Эволюция духа

Следует напомнить, что прогресс физической науки был бы невозможен без использования современной математики. Действительно, физику можно достаточно строго разделить на теоретическую (дающую предсказания) и экспериментальную (проверяющую эти предсказания). Долгое время физический эксперимент был единственным критерием правильности физической теории. Но для многих современных физических теорий постановка эксперимента стала невозможной (например, в теории Вселенной), поэтому правильность таких теорий может быть подтверждена только непротиворечивостью используемой математики. Таким образом, у математики (долгое время «обслуживающей» теоретическую физику) появился свой собственный критерий правильности – абстрактная («чистая») математика. В этой связи, позиции теоретической физики и математики (которую иногда называют теоретической математикой) чрезвычайно сблизились и даже часто эти названия воспринимаются как синонимы. В настоящее время математика стремится придать физическим теориям, страдающим недостатком математической строгости, необходимую им непротиворечивость, восполняя, таким образом, отсутствующий экспериментальный критерий правильности.

Математика и физика сыграли ключевую роль при создании в ХХ веке новой науки – информатики. Начало информационной революции связано с пуском в 1944 г. первой ЭВМ. Впервые в истории человечества основным предметом труда становится информация. 90-е годы ХХ столетия – это граница, отделяющая эру энергетики от эры информатики. Растущая зависимость промышленно развитых стран от источников информации (технической, экономической, политической, военной и т. д.) привела к созданию на рубеже 80-х годов новой экономической категории – национальные информационные ресурсы – это непосредственный продукт интеллектуальной деятельности наиболее квалифицированной и творчески активной части трудоспособного населения страны. Тенденция неуклонного перекачивания трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу является наиболее заметным явлением современного мира.

Новые информационные технологии прочно вошли в жизнь современного человека (телевидение, ЭВМ, интернет и др.). Физика стимулировала бурное развитие и других наук (химии, биологии, генетики, геологии и т. д.).

Успехи химических наук привели к широкому распространению разнообразных химических технологий (полимеры, удобрения, пестициды, мутагены и др.).

Геология расширила наши знания о внутреннем строении Земли и привела к широкому освоению невозобновляемых природных ресурсов (нефть, газ, уголь, и др.).

Биология раскрыла тайны строения и функционирования живой клетки. Генетика раскрыла тайны наследственности (Мендель, Морган, Уотсон и Крик). Благодаря открытиям Н.И.Вавилова были разработаны интенсивные технологии получения высокопродуктивных гибридных растений.

В наши дни темпы развития техногенной Цивилизации настолько убыстрились, что стали превосходить все разумные ожидания.

Современное общество стало «заложником» быстро меняющихся промышленных и информационных технологий. Отказ от плановой экономики и переход на рыночные отношения с необходимостью требует постоянного увеличения объема выпускаемой продукции, расширения ее ассортимента, усложнения выпускаемых изделий и технологий их производства, увеличения частоты сменяемости выпускаемых изделий и, соответственно, – технологий.

Усложнение технологий обусловлено увеличением их «наукоемкости», что приводит ко все увеличивающимуся «отрыву» возможности понимания людей той техники, которой они повседневно пользуются. Использование таких «наукоемких» изделий превращается в «бездумное нажимание кнопок», дезориентации в море новой информации и дезинформации, нарастанию психических расстройств.

Вся наша повседневная жизнь становится все больше и больше зависимой от бесперебойного функционирования электрических и компьютерных сетей. Малейшие сбои в этих сетях приводят к неуправляемым техногенным катастрофам, так как уровень «понимания» новой техники даже у специалистов неуклонно снижается. Все чаще мы вынуждены сетовать на, так называемый, «человеческий фактор».

3.3 Системный кризис

1) Глобальные проблемы современности

В раскопках египетских пирамид находили глиняные таблички с таким текстом: «наступили тяжелые времена, дети не слушаются родителей, климат испортился, воды Нила стали грязными, каждый старается написать книгу».

Прошли многие тысячелетия, а наши претензии к окружающему миру остались прежними. Однако к середине ХХ столетия ситуация на Земном шаре ухудшилась настолько, что стало не до шуток и надо было принимать срочные меры. Поэтому в конце 60-х годов собрался, так называемый, «Римский клуб» для обсуждения глобальных проблем человечества. Одно из первых заданий Римского клуба было дано ученым Массачусетского технологического института (США): сделать прогноз развития эколого-экономической ситуации на Земле на ближайшие 100 лет. Результаты исследований были опубликованы в книге Д.Медоуза и др. «Пределы роста» (1972 г.). Вывод ученых был обескураживающим: «если существующие тенденции развития экономики в мире сохранятся, то в ближайшие 100 лет на Земле произойдет глобальная экологическая катастрофа. Наиболее вероятный результат – резкое уменьшение численности населения и объемов промышленного производства».

Первой реакцией на предсказание ученых было желание «заморозить» экономическое развитие всего мира (модель «нулевого роста») и попытаться найти выход из создавшегося положения. Исследования продолжались. Очень скоро стало ясно, что «нулевой рост» только ускорит экологическую катастрофу, так как нищета и неграмотность приведут к еще большей рождаемости людей, голоду, эпидемиям, неуправляемым конфликтам. Через 20 лет вышла вторая книга группы Д.Медоуза «За пределами роста» (1992 г.). Предсказания ученых стали еще более мрачными: «если в 1972 г. еще существовала возможность вернуть Землю в естественное, саморегулируемое состояние, то в 1992 г. такой возможности уже не осталось. Теперь человеческая цивилизация на Земле может существовать только как искусственно-регулируемая система, поддерживаемая коллективными усилиями всех стран мира». Наша цель – познакомить читателей с теми фактами, которые привели ученых к таким печальным выводам и теми предложениями, которые возможно помогут исправить сложившуюся ситуацию.

а) демография

В 1800 г. на Земле жило 1 млрд. человек. В 1927 г. – уже 2 млрд. человек. В 1960 г. – 3 млрд. человек. В 1974 г. – 4 млрд. человек. В 1987 г. – 5 млрд. человек. В 1994 г. – 6 млрд. человек. В 2011 г. – 7 млрд. человек. Если данная тенденция сохранится, то к 2060 г. нас будет 10 млрд. человек.

Наблюдаемый рост населения хорошо описывается, так называемой, экспоненциальной кривой.

Этой закономерности роста подчиняются все живые существа на Земле. Более того, экспоненциальный рост (инфляция) лежит в основе рыночной экономики. Особо следует отметить «коварство» экспоненты. Долгое время рост почти незаметен и только в определенный момент кривая «вдруг» обнаруживает быстрый рост, который в случае с людьми получил название «демографического взрыва». Как раз в настоящий момент мы переживаем такой взрыв. В дикой природе существуют различные механизмы, ограничивающие безудержный рост. К сожалению, в человеческой популяции таких механизмов нет. Одной из причин, приводящих к демографическому взрыву, может быть зависимость рождаемости людей от их доходов.

Бурная рождаемость есть спутник бедности и в ближайшем будущем население Земли может претерпеть существенные расовые изменения. Если белое население развитых стран уже практически не увеличивается, то люди с черной и желтой кожей, проживающие в Африке, Индии, Китае и Латинской Америке, по-видимому, будут составлять основную массу населения Земного шара к концу XXI столетия.

Из данных фактов иногда делают неверный вывод, что в ухудшающейся экологической ситуации на Земле виноваты слаборазвитые страны. Это не так, потому что около 80 % всех загрязнений на планете дают промышленно развитые страны с населением менее 1 млрд. человек. Например, Индия с ее миллиардным населением, вносит в загрязнение атмосферы лишь 2 % от доли США.

Основная причина всех бед на нашей Земле, это все более увеличивающийся разрыв между доходами богатых и бедных. Соотношение доходов 20 % самой богатой части населения Земли к 20 % самой бедной составляет: в 1960 г. – 30:1, в 1980 – 45:1, в 1990 – 80:1, в 2000 – 140:1, несмотря на то, что ООН в 1974 г. приняла «Декларацию об установлении международного экономического порядка», рекомендующую максимальный разрыв в доходах богатых и бедных не более 3:1. Идеология «золотого миллиарда» не менее опасна, чем идеология фашизма.

Так как всевозрастающее население Земли требует резкого увеличения производства продуктов питания, то демографическая проблема с неизбежностью порождает другую проблему – продовольственную.

б) продовольствие

Вплоть до 1940 г. люди решали свою продовольственную проблему полностью за счет энергии Солнца. Урожаи зерновых культур – основы всего сельского хозяйства – до этого года в среднем не превышали 6–8 ц/г. Однако к середине ХХ столетия численность населения Земли достигла 3 млрд. человек и, при наличии неравномерного распределения продовольственных ресурсов, огромное количество людей на Земле оказалось перед угрозой голода. Благодаря открытиям выдающегося советского генетика Н.И.Вавилова продовольственная проблема на некоторое время была решена. Вавилов указал путь получения продуктивных и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды, гибридных сортов (Н.И.Вавилов умер в 1944 г. в Саратовской тюрьме от голода). Однако селекционеры США решили заменить естественную устойчивость растений на их защиту с помощью, так называемой, “искусственной энергии” (минеральные удобрения, пестициды, машинные технологии и т. д.). Они стали создавать сорта отзывчивые на минеральные удобрения. Процесс внедрения в сельское хозяйство интенсивных технологий, получивший название “зеленой революции”, позволил с 1950 г. по 1980 г. увеличить мировой сбор зерна в 3 раза (с 600 млн. тонн до 1800 млн. тонн). Средняя урожайность зерновых поднялась до 20–25 ц/га.

Широкое распространение интенсивных технологий привело к огромным вложениям энергетических ресурсов в сельское хозяйство. Бытует ошибочное представление, что урожайность зерновых культур пропорциональна количеству вложенной в сельское хозяйство “искусственной энергии”. Это неверно, потому что единственным механизмом, влияющим на урожайность растения, является механизм фотосинтеза, к.п.д. которого не превышает 1 %. Благодаря созданию гибридных растений удалось к.п.д. фотосинтеза повысить до 1,1 % и это привело к трехкратному увеличению урожайности. До настоящего времени, ученым не удалось больше повысить эффективность фотосинтеза. По-видимому, природа не зря установила такой низкий порог к.п.д. растений. Нетрудно предсказать, что стало бы с нашей планетой, если бы к.п.д. фотосинтеза оказалось более 2 % – это была бы полностью растительная планета, где не было бы места ни животным, ни человеку. “Зеленая революция” принесла с собой множество негативных последствий: 1) интенсивные технологии приводят к деградации пахотных земель: ежегодно из оборота уходит 8,5 млн. га и с 1984 г. средний сбор зерновых стал снижаться на 1 % в год; 2) человек тратит на себя 4/10 всех органических веществ на планете, оставляя другим живым существам все меньше и меньше. Поэтому сейчас каждый день с поверхности Земли исчезает 140 видов растений и животных. Обеднение генетического разнообразия биосферы чревато потерей ее глобальной устойчивости; 3) США владеют большей частью рынка зерна на Земном шаре, получая от сельского хозяйства свой самый большой доход (больше, чем от продажи оружия и компьютерных технологий). За зерно США покупают нефть и создают свои стратегические запасы (за один бушель зерна – один баррель нефти). Если в XIX веке полмира кормила зерном Россия, то сейчас это делают США; 4) “энергетическая цена” пищевой калории с каждым годом становится все больше и больше; 5) возникают новые глобальные проблемы в связи с производством биотоплива и сланцевого газа.

В настоящее время количество людей на Земле (более 7 млрд. чел.) превысило потенциальные возможности планеты. Уже более 3 млрд. человек не могут обеспечить себе минимальный уровень питания. Ежегодно от голода умирает более 35 000 человек.

Производство, переработка и хранение продуктов питания, а также производство одежды, жилья, транспорта и т. д. невозможно без использования источников энергии, поэтому возникает следующая проблема – энергетическая.

в) энергия

Если с 1750 г. по 1900 г. (за 150 лет) численность населения Земли выросла в 2 раза, то добыча энергетических ресурсов в мире за это время возросла в 10 раз. За следующие 70 лет (с 1900 г. по 1970 г.) численность населения Земли выросла еще в 2 раза, а добыча энергетических ресурсов – в 13 раз, т. е. темпы производства энергии намного превышают темпы роста населения. Сейчас человечество потребляет в год 4·10

kДж энергии. Люди покрывают свои энергетические потребности за счет нефти на 33 %, угля – 27 %, газа – 18 %. Планета накопила данные ресурсы за миллиарды лет своей органической эволюции. Эти энергетические ресурсы мы называем невозобновляемыми, так как уже никогда не сможем использовать их еще раз. Более того, при нынешних темпах добычи, рентабельных энергетических ресурсов осталось всего на несколько десятков лет: угля – на 100 лет, газа – на 70 лет, нефти – на 50 лет. Речь идет о рентабельных ресурсах, так как сама добыча энергетических ресурсов требует затрат огромного количества энергии. Так, например, добыча угля с глубины более 1-го км уже не рентабельна.

Возобновляемые энергетические ресурсы (гидроэнергия, ветровая энергия, энергия биомассы и т. д. – все это энергия Солнца) составляют в общем балансе энергетических затрат человека всего 18 % (кстати, за год на Землю от Солнца поступает 6·10

kДж энергии, что на 3 порядка превышает нынешние энергетические затраты человека). Атомная энергетика покрывает 4 % всего энергетического бюджета мира.

Таким образом, в начале ХХI столетия на фоне пугающего “демографического взрыва” наблюдается совершенно бездумное разбазаривание чрезвычайно ограниченных энергетических ресурсов Земли.

На сельское хозяйство в среднем страны мира тратят 5 % своего энергетического бюджета (остальное идет на тяжелое машиностроение, военные расходы, транспорт). Если бы какая-нибудь высокоразвитая страна захотела, чтобы ее жители были обеспечены продуктами питания так же как жители США, то она должна была бы тратить на сельское хозяйство 80 % своего энергетического бюджета, что очевидно невозможно. Таким образом, уже ни одна страна мира не сможет обеспечить себя продуктами питания, как жители США. Такая ситуация сложилась из-за того, что США тратят энергии в 40 раз больше, чем любая другая высокоразвитая страна мира.

Долгое время считалось, что энергетическая проблема может быть решена с открытием управляемой термоядерной реакции, однако, похоже, что эти надежды (к счастью) могут и не оправдаться (еще один разумный запрет природы). Иначе резкое увеличение энергетических затрат с неизбежностью приведет к усугублению проблемы теплового загрязнения Земли, т. к. ни один механизм не может работать с к.п.д. 100 %.

д) загрязнения

Ежегодно промышленные предприятия мира выбрасывают на поверхность Земли более 1 млрд. тонн отходов. Если бы были созданы эффективные технологии переработки этих отходов, то, по крайней мере, 100 лет можно было бы не трогать невозобновляемые минеральные ресурсы Земли. Однако до сих пор таких технологий нет, и токсичные составляющие отходов все больше вызывают массовые заболевания растений, животных и человека.

Атомная энергетика чревата не только опасностью катастроф типа Чернобыльской, но и глобальным загрязнением планеты радиоактивными отходами. До сих пор не созданы эффективные технологии переработки и захоронения радиоактивных веществ. Идет массовое загрязнение мирового океана. Промышленные газы типа фреона разрушают озоновый слой Земли, подвергая людей опасности жесткого ультрафиолетового облучения. За последние годы концентрация озона снизилась в среднем на 2 %, а над северным полушарием – на 5 %.

Более 3 млрд. человек на Земле не имеют элементарных санитарных условий в быту. Более 2 млрд. человек пользуются загрязненной водой.

Проблема пресной воды на планете за последние годы становится практически самой актуальной. Пригодной для употребления питьевой воды осталось на планете на 20–30 лет.

Кислотные дожди приводят к прогрессирующему вымиранию лесов (20 млн. га в год). А это – “легкие” планеты. Самый масштабный и опасный аспект глобального загрязнения – продукты сгорания органического топлива, которые приводят к, так называемому, “парниковому эффекту” (глобальное потепление). С 1880 г. по 1980 г. средняя температура воздуха на Земле повысилась на 0,75 °C. Если эта тенденция сохранится, то к 2100 году средняя температура воздуха повысится еще на 2–5 °C (заметим, что последнее оледенение Земли произошло в результате понижения средней температуры воздуха всего на 4 °C). Глобальное потепление климата Земли, которое мы уже ощущаем сейчас, влечет за собой массовое таяние ледников и полярных шапок и, соответственно, повышение уровня мирового океана. За последние 100 лет уровень океана поднялся на 15 см. В XXI веке он может подняться еще на 50 см, что приведет к затоплению суши, на которой проживает 7/10 населения планеты. Одновременно исчезнет огромное количество плодородных земель. Статистика дождей и наводнений за последнее время указывает, что данный процесс имеет тенденцию к самоускорению. Голландия тратит 80 % годового бюджета на ремонт и наращивание своих дамб. Неразумная экономическая деятельность человека со всей очевидностью ведет к нарушению глобального равновесия в биосфере Земли. Энергетический потенциал земной биосферы настолько превышает энергетические возможности человека (на 3–4 порядка), что никакие попытки спастись хотя бы малой части населения планеты от надвигающихся природных катаклизмов, не приведут к положительным результатам.

е) информация

Как мы уже отмечали выше, потребление энергии человечеством все еще не вышло на уровень сотых долей процента от солнечного фона на нашей планете. В то же время радиоизлучение Земли (радио, телевидение и т. д.) за последние 2–3 десятилетия возросло в миллионы раз и по мощности приблизилось к радиоизлучению Солнца. “Информационный взрыв” на Земле для внешнего наблюдателя выглядит вспышкой (в метровом диапазоне радиоволн) новой “звезды” по яркости равной Солнцу. Мы сейчас живем на поверхности радиозвезды, испытывая все негативные последствия информационного воздействия на человека.

90-ые годы ХХ столетия – это граница, отделяющая эру энергетики от эры информации. Растущая зависимость промышленно развитых стран от источников информации (технической, экономической, политической, военной и т. д.) привели к созданию на рубеже 80-х годов новой экономической категории – национальные информационные ресурсы. Информация стала таким же основным ресурсом, как материалы и энергия. Информационные ресурсы относятся к весьма ограниченному числу экономически значимых воспроизводимых ресурсов. В широком смысле слова, информационные ресурсы – это непосредственный продукт интеллектуальной деятельности наиболее квалифицированной и творчески активной части трудоспособного населения страны. К активным информационным ресурсам относят ту часть информационных ресурсов, которая доступна для автоматизированного поиска, хранения и обработки на ЭВМ. Экономическая значимость информационных ресурсов видна хотя бы на примере США, которые постепенно уступают своим ближайшим конкурентам почти все традиционные секторы мирового рынка, кроме главного – сектора информационных технологий. Здесь США значительно оторвались от ближайших своих конкурентов, контролируя более 80 % мирового рынка. Практически безраздельный контроль американских фирм над информационной индустрией дает им долговременную стратегическую устойчивость.

Тенденция неуклонного перекачивания трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу является наиболее заметным явлением современного мира. Однако было бы неверно думать, что в итоге информационные ресурсы полностью заменят энергетические. Правильнее рассматривать эти два типа ресурсов, как взаимодополняющие друг друга, эффективный баланс которых в будущем несомненно будет определяться их экологической составляющей.

Ученые группы Д.Медоуза выделяют следующие виды действий, необходимые для спасения Земли:

1. развитие наукоемких, ресурсо– и энергосберегающих технологий;

2. ограничение рождаемости людей на уровне 7 млрд. человек;

3. уменьшение материальных потребностей всего населения планеты до уровня в 2 раза ниже нынешнего уровня среднего жителя Бразилии;