呈指数型增长的事物

指数型增长的发生有两种不同的渠道。如果一个实体是自我再生的，那么这种指数型增长就是天生的；如果一个实体是在什么东西的驱使下呈指数型增长的，那么这种增长就是衍生出来的。

所有的生物，从细菌到人，都属于第一类。生物是由生物产生出来的。我们用图2-4来说明一个自我再生的人口的系统结构。

上面这个图取自于我们的系统动力学原理，并且它是相当精确的。围绕人口母体的这个环形表示人口母体是一个存量——一个积累量，是过去所有增加和减少的母体的净值。箭头表示原因或结果，它们会以多种方式施加影响。在这个图中，上面的箭头代表物质流动的结果，表示新繁衍的细胞流入并增加到存量，即人口中。下面的箭头代表影响信息，表示存量的大小影响到新繁衍人口的数量。只要增长率没有什么改变，存量越大，新产生的细胞就越多。（当然，有些东西肯定会改变增长率。为简单起见，我们在这个图中忽略了这些变化因素。我们在后面会对此进行分析。）

环形中央的“+”号表示这两个箭头一起形成了一个正反馈或者说是加强型反馈圈。正反馈是一种自我闭合、自我增强的因果关系链。这种反馈使得对环中任何位置任何要素的改变都会导致沿着这个因果链依次传递下去，最终在同一方向上再次改变最初发生变化的因素。一次增加会引起更多的增加，一次减少会最终导致更多的减少。

在系统动力学中，正反馈这一标题并不一定意味着这个循环会产生好的结果。它只是指沿着这个循环方向是不断加强的因果关系。同样，负反馈圈也不一定就意味着会产生不好的结果，我们稍后会进一步讨论这一问题。事实上，负反馈常常是稳定的。说这种反馈是负的是指在这个循环圈上是相矛盾的、相反的或是平衡的因果关系。

一个正反馈圈可能会是一个“良性循环”也可能会是一个“恶性循环”，取决于它所产生的增长是它所希望的还是不希望的。正反馈会使发酵的面包呈指数型增长，同样会使你存在银行账户里的钱以指数型增长的方式产生利息，这些都是有益的。但是，正反馈也会使农作物爆发病害，或使你咽喉上的感冒病毒增多，这些都是无益的。

只要一个系统存量处于一个正反馈圈中，这个存量就具有指数型增长的潜在可能。这并不意味着它一定会呈现指数型增长，然而，如果没有什么约束，它就有这种指数型增长的能力。增长会受到许多因素的制约，例如缺乏营养（在繁衍的例子中）、温度过低或出现其他物种（在病害的例子中）。在人类人口增长的例子中，鼓励、不鼓励、目标、目的、灾害、疾病、意愿等都是制约的因素。增长率会随着时间不断变化，会由于地点的变化而改变。但是，如果没有受到某种约束的限制，繁衍、病害或人口的增长都会呈现指数型。

工业资本存量是另外一种会呈现天然的指数型增长的东西。机器和工厂会制造出新的机器和工厂。一个钢厂生产的钢材可以用来建另一个钢厂；一个零部件工厂生产出的零部件能把生产零部件的机器连接起来；一个赚钱的生意可以把赚到的钱再投入进去以扩大生意。在工业经济这种自我再生产、增长导向的生产方式中，无论是实物资本还是货币资本都能产生出更多的资本。

在一个工业化的世界中，产生经济每年以自身一定百分比增长（例如3%）的期望不是偶然的。这种期望是在几个世纪以来资本不断产生更多资本的经验之上演化而来的。进行储蓄并为未来投资已经成为惯例，把总产出的一部分拿出来进行投资以期望它能在未来产生更多的产出。只要资本的这种自我再生产没有受到消费需求、劳动力供给、原材料、能源、投资基金或其他可能限制这种复杂工业系统增长的因素的限制，一个经济就会呈指数型增长。像人口一样，资本具有产生出指数型增长“行为”的天然系统结构（一个正反馈圈）。当然，经济不可能像人口那样总是增长，但是，经济体就是为增长而构建的，并且一旦被构建出来，它们就会呈指数型增长。

在我们这个社会中还有许多其他东西也具有指数型增长的能力。暴力或许就是天生指数型增长的，腐败看来也是自我繁殖的。气候变化也呈现一种正反馈关系。例如，温室气体排放导致更高的温度，更高的温度又引起北极冻土的加速融化。当冻土融解时，它会释放出甲烷。甲烷是一种强烈的温室气体，它使得地球的温度进一步升高。一些正反馈在World3模型中清楚地反映出来。我们把影响土壤肥力的因素纳入到模型中。技术种类也呈指数型增长，我们在第7章对此进行了试验。我们确信，主导人口和工业增长过程的力量也是驱使整个人类社会超越其极限的主要力量。我们后面将集中讨论这些。

在人类社会中，人口和生产资本是指数型增长的发动机。其他东西，如粮食生产、资源消耗以及污染，它们呈指数型增长不是因为它们在自我倍增，而是因为它们为人口和资本的增长所驱使。地下水中的杀虫剂不会自我再生出更多的杀虫剂，地下的煤炭也不会自我再生出更多的煤炭，这里不存在正反馈。从物理和生物角度看，1公顷土地能生产出6吨小麦，但要在1公顷土地上生产出12吨小麦却不容易。在某一点上，当达到极限时，不容易再将粮食产量或矿物开采量翻一番，比过去翻一番要困难得多。

因而，长期以来粮食生产、材料和能源使用已经在呈指数型增长，但这种增长不是由于它们自身在结构上具有这种能力，而是由于人口和经济的指数型增长需要更多的食物、材料和能源并且成功地生产出了这些。同样，污染和废弃物的增长不是因为它们自身具有正反馈结构，而是因为人类经济活动所消耗的材料和所使用的能源的量在不断增长。

World3模型的一个核心假定就是人口和资本在结构上具有指数型增长的能力。这不是一个随意的假定。这一假定得到了地球社会经济体系的可观测特征以及历史变化模式的支持。人口和资本的增长必然导致人类生态足迹的增长，除非或直到人类的消费倾向发生深刻改变或资源的使用效率戏剧性地得以提高。迄今为止这些变化都没有发生。人类的人口、资本项目以及支撑它们的能源流和物质流都已经呈指数型增长了至少一个世纪，尽管这种增长不是平滑的、简单的、也不是没有受到过来自其他反馈圈的强烈冲击。世界比这要复杂得多。World3模型也是如此，这我们后面会看到。 G1W3Rj12h6OJtYbuzpcD512z6EHuBoeHKQYnghEkuBITTMtoZMBUjIKGVx7YZB2f