производит энергию, как строит свои жилища, чем воюет...

В своей статье в журнале "Tайм" "Неужели лучшие дни Америки уже позади?" (www.time.com/time/printout/0,8816,2056610,00.html) Фарид Закария пишет: "Гарвардский историк Нил Фергюсон, только что написавший книгу "Цивилизация: Запад и все остальные", сформулировал это в историческом контексте: За последние 500 лет Запад создал шесть супер-изобретений, благодаря которым он занял особое место в мире. Первой их переняла Япония, и в течение последнего столетия страны Азии одна за другой внедрили их у себя. Эти шесть изобретений Запада -- конкуренция, современная наука, власть закона и право на частную собственность, современная медицина, общество потребления и трудовая этика. Это и есть секрет западной цивилизации."

Ничего подобного нельзя найти в списке достижений населения стран группы Уганды, помеченных красным. Если многие из этих стран и добывают огромные количества нефти, газа, минералов, то, главным образом, используя технологии, изначально разработанные "зелёными", и привлекая в качестве консультантов и менеджеров специалистов стран группы Монако. По большей же части население стран, помеченных красным, в своей массе живёт так, как жили их предки сотню лет тому назад, и медленно приобщается к современным технологиям за счёт мигрантов, международной помощи, отдельных энтузиастов, с помощью информации, получаемой из доступных СМИ.

Карту изготовил мой соавтор по программе "MeaningFinder" Олег Рогачев 
equisystem 
 
Tags: Демография
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Comments allowed for friends only

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 28 comments