NASA 資助研究：工業文明正朝「不可逆的崩壞」前進？

Nasa-funded study: industrial civilisation headed for 'irreversible collapse'?
http://www.theguardian.com/environment/earth-insight/2014/mar/14/nasa-civilisation-irreversible-collapse-study-scientists

自然與社會科學家開發出的新模型，闡明眾危機的「完美風暴」如何瓦解全球體系。

Posted by Nafeez Ahmed
Friday 14 March 2014

一項由 NASA Goddard 航太中心所資助的研究強調了這個觀點：由於非永續性的資源開發與日益不公平的財富分佈，全球工業文明在未來數十年內將會崩壞。

注意到這類「崩壞（collapse）」警告常被視為非主流（fringe）或是可議的（controversial），故這項研究試圖使令人信服的歷史資料，變得有意義，證明「興衰過程實際上是一種在歷史中到處都可發現的循環週期。」嚴重文明擾亂的例子，由於「急遽崩壞 -- 通常持續好幾個世紀 -- 已變得相當常見。」

這項研究計畫是基於一項新的跨學門「Human And Nature DYnamical（HANDY，人類與自然動力學）」模型，由應用數學家 Safa Motesharrei（國立社會--環境綜合中心／National Socio-Environmental Synthesis Center，由 NSF 所資助）所領導，與一個自然科學家及社會科學家的團隊合作。這個基於 HANDY 模型的研究已獲同儕複審的 Elsevier 期刊，Ecological Economics，認可發表。

它發現，根據歷史性記錄，即便是先進、複雜的文明都容易受到崩壞的影響，這產生一個關於現代文明的永續性問題：

"羅馬帝國，與同樣古老的（advanced）漢朝、孔雀王朝（Mauryan）、笈多帝國（Gupta Empires），以及更古老的美索不達米亞帝國的衰敗，全都見證這個事實：先進的、精密的、複雜的以及有創造力的文明，全都同樣脆弱、無常。"

藉由研究這些過去崩壞例子的人類--自然動態，這個計畫確認出最顯著的相關因素，那解釋文明的衰退，而那也許能幫判定今日的崩壞風險：即，「污染」、「氣候」、「水」、「農業」與「能源」。

當這些因素匯集產生二種關鍵的社會特徵（social features）時，它們能導致崩壞：「施加在生態負荷量上的應變所導致的資源濫用（the stretching of resources due to the strain placed on the ecological carrying capacity）」；以及「社會經濟分層為精英〔富有〕與大眾（或平民）〔貧窮〕（the economic stratification of society into Elites [rich] and Masses (or "Commoners") [poor]）」。這些社會現象「在過去五千年來的所有例子中，無論是在崩壞的特徵上或是進展中都扮演著一種中心角色。」

目前，高度的經濟分層直接連結到資源的過度消耗，而大部分位於工業化國家內的「精英」，得為這些負責：

"....所累積的盈餘最終不會分佈到整個社會，而是被精英所控制。大量的人口，雖然製造了財富，卻只由精英分配一小部份，通常只是或略高於可以生存的程度。"

這項研究挑戰那些主張科技將透過增加的效率而解決這些挑戰的人：

"技術性變革能使資源運用的效率增加，不過那也會使「人均資源消耗（per capita resource consumption）」與「資源提取的規模（the scale of resource extraction）」傾向於上揚，所以，在缺乏政策效應的情況下，所增加的消耗通常將增加的資源運用效率給抵銷了。"

過去二世紀以來，農業與工業的生產力增加，（主要）來自於「資源生產量（resource throughput）的增加（而非減少），」儘管在同時期也有明顯的效率增益。

將一系列不同的情境塑模（modelling），Motesharri 及其同僚下結論表示：在「密切反映出今日世界真實性（的情況下）....我們發現，崩壞難以避免。」在這些情境之中的第一個，文明：

".... 顯然在一條可持續發展的路線上維持相當長的一段時間，但即便使用最理想的消耗率（depletion rate）以及從非常小的一群精英數量開始，「精英們」終將消耗過多，在平民中導致飢荒，那最終造成社會的崩壞。值得注意的是，L 型的崩壞是由於「無意之中所引發的飢荒」，那導致勞動者的喪失，而非自然的崩壞。"

另一種情節聚焦在持續不斷的資源開發，發現，"在消耗率更大的情況下，平民的（人口）下降會更快發生，雖然精英仍將興旺，不過當平民最終完全崩壞後，緊接著就是精英了。"

在二種情節中，精英財富寡占意味著他們有能力緩衝來自於「環境崩壞所產生的絕大多數有害效應，而且比平民維持的更久」，讓他們能繼續「照常營業（business as usual，BAU，指二氧化碳排放基線），儘管浩劫即將到來。」他們指出，相同的機制能解釋「對災難性路線顯然無視於中的精英們（最明顯的出現在羅馬與瑪雅的例子中），如何讓歷史上的崩壞發生。」

將此教訓應用到我們當代的預測上，這項研究警告：

"雖然某些社會成員也許會提出警告，系統正朝一種即將發生的崩壞移動，也因而倡議對社會進行結構性的改變以避免它，不過精英與他們的支持者（那反對進行這些改變），「到目前為止」還能指出「長期永續發展的路線」以支持啥事都不必做。"

然而，科學家指出，情節最糟的例子並非無可避免，並指出，若尚未鋪路朝向一個更穩定的文明時，適當的政策與結構性改變能防止崩壞。

二種關鍵解決方案是，減少經濟的不平等，以及確保更公平的資源分佈，此外，藉由倚賴較不緊張（intensive，密集、集約）的可再生資源，以及減少人口增加，來大幅減少資源的消耗：

"如果對自然的人均消耗速率能減少到一種永續的程度，而且資源能夠以合理公平的方式分佈，那麼崩壞可以避免，且人口能達到平衡。"

NASA 資助的 HANDY 模型，為政府、企業與商業 -- 以及消費者 -- 提供一個高度可信的「起床號」，藉以承認「二氧化碳排放基線（Business as Usual，BAU）」無法維持，而政策與結構改變需要即刻進行。

雖然此研究大部分都是理論性質，不過其他更聚焦在經驗上的研究 -- 例如 KPMG 與英國政府科學辦公室所作的 -- 已提出警告，食物、水與能源危機的匯流（convergence）能在大約 15 年內創造出一個「完美風暴」。不過這些「二氧化碳排放基線（BAU，假設在完全不採取任何溫室氣體減量的要求下，一個國家任由自由市場力量引導，所增加的溫室氣體排放量）」預測可能顯得相當保守。

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Dr Nafeez Ahmed is executive director of the Institute for Policy Research & Development and author of A User's Guide to the Crisis of Civilisation: And How to Save It among other books. Follow him on Twitter @nafeezahmed

※ 相關報導：

＊ SESYNC, UMD Researchers to Publish Paper in Ecological Economics
http://www.sesync.org/news/handy-ecological-economics

＊ Human and Nature Dynamics (HANDY): Modeling Inequality and Use of Resources in the Collapse or Sustainability of Societies
http://www.sesync.org/sites/default/files/resources/motesharrei-rivas-kalnay.pdf （PDF）

Safa Motesharrei, Jorge Rivas, Eugenia Kalnay
March 19, 2014

There are widespread concerns that current trends in resource-use are unsustainable, but possibilities of overshoot/collapse remain controversial. Collapses have occurred frequently in history, often followed by centuries of economic, intellectual, and population decline. Many different natural and social phenomena have been invoked to explain specific collapses, but ageneral explanation remains elusive.

In this paper, we build a human population dynamics model by adding accumulated wealth and economic inequality to a predator-prey model of humans and nature. The model
structure, and simulated scenarios that other significant implications, are explained. Four equations describe the evolution of Elites, Commoners, Nature, and Wealth. The model shows Economic Stratification or Ecological Strain can independently lead to collapse, in agreement with the historical record.

The measure "Carrying Capacity" is developed and its estimation is shown to be a practi-cal means for early detection of a collapse. Mechanisms leading to two types of collapses are discussed. The new dynamics of this model can also reproduce the irreversible collapses found in history. Collapse can be avoided, and population can reach a steady state at maximum carrying capacity if the rate of depletion of nature is reduced to a sustainable level and if resources are distributed equitably.

Keywords:
Human-Nature Dynamics; Societal Collapse; Carrying Capacity; Overshoot vs. Sustainability; Economic Inequality; Ecological Strain.

＊ 預測世界動盪不安的數學模型
＊ 糧食安全 國家安全
＊ 美擬設氣候韌性基金
＊ 友善開發共生共榮

＊ 樹、螞蟻與大象：平衡變壞了
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