Von Alkohol bis Ziffer - Der arabische Einfluss in Europa im Spiegel ...
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Literaturverzeichnis
Hinweis:Zeitschriften- und Zeitungsarikel sind so aufgeflihrt. daB die doppelt unterstrichene Ziffer den Jahrgang. die folgende Zahl die Erscheinungsnummer und das nachfolgende Datum den Erscheinungszeitpunkt angeben.SchlieBlich werden die Seitenzahlen des jeweiligen Artikels mitgeteilt.Bei eher unbekannten Periodiita wurden die Unterti tel mi taufge:flihrt.
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1.
2.
2.1
2.2
2.~
3.
~.
6.
7.
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Der EinfluB unterschiedlicher Anfangs
werte ftir die Bevolkerung auf das Modell
verhalten (zu 6.2.3.1,Programm H)
Der EinfluB unterschiedlicher Anfangs
werte ftir die Rohstoffe auf das Modell
verhalten (zu 6.2.3.2,Programm I)
Der EinfluB unterschiedlicher Anfangs
werte ftir das Kapitalinvestitionsvolumen
(zu 6.2.3.3,Programm K)
Der EinfluB unterschiedlicher Anfangs
werte ftir die Verschmutzung auf das Modell
verhalten (zu 6.2.3.~,Programm L,E,F)
Der EinfluB unterschiedlicher Anfangs
werte ftir den landwirtschaftlich in
vestierten Kapitalanteil auf das Modell
verhalten (zu 6.2.3.5,Programm M)
Bildsequenzen ftir die Entwicklung der Be
vOlkerung und Rohstoffe tiber untersc~ied
liche Zeitraume ab 1800
Darstellung des Verhaltens Aller Modell
levels und der Quality of Life bei Original
laufen tiber unterschiedliche Zeitraume
Tabelle der Anfangswerte und Endwerte von
Rechenlaufen ab 1900 (Originallaufe) und 1800
Tabelle Aller durchgeftihrten Rechenlaufe
Liste der ModellgroBen (in Pro gramm
Reihenfolge)
Seite
1~9
151
156
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Die Bevolkerun der Erde -Verteilun und Dynamic.Gotha VEB Hermann Haack, Geographisch-Kartographische Anstalt) 1958.
Die Welt in Zahlen.in sieben Blichern. Berlin (Rudolf Mosse) 1926.
World Population and Production,Trends and Outlook.New York (The Twentieth Century Fund) 1953.
World Population and Industries.United Nations Population Studies No. 28,1958.
2. Erganzende Computerphotographien zur Anfangswert
bestimmung
2.1 Oer EinfluB unterschiedlicher Anfangswerte fur Be
volkerung auf das Modellverhalten (zu 6.2.3.1.Progr.H)
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Bild 1:0as Bild zeigt die EntwrC:kiUng der Natural Resources bei unterschiedlichen Anfangswertkonditionen fur die Bevolkerung.Es sind keine Anderungen zum Originallauf festzustellen.
Bild 2:0ie Entwicklung von Capital Investment.Es sind keine Anderungen zum Originallauf von Forrester festzustellen •
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Bild 3:Das Bild zeigt die Entwicklung der ModellgroBe Pollution.Es sind keine Anderungen zum Originallauf von Forrester festzustellen.
Bild 4:Es ist die Entwicklung von Capital-Investment-inAgricul ture' Fraction iiber vier Rechenlaufe zu sehen.Nur in den ersten 60 Jahren sind gerinfiigige,qualitative Anderungen festzustellen.
Bild 5:Hier ist die Entwicklung der GroBe Quality of Life iiber vier Rechenlaufe dargestellt. Die starken Abweichungen sind groBtenteils auf die gleiche Normierung unterschiedlicher Anfangswerte zuriickzufiihren. Die absoluten Werte der Rechenlaufe 2-4 (hintere Kennziffer) nehmen im Gegensatz zum Verlauf des ersten Rechenlaufes kontinuierlich ab.Der absolute Endwert bei allen 4 Laufen betragt 0,56, wahrend der Anfangswert fiir den ersten Lauf o,61;fiir den zweiten 1,32;fiir den dritten 1,72 und fiir den vierten R,chenlauf 2,47 betragt.
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- 147 -
2.2 Der Einf1uB unterschied1icher Anfangswerte fur die
Rohstoffe auf das Mode11verha1ten (zu 6.2.3.2,Progr.I)
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Bi1d 1:Hier ist die Entwick1ung ~tura1 Resources bei Abanderung ihres eigenen Anfangswertes zu sehen.Das 1eich abweichende Verha1ten ist in diesem Fa11e wieder irrefuhrend da unterschied1iche Anfangswerte einheit1ich auf 100% normiert wurden.Ein Verg1eich der abs01-uten Endwerte aus den Computerausdrucken zeigt,daB auch sie um keine GroBenordnungen auseinander1iegen,wie dies der Anfangswertanderung entsprechen konnte. Werte der Natura1 Resources im Jahr 2096: Lauf 1: 2846E8 (Origina11auf) Lauf 2: 3380E8 Lauf 3: 4356E8 Lauf 4: 7281E8
Bi1d 2:Hier ist die Entwick1ung von Capita1 Investment zu sehen. Das Maximum,das bei a11en Laufen zum g1eichen Zeitpunkt auf tritt, ist um so hoher,je groBer der Anfangswert fur Natura1 Resources gewah1t wurde.Interessant ist hier die Tatsache,daB sich bei den Kurven mit den Kennziffern 33 und 34 Schwingungen andeuten.
Bi1d 3:Hier ist die Entwicklung der Pe11ution in Abhangigkeit von Anfangswertanderungen fur die Natura1 Resources zu sehen. Auf einen Transportfeh1er der Kamera ist es zUrUckzufuhren, daB hier tei1weise zwei Bilder aufeinander 1iegen.Dennoch ist klar zu sehen,daB Pollution schon bei Erhohung des Rohstoffanfangswertes im 2.Lauf (Kurve mit der Kennziffer 102) ein sehr vie1 hoheres Maximum als im
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Originallauf (Kennziffer 101) annimmt.Bei noch hoheren Anfan~swerten fur die Natural Resources erhoht sich auch die Maxlmumsauspragung.Weiterhin tritt das Maximum frtiher als in den Laufen 1 und 2 (Kennziffern 101.102) auf.Vor allem bei den letzten beiden Laufen (Kennziffern 103. 104) deuten sich Schwingungen an.
Bild 4:Hier ist die Entwicklung von Capital-Investment-in-Agriculture Fraction zu sehen.Gegenuber dem Originallauf (Kennziffer) 221) treten bei allen weiteren Laufen starke qualitative Abweichungen vom Originallauf auf.Ein ausgepragteres Maximum ist zu sehen.das bei steigenden Natural Resources im Startjahr
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Bild 5:Dieses Bild zeigt die Entwicklung der Quality of Life bei unterschiedlichen Anfangswerten fur die Natural Resources. Wie aus den Datenausdrucken entnommen werden konnte.liegen die Maxima der Laufe 2.3.4 (Kennziffern 382.383.384) betrachtlich uber dem des Originallaufes. Die Maxima aller Laufe.in denen der Anfangswert fur die Natural Resources geandert wurden.treten an der selben Stelle auf •
2.3 Der EinfluB unterschiedlicher Anfangswerte fUr das
Kapitalinvestitionsvolumen (zu 6.2.3.3. Progr.K)
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Bild 1:Hier ist die Entwicklung derl[ToBe Population bei Abanderung der Anfangswerte fUr Capital Investment zu sehen. Die Maxima sind in ihrer Auspragung identisch.treten jedoch zeitlich etwas verschoben auf •
Bild 2:Hier ist die Entwicklung derl[ToBe Natural Resources zu sehen.Nur geringe Differenzen treten auf.Je starker der Anfangswert von Capital Investment vermindert wird.umso hoher ist der Endwert der Natural Resourc~s.(Lauf 3.Kennziffer 23. entspricht einer Verminderung um ca.Faktor 44)
Bild 3:Hier ist die Entwicklung von Capi tal··Investment-zu-seheR. bei Abanderungthrer Anfangs_ werte.Die absoluten Endwerte betragen: Lauf 1;(Kennziffer 31): 6261E6 Lauf 2 (Kennziffer 32): 7441E6 Lauf 3 (Kennziffer 33): 8125E6 Lauf 4 (Kennziffer 34): 7897E6 Sie liegen nicht soweit auseinander.als es auf dem Bild scheint.Die Maxima treten an der gleichen Stelle auf •
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- 150 -
Bild 4:Hier ist die Entwicklung von Capital-Investment-in-Agriculture
ill Fraction dargestellt.Die Maxima besitzen die gleiche quantitative Auspragung,treten zeitlich jedoch etwas verschoben auf.
Bild 5:Dieses Bild zeigt die Entwicklung der Quality of Life bei Abanderung der Anfangswerte fur Capital Investment.Die quantitativen Abweichungen sind geringer 'als hier dargestellt. Die absoluten Werte betragen fur Lauf 1 (Kennziffer 381,Original-
lauf Forrester: 0,56 Lauf 2 (Kennziffer 382):0,61
~:: Lauf 3 (Kennziffer 383) :0,64 Lauf 4 (Kennziffer 384):0,63
- 151 -
2.4 Oer Einf1uB unterschied1icher Anfangswerte fur Ver
schmutzung auf das Mode11verha1ten (zu 6.2.3.4,
Progr.L,E,F)
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Bi1d 1:0ieses Bi1d zeigt die EntWrCk1ung der Mode11variab1e Popu1ation bei unterschied1ichen Anfangswertkonditionen fur Po1-1ution.Qua1itative oder quantitative Abweichungen sind bei den drei Laufen mit geanderten Anfangswerten (Kennziffern konnen nicht unterschieden werden) nicht festzuste11en.
Bi1d 2:0ieses Bi1d zeigt den Ver~er Natura1 Resources. Es treten g1eichfa11s keine Anderungen auf.
Bi1d 3:Hier ist der Ver1auf der Qua1ity of Life zu sehen.Auch auf diese GroBe haben unterschied1iche Anfangswerte fur Po11ution offensicht1ich keinen Einf1uB.
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Bild ~:Hier ist die Ent~cklung iie'r'GroBe Pollution bei Ablinderung ihrer eigenen Anfangswerte zu sehen.Die absoluten Werte der Maxima.die 205~ auftreten. stimmen nahezu auch quantitativ tiberein: Lauf 1 (Kennziffer 101):
20~63801E3 Lauf 2 (Kennziffer 102):
20~63819E) Lauf 3 (Kennziffer 103):
20~6382~E3 Lauf 4 (Kennziffer 10~):
20~63825E3
Das Verhalten dieser GroBe in Abhangigkeit ihres Anfangswertes haben wir noch naher untersucht (Programm E und F). Die Computerausdrucke der hierzu durchgeftihrten Rechenlaufe wurden zeichnerisch ausgewertet.da bei extremen Anfangswertunterschieden die einheitliche Normierung inakzeptabel groBe MaBstabe ftir die Bildausgabe erfordert hatte.
Bild 5 zeigt den Verlauf der Pollution bei Auswertung der Rechenlaufe Fl und F2.Dem Rechenlauf F1 lag ein Antangswert ftir Pollution von 2E8 zugrunde.Beim Rechenlaut F2 wurde der Anfangswert ftir Pollution auf Null gesetzt.Trotz dieserextre_ men Anfangswertdifferenz stimmen beide Kurven schon nach fast 1~ Jahren exakt tiberein.
1900 1928 1956 198~ 2012 20~0 2068 2096 1914 1~42 1970 1998 2026 2054 2082
- 153 -
Bi1d 6:um zu einer zeichnerisch groBeren Genauigkeit zu gerangen,wurden beide Rechen1aufe mit entsprechenden Anfangswertunterschieden nur uber 1~ Jahre durchgefuhrt.Hierbei zeigte sich,daB beide. Laufe schon nach etwa ~ Jahren gut ubereinstimmen.
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- 154 -
Bild 7:0iesen Laufen li .. gen noch groBere Anfangswertunter-~e zugrunde. Bej de Laufe wllrden nur iiber 7 Jahre gerechnet.Der Rechenlalf E1 "tartet mit einem Anfan~swert fHr Pollution von 906E6 Einheiten,also dem 4,5 fachen des Originalanfangswertes bei Forrester.1m Lauf E2 Mlrde der Anfangswert fur Pollution wieder auf Null gesetzt. DaB iJ<>idf! Lauf.,. von 1800 aus starten,hat keinen EinflllB auf die hier vorgenommene 1nterpretation.Es ist zu sehen,daB "ich die GroBe Pollution in bf!iden Rechenllufen nach 5 Jahren identisch verhiilt.Dies wurde auch anhand der Computerausdrucke iiberpriift.
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Diese drei zuletzt gezeigten Bilder (Bild 5-7) verdeutlichen, daB die Entwicklung der ModellgroBe Pollution vollig unabhangig von ihrem eigenen Anfangswert ist,und diese Zeitreihe selbst bei ext rem ab~einderten Anfangswerten schon nach sehr kurzer Zeit durch modellimmanente Wirkungsmechanismen auf einen bestimmten Verlauf gezwungen wird. Dieser Verlauf (Verhalten) selbst ist unabhingig von den jeweiligen Anfangswerten fur diese GroBe und nur abhin~ig von kombinierten Anfangswertinderungen oder Anfangswerten anderer GroBen. Bei den Liufen F3 und F4 (Bild 6),wo einmal der FORRESTERsche Originallauf abgeindert wurde,liegt der gemeinsame Wert nach 5 Jahren (1905) bei 33581JE3 (Lauf F3),und
335807EJ (Lauf F4).
Bei den Liufen E1 und E2 (Bild 7),wo innerhalb von Anfangswertkonditionen fur 1800 einmal der Anfangswert von Pollution radikal abgeandert (auf Null gesetzt) wurde,liegen die gemeinsamen Pollutionwerte nach 5 Jahren(1905) bei
94643E3 (Lauf E1) und 94541E3 (Lauf E2).
- 15b -
2.5 Der EinfluB unterschiedlicher Anfangswerte flir den
landwirtschaftlich investiArten Kapitalanteil auf
das Modellverhalten (zu 6.2.3.5,Progr.M)
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Bild l:Hier ist der Verlauf der ModellgroBe Population bei Aban. derung der Anfangswerte flir den landwirtschaftlich investierten Kapi talanteil dargestell t. Es treten qualitativ keine und quantitativ nur geringe Abweichungen
II Yom Originallauf (Kennziffer 221) auf.
•
Bild 2:Hier ist di.e Entwicklung ~tural Resources dargestellt. Quantitativ nur geringe Abweichungen yom Originallauf sind festzustellen.
Bild.3:Das hier ~argestellte Verhalten der GroBe Pollution entspricht weitgehend qualitativ dem von Population und Capital Investment.Quantitativ geringe Abweichungen treten auf.Die Pollution liegt bei erhohter CapitalInvestment-in-Agriculture Fraction etwas liber dem Originallauf von FORRESTER (Kennziffern 104 resp. lOll.
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Flild 4:Die hier dargestelltp. EntriCk-i~tng der Capi tal-Inve"tmentin-Agriculture Fraction ist wieder irrefUhrend,da eine einheitliche Normierun!r unterschiedlicher Anfan!rswerte vorgenommen ~lrde. Ein Bli ck in die Datenausdruc]<e zeigt, daB di" Zei treihenentwi.cklung schon ab 1942 in allen vier Hechenliiufen '1ualitativ wie Allch quantitativ weitgehend identisch ist.
Bild 5:Auch hier liegen die absoluten Werte der Quality of Life aller Liiufe enger beieinander als dargestellt.Bei den Laufen mit geanderten Anfangswerten fur Capital-Investment- inAgriculture Fraction (Kennziffern 382,383,384) treten die Maxima in der Regel urn 14 Jahre spater auf als im Originallauf (Kennziffer 381).
- 158 -
3. Bildseguenzen ftir die Entwicklung der Bevolkerung und
Rohstoffe tiber unterschiedliche Ze,i traume ab 1800
Mit dieser Bilderfolge solI die En~wicklung der Bevolkerung und der Rohstoffe tiber unterschiedliche Zeitraume verdeutlicht werden.Damit werden ferner einige Vorteile des Informationssystems SIMA gezeigt,bei dem eine ModellgroBe von verschiedenen Rechenlaufen simultan in einer optischen Ausgabe dargestellt werden kann.
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~:Hier ist die Bevolkerungsentwicklung tiber einen Zeitraum von 168 Jahren,also von 1800 bis 1968,zu sehen.
Bild 2:Hinzugekommen ist die Be~ngsentwicklung tiber 280 Jahre bis2080 (Kennziffer 12). Wahrend nach Bild 1 das Maximum zwischen 1944 und 1968 auftrat, ist jetzt das Maximum nach links verschoben zU'sehen,und tritt bei quantitativ gleicher Auspragung 1960 ein.Der MaBstab bezieht sich allf den Rechenlauf tiber 280 Jahre.
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Bild 3:Weiter wurde die Zeitreihe der selben GroBe tiber 798 Jahre hinzugenommen (Kennziffer 13). Das Maximum ist etwas niedriger, aus Grtinden,die schon genannt wurden,und tritt zwischen 1914 und 2028 auf.Weitere Schwingungen sind nicht festzustellen. der MaBstab bezieht sich auf den Lauf tiber 798 Jahre.
Bild 4:SchlieBlich wurde noch ~volkerungsentwicklung tiber 1750 Jahre hinzugenommen (Kennziffer 14).Die Kurve ist noch weiter gepresst,das Maximum kann jetzt nur noch .als zwischen 1800 und 2050 liegend ausgemacht werden.Der MaBstab bezieht sich hier auf den Lauf tiber 798 Jahre (Kennziffer 13).Aus den Laufen drei und vier (Kennziffer 13 und 14) ist ersichtlich,daB die Zeitreihe ab etwa 2500 stationar wird und einen Grenzwert annimmt, der mit dem Anfangswert von 1800 nahezu identisch ist.
Bild 5:Hier ist die Entwicklung dar Rohstoffe tiber 168 Jahre, also von 1800 bis 1968 zu sehen •
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Bild 6:Die Erweiterung urn die Zeit~entwicklun~ dieser GroBe tiber 280 Jahre ist auf Bild 8 im Hauptteil dargestellt.(dort unter der Kennziffer 22).
Bild 7:Weiterhin wurde die Entwicklung der Rohstoffe tiber 798 Jahre hinzugenommen (Kennziffer 23).Der MaBstab auf der Zeitachse bezieht sich auf den Lauf tiber 168 Jahre.Ab 2300 verringern sich die Rohstoffe nur noch unbetrachtlich.Ein Grenzwert ist jedoch nicht erkennbar.
Bild 8:Djese Aussage wird in diesem ~estatigt,wo auch der Lauf tiber 1750 Jahre (Kennziffer 24) enthalten ist.Der MaBstab bezieht sich auf den Lauf tiber 798 Jahre. Der vierte Lauf zeigt,daB der exponentiell ansteigende Rohstoffverbrauch nur 350 Jahre (bis 2150) andauert.
- 161 -
4. Oarst"llung des Verh.!'!1J:..~ ... ~l},~r:_.!:~o_d.e).!..l~v~}~.!.!.n~d.,"..r
Quali ty of Li fe bei Origin~'!.!.e..!l.Ji.h~r:. U.n,!,,,!:.,,!,.hL,,.d.
~~.A..e i !..!1'2.'."!!'.
Als Er~SnzunR zur Er6rterunR des ~,vor ab 180n RezeiRten langfristi~en Modellv"rhaltens und dpr Mndelleig"nsehAft, station~r zu werden und Grenzwerte an~unehmen (allBer bei den Natural Resourees),sind hier aile Modpllpvpls und die Quality of Life von Original-FURRESTER-T~ufen komm"ntarlos b"j p;efiigt. Oi." Interprptation beziip.:l i eh Kurvenauspra~un~,Rtation.=-lrem Verhalten llnd G.renzwprt.F!1 i~t analo,(t, der von den Bildern mit Modellgr6fipn bei ReehenlSufen ab 1800. Die letzte,rechte 7ah1 der Kennziffer,die sieh in toto auf den Rechenlauf und dip jewells abgerufene ModellgroBe bezieht,gibt immer die Nummer des Rechenlaufes an. 1m einzelnen wn'den drei HechenlSufe mi t jeweils immer den Ori~inal-FOHRESTEHSCII EN AnfanRswerten fur a] 1 e ~lodell
Rrofien tiber nachfolgend angegebene Zeitraume durch.o;eftihrt:
Letzte Zahl der Kpnnziffer = l;Lauf tiber 1<)6 Jahre, von 1<)00-2096 ;
Letzte Zahl der Kennziffer = 2;Lallf tiber 70 ,Jahre, von 1<)00-1<)70;
Letzte Zahl der Kennziffer = );Lauf tiber 700 Jahre, von 1900-26000
SchlieBlich ist noch darauf hinzuweisen,dafi sleh der Mafistab jedes Bildes auf jeweils imm"r nur einen Hechenlauf bezi~ht,und durch das Endjahr nach der o.a. InformatidlP'immer sehr schnell ermitteln lSBt.
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Bild l:Hier ist der Verlauf der Grofie BevolkerunR (Population) tiber drei unterschiedliche ZeitrSume mit Originalanfangswerten von Forrester zu sehen.
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- 162 -
Bild 2:Hier sind die Rohstoffe (Natural Resources) dargestellt.
Bild 3:Hier ist die GroBe Kapitalinvestitionsvolumen (Capital Investment) zu sehen.
Bild 4:Dieses Bild zei~t die ~Verschmutzung (Pollution) im Originalmodellverhalten tiber unterschiedliche ZeitrKume.
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Bild 5:Hier ist das Verhalten des landwirtschaftlichinvestierten Kapitalanteils (Capital-Investmentin-Agriculture Fraction)im Originalmodell tiber unterschiedliche Zeitraume dargestellt.
Bild 6:Das Bild zeigt das Verhalten ~bensqualitat (Quality of Life) im Originalmodell tiber verschiedene Zeitraume.
- 164 -
5. Tabelle der Anfangswerte und Endwerte von Rechenlaufen
ab 1900 (OriginallKufe) und 1800
Diese Tabelle erlaubt den Vergleich der Endwerte aller Rechenlaufe,die mit Anfangswerten von 1900 (Originallauf) und von 1800 tiber unterschiedliche Zeitraume durchgeftihrt wurden.Aus ihr konnen die Grenzwerte von Laufen tiber langere Zeitraume entnommen,sowie die Endwerte der Laufe ab 1800 und 1900
von 1970 (Lauf ab 1900) mit 1968 (Lauf ab 1800); Spalte 02 Spalte N1
von 2096 (Lauf ab 1900) mit 2080 (Lauf ab 1800); Spalte 01 Spalte N2
von 2600 (Lauf ab 1900) mit 2598 (Lauf ab 1800)
verglichen werden.
Ferner sind die Endwerte (Grenzwerte) beim Lauf tiber 1750 Jahre ab 1800 (Spalte N4) aufgeftihrt. Den Kennzahlen der ModellgroBen,die in ihrer Reihenfolge mit der Nummerierung in den Ergebnisausdrucken tibereinstimmen,wurden die von Forrester gebrauchten Abktirzungen fiir die Bezeichnung der ModellgroBen hinzugeftigt. im Anhang 7 befinden sich die Bezeichnungen aller ModellgroBen in der Reihenfolge ihrer Programmierung. Im Kopf der Zahlenspalten ist das jeweilige Startund Endjahr der Rechenlaufe angegeben. Jene ModellgroBen,die auf den vorangegangenen Bildern gezeigt wurden,- also die ftinf Modelllevels und die Quality of Life,- wurden durch Unterstreichen besonders kenntlich gemacht.Damit ist auch die Uberprtifung der im Laufe unserer Untersuchung herangezogenen Endwerte der verschiedenen Rechenlaufe ab 1800 und 1900 (OriginallKufe) leichter durchzuftihren.
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http://Extras.Springer.com
(Weltmodelle auf dem Prüfstand; 978-3-7643-0749-3;
978-3-7643-0749-3_OSFO2) is provided:
- 166 -
6. Tabelle aller durchgeftihrten Rechenliiufe
Diese Tabelle gibt einen Uberblick tiber aIle durchgeftihrten Rechenlaufe.Jedes Programm (Option) ist mit einem Buchstaben gekennzeichnpt.Die Rechenlaufe,die innerhalb eines Programms durchgeftihrt wurden,sind nummeriert. Die Tabelle enthiilt folgende Informationen:
- Die Anfangswerte aller LevelgroBen,die mit den FORRESTERS CHEN Abktirzungen wie folgt angegeben sind:
P NR CI POL CIAF
- Population (Bevolkerung); - Natural Resources (Nattirliche Rohstoffe); - Capital Investment (Kapitalinvestitionsvolumen); - Pollution (Verschmutzung); - Capital-Investment-in-Agriculture Fraction (land-
wirtschaftlich investierter Kapitalanteil).
- Die GroBe des Recheniterationsintervalls (DT).
- Das Anfangsjahr.
- Das Endjahr.
- Den Zeitraum (in Jahren).
- 167 -
Tabelle aller durchgeftihrten Simulationen
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- 168 -Tabelle aller durchgefiihrten Simulationen - Fortsetzung
p. Lauf P NR CI POL CIAF PT "'nf. . Endj Zeit
H 1 1.65E9 900E9 .4E9 .2E9 0.2 P.2 ~900 2096 196 2 906E6 " " " " " " " " 3 728E6 " " " " " " " "
=~== =~~~~~ " " " " " " " " ------F===== ======= F=== F==== F===== I 1 1.65E9 900E9 .4E9 .2E9 0.2 p.2 ~900 2096 196
2 " 1080E9 " " " " " " " 3 " 1260E9 " " " " " " "
=~== " ~~g~~2 " " " " " " " ======= === F==== 1====== K 1 1.65E9 900E9 .4E9 .2E9 0.2 b.2 900 2096 196
2 " " 122E6 " " " " " " 3 " " 90E5 " " " " " "
=~== " " =~~~~ " " " " " " ======= ==== ===== ====== L 1 1.65E9 900E9 .4E9 .2E9 0.2 0.2 900 2096 196
2 " " " 46E6 " " " " " 3 " " " 9E6 " " " "
=~== " " " =2~~ ====~== ,,~== " F==~== " '===== M 1 1.65E9 900E9 .4E9 .2E9 0.2 b.2 900 2096 196
2 " " " " 0.4 " " " " 3 " " " " 0.5 " " " "
=~== " " " " ===~';f= " " " " =====, F=== ==== 1====== ======= N 1 906E6 1260E9 45E6 9E6 0.5 b.2 800 1968 168
2 " " " " " " " 2080 280
3 " " " " " " " 2598 798
=~== " " " " " " I=~=== 1==4~~~ H~~== = =======-1===-0 1 1.65E9 900E9 .4E9 .2E9 0.2 P.2 900 2096 196
2 " " " " " " " 1970 70
=4== " " " " " I=~== " I==g~~~ =f~~==F ======= F===-
- 169 -
7. Liste der Mode11groBen (in Programm-Reihenfo1ge)
Nr. Abk.
1 P
2 NR
3 CI
q CIR
5 CR
6 BRCM
7 QLC
8 FCM
9 POLCM
10 POL
11 DRCM
12 POLG
13 POLR
1q POLAT
15 POLA
16 QLP
17 FPM
18 BRPM
19 DRPM
20 NRFR
21 NREM
22 CIAF
23 ECIR
2q CIRA
25 FPCI
26 FR
27 DRFM
28 CFIFR
29 QLF
30 MSL
31 BRMM 32 BRFM
33 BR
3q QLM
35 NRMM
36 CID
Bezeichnung
Popu1ation
Natura1 Resources
Capita1 Investment
Capita1 Investment Ratio
Crowding Ratio
Birth-Rate-from-Crowding Mu1tip1ier
Qua1ity of 1ife from Crowding
Food-from-Crowding Mu1tip1ier
Po11ution-from-Capita1 Mu1tip1ier
Po11ution
Death-Rate-from-Crowding Mu1tip1ier
Po11ution Generation
Po11ution Ratio
Po11ution-Absorption Time
Po11ution Absorption
Qua1ity of Life from Po11ution
Food-from-Popu1ation Mu1tip1ier
Birth-Rate-from-Po11ution Mu1tip1ier
Death-Rate-from-Po11ution Mu1tip1ier
Natura1-Resource Fraction Remaining
Natura1-Resource-Extraction Mu1tip1ier
Capita1-Investment-in-Agricu1ture Fraction
Effective-Capita1-Investment Ratio
Capita1-Investment Ratio in Agricu1ture
Food Potentia1 from Capita1 Investment
Food Ratio
Death-Rate-from-Food Mu1tip1ier
Capita1 Fraction indicated by Food Ratio
Qua1ity of Life from Food
Materia1 Standard of Living
Birth-Rate-from-Materia1 Mu1tip1ier
Birth-Rate-from-Food Mu1tip1ier
Birth Rate
Qua1ity of Life from Materia1
Natura1-Resource-from-Materia1 Mu1tip1ier
Capita1 Investment Discard
Nr. Abk.
37 CIQR
38 QL
39 CIM
qO NRUR
q1 DRMM
q2 DR
q3 CIG
- 170 -
Liste der ModellgroBen - Fortsetzung
Bezeichnung
Capital-Investment-from-Quality Ratio
Quality of Life
Capital-Investment Multiplier
Natural-Resource-Usage Rate
Death-Rate-from-Material Multiplier
Death Rate
Capital-Investment Generation
Hinweis:Die unterstrichenen ModellgroBen sind Modell
Levels (BestandsgroBen),fUr die Anfangswerte
vorgegeben werden mUsseno
- 171 -
WELTMODELLE AUF DEM PRtiFSTAND
- Anspruch und Leistung der Weltmodelle von J.W.FORRESTER
und D.MEADOWS -
Abstract
In dieser Arbeit werden die Weltmodelle von J.W.FORRESTER "World Dynamics" und D.MEADOWS et.al. "The Limits To Growth" von vier Ansatzen aus analysiert:
(1) Unter dem historisch-ideologiekritischen Aspekt werden die gesellschaftspolitischen Konsequenzen der Modellaussagen in Zusammenhang mit den Interessen von Modellauftraggeber und -Konstrukteur hinterfragt;
(2) Die inhaltsanalytische MOdelluntersuchung pruft die expliziten Modellannahmen auf ihre tibereinstimmung mit dem Realsystem;
(3) Die Analyse von Modellmethode (Informationsfeedbacksystem) sowie der ihr zugrundeliegenden Modelltheorie (System Dynamics) hat die besondere Art der Erfassung des Realsystems, also die Formalisierung und Quantifizierung von dessen Struktur und Verhalten zum Gegenstand;
(4) tiber gezielte Simulationen wird das Modell von J.W.FOR-RESTER schlieBlich einer immanenten Analyse unterzogen.
Die Analyse bildet den Ausgangspunkt zur Entwicklung von Modellbeurteilungskriterien,die auf den Ebenen formaler,empirischer und pragmatischer Gultigkeit sowie Aussagefahigkeit spezifiziert werden.Systematisiert an einem Modellentwicklungskonzept werden dann .. diese Kri terien zu einer Beurteilung der Aussagefahigkeit und Gultigkeit des FORRESTER-Modells herangezogen.Es kann nachgewiesen werden,daB sich die diesem Modelltyp zugrundeliegende Modellemthode entgegen aller teilweise gut begrundbarer Kritik hinsichtlich der konkreten Umsetzung bei entsprechende~ Erweiterung und problemgerechter Anwendung fur die modellhafte Erfassung von Struktur und Verhalten komplexer,soziookonomischer Systeme eignet.
Fruhere Untersuchungen haben gezeigt,daB mathematische Modelle Eigenschaften besitzen,die - wahrend der Modellentwicklung nicht ohne wei teres erkennbar - auf die;spezifische Methode der Formalisierung von Modellstrukturen (Gleichungssystem) und deren Quantifizierung zuruckzufuhren sind.Durch das von H.MAIER entwickelte und auf der ICL 1909 Rechenanlage der Technischen Universitat Berlin implementierte benutzerfreundliche Informationssystem SIMA wird das Aufspuren dieser von ihm als "invariante Strukturen" bezeichneten MOdelleigenschaften erleichtert,da dieses System im Gegensatz zum DYNAMO-Compiler von FORRESTER und MEADOWS erlaubt,Ergebnisse verschiedener Rechenlaufe auf einem Sichtgerat in Form von Kurvenscharen auszugeben und vergleichend zu interpretieren.Die "invarianten Strukturen" bilden in diesem quantitativen Teil der Modellanalyse das Testkriterium fur eine Untersuchung des Einflusses von Modellanfangswerten auf das Modellverhalten.Die am Originallauf gemessen fur 100 Jahre fruher geschatzten Anfangswerte ergeben beispielsweise,daB der ursprunglich fur etwa das Jahr 2040 erwarteteZusammenbruch des Weltsystems um ca. 60 bis 70 Jahre fruher eintritt.Erst einmal offengelegt,zwingen diese und weitere als "invariante Strukturen" interpretierbaren Eigenschaften zu auBerster Vorsicht bei der Beurteilung von Modellergebnissen.
- 172 -
MODELES DU MONDE A L'ESSAI
- Pr~tention et r~sultat des modeles du monde de J.W.FORRESTER et D.MEADOWS -
R~sum~e
Au cours'de ce travail on analyse les modeles du monde d'apres J.W.FORRESTER "World Dynamics" et D.MEADOWS et.al. "The Limits To Growth" Ii partir de quatre aspects:
(1) Sous l'aspect d'une critique historico-ideologique,on pose la question des cons~quences socio-politiques des donnees des modeles par rapport aux interets des commettants et des constructeurs de modeles;
(2) La recherche du modele dans l'analyse de son contenue examine l'hypothese de modeles explicites en accord avec Ie systeme concret;
(3) L'analyse de la m~thode d'un modele (Informationsfeedbacksystem) de merne que celIe de la theorie du modele dont elle a son fondement (System Dynamics) a pour objet la maniere particuliere de saisir Ie systeme reel donc la formalisation et la quantification de la structure et du developpement de celui-ci;
(4) On soumet finalement Ie modele de J.W.FORRESTER Ii une ana-lyse immanente au cours de simulations voulues.
L'analyse forme Ie point de depart pour l'evolution de criteres capables de juger Ie modele qui sont sp~cifies sur les domaines d'une validite formelle,empirique et pragmatique de meme que la facult~ des donnees. Syst~matis~s a un concept de developpement de ce modele,ces criteres sont ensuite soumis aux rapports et a la validite des modeles du monde de FORRESTER.On peut d~montrer que la methode du modele qui est Ie fondement de modele-type est fait pour s'opposer a toutes critiques en partie bien fondees et s'approprie au cours d'une amplification correspondante et d'un emploi conforme Ii ce probleme Ii la conception par modele de structure et de comportement d'un systeme complexe socio-economique.
Des recherches anterieures ont montre que proprietes qui - tout simplement non reconnaissables a~ cours du developpement du modele,sont reduisibles a la methode specifique de formalisation des structures du modele (systeme d'equation) et de sa quantification.Par Ie systeme d'information SIMA d~veloppe par H.MAIER et qui est installe d'apres l'ordinateur ICL 1909 de l'Universite Technique de Berlin et qui est Mis facilement a la disposition des utilisateurs,la decouverte de ces propri~t~s du modele qui sont qualifi~es par lui de "structures invariantes" est facilit~e,puisque ce systeme permet Ii l'inverse du DYNAMO-Compiler des modeles de FORRESTER et MEADOWS,de donner des resultats differents de proc~d~s calculateurs,sur un indicateur visuel sous forme de plusieurs courbes et de faire des interpr~tations par comparaison.Les "structures invariantes" forment dans cette partie quantitative de l'analyse du modele Ie critere-test pour une recherche de l'influence des valeurs d~butantes du modele sur Ie developpement du modele.Les valeurs d~butantes estimees il y a 100 ans et comparees Ii un cours originel donnent par exemple pour resultat que l'effondrement du systeme mondial Ii l'origine pr~vu pour environ l'an 2040 se produire 60 Ii 70 ans plus tot.Ces proprietes et d'autres interpretables en tant que "structures invariantes" forcent a l'extreme prudence lors d'interpretations des r6sultats du modele.
- 173 -
Checking Up World Models
- The pretension and efficiency of the world models of
J.W.FORRESTER and D.MEADOWS -
Abstract
In this study the world models of J.W.FORRESTER "World Dynamics" and D.MEADOWS et.al. "The Limits To Growth" are analysed' in a four-fold approach:
(1) The analysis under historic- and ideologic critical aspect intends to examine the socio-political consequences of the model results,in context with the interests: of the model-author and -client;
(2) The correlation between the hypothesis -traceable within the model- and the real system is examined directly by by analyzing the contents of the models;
(J) The special way of seizing the real system,i.e.,the formalization and quantification of its structure and behavior is the subject of analyzin~ the model's method (Informationsfeedback System) as well as the presupposed modeltheory (System Dynamics);
(4) Finally the model of J.W.FORRESTER is subjected to an im-manent analysis by aimed selected simulations.
In total,the analysis is the starting-point of elaborating criterias for model-judgement,which are specified on the level of formal,empiric and pragmatic model-validity and power-of-statement.Systematized by a concept of model-developing,these criterias are assigned to judging the validity and power-of-statement of the FORRESTER world model.It is pointed out that in opposition to partly well substantiated criticism the underlying method in this type of model can be considered as suitable for the model-like seizing of structure and behavior of complex,socio-economic systems,taking granted its expansion and subtilized,adequate application.
Previous examinations showed that some properties are inherent in mathematical models not automatically recognized during the process of model building.Those properties are caused by the specific way of formalizing (equation-system) and quantifying the model structure.The easily applied information sytem SIMA elaborated by H.MAIER and implemented Ion the ICL-1909 computer of the Technical University Berlin facilitates the finding of those properties signified by H. MAIER as "invariant structures".In opposition to the DYNAMO compiler of the FORRESTER and MEADOWS's models,this information system allows optical representation of different computer run results as curves on a visual device as well as interpreting them comparatively with a diagramm.In the simulation part of this model analysis these invariant structures are criteria for testing the influence of initial values on the behavior of the model elements.Simulations with initial values estimated for a starting point -lying 100 years before the original starting-point- 'show that the world collapse,originally expected for the year 2040 occurs about 60-70 years earlier.Once being grasped and localized in the model structure,these and still more model properties considered to be invariant structures,urge to extreme caution in the course of interpreting the model results.
1.
1.1
1.2
2.
2.1
2.2
2.3
3.
3.2.1 3.2.2
- 175 -
I n h a Its v e r z e i c h n i s ===================================
Vorbemerkung
Themenstellung
Vorgehensweise
D;.e Hodelle,ihre AlIssagen und ihre
Hezeption
Kurze Nodelldarstellung von "The Limits to
Growth" und "World Dynamics"
Modellauftraggeber,Hodellautoren und
~Iodellentwicklung
Publikationsvorgang,einschliigig-wissen
schaftliche Relevanz und Ergeb~ispriisenta
tion
Die Bedeutung der Modelle innerhalb der
Zukunftsforschung
Die zentralen ~!odellaussagen
Gleichgewicht statt Wachstum: Stagnation
oder Katastrophe
Vorschliige fur Ubergangsstrategien
Die politische Rezeption
Die historisch-ideologiekritische
Nodelluntersuchung
Wirkungserhohung durch Computergliiubigkeit
Die Nodellaussagen in geschichtlicher
Tradition
HALTHUS und seine Fehlprognose
Apokalyptische Zukunftsvorstellungen in
historischer Perspektive
Kri til, an den Nodelllwnsequenzen:Gleich
gewicht und Wachstumsstop
Die inhaltsanalytische Modelluntersuchung
Systemkomplexitiit versus }!odellkomplexitiit
Modellverhalten und Hodellstruktur
Die Datenbasis
Analyse einzelner l-!odellkomponenten
Seite
9 10
11
15
17
18
21
23 23
25 28
39 40
1f.If.l 1f.1f.2 1f.1f.3 If. If
If. If. 1 If. If. 2
5.1 5.2 5.3 5.1f 5.5 5.6
6. 6.1
6.2
6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.2.1 6.3.2.2 6.3.2.3 6.3.2.1f 6.3.2.5
6.1f 6.5
6.6
Bevolkerung
Hohstoffe
- 176 -
Umweltsverschmutzung
Zusammenfassung der expliziten Nodell
defizite
Einseitige Exponentialitat
Fehlende Variable
Systemtheoretische und modellmethodische
Analyse
Der systemtheoretlsche Ansatz
Die Nodellmethode
Die ~:odeIICJuantifizierung
Modellstruktur und Hodellverhalten
Die HodellstabilitNt
Die RealitHt im Modell als geschlossenes
System
Oer RealitKtsbezug im deterministischen
Simulationsmodell
Hodelltest und Nodellexperiment
Das Untersuchungsziel und seine Relevanz
fur die Hodellbeurteilung
Der Modelltest im Kontext bisheriger
Untersuchungen
Erlauterung der Vorgehensweise
Die Festlegung der Anfangswerte bei FORRESTER
Die Ermittlung der Anfangswerte fur 1800
Bevolkerung (Programm H)
Naturliche Rohstoffe (Programm I)
Investitionskapital (Programm K)
Verschmutzung (Programm L)
Landwirtschaftlich investierter Kapital
anteil (Programm M)
Das Nodellverhalten ab 1800
Untersuchung des langfristigen Modellver
halt ens ab 1800
Die Interpretation der Simulations ergebnisse
Die Beurteiluns der l>'odelle
Zusammenfassung rler Untersuchungsergebnisse
Seite
55 56 59 60
60 61
6%
6/j
66 6e 72 7/j
77
81
85 86
88
101
107
110
113
113
7.3.1
7.3.2
7.4.1
7.4.2
7.4.3
8.
1.
2.
2.1
2.2
2.3
- 177 -
Exkurs zur Validierungsproblematik
Die Aussagefahigkeit und Gultigkeit von
Modellen
Die Problematik der "Gultigkeit" von
Nodellen
Das Problem der "Aussagefahigkeit" von
Modellen
Versuch einer Systematisierung von "Gul
tigkeits"- und "Aussagefahigkeitskriterien"
im Modellentwicklungsprozess
Seite
114
116
117
120
122
Zum Entwurf eines Modellkonstruktionsprozesses 122
Systematisierung der Gultigkeitskriterien 126
Systematisierung der Kriterien fur die
Nodellaussagefahigkeit
Die Beurteilung der Gultigkeit und Aussage
fahigkeit der Weltmodelle
Versuch einer Nodellbeurteilung
Literaturverzeichnis
Literatur zur Bestimmung der Anfangs
werte von 1800
Erganzende Computerphotographien zur
Anfangswertbestimmung
Der EinfluB unterschiedlicher Anfangs
werte fur die Bevolkerung auf das Modell
verhalten (zu 6.2.3.1,Programm H)
Der EinfluB unterschiedlicher Anfangs
werte fur die Rohstoffe auf das Nodell
verhalten (zu 6.2.3.2,Programm I) Der EinfluB unterschiedlicher Anfangs
werte fUr das Kapitalinvestitionsvolumen
(zu 6.2.3.3,Programm K)
127
128
130
133
142
14,}
145
147
4.
6.
- 178 -
Der Einf1uB unterschied1icher Anfangs
werte fUr die Verschmutzung auf das Mode11-
verha1ten (zu 6.2.3.4,Programm L,E,F)
Der Einf1uB unterschied1icher Anfangs
werte fUr den 1andwirtschaft1ich in
vestierten Kapita1antei1 auf das Mode11-
verha1ten (zu 6.2.3.5,Programm ~I)
Bildsequenzen fUr die Entwick1ung der Be
vo1kerung und Rohstoffe Uber unterschied-
1iche Zeitraume ab 1800
Darste11ung des Verha1tens a11er Mode11-
1eve1s wd der Qua1ity of Life bei Ori
gina11aufen Uber unterschied1iche Zeit
raume
Seite
151
156
15f1
161
Tabe11e der Anfangswerte und Endwerte von 164
Rechen1aufen ab 1900 (Origina11aufe) und 1800
Tabe11e a11er durchgefUhrten Rechen1aufe 166
Liste der Mode11groBen (in Programm- 169
Reihenfo1ge)