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在1650年时，人类的人口数量大约为5亿左右，其年增长率约为0.3%，按照这一速度大约要240年才会翻一番。
到1900年时，人口数量达到16亿，年增长率在0.7%～0.8%之间，大约需要100年才会翻一番。
到1965年时，人类的人口数量达到33亿，年增长率已经提高到2%，只需要36年就会翻一番。因而，1650年以来人口的增长不仅仅是指数型的，而事实上是“超”指数型的，增长率本身也在增长。增长率的增长是由于一个令人高兴的原因：死亡率在下降。虽然出生率也在下降，但要更慢一些。因此人口就膨胀了。
1965年以后，死亡率继续下降，但平均出生率下降得甚至更快（见图2-5）。在人口从33亿增加到2000年的刚刚超过60亿的同时，人口的年增长率也从2%下降到1.2%。
图2-5 世界人口变迁
注：出生率和死亡率之差决定了人口的增长速度。在1965年之前，人类的平均死亡率比出生率下降得要快，所以人口增长率是不断提高的。1965年以来，平均出生率下降得比死亡率要快，所以人口增长率出现了明显的下降，尽管这一增长仍然是呈指数型的。
资料来源：联合国。
人口增长率的转向是一个令人吃惊的变化，它表明，文化因素上所发生的一些重要变化使得人们开始选择家庭的规模，而技术因素上所发生的一些重要变化使人们能够有效地实现这种选择。全世界每个妇女所生育的孩子数量从20世纪50年代的平均5个下降到20世纪90年代的平均2.7个。在欧洲，当进入21世纪时，一个完整家庭的规模是平均每对夫妇拥有1.4个孩子，明显低于人口更替所需要的数量。
据预测，欧洲人口将缓慢下降，从1998年时的7.28亿下降到2025年时的7.15亿。
生育率的下降并不意味着世界总人口的增长会停止，或指数型增长会停止。这只意味着人口倍增的时间延长了（从年增长2%需要36年延长到年增长1.2%需要60年），并且可能会进一步延长。2000年地球上人口净增加的数量事实上比1965年时要高出很多，尽管增长率降低了。表2-3给出了原因：2000年时较低的增加率要乘以更大的人口基数。
到20世纪80年代后期，世界人口的年增加量最终不再增加了。但是，2000年增加的7500万人口仍然相当于在这一年中每星期都要增加超过9个纽约市那么多的人口。更精确地说，由于几乎全部增长都发生在南方国家，相当于在一年中又增加了一个菲律宾的人口。即便是对未来人口出生率的下降做出乐观的预测，仍然会有巨大的人口增长，特别是在那些非工业化国家（见图2-6）。
图2-6 世界的年人口增长
注：直到最近，世界每年新增的人口数量才不再增长。据联合国预测，年增加量将很快出现急剧下降，这种预测基于假定非工业化国家的人口出生率会迅速下降。
主导人口系统的核心反馈结构如图2-7所示。
图2-7 出生反馈圈与死亡反馈圈
图2-7中，左边是产生指数型增长的正反馈圈。人口基数越大，每年出生的人口越多。右边是一个负反馈圈。在正反馈产生失控的增长的同时，负反馈会制约这种增长，把系统控制在一个可接受的范围内，或者让系统回到稳定状态，在这种状态下系统存量基本上处于一个稳定值。当某一要素发生变化时，负反馈会沿着圆圈不断传递这种变化的结果，直到回过头来沿与最初的变化相反的方向来改变这一要素。
每年死亡的人数等于总人口乘以平均死亡率——可能的平均死亡率。每年出生的人口等于总人口乘以平均生育率。人口增长率等于生育率减去死亡率。当然，生育率和死亡率都不是固定不变的，它们取决于经济、环境以及诸如收入、教育、保健、节育技术、宗教、污染水平和人口年龄结构等人口学因素。
关于出生率和死亡率如何变化以及为什么全球人口增速会下降的最广为人知的理论，是所谓的人口过渡学（demographic transition），这一理论也被纳入到我们的World3模型中。根据这一理论，工业社会之前的生育率和死亡率都是比较高的，人口增长也比较慢。当营养和健康服务得到改善后，死亡率就会下降。在经过一两代的滞后之后，生育率与死亡率之差，也就是出生率提高了，并带来人口的快速增长。最后，当人类的生活和生活方式完全进入到工业社会模式后，出生率也开始下降，人口增长趋缓。
图2-8给出了6个国家或地区的实际人口变动的统计。可以看到，在很早就已经工业化了的国家/地区，例如瑞典，其出生率和死亡率都下降得非常慢，它们之间的差距始终不是很大，人口的年增长率从来没有超过2%。在整个人口过渡过程中，绝大多数北方国家的人口最多增长5倍。到2000年时，很少有工业化国家/地区的生育水平能超过人口更替的要求，大多数都面临着未来人口数量的下降。那些人口仍然在增长的工业化国家/地区或者是因为移民涌入，或者是因为处于人口高峰（进入生育年龄的年轻人口比退出生育年龄的老龄人口要多），或者二者兼备。
在南方国家/地区，死亡率下降出现得要晚一些，并且下降得很快，出生率和死亡率之间的差距扩大。这一部分世界所经历的人口增长率要比任何一个北方国家/地区（北美除外，它从欧洲吸收移民的增长率很高）曾经经历的要高得多。许多南方国家/地区的人口已经增长了10倍并且仍然在增长。它们的人口过渡还远没有完成。
图2-8 工业化国家或地区与非工业化国家或地区的人口过渡
图2-8 （续）
图2-8 （续）
注：在人口过渡过程中，一个国家先是死亡率下降，接着是出生率下降。瑞典的人口过渡经历了差不多200年，其出生率一直与死亡率相当接近。在此期间，瑞典的人口数量增长了不到5倍。日本的例子是一个国家在不到一个世纪的时间里实现了人口过渡。与现在已经实现了工业化的国家相比，20世纪后期非工业化国家经历的出生率与死亡率之间的差距要大许多。
资料来源：N.Keyfitz and W.Flieger；J.Chesnais；联合国；美国人口咨询局（PRB）；英国国家统计局（ONS）。
人口学家解释了为什么数据显示人口过渡与工业化是相关联的。驱动因素比单纯的收入增长要复杂得多。例如，图2-9给出了多个国家/地区的人均收入（以每人每年的国民总收入计算，即GNI
）与出生率的相关性。很明显，在高收入和低出生率之间有很强的相关关系。同样明显的是，特别是在低收入国家/地区，存在显著的例外。例如中国，其低出生率与其收入水平的关系就很反常。在一些中东和非洲国家，其高出生率与其收入水平的关系也很反常。
图2-9 出生率与人均国民总收入（2001年）
注：对于一个变得越来越富裕的国家来说，其人口出生率是趋于下降的。在最贫困的国家，出生率从每年每千人20～50个不等。但没有任何一个富裕国家的出生率超过每年每千人20个。
资料来源：美国人口咨询局（PRB）；世界银行。
有观点认为，导致出生率降低的最直接、最重要的因素，不是经济的规模或富裕程度，而是经济发展真正触及到所有家庭的生活的程度，特别是妇女的生活。比人均GNI更重要的解释变量是诸如教育与就业（特别是妇女的）、节育、低婴儿死亡率以及收入分配的相对平等和机会的平等。
中国、斯里兰卡、哥斯达黎加、新加坡、泰国、马来西亚以及其他一些国家的经验都表明，当绝大多数家庭都能得到文化教育、基本的健康保健和节育措施时，即便是在中等收入水平，出生率也会下降。
在出生率方面，World3模型中包含很多相互抵消的力量。我们假定一个更富裕的经济体会提供更好的营养和健康保健，这些会导致死亡率的降低；同时，它也能提高节育水平并降低婴儿死亡率，这些又导致出生率的下降。我们假定，经过较长一个时期和一定的滞后之后，通过提高孩子成长的成本和降低他们给父母带来的即时经济利益，工业化能降低家庭的合意规模。我们假定，短期的收入提高可以使一个家庭在合意的范围内抚养更多的孩子，但如果出现短期的收入增长停滞，结果会相反。
换句话说，通过假定对收入增加和下降只有较小的、短期的反应，该模型通常能产生出长期的人口过渡。一开始，模型中人口的指数型增长趋势是很强的，接着，在压力、机会、技术以及一些工业革命变量的作用下，人口增长变得缓和起来。
现实世界中，在新千年来临的时候，人口增长仍然是指数型的，尽管增长率在下降。导致这种下降的原因比单纯用人均收入来解释要复杂得多。经济增长并不能确保人类福利的改善，或给妇女更大的选择自由，或降低出生率。但增长的确有助于这些目标的达到。除了个别明显的特例外，世界上最低的出生率的确更多发生在世界上最富裕的国家。因此，无论是在World3模型中还是在现实世界中，理解经济增长的原因和结果都显得更加重要。