Alguma vez haverá superpopulação do nosso planeta

Por vários séculos, previmos restrições ao número de pessoas e depois quebramos esses recordes.

Dizer que Thomas Malthus era impopular seria muito mole. Seu contemporâneo do século XIX, Percy Shelley , um poeta respeitado, o chamou de eunuco e tirano. William Godwin , filósofo e sogro do poeta, chamou Malthus de "um gênio sombrio e terrível, sempre pronto para destruir todas as esperanças da humanidade" [ sua filha Mary Shelley inventou Frankenstein e seu monstro - aprox. perev. ] Como o biógrafo de Malthus escreveu mais tarde, ele era a pessoa mais abusada de sua idade. Dado que era a época de Napoleão Bonaparte.

O catalisador do bullying foi a publicação em 1798 do livro Ensaio sobre a Lei da População. Nele, Malthus, o vigário encaracolado de 32 anos de uma pequena capela inglesa, criticou utópicos como Godwin, que acreditava que a razão e o progresso científico levariam a uma sociedade ideal livre de desigualdade e sofrimento. Malthus era mais pessimista. Usando dados do censo coletados nos EUA por Benjamin Franklin, ele previu que a "paixão sexual" levaria a população humana a exceder os limites de seus recursos, levando à pobreza e outras dificuldades. Sem controle, os humanos se multiplicam exponencialmente e seus números dobram a cada 25 anos. Ao mesmo tempo, os rendimentos agrícolas crescerão, na melhor das hipóteses, linearmente, na mesma quantidade por ano. Após 100 anos, a Grã-Bretanha terá 16 vezes mais bocas (112 milhões), mas menos de 50% da quantidade necessária de alimentos.

Isso, é claro, não aconteceu. Em 1900, a população britânica havia aumentado apenas cinco vezes, para 35 milhões de pessoas, a maioria das quais não estava morrendo de fome [o autor modestamente manteve silêncio sobre a grande fome irlandesa , na qual até 1,5 milhão de irlandeses foram mortos e emigraram do país como muitos mais - aprox. transl.]. Mas Malthus também previu uma desaceleração no crescimento populacional. Segundo ele, para impedir o crescimento excessivo e a perda de população - a infame " catástrofe malthusiana " - a natureza tem dois tipos de controle. As verificações “preventivas” reduzem a taxa de natalidade: em tempos difíceis e na falta de comida, os homens serão capazes de antecipar dificuldades futuras e adiar o casamento e a vida familiar. Cheques "positivos" - fome, doença, assassinato, guerra - aumentam a mortalidade. À medida que a produção de alimentos alcança a demanda, as rivalidades diminuem e as famílias crescem. Assim, a “lei opressiva da necessidade, do sofrimento e do medo do sofrimento” faz com que o número de pessoas flutue de forma síncrona no campo do suprimento de alimentos. Para desgosto de seus críticos, Malthus usou essa teoria para criticar as leis inglesas destinadas a apoiar famílias carentes, cujo tamanho correspondia ao número de filhos. Por que os pobres deveriam ser incentivados a se multiplicar, Malthus disse, se a Natureza os pisoteava?



No entanto, Malthus olhou para uma captura importante. Se a natureza nos faz viver dentro de nossos meios, Malthus subestimou seriamente nossa capacidade de aumentar esses meios. Na época de sua morte em 1834, uma revolução agrícola estava ocorrendo na Europa. Os agricultores aprenderam a cultivar animais mais carnudos e de rápido crescimento e plantaram colheitas que reabasteciam a quantidade de nitrogênio no solo empobrecido. Junto com a revolução industrial vieram arados e debulhadores a carvão. Em meados do século XX, a revolução verde gerou sementes de alto desempenho e fertilizantes sintéticos. Entre 1900 e 2000, ao contrário da previsão sombria de Malthus, a população mundial quadruplicou, de 1,6 para 6,1 bilhões, e a produção de grãos cresceu cinco vezes, de 400 milhões para 1,9 bilhão de toneladas.

À parte as manifestações locais individuais da fome, a humanidade até agora conseguiu escapar do destino malthusiano. A Terra agora suporta a vida de 7,3 bilhões de pessoas e, de acordo com o relatório da ONU, esse número aumentará para 9,7 bilhões em 2050 e 11,2 bilhões até o final do século. Se o planeta tem capacidade máxima, enquanto permanece inatingível. Malthus não achava que essa restrição pudesse depender de nossa ingenuidade, tanto quanto das leis da natureza.

E embora os críticos tenham rejeitado o pessimismo severo de Malthus e suas brutais políticas sociais, suas idéias continuaram vivas. Economistas clássicos os aplicaram em defesa do capitalismo com um mercado livre. Charles Darwin e Alfred Russell Wallace citaram o livro de Malthus, que enfatizava a inevitável luta pela existência, como uma confirmação da teoria da evolução e da seleção natural. Mas, acima de tudo, Malthus influenciou o estudo da população. Sua teoria das verificações naturais deu origem à demografia moderna e, com ela, a busca pelo crescimento máximo da humanidade, o chamado "A capacidade potencial do sistema ecológico".

Em 1838, o matemático belga Pierre Francois Ferhulst desenvolveu o trabalho de Malthus, expondo sua teoria em termos matemáticos. Malthus calculou o crescimento não controlado de acordo com uma fórmula simples: número de população, N vezes seu crescimento per capita, r (nascimento menos morte por pessoa). Seguindo esse modelo, a população crescerá cada vez mais rápido, para sempre. Mas Malthus disse que a redução de recursos acabaria por começar a restringir seu crescimento. Para explicar esse comportamento, Verhulst acrescentou outro fator inibidor, tornando a taxa de crescimento igual



Neste modelo, que [por uma razão desconhecida - aprox. transl.] Verhulst denominou "função logística", K denota a capacidade do sistema. A princípio, o crescimento acelera, como Malthus sugeriu. Mas quando o tamanho da população N se aproxima de K, o crescimento diminui e depois para.


Vermelho - crescimento exponencial chega ao infinito (Malthus), azul - função logística de Verhulst, atingindo o limite

Aplicando essa função às tendências demográficas da Bélgica, Verhulst determinou que a população do país está crescendo 2,6% ao ano e atingirá um máximo de 6,6 milhões de pessoas. Mas ele foi cuidadoso em suas previsões. Embora a curva tenha coincidido com sucesso com os dados históricos, ela foi baseada em suposições de longo prazo sobre a natureza da população, o que pode se revelar falso. Então, dois anos depois, ele adiou essa função e tentou uma abordagem diferente, emitindo uma descrição atualizada da taxa de crescimento populacional:



O modelo corrigido também corresponde aos dados históricos, mas não diminui a velocidade tão rapidamente quando se aproxima do limite. Isso aumentou a capacidade da Bélgica para 9,4 milhões de pessoas. No entanto, nenhum desses limites estimados se tornou realidade (a população atual do país é de 11 milhões). E, no entanto, Verhulst nunca formulou uma teoria matemática confiável. Até seu ex-professor e rival, Adolf Quetelet , criticou seu trabalho por não dar a lei exata do comportamento humano. Após a morte de Verhulst em 1849, a função logística foi perdida por 70 anos.

Preocupações com o crescimento populacional surgiram novamente durante a Primeira Guerra Mundial. "A pressão populacional é sempre a principal causa da guerra", observou o biólogo Raymond Pearl em seu livro de 1925, Population Growth Biology. Durante a guerra, ele foi o estatístico chefe da Autoridade de Qualidade dos Alimentos dos EUA e teve que monitorar a adequação do suprimento de alimentos dos soldados e observar diretamente as dificuldades econômicas que Malthus havia previsto. Após a guerra, junto com o estatístico Lowell Reed, ele desenvolveu uma "curva logarítmica" para estudar as mudanças populacionais.

E, embora na época os pesquisadores não soubessem disso, eles novamente encontraram a função logística esquecida de Verhulst. Quando compararam a curva com os dados da população dos EUA de 1790 a 1910, encontraram uma correspondência surpreendentemente exata. Mas suas suposições sobre capacidade potencial não eram melhores que as de Verhulst. Eles concluíram que os Estados Unidos estavam limitados a 200 milhões de pessoas, apesar de esse número exceder a população já em 1968. Agora ele já mora lá 319 milhões.Mais tarde, Pearl estimou o limite da população mundial em 2 bilhões, o que o mundo havia superado em 1930.

Nas décadas subsequentes, uma estimativa da capacidade potencial veio após a outra. Em 1995, o matemático Joel Cohen, da Universidade Rowfeller, em Nova York, reuniu dezenas de previsões globais existentes na época e descobriu que elas eram muito diferentes umas das outras, de menos de 1 bilhão de pessoas a mais de um trilhão de pessoas. As previsões das primeiras previsões, como a de Pearl, falavam de um número muito menor de pessoas do que os 6 bilhões que já viviam no planeta em 1995.

Segundo Cohen, seu fracasso decorre da suposição de uma limitação fixa de recursos e, portanto, da capacidade potencial. O expoente K era uma constante, nunca mudou. Essa suposição ignora a existência de inovação. "Você precisa entender que, como o presidente George W. Bush disse, toda pessoa não é apenas uma boca para alimentar, mas também mãos que podem funcionar", escreveu Cohen na revista Science. “Pessoas adicionais removem pedras dos campos, constroem canais de irrigação, descobrem depósitos de minério e antibióticos, inventam máquinas a vapor; mas eles também cortam a floresta, que causa erosão do solo, produz clorofluorcarbonetos e plutônio. Pessoas adicionais podem aumentar ou diminuir o capital, aumentar ou diminuir a capacidade potencial do planeta. ”

Aqui está o que estava faltando nos primeiros modelos da população: as pessoas não extraem apenas recursos de um suprimento inalterado, elas criam novos recursos por meio da inovação.

Em 1960, Heinz von Förster e colegas da Universidade de Illinois estavam entre os primeiros demógrafos a considerar a engenhosidade humana. Eles aprimoraram a função logística para que a capacidade potencial nela mudasse, juntamente com o crescimento da população, o que levou ao aparecimento da seguinte fórmula:



A constante d denota a influência da humanidade em um conjunto de recursos. Com base em dados históricos, os pesquisadores concluíram que d é 1,01, o que significa que esse conjunto está crescendo. À medida que a população cresce, cresce também sua capacidade de se sustentar, razão pela qual a queda malthusiana é evitada. Foi proposto um método para determinar numericamente o impacto da inovação, o que não ocorreu nos modelos anteriores.

No entanto, o futuro não era utópico. Tendo resolvido sua equação para o crescimento populacional de tamanho N, os pesquisadores concluíram que no ano t N será proporcional



Com o tempo, quando t se aproximar cada vez mais de 2026,87, a população crescerá cada vez mais. Nesse ponto, a parte inferior da fração se tornará zero, pelo que o tamanho da população se tornará infinito. Como resultado, a equipe previu que o fim do mundo chegaria em 2026 d.C.

A ironia é que a data exata cai na sexta-feira, 13 de novembro. Mas a observação de Förster, segundo a qual os recursos são uma função do tamanho da população, mostrou que a inovação pode mudar os padrões de crescimento de maneiras difíceis de prever.


Em uma das cidades mais densamente povoadas do mundo, Mumbai (anteriormente Bombaim), 50.000 pessoas vivem em uma milha quadrada.

E a tecnologia não afeta apenas a quantidade de recursos disponíveis para os seres humanos; também aumenta a importância de poder compartilhar esses recursos. Veja a questão do espaço. Os cálculos de Pearl em 1920 disseram que, no final, para cada milha quadrada nos Estados Unidos, 4.000 pessoas teriam que ser acomodadas - ele considerava essa densidade populacional "obviamente ridícula". No entanto, muitas cidades já superaram esse padrão, graças a invenções como arquitetura de vários andares e encanamento com esgoto em cada apartamento. Nos lugares mais populosos do mundo, incluindo Mumbai e Seul, mais de 40.000 pessoas vivem por quilômetro quadrado. No entanto, eles ainda dependem de terras periféricas que produzem água, cultivam alimentos e geram energia. Um fluxo constante de mercadorias entre as cidades e o campo pode aumentar a capacidade potencial de ambas. Por outro lado, se um deles não tiver os recursos necessários, ambos sofrerão.

Os países também dependem um do outro: negociam com outros países e compartilham recursos globais como oceanos, biodiversidade e clima. Compreender como uma nação em particular crescerá requer um estudo do que está acontecendo fora dela. Por exemplo, em 2013, Samir Suweis, da Universidade de Pádua, Itália, simulou a capacidade potencial de 52 países analisando sua rede de comércio de água. Alguns países, incluindo Austrália, Brasil e Estados Unidos, são "ricos em água", isto é, podem criar sua própria água e alimentos que dependem dela. Outros países, como o México e grande parte da Europa, são pobres em água. Eles dependem de importações.

Os pesquisadores examinaram dois cenários possíveis. Primeiro, eles sugeriram que quando as nações ricas em água se aproximarem do limite, parariam de exportar água e começarão a acumular recursos hídricos. Nesta situação, de acordo com os cálculos da equipe, os países dependentes de água atingirão o pico em 2030. Mas se os países trabalharem juntos e continuarem a negociar com estoques decrescentes, toda a rede poderá se sustentar até 2060.

É possível que a dura profecia de Malthus finalmente se torne realidade, com um atraso de mais de cem anos. E talvez não. Talvez encontremos uma maneira economicamente viável de dessalinizar a água. Talvez nós aprendamos a cultivar todos os alimentos em fazendas verticais. Talvez comecemos a colonizar outros planetas. Mas para a próxima geração de demógrafos propor um novo limite aumentado, não devemos apenas criar algo: teremos que trabalhar juntos.

Adam Kucharsky realiza palestras sobre modelagem matemática na London School of Hygiene and Tropical Medicine. Em 2016, foi publicado seu primeiro livro, A aposta ideal: como a ciência e a matemática eliminam a sorte do jogo .