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的在一個圓圈的圓周線上開端和終端是共同赫拉克利特公元前500年 • 我們已經討論了糧食，不可再生的資源和吸收汙染，維持人口以及工業增長所必須的各個因素。 我們已經考察了對每一個因素的需求方面的增長率，以及供應方面的可能的上限。透過對需求增長曲線作簡單的外推，我們已經試圖粗略地估計每一個因素可以繼續按現在的增長率增長多久。我們從這些外推得出了許多有遠見的人已經認識到的結論：人類的許多活動翻一番的時間很短，而且大量活動已經翻了一番並會出乎我們意外地很快接近那些活動增長的極限。 97
外推現在的趨向是考察未來特別是近期未來的一種歷史悠久的方法，當認為這個量不太受系統中到處發生的其他趨向影響時尤其如此。當然，我們在這裡考察的五個因素沒有一個是獨立的。每一個因素經常同所有其他因素相互作用。我們已經提到了某些相互作用。人口沒有糧食就不能成長，糧食， 生產是透過資本增長而增加的，更多的資本需要更多的資源，被拋棄的資源成為汙染，汙染擾亂人口和糧食的增長。 而且，在一較長時期中，每一個因素也反饋影響它自己。例如，1970年糧食生產增加的速度，對 1980年人口多少會有某些影響，它又會決定此後多年糧食生產必須增加的速度。同樣，今後幾年資源消耗的速度，會影響必須維持的資本規模以及地球上剩下的資源數量。於是，現有的資本和可以得到的資源會相互作用，以決定未來資源的供求。 人口、資本、糧食、不可再生的資源，以及汙染，這五個基本數量或標準，是由我們還沒有討論過的其他相互關係和反饋迴路聯絡起來的。很清楚， 不考慮其他所有因素，就不可能確定這些數量的遙遠未來。然而，即使是這種比較簡單的系統，也有複雜的結構。人們可能直覺地理解，它在未來會怎 98
樣表現，或者一個變數最終會怎樣影響其他每一個變數。要達到這樣的理解程度，我們必須擴大我們的直覺能力，使我們能同時瞭解許多複雜的相互聯系的變數。 我們在這一章裡描述了規範的世界模型，作好走向理解這個複雜的世界系統的第一步。這個模型只不過是一種嘗試，使上述已經存在著因果關係方面的五個標準的大量知識集合在一起，並且用相互連結的反饋迴路來表示這種知識。由於這個世界模型在理解這個世界系統增長的原因和極限方面是如此重要，我們將詳細地說明建立模型的過程。 在創立這個模型時，我們遵循四個主要步驟： 1.我們首先列出了五個標準中間的重要的因果關係和探索反饋迴路結構。為此，我們查閱了文獻，並與許多研究領域中的專業人員討論所關心的領域——例如，人口統計學、經濟學、農學、營養學、地質學和生態學。第一步，我們的目的是要發現能反映五個標準之間主要相互作用的最基本的結構。我們推想，在理解了這個簡單的系統以後，可以進一步詳盡描述這個基本結構，反映更加詳盡的知識。 99
2.然後，我們用可以獲得的全球資料，儘可能準確地為每一種關係定量。對於還沒有作全球量度的方面，就用有代表性的區域性的資料。 3.我們用計算機計算所有這些關係在時間上同時的作用。然後，我們檢驗基本假定中數字變化的結果，找出這系統行為的最關鍵的決定因素。 4.最後，我們檢驗了各種政策對我們的全球系統的影響。目前提出的這些政策正在加強或改變這個系統的行為。 這些步驟不必循序前進，因為新資訊常常來自後一個步驟，會使我們回過頭來改變基本的反饋回路結構。這不是一個不可改變的世界模型；相反， 是一個逐漸形成的模型。隨著我們的理解加深，而不斷加以批判和使之現代化。 現在，這個模型的總結，它的目的和侷限性， 它所包含的最重要的反饋迴路，和我們為因果關係定量的一般程式如下。 這個世界模型的目的在第一個簡單的世界模型中，我們只對人口一資本系統的主要行為方式發生興趣。就行為方 100
式來說，我們指的是系統中的變數（例如：人口和汙染）隨著時間進展而變化的趨向。一個變數可以增加、減少，保持不變、波動，或者把這幾種有代表性的方式結合起來。例如，人口在有限環境中增長，能以幾種可能的方式接近這個環境的最終承載能力。如下面所示：它可以用逐漸減低增長率的辦法，平穩地調整到環境極限以下的一種均衡狀態。 或者它可以超過極限。然後，以平穩的方式或者波動的方式重新降低，或者它可以超過極限，而在這個過程中，靠消耗某些必需的不可再生的資源，來降低最終承載能力。這種行為在許多天然系統中已被注意到了。例如，鹿或者山羊，當沒有天敵時，往往越過它們的界限在田野裡吃草，使植被被侵害或破壞。 匕^承鞍能力 —- - 間 101
創立這個世界模型的主要目的，是要決定當這個世界系統達到增長的極限時，這些行為方式中， 哪一種會最有代表性。這種決定行為方式的過程是 “預見”，但是僅僅在這個詞的最有限的意義上使用它。這本書後面複製的產出圖，展示了世界人口、 資本和其他變數的估算值，時間尺度從1900年開始， 一直繼續到2100年。這些圖不是變數在未來的任何特定年份的值的確切預見。它們只表示這系統的行為趨向。 承業說時間時前一人過 102
“預見”的不同程度之間的差別可以用一個簡單的例子加以最好的解釋。如果你把一個球直線拋入空中，你可以肯定地預言球的一般行為會是什麼？它會以減速上升，然後反向並以加速下降，直到球到達地面。你知道，它不會永遠繼續上升，不會環繞地球的軌道執行，也不會在著陸以前繞三圈。我們用現在這個模型所尋求的就是對行為方式的這種基本理解。如果人們想要確切地預言一個向上拋的球會上升得多麼高，或者確切地預言這個球會在什麼地方和什麼時候到達地面，就必須根據有關球，高度，風，最初丟擲的力的精確資料作詳細的計算。同樣，如果我們想要在百分之幾的範圍內預言1993年地球上的人口規模，我們就需要有比這裡描述過的模型更加複雜得多的模型。我們也會需要有比現在可以獲得的資料更加精確而全面的資料。 因為我們在這個問題上，只對主要的行為方式感興趣，第一個世界模型不需要很詳細，因此，我們只考慮一般的人口，這個人口在統計上反映全球人口的平均特徵。我們只包括一類長期存在，全球分佈的汙染物質。例如鉛、汞、石棉、和穩定的農藥以及放射性同位素，我們正在開始理解，這類遊 103
染物質在生態系統中的動態行為。我們試圖表示一種一般化的資源，它表示所有不可再生資源合在一起的儲藏量。雖然我們知道，每一種資源會以它自己的特殊的標準和速度遵循一般的動態模式。 在這點上，實現高度的集合，對於保持對模型的理解，是必要的。與此同時，它畢竟限制我們從這個模型得到所期望的資訊。因為這個模型筒單， 並且不包含許多細節。因此，不可能回答細節問題。 這個模型還沒考慮國界問題。分佈不均勻的糧食， 資源和資本的資料，既沒有明確地加以計算，也沒有用圖表表示其產出。世界貿易平衡，移居模式， 氣候的決定因素，和政治過程並沒有特別加以處理。我們希望建立也能建立其他各種模型，以澄清這些重要的子系統的行為。① 可以從這樣一個高度集合的模型學到什麼嗎？ 這模型的產出可以認為是有意義的嗎？從確切的預見來說，這種產出是沒有意義的。我們既不能預言美國確切的人口，也不可能預言巴西的國民生產總 11 我們在研究過程中，已經歲自己建立了許多子模型，以探索這個世界模型的每個部分的詳細動態，這些究的消單，見附錄裡。 104
值，以及2015年世界糧食總產量。我們不得不使用的資料對於這樣的預測來說，當然是不充分的，即使我們的目的是透過它們作預測。另一方面，當達到極限時，理解人類社會增長的原因，增長的極限， 以及我們的社會經濟系統的行為是極其重要的。人類對這些系統的行為方式的知識是很不完備的。例如，現在還不知道，人口是否會繼續增長，或者逐漸達到穩定，或者圍繞著某個上限波動，或者急劇下降。我們相信，集合的世界模型是探討這種問題的一種方法。這個模型利用在全世界都一樣的人口、糧食、投資、折舊、資源和產量之間最基本的關系，這種關係適應於人類社會的任何部分或者整個社會。事實上，正如我們在這本書開始時指出的，用空間—時間上儘可能廣闊的眼界來考察這樣一些問題，是有好處的。當總的限度和行為方式已被了解時，就可以更加切合實際地詢問細節問題，個別國家的問題，以及近期壓力的問題。 反饋迴路結構我們在第一章裡，透過一個圖表說明產生人口增長和資本增長的反饋迴路。圖<23>把它們畫在一 105
起了。 考察圖<23>中用圖解表示的關係，也許是有幫助的。每年的人口由於當年出生總數而增加，由於當年死亡總數而減少。每年出生的絕對數是人口平均出生率的函式，也是人口規模的函式。死亡數與平均死亡率和人口總量有關。只要出生超過死亡， 人口就增加。同樣，一定數量的工業資本，按不變的效率起作用，每年就可能產生一定數量的產品。 更多的工廠，機器，等等，將有助於增加資本貯存的投資。同時，每年有些資本裝置將要折舊或被拋棄，要保持工業資本增長，投資率必須超過折舊率。 在我們所有的流動圖中，例如圖<23>，箭頭只不過表示一個變數對另一個變數有某些影響，影響的性質和釋度並沒有詳細說明。這種影響當然必須在模型方程中定量。為簡單起見，我們常常忽略這張流動圖中有幾種滯後發生的因果關係。 人口和資本以許多方式互相影響，其中有些影響已在圖<24>中表示。工業資本的有些產品成為農業資本，例如拖拉機、排灌溝渠和化肥。農業資本和耕地的數量，強有力地影響著糧食生產的數量。 人均糧食（生產出來的糧食除以人口）影響著人口 106
入 （慈入戴） 個蟹年出生 （+） （-） 每算死亡醬蜂率滅亡拳 （錯計壽食） 〈十） 工業發本 IY.私器） 犬 （鎦羊增油的新資本） （-） 折 ｛饞坪波棄的或不能再民的資本） 資本的平均糖命投人醇敏分產出圖二三人口增長和資本增長反饋迴路這個世界模型的空要反饋迴路，控制人口和工業資本的增長。兩個正反饋迴路包含的出生和投資，導致人口和資本的指數增長行為。兩個負反饋迴路包含死亡和折舊，趨向於調節這種指數增長。 不同迴路的相對強度，取決於這個世界系統的其他許多因素。 107
每芽出生 （—） 綏年死亡 （+） 死亡導凼壁群期望的人均食品人均食品 （一） 可耕地個食爵質業資本工業產萬淨粱工業資本一） 資本的鬥凼壽命按獎李圖二四人口、資本、農業和汙染的反饋迴路人口和工業資本之間的有些相互聯絡，透過農業資本、耕地和汙染起作用。每一個箭頭指出一種因果關係，這種因果關係，可以立即發生或者經過後發生，可大可小，可正可負，一切取決於每一類模型所包含的假定。在模型計算中， 清楚地包括了這種滯後。 108
的死亡率。工業、農業活動都可以引起汙染。（就農業來說，汙染主要來自殘留農藥、引起貧瘠化的化肥，以及造成土地鹽鹼化構成不適當的灌溉） 汙染可以直接影響人口的死亡率，也可以由於農產品在減少而間接地影響人口的死亡率。 圖<24＞中有幾個重要的反饋迴路，如果這個系統中其他一切都保持相同，人口增加會減少人均糧食，並因此增加死亡率，增加死亡絕對量，最後導致人口減少。這種負反饋迴路用圖解表示如下。 暑年靴亡 （） 禿亡章人均食備另一種負反饋迴路（表示如下）傾向於抵消上面表示的一個負反饋迴路。如果人均糧食減少到比人口所希望的值更低，就會有增加農業資本的傾向， 結果是未來糧食生產和人均糧食可以增加。 圖<35>說明了這個世界模型中的其他重要關系。這些關係涉及人口、工業資本、服務資本和資 109
賴食人均稅食 （一） 期芝的入岌穫食鞣業資求源。 工業產品包括分配給服務資本的商品，如房屋、 學校、醫院、銀行，及其配套裝置。這種服務資本的產品除以人口，“得到人均服務的平均值。人均服務影響健康服務的水平，並進而影響人口的死亡率。服務也包括教育和研究控制出生等方法，以及控制出生的知識和工具的分配。人均服務因此與出生率有關。 變化著的人均工業產品，對影響出生率的許多社會因素，也有值得注意的影響（不過典型方式是發生滯後）， 每單位工業產品都要消耗一些不可再生資源的儲量。隨著儲量逐漸減少，從地球上得到同樣數量的資源就必需有更多的資本。因此，資本的效用降低（這就是說，要生產一定數量成品需要更多的資本）。 110
•A 每年出生 （1） （十） 埒竽死亡 ｛- 紅拳熬生群期瑾的人煳食普人均食品 （-） 訶兼增食品個杖業資本汙染工業產前業資本 （） 資本的旱兇港命狡資準圖二五人口、資本、服務和資源的反饋迴路人口和工業資本也受服務資本的水平（例如健康和教育服務）和不可再生資源的儲量的影響。 111
圖<35>中重要的反饋迴路在右邊表示出來。 幾年翡生錳年死亡油蟀率 （+） （1） 職章人均養教餚宓廄計劃保傅入均工業產函 （+） 工業產品 （1） 資本的效孳暫算謝生圖《32>和<35）中表示的關係，是這個世界模型中許多互相連結的反饋迴路的典型代表。其他迴路包括耕地面積以及開發或侵蝕的速度，產生汙染的的速度和環境使汙染變為無害的速度，以及勞動力和就業數量之間的平衡。圖<26>使所有這些因素和更多的因素都結合進去了，是一張表示世界模型的 112
完備的流動圖。 定量的假定圖<26>中的每一個箭頭代表一種普遍的關係。 我們知道，這種關係在人口——資本系統中是重要的或者是潛在重要的。事實上，這種結構是非常普遍的，它可以代表單個國家，甚至單個城市（加上移居和越界貿易流量）。要把圖<26>的模型結構用於一個國家，我們就要用代表這個國家的數量來為這結構中的每一種關係定量。要描繪這個世界，數據就要反映整個世界的平均特徵。 在現實世界裡，大多數因果性的影響是非線性的。這就是說，在因變數方面的一定變化，（例如， 人均糧食增加10%）可以對另一個變數（例如，估計壽命）有不同的影響，它取決於第二個變數可能範圍內的那一點上發生變化。例如，如果人均糧食均增加10%，已證明可增加估計壽命10年，那麼人均糧食增加20%，其結果並不一定會使估計壽命增加20年。 圖<27>表示人均糧食和估計壽命之間的非線性關係。如果只有一點兒糧食，少量增加，就可能帶來 113
人口估計壽命的犬大增加。如果已經有足夠的粗食， 進一步增加就只會有一點兒影響，或者沒有影響。 這種非線性關係已經與這個世界模型直接結合。5 關於世界上各種因果關係知識的現狀，既有完全無知的，也有極其準確的。這個世界模型中的關系，一般處於確定的中間區域。我們對這種因果性影響的方向和大小，確實知道一些。但是，我們對它們很少有完全準確的知識。為了說明我們在知識的中間區域上怎樣起作用，現在，我們從這個世界模型中，提出三個定量關係的例子。一個是經濟變量之間的關係，相對地說理解得比較清楚；另一個包含社會心理變數，對它研究得已很充分，但難以定量，第三個與生物變數有關，到目前為止幾乎完全不知道。儘管這三個例子決沒有構成這個世界模型的完備描述，但是，這三個例子說明了我們用來建立這個世界模型和使它定量的論據。 人均資源利用隨著世界人口和資本工廠增長，對不可再生資 ① 圖 <27〉中的資料並沒有以其他因素如注意健康來校正。 在技術報告中提出了對這種關係作統計處理的進一步的資料，沒其與模型方程相結合的資料。 114
源的需要會發生什麼？每年消耗的資源數量可以由人口乘以人均資源利用率得到。人均資源利用率當然不是不變的。隨著人口變得更加富裕，每人每年就趨向於消耗更多的資源。下面是表示人口，人均資源利用率和財富（由人均工業產品來量度）與資源利用率的關係的圖解。 不可諷生脊漂梢鐇仔曇贊源利閭率人均工業產品人均源 - 利用季財富（人均工業產量）和資源需求（人均資源利用率）之間的關係，是由圖<28-＞所示非線性曲線表示的。在圖<28>中，資源利用是由1970年全世界平均人均資源消費量來規定的，使之等於1。 由於1970年全世界平均人均工業產量大約是230美元，我們記住，曲線透過這一點出一個x標明，美國在：1970年人均工業產量大約1600美元，每個公民平均消耗了接近於全世界平均人均資源利用的七倍。這條曲線上代表美國消費水平的點由一個＋來 115
y子的情什壽命（年）、 • 60 50 •. 40 30 4000 6000 薯養水平（相當手植物熱直1卡，） 8000 10000 12000 圖二七營養和估計壽命人口的估計壽命，是人口所得到的營養的非線性函式。在這張圖表中，營養水平是用相當於多少植物熱量（卡）來表示的。從動物來源得到的熱量，例如，肉或牛奶，則乘上一個轉換因子（大約是7，因為生產1卡來自動物的熱量大約需要餵食7卡植物）。由於來自動物的食品， 在維持人的壽命方面有更大的價值，這種量度既考慮了食品的量，也考慮了食品的質。圖表上每的營養水平。 116
一個點，表示平均估計壽命和一個國家在1953年的養水平。 來源：M •塞佩德，F•棄塔和L•格隆德：《人口和食品》《紐約：希德和沃德出版社，1964年， 英文版）。 人均睡民生產慕領（輸人到算美看數） • • 7 1970年一美瓜子兇 5 2 1 1970坪世養平崗 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 入均工業產量（特人猶年美元數） 圖二八人均工業產出和資源利用每人消耗的資源和每人的工業產出之間的關系，這個假設的模型是S型的。在沒有實現工業化的社會里，資源消耗是很低的，因為大多數生產是農業生產。隨著工業化水平的提高，不可再生資源的消耗急劇上升，然後變為在很高的消費率上趨於穩定。×點表示1970年全世界平均資源消耗率；+點表示1970年美國的平均消耗率。兩個水平標度用人均工業產量和人均國民生產總值兩者來表示資源消耗關係。 117
表明。我們假定，隨著世界其餘部分在經濟上發展， 基本上會邀循美國的消費模式——人均產品增長是一條急劇的上升曲線，接著達到平衡。現在，在世界鋼鐵消費模式裡，就可以為這個假定找到證明 （參看圖〈29>）。儘管在鋼鐵消費曲線中有一些不同於圖〈28＞中一般曲線的變化，這是由於不同國家代表的經濟結構和政治結構不同，但是，整個模式是一致的。 圖<30>中所標繪的美國消費銅和鋼的歷史， 提供了資源消費曲線的一般形式的附加證據。隨著個人平均收入的增長，資源利用在兩種情況下也上升。首先，急劇上升，然後不太急劇地上升。最後的較高的平穩時期表示物質佔有的平均飽和水平。 進一步增加的收入，主要花費在服務上，資源消耗支出較少。 圖<28>所示的這個世界模型所包括的資源利用S型曲線，明顯代表了當前政策。在模型模擬中， 在任何時候都可以改變這條曲線，以檢驗系統變化的結果（如資源的再迴圈），它或者會增加，或者會減少每人消耗的不可再生資源的數量。這本書後面所示的實際模型的趨勢會說明這樣一些政策和結果。 118
期望的出生率在任何人口中，每年出生數等於育齡婦女數乘以平均出生率（每個婦女每年出生平均數）。也許有許多因素影響著人口的出生率。事實上，研究出生率的決定因素是世界上許多人口統計學家的主要工作。在這個世界模型裡，我們已經確定了構成出生率的三個主要因素—即最高的生物性出生率， 控制出生的效力；和期望的出生率。出生率的這些因素間的關係用圖解法表示如下。 出生準個 T 最高生物性出生率控制出生蒔效季期塑出生率個人均工業產量人均服務產量最高的生物性出生率是婦女在整個生育期中， 不用控制生育的方法所能生的孩子的比率。這個比率是由生物性決定的，主要依人口的一般健康狀況而定。期望世生率是人口實行“完全的”控制生育的 119
縣人鋪年公有意—1968 700 $00 500 400 $00 200 100甘洋聯 .聯合王國 •清 1000 1500 2000 2500 3000 圖民生產把鏡—1968（每人播算美元數） $500 1000 圖二九世界鋼鐵消費量和人均國民生產總值每人每年公斤數 1968年，世界各國人均鋼材消費量遵循圖 〈28>所示的一般S型模式。 來源：鋼鐵消耗量取自聯合國經濟和社會事務部 1969年統計年鑑（紐約：聯合國，1970年，英文版）。 人均國民生產總值取自世界銀行圖表集（華盛頓， 哥倫比亞特區：國際建設和開展銀行，1970年，英文版）。 結果，而且只有計劃想要的孩子的比率。控制生育效量度人口可以達到期望出生率，而不是最商生物出生率的程度。因此，“控制生育”的定義很廣泛，包 120
鈳人每年消耗猁紂稻數 1930 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1940 11969 1920 L 11800 ^ 500 1000 1500 錚人匆並泊稔獼灼慵戥 0.8門 0.6 2000 2500 1959 3000 3500 1909 0.4 0.2 1990 1960 1920 11930 19i0 $1900 1o $00 1000 1500 2000 2500 300d 3500 普年人均國民生產基籃（1950年美元） 圖三〇 美國銅和鋼的消耗量及人均國民生產總值人均銅和鋼的消耗量，在美國隨著總生產率上. 升，進入了一個迅速提高時期。在消費達到一個比較高的比率以後，接著是一個比較緩慢提高的時期。來源：銅和鋼的消耗量來自金屬統計資料（薩默塞特，新澤西：美國金屬市場公司，1970年，英文 121
版）歷史上的人口和國民生產總值來自美國商業部，美國經濟增長（華盛頓，哥倫比亞特區，政府印刷辦公室，1969年，英文版）。 暑千人錯年幽孽 50 中+ 40 炙肉嘴拉口廓淵芬聯，虹）洲 • 20 * 0。 90 口 0 $1000 $2000 15000 $4000 人餅園民學產總籃（暫人鋼年美死） 圖三一出生率和人均國民生產總值世界各國的出生率表明，隨著人均國民生產總值的增加，有一個有規律地降低的趨向。世界人口有一半以上在這張圖表的左上角表示出來。在那裡人均國民生產總值低於每人每年500美元，而出生率則從每千人每年40到50不等。這種趨向的兩個主要例外是石油出口國利比亞和委內瑞拉，在那裡收入上升是最近的事，而且收入分配很不平均。 米源：美國國際開發總署，人口授助計劃（華盛頓， 哥倫比亞特區：政府印刷辦公室，1970年，英文版）。 122
括居民實行的控制生育的任何方法，包括避孕、流產和禁飲。應當強調，完善的控制生育效力並不意味著低出生率。如果期望出生率高，出生率也就會高。圖（31>使人想到工業化應當是更加重要的因素。 世界上所有國家的天然出生率和人均國民生產總值之間的關係，驚人地符合有規則的模式。一般說，儘管宗教，文化或政治因素不同，隨著國民生產總值上升，出生率就下降。這一條似乎是正確的。 當然，我們從這張圖中不可能得出結論，人均國民生產總值上升直接引起低出生率。可是，最終降低出生率的許多社會變化和教育變化，很明顯同日益提高的工業化有聯絡。這些社會變化只是在一個相當長的滯後時期以後才典型地出現。 出生率和人均國民生產總值之間的這種相反的關係，在反饋迴路結構中起作用嗎？大多數證據會指出，由於最高生物性出生率並不起作用。如果有區別的話，上升著的工業化，意味著健康增長，結果是可能出生的數量隨國民生產總值增加而增加。另一方面，控制生育效力也會提高。而這種效力當然會對圖<31〉所示的出生下降作出貢獻。 可是，我們提出，國民生產總值上升的主要影 123
響是在期望出生率方面。圖<32>表示這種認識的證據。這條曲線指出，對家庭計劃調查回答想要四個以上孩子的人的百分比，是人均國民生產總值的一個函式。這條曲線的形狀，除高收入所期望的家庭規模略有增加外，與圖<31>相同。 經濟學家J•J•斯賓格勒已經用工業化過程中發生的經濟變化和社會變化，說明了出生率對收入的一般反應。他相信，每一個家庭，都自覺地或者不自覺地把增加一個孩子的價值和費用與這個家庭可以得到的專用於這個孩子的財力對照起來權衡。這個過程導致關於家庭規模的一般態度隨收入增加而變化，如圖<33>所示。 孩子的“價值”包括金錢的考慮。例如孩子對家庭農場或商業的勞動貢獻，以及當雙親年邁時最終依靠孩子的供養。隨著一個國家的工業化，童工法、義務教育和社會保險條款，全都在減少孩子具有的潛在的金錢價值。“價值”還包括孩子作為愛的物件，家庭姓氏的沿續者，家庭財產的繼承者， 和男子漢象徵等無形的價值。這些價值在任何社會裡都很重要，報答功能始終有積極的價值。在貧苦社會里尤其重要，在那裡除了個人滿意幾乎沒有其他可供選擇的方式。 124
人口樹百分比一 90 60 70 ∞0 50 40 30 20 10 0 • 500 1000 1500 人均國民生產卷創（每人醬年美元數） 2000 2500 3000 圖三二想要四個或者更多孩子的家庭和人均國民生產總值在十七個不同的國家裡，對家庭計劃調查的回答，指出了他們想要有多少孩子。希望要大家庭 （四個或者更多的孩子）的回答者百分比表明，與人均國民生產總值的關係可以與圖<31>所示的趨向比較。 來源：伯納德•貝雷遜及其他人：《家庭計劃和人口規劃》（芝加哥：芝加哥大學出版社，1965 年，英文版）。 125
每一個孩子的“價做” 發一個提手的“成” 期孿的宓颩巃模． 人均工業產量期望的數廢規模== 人均工業產遠圖三三期望的家庭規模圖解表明，決定家庭規模的經濟因素，大體符合成本—-利潤分析。曲線是總結了孩子的價們和費用同可用於養育孩子的財力之間平衡的結果， 都是工業化增長的函式。這神複合曲線同圖《31>和 <32〉中的曲線是相同的。 126
孩子的“費用”，包括供給孩子需要的必需品的實際貨幣支出，母親專門用於照顧孩子的時間的代價，以及整個家庭的責任增加、自由減少。在傳統社會里，孩子的費用是很低的。給新生孩子的住房並沒有增添，外加的生活空間和可以得到的教育、 醫療服務很少，衣食需要也很少，母親一般沒有受過教育，她的時間沒有確定價值。這種家庭很少有自由去做妨礙孩子的任何事情。父母為了照顧孩子而離家去找工作時，就有擴大了的家庭緒構。 可是，隨著家庭收入增加，給孩子的就不只是基本的衣食需要。他們得到更好的住房和醫療照顧， 而且，教育成為既是必要的也是昂貴的。旅行、娛樂和為母親選擇職業成為可能，而這一切同大家庭是不相容的。上述擴大了的家庭結構，隨著工業化趨向於消失，何況代管孩子是很昂貴的。 家庭專門用於孩子的“財力”一般都隨收入而增加。收入很高時，隨著收入進一步增加，價值— 費用曲線趨於不變，財力曲線成為複合的期望出生率中的支配因素。因此，在富裕國家裡，例如美國， 期望家庭規模成為收入的直接函式。應當注意，“財力”部分是心理概念，在計劃家庭規模時，現在的 127
實際收入必須由對未來收入的預期來修正。 我們已經用連線人均工業產量和期望的出生率之間的聯絡反饋迴路來概括所有這些社會因素。 圖<33>的右面表示這種關係的一般形式。這種關係，並不意味著收入上升是期望的家庭規模的唯一決定因素，甚至是直接的決定因素。事實上， 在人均工業產量和期望的家庭規模之間，存在有滯後，它表明這種關係需要一種社會調節，這種調節也許要一、兩代才能完成。而且，這種關係可以由未來的政策或社會變革來改變。當這種關係繼續有效的時候，它只不過反映出人類社會的歷史行為。無論在哪裡，經濟發展了，出生率就下降。而在沒有實現工業化的地方，出生率仍然很高。 汙染對壽命的影喻在這個世界模型裡，我們已經包據了汙染會影響世界人口的估計壽命這個可能性。我們用“汙染的壽命乘數”來表達這種關係，即用一個函式來表示估計壽命的乘數，否則就用預期汙染所起的作用來表示（根據糧食和醫療服務的價值）。如果汙染嚴重得足以使估計壽命值降低到沒有汙染時的百分之 128
九十，乘數就等於0.9。汙染和估計壽命的關係圖解如下： 節計壽命所泌妁壽命的影嚕函子個關於汙染對估計壽命的影響的全球資料很貧乏。關於特定的汙染物質，例如，汞和鉛，對人類的毒性的報導很慢才能得到。只有在空氣汙染領域裡，才試圖把特定的汙染物質濃度同人口的死亡率在統計上聯絡起來。 雖然還沒有得到定量的證據，但在汙染和人類健康之間，毫無疑問，確實有聯絡。按照環境質量委員會最近的報告！ 嚴重的空氣汙染事件已經證實，空氣汙染可以怎樣嚴重地損害健康。進一步研究所產生的日益增加的大量證據表明，長期暴簬在汙染物質裡，即使濃度低，也能損害健康，並引起慢性病和過早死亡。對最脆弱的人—老年人和那些已經患呼吸 129
系統疾病的人來說，尤其如此。與空氣汙染有聯絡的主要疾病包括肺氣胛、支氣管炎、氣喘和肺癌。 隨著全球汙染水平提高，對人類壽命的影響會是什麼呢？我們不能準確地回答這個問題。但是， 我們確實知道，一定的影響是存在的。我們在這個世界模型裡，忽視汙染對估計壽命的影響的錯誤程度比包括它而用我們對汙染量的最適當的猜測嚴重。下面闡述我們研究“最適當的猜測”的方法， 並用圖<34>予以說明。 如果汙染的增長是現在的全球水平乘以100的的因子，對壽命絕對不會有影響。那麼，圖<34>中的直線A 就是我們所探索的關係的正確表示。估計壽命與汙染就會是無關的。當然，曲線A是很靠不住的，因為我們知道，汙染的許多形式對人體是有損害的。曲線B或者在曲線A上面浮現的任何類似的曲線甚至更加不可能，因為它表明，另外的汙染會增加平均的壽命。我們可以預期汙染和壽命之間的關系是負的，雖然我們並不知道表示這種關係的曲線的確切形狀或斜率會是什麼。標明C的任何一條曲線，或其他任何負曲線，應當表示正確的作用。 130
𨔼染的青命年班 1.5 1.0 C 0.5 59 孚均浮淤承單圖三四汙染對壽命的影啊 •100 汙染的水平和人的平均壽命之間的關係，可以與許多不同曲線相一致。曲線A表明，汙染對壽命沒有影響（正常的估計壽命乘以1.0）。曲線B表示壽命隨汙染增加而增加（正常的估計壽命乘以比1.0 大的數）。曲線C,C‘，Cr，反映了汙染對壽命的有害影響。這個世界模型所用的關係，形狀象曲線C《。 131
在這種情況下，我們的步驟是：就一個變數對另一個變數可能有的影響，作幾種不同的估計，然後在這個模型裡檢驗每一種估計。如果這模型在一條曲線中發生變化的情況下很敏感，我們就知道， 我們在對它作出結論以前，必須得到更多的資訊。 如果（在這種情況下）整個模型的行為方式並沒有因為曲線中的變化而有很大改變，我們對它的形狀就作一種保守的猜測，並在我們的計算中包括相應的值。我們相信，圖<34〉中的C”是最準確地描繪估計壽命和汙染之間關係的一條曲線。這條曲線假定，全球汙染按10的因子增加，對壽命幾乎沒有影響，但是按100的因子增加，就會有很大影響。 世界模型的用處上面討論的關係只是組成這個世界模型的上百個因果鏈條中的三個。在這裡選擇這三個，是作為我們已經用過的那種資訊輸入和我們利用它們的方法的例子。在許多情況下，適用的資訊是不完備的。 然而，我們相信，以這種資訊為依據的模型是有用的，即使在初期也有幾條理由。 第一，我們希望，每一種關係都作為假說來提 132
出，並強調它在整個世界系統中的重要性，我們就可以引起討論和研究，最終會改進我們必須使用的資料。在這個模型的不同部分有相互作用的地方 （例如汙染和人的壽命），強調這一點尤其重要， 在這些地方交叉的研究是必要的。 第二，即使沒有更好的資料，現在可以得到的資訊足以為這個世界系統形成有根據的和基本的行為方式。這是正確的，因，這個模型的反饋迴路結構是更加重要得多的整體行為的的決定因素。比如反饋迴路定量的準確數字，正如我們在下面幾頁中看到的，即使輸入資料發生相當大的變化，通常也不會改變行為的方式。數字上的變化很可能影響振盪週期，增長率，或者崩潰的時間，但是，它們不會影響基本方式是振盪，增長或崩潰。①由於我們只想用這個世界模型來回答行為方式問題，而不是作確切的預言，我們首先關心的是反饋迴路結構的正確性，其次才是資料的準確性。當我們真的開始尋求更加詳細的近期知識時，確切的數字當然會變得童要得多。 ① 在現在沒有來自觀察和動態系統模型的廣泛例子的情況下， 重要的是結構而不是數學，這是一個最困難的觀念。火了進一步討論這個論點，請參看J•W•福雷斯特：《城市動力學》的第六章 （劍橋，麻省，麻省理工學院出版社，1969年，英文版）。 133
第三，如果任何級別上的決策者們已經能夠對政策選擇進行充分確切的預言和科學上正確的分析，我們當然不會為根據不完全的知識建成或發表一個模擬的模型而傷腦筋。遺憾的是，今天在評價重要政策問題上，還沒有適用的完備模型。此刻，對於這種根據不完全知識構成的模型來說，唯一可供選擇的模型，是建立在不完備的知識基礎上的，是精神模型，是以不完全的資訊和直覺的混合物為基礎的，當前大多數政治決策後面都有這種直覺。一個動力學模型處理一個直覺模型同樣是可以得到的不完備的資訊，但是，它允許把許多不同來源的信息，組織成一個可以精確地加以分析的反饋迴路結構。所有假定一旦集中在一起，並被記錄下來，就可以面臨批評，並且可以檢驗這系統對可供選擇的政策的反應。 世界模型的行溈現在，我們要最後認真地考慮一下我們在這～ 章開始時提出的問題了。隨著這個世界系統向它的最終極限增長，它的最有可能的行為方式是什麼？ 隨著指數增長曲線達到平衡，現有的什麼關係會改 134
變？當增長結束時，這世界會象什麼？ 當然，對這些問題可能有不同的回答。我們將檢驗幾種不同的選擇，每一種選擇取決於人類社會對各種增長的極限所引起的問題將如何回答所作的的一整套不同的假設。 讓我們從假定未來在人的價值方面沒有大的變化開始，在全球人口——資本系統方面，象它在最近一百年中所起的作用那樣：也沒有大的變化。這種假定的結果，如圖<35＞所示。我們將把這種計算機輸出稱為“標準趨勢”，並利用它同以遵循其他假定的趨勢作比較。圖<35>中水平尺度表示， 從1900年2100年的時間。我們藉助於計算機標繪了八個量在時間上的進展： 人口（總人數） 人均工業產量（相當於每人每年美元數） 人均糧食（相當於每人每年公斤穀物）！•！•— 汙染（1970年標準的倍數） ————一不可再生的資源（1900年保持的儲藏量的一小部分） B 天然出生率（每千人每年出生數） 135
D 天然死亡率（每千人每年死亡數） S人均服務（相當於每人每年美元數〉 每一個變數按不同的垂直尺度標繪。我們故意略去了垂直尺度，我們已經做出了有點模糊的水平時間尺度，因為我們想要強調這些計算機輸出的一般行為方式，而不是僅僅近似地知道數值。可是，在這裡使用的不同型別計算機的尺度恰好是相同的， 所以，很容易比較不同趨勢的結果。 模型中的所有標準（人口、資本、汙染，等等） 從1900年的值開始。圖<35>中所標繪的變數以及這個模型中沒有標繪的其他許多變數，與我們知道這些變數在歷史上的值，一般是一致的。人口從1900 年16億上升到1970年的35億。雖然增長率逐漸下降， 死亡率下降得更快，尤其是在1940年以後，人口增長率提高了。人均工業產量，糧食和服務按指數增長。資源基礎在1970年大約仍然是1900年值的百分之95，但是，此後隨著人口和工業產量繼續增長， 資源基礎令人注目地削弱了。 顯然，圖<35>中所表示的系統的行為方式是過頭的和崩潰的。在這種趨勢中，因為不可再生的資源耗盡而發生崩潰。工業資本貯存增長到需要大量輸入資源的水平。在這種增長過程中，它消耗一大 136
資源 B 00 0oa 人持食品名人均工業產品， 汙染 1900 圖三五世界模型的標準趨勢這個“標準”世界模型趨勢假定，在歷史上支配這個世界系統發展的物質關係、經濟關係和社會關係沒有重大變化。在這裡標繪的所有變數，符合從1900——1970年的歷史上的值。糧食、工業產量和人口按指數增長，直到迅速地減少的資源基礎迫使工業增長減速。因為這系統中自然的滯後往往發生在工業化高峰以後，人口和汙染繼續增長。 由於糧食和醫療服務減少，死亡率上升，人口增長最終停止了。 137 2100
部分可以得到的資源的儲藏量。當資源價格上升和礦藏耗盡時，越來越多的資本必須用於獲得資源，只剩下極少投資用於未來增長。最後，投資不能跟上折舊，工業基礎崩潰，隨之崩潰的還有依賴於工業投入的資金（例如化肥，農藥，醫院實驗室，計算機， 特別是機械化的能源）的服務和農業系統。這種形勢就短時期而言尤其嚴重。人口因其年齡結構和社會調節過程中所固有的滯後情況，繼續上升。當死亡率由於缺少糧食和健康服務而上升時，人口最終減少。 確定這些事件的確切時間是沒有意義的，已知這模型是巨大的集合體而且有許多不確定的因素。 而增長很可能在2100年以前停止則是有意義的。我們已經試圖在每一種不確定的情況下，對未知的量作出最樂觀的估計，我們也忽略了不連續的事件， 例如，戰爭或者時疫等事件，使增長結束的到來要比我們的模型所指出的更快。換句話說，這模型傾向於允許增長繼續得比它在現實世界中可能繼續得更長久。因此，我們可以有信心說，在現有系統沒有重太變化的傅定下，人日和工業的增長，或退們下一個世紀內一定會停止。 圖<35>中表明瞭這系統因為資源危機而崩潰。 如果我們對全球資源貯存的估計錯了會怎樣呢？在 138
圖<35>中，我們假定，按1970年的利用率，全部資源的供應在1970年是250年。在第二章中資源表的靜態儲量指標欄會證實，這個假定確實是樂觀主義的。 但是，讓我們變得甚至更樂觀，並假定，新發現或技術上的進展能使經濟上可用的資源總量翻一番。 圖《36>表明在這種假定下計算機所指出的趨勢。 圖<36）中表明的增長和崩潰的總的行為方式， 同標準趨勢中的行為方式是很類似的。儘管可以得到的資源總量翻了一翻，不過因為工業按指數增長，不用幾年就足以消費那些附加的資源，因此資源還是會急劇地耗盡。因此，工業產量下降，而且. 一旦資本密集的農業變得不可能存在，糧食生產也降低。在這種趨勢中，工業增長必然使環境的天然吸收能力負荷過重。因此，死亡率由於汙染和由於缺乏糧食而上升。 這個世界系統的未來是註定要增長，然後崩潰為淒涼的和枯竭的生活嗎？只要我們所作的最初的假定，即我們現在做事情的方式不變，情況就是如此。我們有充分的證據證明人類有獨創性和社會有靈活性。毫無疑義，這個系統中很可能有許多變化，其中有些變化已經發生。綠色革命在提高非工業化國家的農業產量。關於控制生育的現代方法方 139
面的知識在迅速地傳播。讓我們用這個世界模型作為一種工具，檢驗有希望提高增長的極限的新技術的可能產生的後果。 資速 3¢ D 00 A均食品 D09 A均工業產前。《汙染圖三六自然資源儲藏量加倍的世界模型為了檢驗這模型關於可用資源的假定，我們把1900年的資源儲藏量翻了一翻，其他所有假定同標準趨勢中的那些假定完全相同。由於資源不是消耗得這麼快，現在工業化可以達到一個比較高的水平。可是，比較大的工廠以這樣的違章在 140
排放汙染物質，環境汙染吸收機制飽和了。汙染上升得很快，引起死亡率略微增加。最後，當下降的工業產量不再能維持資本密集的農業時，結果是糧食生產降低。儘管原來可用資源總是翻了一翻，這種趨勢的結果仍是資源急劇地枯竭。 141