Пётр Капица - Эксперимент, Теория, Практика. Статьи, Выступления
Эта сложная проблема начинает широко количественно изучаться с привлечением современных глобальных статистических данных; это стало возможным благодаря применению электронно-вычислительных машин. В последние годы наиболее интересные и убедительные результаты были получены в работах, возглавляемых Дж. У. Форрестером [1] и супругами Д. X. и Д. Л. Медоуз [2]. В этих работах показано, что «взрывной характер» экологических процессов определяется не только экспоненциальным законом процесса размножения людей. Ряд других процессов — рост потребления электроэнергии, минерального сырья, заражение окружающей среды — тоже растет экспоненциально и также может в самом недалеком будущем привести к глобальному кризису, который по своей внезапности будет иметь характер взрыва.
Одна из самых главных глобальных проблем связана с энергетикой, поскольку использование людьми энергетических ресурсов в природе является главным фактором, определяющим уровень современной цивилизации и благосостояния человечества. Сейчас наиболее крупным источником сырья в энергетике является уголь, и если его потребление остановится на нынешнем уровне, то запасов угля будет достаточно примерно на тысячу лет. Если даже человечество не будет расти, но потребление энергии на душу населения будет расти теми же темпами, как за последние сто лет, то запасов угля хватит только на 100—150 лет. Еще более близкий кризис можно предвидеть по другим видам сырья. Например, серебра хватит в пределах 13—40 лет, свинца — 20—60 лет и т. д. (с учетом использования в пятикратном масштабе новых, пока еще не найденных природных запасов) [3].
Сейчас уже известно, что наука может дать выход из предстоящего кризиса. Самая главная для человечества энергетическая проблема может быть решена путем использования управляемых термоядерных процессов. Источником энергии для них является дейтерии — тяжелый изотоп водорода, его запас в океане можно считать неограниченным.
Глобальный кризис, связанный с истощением сырьевых ресурсов, наука может предотвратить путем перевода промышленного производства на так называемые «замкнутые процессы», как это имеет место в природе, где ничего не выбрасывается, поскольку все снова потребляется. С научной точки зрения замкнутые процессы вполне осуществимы, хотя и значительно сложнее. При осуществлении замкнутых процессов главной задачей будет необходимость увеличения энергетических затрат. Поэтому освоение этих процессов в глобальном масштабе станет возможным только тогда, когда люди будут располагать источником энергии практически неограниченной мощности, каким сейчас может быть только термоядерная энергия.
Истощение сырьевых ресурсов части важных веществ грозит уже нашему поколению. И поэтому решение вопросов, связанных с технико-экономическим аспектом проблемы «человек и природа», нужно считать срочным. Но здесь сразу встает и социально-политический аспект: в силу глобального характера решение этих вопросов невозможно в национальном масштабе, оно реально лишь при широком международном сотрудничестве на основе принципов мирного сосуществования государств с различным общественным строем.
Следующая проблема — экологическая — возникает в результате нарушения в природе равновесия вследствие загрязнения окружающей среды в том же глобальном масштабе. Хотя по своей значимости эта проблема не столь серьезна, как истощение сырьевых ресурсов, но она более наглядна, более остро ощущается людьми и поэтому сейчас находится в центре внимания как в отдельных странах, так и в ООН. Основная трудность при решении этой проблемы заключается в том, что глобальные масштабы технических процессов при современном уровне цивилизации стали так изменять окружающую нас среду — воздух, воду и почву, — что существовавшее до сих пор в природе биологическое равновесие уже не может сохраняться, и это начинает вести к гибели фауны и флоры, которые необходимы для существования людей.
В технических процессах, необходимых для современной цивилизации, уже нельзя обойтись без нарушения существовавших до сих пор экологических процессов, и сейчас нужны другие виды биологического равновесия в природе. Найти нужные условия для этих процессов и при этом так, чтобы природа могла развиваться в согласии с запросами человеческой культуры, — это также одна из основных задач, которую предстоит решить экологии.
Если до сих пор экология изучала существующие процессы равновесия в природе, то теперь ей придется искать новые условия равновесия. Как пример этого поиска можно рассмотреть проблему Байкала. Промышленности необходима пресная вода. В Байкале ее колоссальное количество. Это большая ценность. Но из Байкала не следует просто выкачивать эту воду, так как озеро ценно не тем, что в нем много чистой воды, но тем, что оно является биофильтром колоссальной мощности, производящим чистую воду. Вода поступает в озеро из впадающих в него рек гораздо более грязная, чем затем она в нем становится и вытекает из него. Эта очистка обусловливается биологическими процессами в Байкале. Если бы в Байкал поступала чистая, как бы дистиллированная вода, жизнь в нем прекратилась бы и Байкал перестал бы перерабатывать поступающую в него загрязненную воду.
Для нас промышленное значение Байкала в том, что он является мощным очистителем воды, и наша забота о Байкале состоит в том, чтобы сохранить его способность очищать воду. Поэтому подход «не трогайте Байкал» — это неправильный подход. Байкал надо эксплуатировать, но так, чтобы не нарушать в нем жизни и сохранять его очистительные свойства. Для этого нужно знать, чем и в какой мере можно загрязнять Байкал, чтобы он мог перерабатывать поступающие загрязнения и очищать воду. Таким образом, задача использования Байкала ставит перед учеными-биологами вполне четкий вопрос об определении экологических процессов, которые идут в его водах при поступлении в них отходов производств. Перед учеными-химиками стоит задача разработки таких технологических процессов, отходы от которых соответствовали бы требованиям, поставленным биологами, то есть чтобы отходы могли перерабатываться Байкалом.
Например, известно, что эффективность биологических процессов в воде в значительной мере определяется количеством растворенного в ней кислорода. Поэтому в тех районах озера, куда поступает загрязнение, интенсивность биологических процессов можно было бы повысить, насыщая воду кислородом, продувая воздух, как это обычно делают в аквариумах. Современная техника располагает сейчас возможностями не только в глобальном масштабе прекращать жизнь, но и стимулировать ее. Природу следует лечить от заболеваний так же, как мы лечим людей. При правильном решении вопроса вполне можно было бы ожидать, что эффективность очистительной мощности Байкала может даже возрасти.
Задача организации этих работ лежит на Госплане и Академии наук СССР. В условиях социалистического хозяйства государство может целиком обеспечить согласованную работу ученых и промышленности, необходимую для правильной эксплуатации вод Байкала. Ярким примером того, что происходит с озерами при неправильном использовании их вод и без учета происходящих в них биологических процессов, являются Великие озера США и Канады. Отходами производств, использующих воды этих озер, они были загрязнены до такой степени, что вся жизнь в этих озерах прекратилась и вода их для ряда производств уже не годится. Поэтому сейчас правительством США принято решение восстановить нормальную жизнь в этих озерах, но для этого надо полностью реорганизовать методы использования воды так, чтобы создать тот экологический процесс, который нужен, чтобы воскресить жизнь в озерах.
Для этого на ближайшие три года правительство США ассигнует сумму в 5 миллиардов долларов. Считается, однако, что этой суммы недостаточно, чтобы полностью возродить Великие озера. Ряд экспертов утверждает, что для этого потребуется сумма до 25 миллиардов долларов.
Экология, несомненно, должна стать сейчас одной из центральных биологических наук. Ее основная задача — не только изучение существующих сейчас в природе биологических равновесий, но, главное, исследование тех жизнеспособных равновесий, которые могут существовать при использовании природы в современных промышленных процессах, а также, конечно, изучение равновесных процессов, возникающих при широком употреблении в сельском хозяйстве различных химикалиев. Все эти процессы воздействия человека на природу достигают сейчас глобальных масштабов, и поскольку их развитие следует экспоненциальному закону, отсутствие контроля над ними может привести к взрыву.
Третий аспект глобальных проблем — это создание социальных условий, которые сделали бы возможным проведение в жизнь путей развития техники и промышленности на научной основе, обеспечивающей уравновешенное развитие цивилизации без риска катастрофы взрывного характера.
