Noi, speriamo che ce la caviamo! Primo Brandi Anna Salvadori Dipartimento di Matematica e Informatica, Università di Perugia Festival della Scienza 2009 - FUTURO Genova 23 ottobre 2009

Noi, speriamo che ce la caviamo! La sostenibilità del pianeta terra è uno dei temi di scottante attualità, che investe il futuro in modo invasivo Domanda chiave: la crescita demografica è compatibile con il rallentamento della produzione agricola, la costante erosione delle risorse energetiche ed il crescente inquinamento ambientale?

Crescita demografica

Boom demografico in Africa La Repubblica (26.8.2006) L’esplosione demografica dell’Africa sub-sahariana rischia di intrappolare i Paesi più poveri del pianeta in una spirale di miseria e malattie dalla conseguenze difficilmente prevedibili.

Crescita demografica Produzione agricola insufficiente

Un miliardo di affamati nel mondo La Repubblica, 10.12.2008 Un miliardo di affamati nel mondo Rapporto shock della FAO: 40 milioni in più del 2007 Il nuovo rapporto sulla “insicurezza alimentare” è ormai più un grido di dolore che un allarme. Il 65 % degli affamati vive in soli 7 paesi …

I poveri del mondo La Repubblica, 14.4.2008 Reddito giornaliero < 1 $ Codice colore: tre livelli : rosa arancio rosso Misura assoluta: misura di superficie Misura relativa (percentuale)

Americani e inglesi fanno incetta di riso Corriere della Sera 26.4.2008 Americani e inglesi fanno incetta di riso Nei negozi Wal-Mart non più di quattro confezioni per ogni cliente Mais 31 % Riso 74 % Soia 87 % Grano 130 % Aumento dei prezzi

Crescita demografica Produzione agricola insufficiente Esaurimento risorse

Il WWF: nel 2050 esaurite le risorse. I paesi ricchi i più a rischio La Repubblica, 25.10.2006 Stiamo consumando la terra Il WWF: nel 2050 esaurite le risorse. I paesi ricchi i più a rischio

La Repubblica, 25.10.2006 Stiamo consumando la terra Consumi idrici

La Repubblica, 25.10.2006 Stiamo consumando la terra Consumi idrici Negli ultimi 20 anni la crescita è stata più del doppio di quella dei primi 40 anni …

Crescita demografica Produzione agricola insufficiente Esaurimento risorse Inquinamento

Con il carbone il futuro è nero L’ESpresso, 2.11.2006 Con il carbone il futuro è nero Dalla Cina agli Stati Uniti, se ne brucia sempre di più. Perchè ce n’è tanto e costa poco. Ma inquina molto … Nei prossimi 25 anni la produzione raddoppierà

E la matematica? … Può la matematica predire il futuro?

E la matematica? … G. Sartori Corriere della Sera del 16 giugno 2008 “La grande carnevalata della FAO si è chiusa con la risibile e irresponsabile promessa di vincere la fame entro il 2050. Speriamo che prima venga chiusa la FAO.” “… i discorsi seri si fanno altrove …” negli stessi giorni la Fondazione Aurelio Peccei celebrava il 40° anniversario del Club di Roma … “Peccei fu il primo profeta della impossibilità di una crescita illimitata del pianeta Terra, così come due secoli fa il bravo abate Malthus fu il primo a intravedere la “bomba demografica.

E la matematica? … G. Sartori Corriere della Sera del 16 giugno 2008 Malthus … Calcolò che mentre la popolazione poteva crescere in progressione geometrica (1,2,4,8), la produzione agricola può solo crescere in progressione aritmetica (1,2,3,4). … il suo Saggio sul principio di popolazione usciva nel 1798, prima della rivoluzione industriale. Ed è l’agricoltura meccanizzata, che Malthus non poteva prevedere, che ha rinviato di due secoli la resa dei conti. Ma ora ci siamo.

E la matematica? … G. Sartori Corriere della Sera del 16 giugno 2008 La preoccupazione di Peccei fu diversa: segnalava l’imminente venir meno delle risorse naturali, e segnatamente del petrolio. Ma nel 1972, quando uscì il primo rapporto, I limiti dello sviluppo, la popolazione mondiale era di 3 miliardi e 850 milioni. In meno di quaranta anni si è quasi raddoppiata. …. ormai viviamo su una coperta troppo corta che se tirata da una parte lascia scoperta un’altra parte”.

E la matematica? … G. Sartori Corriere della Sera del 16 giugno 2008 La preoccupazione di Peccei fu diversa: segnalava l’imminente venir meno delle risorse naturali, e segnatamente del petrolio. Ma nel 1972, quando uscì il primo rapporto, I limiti dello sviluppo, la popolazione mondiale era di 3 miliardi e 850 milioni. In meno di quaranta anni si è quasi raddoppiata. …. ormai viviamo su una coperta troppo corta che se tirata da una parte lascia scoperta un’altra parte”. 1972 2008

Presentazione degli interpreti … in ordine di apparizione

Thomas R. Malthus (Londra 1766 – Haileybury 1834) professore di Economia Politica presso il college di Haileybury dove venivano formati i funzionari dell’East India Company. Nel 1798 pubblica Essay on the Principle of Population, che è citato dallo stesso Darwin nella sua autobiografia come un importante riferimento teorico per le sue ricerche. Introduce un primo modello matematico per lo studio dell’evoluzione di una popolazione. Una “formula” che consente di stimare il numero degli individui di una popolazione al variare del tempo …

Aurelio Peccei (Torino 1908 – Roma 1984) dirigente industriale (FIAT e Olivetti) in Italia ed America Latina, comprese, già negli anni sessanta, che erano in corso mutamenti planetari che avrebbero dovuto essere affrontati con attenzione e coraggio. Nel 1968 fonda il Club di Roma: un gruppo di studiosi per un’analisi scientifica della situazione. La ricerca fu commissionata al System Dynamics Group della Sloan School of Management del MIT (Massachusetts Institute of Technology). Il trattato I limiti dello sviluppo (1972), produsse una tempesta, in un momento in cui l’economia spingeva verso un processo continuo di crescita appariva assurdo parlare di limiti e controllo. 30 ML copie!!!

Dennis Meadows, docente di System Management nell’università del New Hampshire e un gruppo internazionale di giovani ricercatori, con interessi multidisciplinari Il problema affrontato: le politiche attuali portano a un futuro sostenibile o al collasso? Cosa si può fare per creare un’economia umana che provveda ai bisogni di tutti? Lo studio fu svolto ricorrendo ad opportuni modelli matematici elaborati mediante un potente calcolatore creato ad hoc, il World3. Dodici scenari che illustrano differenti possibili modelli di sviluppo globale nell’arco di due secoli (1900 – 2100)

Dennis Meadows, docente di System Management nell’università del New Hampshire e un gruppo internazionale di giovani ricercatori, con interessi multidisciplinari Successivi aggiornamenti: - 1972 I limiti dello sviluppo - 1992 Oltre i limiti dello sviluppo - 2006 I nuovi limiti dello sviluppo L’umanità ha ormai superato i limiti della capacità di sostentamento della Terra e si stava addentrando nel terreno della insostenibilità.

Dennis Meadows, docente di System Management nell’università del New Hampshire e un gruppo internazionale di giovani ricercatori, con interessi multidisciplinari L’umanità ha ormai superato i limiti della capacità di sostentamento della Terra e si stava addentrando nel terreno della insostenibilità. Impronta ecologica + 20 % 2000

Dennis Meadows, docente di System Management nell’università del New Hampshire e un gruppo internazionale di giovani ricercatori, con interessi multidisciplinari (aprile 2009) vince il Japan Prize Awards (500.000 $) della Science and Technology Foundation of Japan con la motivazione: for transformation towards a sustainable society in harmony with nature. Dall’intervista video che si può scaricare nel sito www.japanprize.jp/en/index.html. …”Purtroppo la consapevolezza collettiva del problema è gravemente limitata” all any of us can do, day after day, through our work, our science, our teaching, is to try to make things a little better than they would have been otherwise. And I know I can do that.

E adesso … si apra il sipario!

… Il modello di evoluzione di Malthus anno popolazione tasso di crescita … Modello dinamico

Primo scenario: tasso costante Il modello di evoluzione di Malthus Primo scenario: tasso costante

Il modello di evoluzione di Malthus Primo scenario: tasso costante

Il modello di evoluzione di Malthus Primo scenario: tasso costante Formula chiusa

Il modello di evoluzione di Malthus Primo scenario: tasso costante Progressione aritmetica crescita lineare Formula chiusa

Il modello di evoluzione di Malthus Primo scenario: tasso costante Ruolo del parametro k Formula chiusa

I nuovi limiti dello sviluppo (2006) Il modello di evoluzione di Malthus Primo scenario: tasso costante I nuovi limiti dello sviluppo (2006) Produzione totale pro capite

Secondo: tasso variabile Il modello di evoluzione di Malthus Secondo: tasso variabile

Il modello di evoluzione di Malthus Secondo scenario: tasso proporzionale alla popolazione

Il modello di evoluzione di Malthus Secondo scenario: tasso proporzionale alla popolazione Formula chiusa

Il modello di evoluzione di Malthus Secondo scenario: tasso proporzionale alla popolazione Formula chiusa Progressione geometrica crescita esponenziale

Il modello di evoluzione di Malthus Secondo scenario: tasso proporzionale alla popolazione Ruolo del parametro k (fattore di crescita) Progressione geometrica crescita esponenziale

Il modello di evoluzione di Malthus Secondo scenario: tasso proporzionale alla popolazione Ruolo del parametro k (fattore di crescita) evoluzione estinzione processo stazionario (crescita zero) esplosione

Il modello di evoluzione di Malthus Secondo scenario: tasso proporzionale alla popolazione Tempo di raddoppio

Boom demografico in Africa La Repubblica (26.8.2006) L’esplosione demografica dell’Africa sub-sahariana rischia di intrappolare i Paesi più poveri del pianeta in una spirale di miseria e malattie dalla conseguenze difficilmente prevedibili. Adottando il modello di Malthus … si può valutare il fattore di crescita della Nigeria fattore di crescita Italia 0.01

Adottando il modello di Malthus … Morte … di Venezia La Repubblica (25.8.2006) Adottando il modello di Malthus … Si può stimare il tempo di dimezzamento: 40 anni Pari al tempo di raddoppio della popolazione mondiale

I nuovi limiti dello sviluppo (2006) Popolazione mondiale I nuovi limiti dello sviluppo (2006) anno 1650 1900 1965 2000 consistenza (miliardi) 0.5 1.6 3.3 6 tasso di crescita (%) 0.3 0.7- 0.8 2 1.2 tempo di raddoppio (anni) 240 100 36 58

Produzione industriale - Concentrazione CO2 I nuovi limiti dello sviluppo (2006)

Costi riduzione inquinamento I nuovi limiti dello sviluppo (2006)

Conclusioni …