Вот есть я - обычный человек. У меня есть папа и мама как у обычного человека. У каждого из моих родителей есть пара родителей как у обычных людей. Несложно продолжить этот мыслительный ряд и представить его в виде геометрической прогрессии по формуле An=A1*Q(n-1) где А1=1, Q=2. Вопрос №1: сколько у меня было предков тысячу лет назад? Формальное решение довольно простое. Хотя есть сложность, которая заключается в том, что 1 значение n = 1 поколение. Это неточное число, т.к. средний период деторождения сейчас и тысячу лет назад отличался. Думаю данные в 25 лет будут завышены с учетом того, что по статистике в современной Европе средний возраст рождения первого ребенка 28 лет. Но для некоторой наглядности возьмем завышенный параметр где 1 значение n = 25 лет. Тогда за тысячу лет будет всего 40 поколений, далее легко применяем формулу:
Или примерно 550 млрд. чел. были моими прямыми предками тысячу лет назад. Естественно возникает вопрос №2: Все эти люди должны жить примерно на одном хронологическом срезе, но это невозможно. Тогда куда делись все положенные мне предки, которые с необходимостью должны были быть, чтобы появился я? И вот еще один параметр. По подсчетам нидерландских ученых всего за историю человечества на земле было рождено 107 млрд. человек, что является неточным числом, но все же заслуживающее доверия. А математически точный расчет поколений вызывает полное недоумение.
An=A1*Q(n-1)
А40=1*2(40-1)
А40=549 755 813 888
Или примерно 550 млрд. чел. были моими прямыми предками тысячу лет назад. Естественно возникает вопрос №2: Все эти люди должны жить примерно на одном хронологическом срезе, но это невозможно. Тогда куда делись все положенные мне предки, которые с необходимостью должны были быть, чтобы появился я? И вот еще один параметр. По подсчетам нидерландских ученых всего за историю человечества на земле было рождено 107 млрд. человек, что является неточным числом, но все же заслуживающее доверия. А математически точный расчет поколений вызывает полное недоумение.
Например, если поженились кузены, что большую часть человеческой истории зазорным не считалось, то хотя родителей у них будет и по двое, но бабушек-дедушек будет только шесть, а не восемь. И у их детей, соответственно, будет только шесть прабабушек-прадедушек.
Так что напрямую такой метод применять нельзя.
Какой будет коэффициент? Можно пойти от противного взять приблизительное число в 500 млн. чел. которые существовали к 1000 году н.э. и рассчитать уравнение, где Х возводим в 39-ю степень
500 000 000 = 1*Х(39)
у меня приблизительно получилось
Х = 1,671285
Тогда мы выходим на число 0.5 млрд человек тысячу лет назад, что теоретически возможно, и вполне отражает теорию кузенов, но как только мы увеличиваем хронологический промежуток геометрическая прогрессия все равно растет экспоненциально, ведь можно брать отрезок и 5 000 лет и 50 000 лет - тогда тоже существовали люди. Если мы делаем Q ничтожно малым, например Q=1.01 тогда 50 000 лет назад число прямых предков будет равно 62 967 011 679, а это время уже хомо сапиенс, т.е. бактерий в "родственники" пока не записываем.
Отсюда понятно, что способ кузенов (если не допускать кровосмешения "брат - сестра", "мать - сын") не работает, поскольку число все равно остается огромным. Следовательно, решение должно быть принципиально другое.
Для этого надо подойти к задаче с другой стороны.
Начнём с того, что есть способ добиться Q=1 начиная со второго поколения и без кровосмешения! (в первом поколении Q всё равно будет равно двум).
Пусть популяция состоит из четырёх особей -- A0, B0, E0, C0 (проявлю сексизм и постулирую, что гласными буквами я буду обозначать мужчин, а согласными -- женщин). Для определённости предположим, что A0, C0 -- брат с сестрой и B0, E0 -- аналогично. При этом родства между A0 и B0 нет, как нет родства между C0 и E0. Если обе допустимые пары будет рожать по два разнополых ребёнка, то в каждом поколении будет 4 особи из которых можно составить две пары кузенов. Вот схема:
Число родителей у каждой особи по-прежнему равно двум, однако число бабушек-дедушек и т.д. будет всегда равно четырём.
Теперь самый интересный вопрос -- возможен ли рост популяции без кровосмешения? Допустим, у пары A0+B0 что-то пошло не так, и они родили третьего ребёнка -- D1. Сможет ли она продолжить род, не вступая в близкородственные отношения? Если у нас моногамный строй, то нет. Однако если за этим строго не следят, она может замутить с E1, ведь они кузены:
Теперь посмотрим, какие перспективы у I2 и D2. Персональной пары они не найдут, однако A2 и C2 им подходят (дети E1 им не подходят, т.к. они являются единокровными братьями-сёстрами). Так образуется новая система из четырёх особей, которые могут воспроизводиться с Q=1 аналогично первой схеме:
Таким образом, увеличение популяции без кровосмешения возможно. А если это так, то при дальнейшем увеличении популяции в каком-нибудь поколении обязательно вылезет Q<1. Если мы отпочкуем ещё одну систему из четырёх особей -- уж точно. Мне лень это расписывать. Ведь есть и более простой способ демонстрации. Посмотрим внимательно на особь D3. Ей подходит не только U3. E3 тоже ничего. Они более дальние родственники, чем кузены. Это знаковый момент в истории популяции. Впервые у особи появляется выбор! Пусть у них будет ребёнок K4. Один, т.к. гласные буквы у меня кончились. Посчитаем её предков (я их пометил красным):
Итого:
Родителей: 2.
Бабушек-дедушек: 4.
Прабабушек-прадедушек: 5.
Прапрабабушек-прапрадедушек: 4.
Q<1.
Это ответ на вопрос №2: куда делись все предки.
Как же ответить на вопрос №1?
Нужно подобрать коэффициенты модели (начальное число четвёрок, как часто образуются новые и т.п.), чтобы они отражали основные реперные точки: зарождение человечества 6 млн лет назад (начальное число особей), 1000 лет назад (400 тысяч) и ныне (7.5 млрд). После этого можно будет заняться подсчётом. Но этим я займусь как-нибудь в другой раз.
При решении вопроса №2, вопрос №1 теряет смысл, поскольку не интересен ни с математической (много случайных и неточных данных), ни с исторической (отсутствие источников) точек зрения. Единственно укажу на небольшую неточность: 1000 лет назад население было не 400 тысяч, а 400 тысяч тысяч, т.е. 400 млн (вот так незаметно Вики вводит в заблуждение).
Ну и наконец, очень приятно и не ожидал, что эта вещь окажется кому-то интересна)) если бы была возможность, то угостил бы компотом IRL
>>первоначальная популяция у меня состояла из 12 человек, поскольку примерно такое количество взрослых особей составляли первобытные группы охотников и собирателей.
Я выбрал минимальное возможное число, при котором имеет смысл что-то там рассматривать. 0-1 особей -- тут понятно, а 2-3 (разнополые) дают неизбежное кровосмешение уже во втором поколении.
>>При решении вопроса №2, вопрос №1 теряет смысл
А, значит главным вопросом был второй! Вообще, судя по всему, количество предков меняется так: сначала оно растёт близко к геометрической прогрессии, но с определённого момента начинает сокращаться. Интересно было бы изучить эту точку перегиба. Но тут нужна модель, приближенная к реальной, а не приведённая мной, которая показывает лишь саму возможность Q<1 при отсутствии кровосмешения.
>>1000 лет назад население было не 400 тысяч, а 400 тысяч тысяч, т.е. 400 млн (вот так незаметно Вики вводит в заблуждение).
Да, спасибо за поправку, я невнимательно глядел в таблицу.
>>не ожидал, что эта вещь окажется кому-то интересна
Вам спасибо за интересную задачу! Можно я скомпоную ваши и мои сообщения в единый пост и опубликую у себя?
Конечно
Небольшое уточнение: An=A1*Q(n-1) и прочие аналогичные записи. Имеется ввиду Q в степени n-1?