80亿人：随着“人类世引擎”改变地球，人口增长和气候变化如何联系起来

乍一看，世界人口增长与气候变化之间的联系似乎很明显。这个星球上的人口越多，他们对气候的集体影响就越大。

然而，从更长的时间范围更仔细地观察，揭示了人口规模与气候变化之间的关系，这可以帮助我们更好地理解人类的困境 全球人口突破80亿 – 一个里程碑 联合国标记 十一月2022 年 15 日。

回顾石器时代

在人类进化的大部分时间里，我们的祖先都暴露在冰河时期和间歇性温暖时期之间的巨大气候波动中。最后的冰河时代 大约一万年前结束.

在冰盖融化之前，海平面是 比今天低约 400 英尺（120 米）. 。这使得人类能够在世界各地迁徙。无论我们走到哪里，我们的祖先都重塑了景观，首先是砍伐森林，然后是在上一个冰河时代结束时开始在许多地区出现的早期农业实践。

古气候学家 威廉·拉迪曼 研究表明，这些早期行动——砍伐树木和扩大耕作——导致大气中二氧化碳含量最初小幅上升。那 有助于稳定的气候 过去一万年来，通过抵消可能引发另一次冰川事件的二氧化碳水平下降的趋势。

通过重塑景观，我们的祖先积极建造了他们居住的生态位。这个过程是进化变化的一个重要方面， 创造重要的反馈动力 进化的物种与其环境之间的关系。

随着人类的进化，不断增长的人口的需求、相关的知识创造和能源使用创造了一种 反馈周期 我和我的同事称之为人类世引擎。该发动机改变了地球。

加速人类世引擎

人类世引擎已经运行了至少 8000 年。它导致了现代文明的崛起，并最终导致了我们今天面临的环境挑战，包括气候变化。

人类世引擎如何工作？

首先，人口必须达到一定数量，才能成功地创造出足够的关于其环境的知识，以便他们能够开始积极、有目的地改变他们所居住的生态位。

成功的农业就是这些知识的产物。反过来，农业增加了这些早期社会可用的能源量。

更多的能量支持更多的人。更多的人来到了早期的定居点，后来又进入了城市。这使得任务专业化和劳动分工成为可能，进而加速了更多知识的创造，从而增加了可用能源并允许人口规模增长。等等，等等。

虽然这个过程的细节在世界各地有所不同，但它们都是由同一个人类世引擎驱动的。

指数增长问题

作为一个 进化生物学家和科学史学家, ，我研究知识和复杂性的演变已有三十多年了，并且已经 开发数学模型 与同事 帮助解释这些 流程. 。利用驱动人类世引擎的底层过程的普遍性，我们可以以 增长方程, ，其中包括人口增长和能源使用增加之间的联系。

动态系统中正反馈循环的结果之一是它们会导致指数增长。

指数增长可能开始时非常缓慢，并且在相当长的一段时间内几乎难以察觉。但最终，在资源有限的地方，它将会产生巨大的后果。

在人类世引擎的推动下，人口呈指数增长，个体社会也发生了变化。 接近崩溃 过去8000年来多次出现。复活节岛文明的消失与 玛雅帝国的崩溃, 例如，随着人口的增加，环境资源的枯竭与环境资源的枯竭有关。欧洲人口急剧减少 1300年代的黑死病 拥挤和不卫生的生活条件的直接后果促进了病毒的传播 鼠疫耶尔森氏菌, ，或瘟疫。

生物学家保罗·埃利希 (Paul Ehrlich) 在他 1968 年的书中警告说，不受控制的生长“人口炸弹，”预测全球对有限资源的需求不断增长将导致社会崩溃，而不改变人类消费。

但在全球范围内，人类总能找到避免厄运的方法。基于知识的创新，例如 绿色革命 ——埃利希没有预见到的广泛影响——使人们能够重置时钟，导致更多的创新周期和（几乎）崩溃。

一个例子是能量状态的序列。它始于木材和畜力。然后是煤炭、石油和天然气。

化石燃料推动了工业革命，并随之带来了更多的财富和医疗保健的进步。但化石燃料的时代已经产生了巨大的后果。在不到300年的时间里，大气中二氧化碳的浓度几乎增加了一倍，导致人类今天正在经历前所未有的全球变暖速度。

与此同时，不平等已成为普遍现象。对气候变化影响不大的较贫穷国家正在遭受全球变暖的最严重影响，而只有 20 个较富裕国家受到影响 约占80% 的排放量。

随着风能和太阳能等可再生能源的兴起，避免崩溃的下一次能源转型正在进行中。但 研究 – 包括之前发布的一份报告 2022 年联合国气候变化会议 十一月 – 展示 人类能源利用的发展速度不够快，不足以控制气候变化。

利用知识再次重置循环

如果不加以控制，每个物种都会呈指数级增长。但物种会受到捕食者和有限食物供应等限制或负反馈机制的影响。

人类世引擎使人类将自己从许多负面反馈机制中解放出来，否则这些机制会抑制人口增长。我们加强了粮食生产，发展了地区间贸易，并发现了治疗疾病的药物。

现在人类将何去何从？我们是否正面临着我们自己造成的气候变化不可避免的崩溃，或者我们能否再次转型并发现重置周期的创新？

在我们的社会经济技术系统中引入负面反馈——不是以激进的人口控制或战争的方式，而是以关于过量温室气体排放的规范、价值观和法规的形式——可以帮助控制气候变化。

人类可以利用知识使自己保持在环境界限之内。

本文于 11 月更新。2022 年 12 月 15 日，人口将突破 80 亿。