河北
在我与已故同事、伦敦玛丽女王大学的科斯佳·特拉琴科共同发表的一项新的开放获取研究中，我提出了一个简单得出奇的非线性数学方程，它统一了12000年来的人口增长过程，并指向了可能出现的严峻未来。
这项研究发表在期刊《混沌、孤子与分形》上，引入了一个用于全球人口增长的非线性“速率-反馈”模型，该模型最初是我与特拉琴科在另一个领域——即玻璃和无定形固体等无序材料的物理学研究——中共同推导出的。
我们现在证明，同样的数学方法能复现过去12000年里观察到的许多主要人口增长模式，从新石器时代到现代。
与那些把增长看作指数型或逻辑型的传统人口模型不同，我们的新框架可以通过单一参数在多种历史模式之间自然切换。在某些时期，人口缓慢而稳定地增长；在其他时期，增长则呈爆炸性加速。根据我们的推导，这些变化都可以源自同一个基础非线性动力学机制。
我们的模型还重新探讨了人口科学中最著名的预测之一：1960年海因茨·冯·福斯特及其同事提出的“末日”情景，他们通过数学推算预测世界人口将在2026年左右趋向无穷大。
随着全球生育率下降，人类避开了这条路，但我们的新研究认为，失控增长背后的数学原理在特定条件下仍可能重新出现。
为验证这一理论，我们将我们的方程（有时也称为特拉琴科-扎科内方程）与多个历史时期的实际人口数据进行了比较。我们发现，该模型成功再现了所谓的“压缩指数”增长阶段（如工业时代的快速扩张）以及自1970年左右以来全球人口增长所呈现的较慢的“拉伸指数”阶段。
我们论文中最引人关注的部分探讨了设想的未来情形。在我们的基线分析中，当前全球趋势并未产生像冯·福斯特及其同事所预测的那种灾难性奇点，因为控制参数还在稳定范围内。
然而，我们也模拟了如果重大环境危机——如气候崩溃、流行病、冲突或资源短缺——突然对地球的环境承载力施加严格限制，可能会发生什么情况。
我们特意按最保守的假设来设想，即地球的可持续承载力突然降至约20亿人，我们的模型预测全球人口会快速减少，到2064年左右人类可能少一半。
在文章中，我们强调这不是预测，而是一个用来举例的数学模拟场景，旨在展示人口动态可能对突然的环境或社会变化有多敏感。我们强调，目前的发展趋势还算稳定，不代表马上就会出大事。
除了人口学之外，我们认为这项工作可能对把凝聚态物理的想法用到人口学里具有意义。用来描述玻璃里原子怎么随时间慢慢松弛的数学方法，好像也能说明人类社会几百年里怎么发展、稳住，甚至可能崩掉。
根据我们的分析，这一数学框架提供了一种紧凑的方式，用统一的数学语言，探索从可持续稳定到爆炸性增长或突然崩溃的各种未来情景。
Alessio Zaccone于2010年在苏黎世联邦理工学院化学系获得博士学位。2011年至2014年，他在剑桥大学卡文迪许实验室担任Oppenheimer研究学者。在慕尼黑工业大学（2014–2015年）和剑桥大学（2015–2018年）担任教职后，他自2022年起在米兰大学物理系担任副教授，之后成为正教授并担任理论物理讲席教授。他的荣誉包括ETH银质奖章、2020年哥廷根科学院高斯教授职位、剑桥大学女王学院院士，以及欧洲研究委员会巩固者资助项目“Multimech”。
研究贡献包括对阻塞相变问题的解析解（Zaccone & Scossa-Romano PRB 2011），以及对二维和三维随机密堆积问题的解析解（Zaccone PRL 2022）。他写了《无序固体理论》这本书，施普林格出版社，2023年出版。
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