שורה 1: |
שורה 1: |
| {{מושג בסיסי}} | | {{מושג בסיסי}} |
| [[קובץ:Exponential.png|thumb|250px|left|גידול מעריכי (קו ירוק) גדל בקצב גדול יותר מאשר פונקציה לינארית (קו אדום) או ריבועית (קו כחול).]] | | [[קובץ:Exponential.png|thumb|250px|left|גידול מעריכי (קו ירוק) גדל בקצב גדול יותר מאשר פונקציה לינארית (קו אדום) או ריבועית (קו כחול).]] |
− | '''גידול מעריכי''' (באנגלית: '''Exponential growth''') או '''גידול אקספוננטי''' או '''צמיחה מעריכית''' מתרחש כאשר קצב הגידול של תופעה כלשהי גדל בפרופורציה קבועה שתלויה בערך הנוכחי, לדוגמה קצב גידול של 3% בשנה. שם נוסף גידול כזה הוא '''גידול גאומטרי''' או '''טור גאומטרי'''. מודל הגידול המעריכי ידוע גם '''[[תומס מלתוס|מודל צמיחה מלתוסיאני]]'''. למרות שקצב הגידול הוא קבוע פירוש הדבר שהגודל המוחלט של הנתון מכפיל את עצמו כל כמה פרקי זמן. לדוגמה אוכלוסייה שגדלה בקצב קבוע של 3% פירושו שהאוכלוסייה גדלה פי 2 בכל 20 שנה. לכן אם האוכלוסייה שומרת על קצב גידול קבוע ומתחילה מגודל של 1 מיליון אז לאחר 25 שנה היא תמנה 2 מיליון איש, לאחר 50 שנה היא תמנה 4 מיליון איש, לאחר 75 שנה 8 מיליון איש וכך הלאה. | + | '''גידול מעריכי''' (באנגלית: '''Exponential growth''') או '''גידול אקספוננטי''' או '''צמיחה מעריכית''' מתרחש כאשר קצב הגידול של תופעה כלשהי גדל בפרופורציה קבועה שתלויה בערך הנוכחי, לדוגמה קצב גידול של 3% בשנה. שם נוסף גידול כזה הוא '''גידול גאומטרי''' או '''טור גאומטרי'''. מודל הגידול המעריכי ידוע גם '''[[תומס מלתוס|מודל צמיחה מלתוסיאני]]'''. למרות שקצב הגידול הוא קבוע פירוש הדבר שהגודל המוחלט של הנתון מכפיל את עצמו כל כמה פרקי זמן. לדוגמה אוכלוסייה שגדלה בקצב קבוע של 3% פירושו שהאוכלוסייה גדלה פי 2 בכל 25 שנה, לכן אם האוכלוסייה שומרת על קצב גידול קבוע, ומתחילה מגודל של 1 מיליון אז לאחר 25 שנה היא תמנה 2 מיליון איש, לאחר 50 שנה היא תמנה 4 מיליון איש, לאחר 75 שנה 8 מיליון איש וכך הלאה. |
| | | |
− | קיימות מספר תכונות של גידול מעריכי שהופכות את הטיפול בבעיות שגדלות בקצב מעריכי לקשות במיוחד. החשש בקרב הוגים רבים בזרם ה[[קיימות]] שבעיות עולמיות במספר תחומים שונות כמו [[אוכלוסין]], [[זיהום]], [[משאבים מתחדשים|ניצול משאבי טבע]] או [[משק האנרגיה העולמי|ניצול אנרגיה]], יציבו אתגר גדול מידי לאנושות בגלל תכונות של גידול מעריכי שעלולות להיות להן. | + | קיימות מספר תכונות של גידול מעריכי שהופכות את הטיפול בבעיות שגדלות בקצב מעריכי לקשות במיוחד. לדוגמה הערכות מערכות בריאות להתמודדות עם מגפה כמו [[קורונה]] היא קשה במיוחד עקב פחד מגידול מעריכי שיגרום לביקוש מהיר למשאבים של מערכת הבריאות כמו ציוד הנשמה ורופאים, עד לקריסת המערכת. החשש בקרב הוגים רבים בזרם ה[[קיימות]] שבעיות עולמיות במספר תחומים שונות כמו [[אוכלוסין]], [[זיהום]], [[משאבים מתחדשים|ניצול משאבי טבע]] או [[משק האנרגיה העולמי|ניצול אנרגיה]], יציבו אתגר גדול מידי לאנושות בגלל תכונות של גידול מעריכי שעלולות להיות להן. |
| | | |
| דוגמאות מפורסמות לגידול מעריכי הן גידול של אוכלוסיית חיידקים, שמרים או חרקים בתוך בית גידול מבודד המכיל מזון, ואין בו גורמים מגבילים כמו טורפים או מחלות. לאוכלוסייה קצב גידול קבוע, המספק זמן הכפלה כלשהו. לאחר כל מחזור הכפלה גדלה האוכלוסייה פי 2. דבר זה נמשך עד אשר לבסוף האוכלוסייה מגיע ל[[פיצוץ אוכלוסין]] שבעקבותיו היא גוועת ב[[רעב המוני|רעב]] או [[זיהום|מרעילה]] את עצמה למוות בגלל חומרי פסולת שמצטברים. אפשרות אחרת היא מוות של חלק גדול מהאוכלוסייה כאשר חלק מהאוכלוסייה נכנס למצב של תרדמה או צאצאים במצב עמיד (כמו נבגים) בציפייה לשיפור עתידי בתנאים. | | דוגמאות מפורסמות לגידול מעריכי הן גידול של אוכלוסיית חיידקים, שמרים או חרקים בתוך בית גידול מבודד המכיל מזון, ואין בו גורמים מגבילים כמו טורפים או מחלות. לאוכלוסייה קצב גידול קבוע, המספק זמן הכפלה כלשהו. לאחר כל מחזור הכפלה גדלה האוכלוסייה פי 2. דבר זה נמשך עד אשר לבסוף האוכלוסייה מגיע ל[[פיצוץ אוכלוסין]] שבעקבותיו היא גוועת ב[[רעב המוני|רעב]] או [[זיהום|מרעילה]] את עצמה למוות בגלל חומרי פסולת שמצטברים. אפשרות אחרת היא מוות של חלק גדול מהאוכלוסייה כאשר חלק מהאוכלוסייה נכנס למצב של תרדמה או צאצאים במצב עמיד (כמו נבגים) בציפייה לשיפור עתידי בתנאים. |
| + | |
| + | גידול מעריכי קשור ל[[לולאת משוב מחזקת]] לדוגמה בהכפלת חיידקים, לולאת המשוב היא שבדור הבא יש לא רק יותר חיידקים אלא גם יותר חיידקים שמסוגלים להכפיל את עצמם. תהליכים מתמטיים שמתקיימים במישור המתמטי בלבד, יכולים לגדול באופן מעריכי. מספרים גדולים שבני אדם מתקשים לתפוס אותם (כמו גוגול או גוגולפלקס) הם נקודת ציון בתחילת הדרך עבור גידול מעריכי, שיכול להשיג כל מספר סופי בהתן זמן מספיק וקצב הכפלה מספיק מהיר. לעומת זאת [[תהליך|תהליכים]] טבעיים שמתרחשים במציאות תמיד דורשים נוכחות של חומר ואנרגיה ולכן הם כפופים ל[[תרמודינמיקה|חוקי התרמודינמיקה]] שמגבילים בשלב מסויים את תהליך הגידול - בין אם בגלל מגבלה של מאסה, בגלל מגבלה של [[אקסרגיה|אנרגיה זמינה]] או בגלל מגבלות אחרות שהן ביטוי לקושי לשמור על [[ארגון עצמי]]. כך לדוגמה גידול חיידקים נראה כמו גידול מעריכי בשלב הראשון אבל בשלבים מאוחרים יותר נכנסות [[לולאות משוב מחלישות]] שמאטות את תהליך הגידול ועוצרות אותו לגמרי - בדרך כלל הסיבה בחיידקים היא גמר המזון הזמין להם או כניסה של גורם שמתחרה איתם על המזון או טורף אותם. |
| | | |
| ככל הנראה, [[גידול אוכלוסיית העולם]] לא מקיים גידול מעריכי, בגלל שרמת הפריון של אישה ממוצעת יורדת עם השנים בכל מדינות העולם. כך ש[[אוכלוסיית העולם]] האוכלוסייה תגדל ככל הנראה בצורת [[פונקציית סיגמואיד|עקומה הדומה ל-S]]. עם זאת, בגלל גידול גדל בצריכת משאבים לנפש וב[[טביעת הרגל האקולוגית]], משתנים רבים המתארים את ההשפעה המצטברת של בני האדם על הטבע - כמו הרס [[מערכות אקולוגיות]], [[הכחדת מינים]], צריכת [[משאבים מתכלים]] או התערבות ב[[מחזור החנקן]] עלולים להיות בעלי צמיחה מעריכית. ראו [[גבולות פלנטריים]] | | ככל הנראה, [[גידול אוכלוסיית העולם]] לא מקיים גידול מעריכי, בגלל שרמת הפריון של אישה ממוצעת יורדת עם השנים בכל מדינות העולם. כך ש[[אוכלוסיית העולם]] האוכלוסייה תגדל ככל הנראה בצורת [[פונקציית סיגמואיד|עקומה הדומה ל-S]]. עם זאת, בגלל גידול גדל בצריכת משאבים לנפש וב[[טביעת הרגל האקולוגית]], משתנים רבים המתארים את ההשפעה המצטברת של בני האדם על הטבע - כמו הרס [[מערכות אקולוגיות]], [[הכחדת מינים]], צריכת [[משאבים מתכלים]] או התערבות ב[[מחזור החנקן]] עלולים להיות בעלי צמיחה מעריכית. ראו [[גבולות פלנטריים]] |