Нужно сделать шаг назад в общем потреблении энергии на планете

Будучи представителем точных наук, я как сказки Шахерезады слушаю и читаю статьи гуманитариев разного профиля о будущем нашей цивилизации. И складывается впечатление, что Шахерезада была ближе к реальности, чем наши и зарубежные государственные и политические деятели, по долгу службы обязанные высказываться на эту тему. В вашей статье «Какой будет «Глобализация 2.0»?» мне больше всего понравился знак вопроса. Я бы его поставила в конце такой фразы «Что нас ждёт после глобализации?» У Вас нет сомнений в том, что глобализация ещё вернётся. У меня нет Вашей уверенности. Похоже, что нашу цивилизацию ожидает печальное время, но есть надежда, что гомо сапиенс выживет. И тогда глобализация (в вашем понимании нечто очень хорошее) может вернуться, но не в том виде, который Вы описали в статье.

*

Только что наша страна отметила шестидесятилетие полёта Ю.А. Гагарина. СМИ активно откликнулись на это событие, вспомнив людей, своими руками сотворивших это чудо. В эфире снова зазвучали голоса ушедших в Вечность учёных и конструкторов, инженеров и администраторов, родственников и знакомых человека, ставшего символом технического прогресса ХХ века. В этом потоке слов промелькнул голос великого Учёного, пообещавшего: «Мы сделаем всё, что не противоречит законам физики». Творцы самого великого чуда в истории человечества не только не забывали о законах физики, а опирались на них. Без них чуда не совершишь! Среди тех, кто сейчас на весь мир озвучивает проблемы нашей цивилизации, физиков не заметно, и о законах физики никто не вспоминает. А зря!

Законы физики

Их все изучают в школе, а некоторые позднее в университетах. И даже самые скромно образованные люди уж конечно знают про земное притяжение, заставляющее все предметы падать на землю. Но у законов есть границы их применимости, позволяющие иногда создать казалось бы невозможное. Полёт Гагарина, а перед этим «Спутника 1» стали первыми ступенями дороги в неизведанные дали Вселенной. Технический прогресс шагнул в Космос со стартовой площадки, расположенной на планете Земля.

Ликовало население всего Земного шара.

Сейчас, глядя из ХХ1 века на события середины ХХ века, даже как-то странновато узнать, что в это блестящее время нашёлся человек, который заподозрил будущие глобальные проблемы развития нашей цивилизации. Какие проблемы, когда вокруг одни Победы?!

Уши проблем первоначально выглянули в научных работах Джея Форрестера, заслуженного профессора Слоуновской школы менеджмента Массачусетского технологического института, который в 1971 году опубликовал книгу «Основы кибернетики предприятия», а в 1974 году — книгу «Динамика развития города», в которых компьютерным методом показал, что развитие приводит к зрелости, а затем к стагнации. Эти книги больше похожи на технический отчёт о проделанной работе. С каким вниманием и уважением надо относиться к научной работе, чтобы на этой основе создать Римский клуб! Может, итальянский бизнесмен Аурелио Печчеи в душе был романтиком? Был или не был, но собрал сотню мыслителей и деятелей (главным образом экономического и финансового толка) из разных стан мира, чтобы сформулировать и озвучить научный прогноз развития человеческой цивилизации!

Римский клуб

Работу сделали студенты Форрестера под руководством Денниса Медоуза. После чего возник вопрос об «истоках болезни, которую переживает мир». Куда ведут болезни, если их не лечить, все мы знаем. Римский клуб зафиксировал самое начало болезни. Ему повезло. Далее в деятельности (теперь уже в истории) Римского клуба просматриваются

два направления (научное и социальное), крепко переплетённые между собой. Научное связано с поиском конкретных причин, создающих тревожные проблемы в развитии нашей цивилизации, а социальное — с необходимостью разбудить широкие слои населения, даже не подозревающие о грядущей опасности.

То, как была решена задача пробуждения широких масс населения — это сюжет для исторического романа. И если наша цивилизация всё-таки уцелеет, то этот сюжет сохранится в веках, как предание о падении Трои. Роль троянского коня сыграла экспонента. Обыкновенная математическая функция… Супруги Медоузы (Донелла и Деннис) были по образованию математиками и ничего сильнее и выразительнее экспоненты они не смогли бы найти для того, чтобы продемонстрировать неотвратимый и быстрый конец нашей цивилизации, когда уже не успеть предпринять хоть что-то для её спасения.

Ауреллио Печчеи хотел знать причины угасания нашей цивилизации, и они были названы. Их было много, ибо Форрестер рассмотрел 6 потоков (материалов, заказов, финансовых средств, оборудования и рабочей силы и связывающий их поток информации). А молодые исследователи сообразно грандиозности, поставленной перед ними задачи, учитывали быструю индустриализацию, рост народонаселения, нехватку продуктов питания, истощение невозобновляемых ресурсов, деградацию природной среды. Поэтому Медоузы компьютерным методом рассчитали сначала дюжину моделей, а потом ещё несколько. Все модели давали коллапс, который должен произойти рано или поздно (гибель цивилизации).

Успехи квантовой термодинамики

Я как физик-теоретик, работающий термодинамическим методом, никогда бы не заинтересовалась ни Медоузами, ни экологическими проблемах нашей цивилизации, если бы ни моя дотошность и привычка докапываться до самого корня. Почти как Пастернаку, мне хотелось во всём дойти до самой сути. По долгу службы я искала истину в проблеме эффективности люминесцентных ламп и вообще люминесцентных процессов, где уже до меня её искали лауреат Нобелевской премии Лев Ландау и известный американский теоретик М.А. Вайнштейн и получили удивительный результат. Я рассматривала то, что осталось нерассмотренным после них, в том числе хемилюминесценцию. Полученный результат оказался неинтересным. Утешало то, что параллельно оказался рассчитан КПД преобразования энергии Солнца в другие виды энергии. А это самый главный КПД на свете, потому что именно этот процесс создал всё живое на Земле. В этой отрасли науки было очень много давно установленных эффектов в области зрения человека, фотосинтеза растений и водорослей, фотодвижения простейших организмов и т.д., которые сто лет не могли объяснить экспериментаторы (физики, химики, биологи, физиологи). А разработанный мною термодинамический метод всё объяснил, как говорится, одним махом. Меня это крайне удивило, потому что я думала (как и все остальные физики), что термодинамика работоспособна только в мире неживых систем. А она оказалась чрезвычайно эффективно применимой к живым системам.

Тогда мой взгляд обратился к популяционным процессам. Уровень эксперимента в области фотодвижения простейших организмов позволил констатировать хорошее качественное соответствие теории. Опубликованные эксперименты с более сложно организованными системами у физика-теоретика способны родить только головную и сердечную боль. И более ничего… Вот тут–то я и обратила внимание на Римский клуб. Каково же было моё удивление, когда выяснилось, что мы рассмотрели одну и ту же схему в одно и то же время, но рассмотрели её разными методами. Работы экономистов, даже если они работают компьютерными методами, сильно отличаются от методов термодинамики, которыми работала я.

Мы на одну и ту же систему смотрели разными глазами. Медоузы, которые рассматриваемую систему называли глобальной экосистемой, смотрели на неё глазами могущественного владыки, который способен влиять на движение энергии, финансов и много другого, а я глазами стороннего учёного, фиксирующего процессы в самой сложной физической системе и устанавливающего законы природы. Мы получили один и тот же конечный результат (гибель системы), но при этом термодинамика выявила иной и единственный (!!!) корень неприятностей в развитии нашей цивилизации. Этот корень прост — чрезмерное общее потребление энергии на планете, что в итоге может привести к её гибели. При этом термодинамика, обнажающая внутреннюю связь событий, указывает и путь спасения цивилизации.

Путь к спасению

Этот путь уже был использован в эволюции живой природы на Земле (как утверждают альгологи) цианобактериями. Эти крайне мелкие создания (размер несколько микрон) сумели изменить атмосферу планеты Земля, диаметр которой 12700 километров. До их появления атмосфера на Земле была восстановительной, а через 200 миллионов лет после их появления (благодаря выбросам из их организмов!) она стала окислительной. При этом грандиозном изменении атмосферы сами цианобактерии вполне могли бы и погибнуть. Но они не погибли, потому что эти безмозглые существа (у них нет не только мозгов, но нет даже ядра в клетке!) умеют правильно вести себя в условиях максимального комфорта, которые определяются максимальным КПД преобразования солнечной энергии в свободную энергию, которую они затем тратят при всех формах своей жизнедеятельности. Поскольку для простых систем эти процессы изучены и поняты (читайте мою книгу «Введение в квантовую термодинамику необратимых изотермических процессов», 2018), то предельно понятно, что для них является индикатором нахождения в максимуме: слабое повышение температуры. Оно снижает чувство комфорта, и они стремятся уйти туда, где комфорт максимален, а освещённость меньше.

Наше поколение, оказавшись в семидесятые годы прошлого века в условиях максимума развития нашей цивилизации, не подумало о том, что за максимумом может следовать только спад, и резко повысило потребление энергии. Температура возросла уже вполне серьёзно (потепление климата), и как следствие этого активизировались некоторые простейшие, и мы стали свидетелями пандемии. А для того, чтобы вернуться в условия максимума, нужно сделать шаг назад в общем потреблении энергии на планете.

Всё это детально изложено в моей книге «От Планка, Эйнштейна и Ландау до Римского клуба» (2020). Книга написана столь популярно, что требует владения всего лишь четырьмя действиями арифметики, и её легко приобрести через Интернет.