Четвертый закон. «Ничто не дается даром». 9 страница
Разумеется, сказанное не относится к случаям преобразования энергии Солнца, ветра, геотермальных источников в ограниченных масштабах и не исключает разработку способов их опосредованного использования для получения больших мощностей. Например, весьма вероятным путем развития солнечной энергетики в условиях Земли является аккумулирование энергии Солнца посредством фотосинтеза в особых, восприимчивых к свету видах деревьев и растений и последующее их использование. Подлинную энергетическую революцию может произвести решение проблемы искусственного фотосинтеза.
Итак, казалось бы сугубо техническая задача - производство энергии- оказывается тесно связанной с фундаментальными вопросами теплового и радиоактивного «барьера». При переходе этих границ не исключена вероятность нарушения естественного динамического равновесия между различными компонентами атмосферы и резкого уменьшения озонового экрана биосферы.
Интересный пример приводит В.Вайскопф для иллюстрации возможностей физики в объяснении особенностей природных условий Земли. Он пишет: «Мы знаем, что на Земле есть и высокие и низкие горы. По почему наибольшая их высота составляет лишь около 10 км, а не, скажем, в пятьдесят раз больше... Оказывается, эта величина определяется самой физической сущностью твердого вещества скальных пород. Она также связана с такими величинами, как напряженность поля силы тяжести, выражаемая через гравитационную постоянную, и с числом протонов и нейтронов в веществе Земли... Критическая высота гор на других планетах может оказаться иной из-за того, что там ускорение силы тяжести будет другим, или же горы будут образованы из других материалов»1. Теоретические расчеты, приведенные им, показывают, что действительно в условиях Земли реальная высота гор не может быть более 10 км.
В методологическом отношении этот пример замечателен тем, что наводит на мысль о глубоких основаниях существующих на нашей планете различных природных образований, ставших привычными постоянных интервалов изменения физических, химических, биологических параметров и т.д., показывает, что «система мер» биосферы не случайна и требует для своего объяснения фундаментальных исследований.
Вполне понятно, что подобные фундаментальные исследования возможны на основе тесного взаимодействия технических и естественных наук. В силу этого в определенном отношении меняется и целевая установка фундаментальных областей естествознания. В рассматриваемом случае их задача вовсе не должна ограничиваться объяснением естественной истории и условий формирования современных параметров биосферы. В нее должно входить и прогнозирование реакции природной среды на преобразовательную деятельность человека. Стоящие перед ним задачи нельзя сводить лишь к созданию теоретических моделей действительности, обогащению научной картины мира и т.д. Они должны включать и исследование реальных возможностей и перспектив технического освоения природы. Ныне это становится очевидным и в силу наметившегося влияния некоторых последствий технической деятельности человека на важнейшие физические и астрономические параметры нашей планеты. В частности, на такие, как характер распределения напряженности магнитного и гравитационного полей Земли.
В конечном итоге в более широкой исторической перспективе основной целью фундаментальных исследований в области естествознания является создание необходимой теоретической основы для развертывания практической, технической деятельности человека.
Следует подчеркнуть, что при решении экологической проблемы связь естественных и технических наук не является односторонней.. Это выражается не только в практической проверке теоретических разработок, в постановке новых проблем и задач исследования, но и в обеспечении фундаментальных и прикладных исследований, ведущихся в области естественных наук, необходимыми средствами познания - приборами, вычислительными комплексами, средствами автоматической обработки информации и т.д., которые создаются на основе технических наук.
Экологическая парадигма предполагает гуманизацию научного поиска, включающего в качестве неотъемлемого компонента фактор ответственности человека за последствия своей деятельности перед людьми и природой. Она запечатлевает определенный способ отношения к миру, в которой включены как онтологические представления, так и аксиологические ориентации, установки, стереотипы, направляющие индивидуальное и социальное поведение человека.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Какие факторы обуславливают необходимость экологизации науки?
2. Как этот процесс проявляется в различных областях науки?
Что следует понимать под экологическим синтезом знаний?
Лекция 13. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ
КРИТЕРИИ ТЕХНОГЕНЕЗА
Давайте внимательно черпать из чаши природы, чтобы недвижными остались подвижные воды.
Низами Гянджеви
В условиях глобализации устойчивое развитие общества возможно при целенаправленном развитии науки и техники, формировании качественно новой, отвечающей экологическим критериям техносферы. Гуманистическая ориентация теоретического и практического освоения действительности, движение научной и технической мысли в интересах человека и его перспективы должны предполагать экологические ценности, ориентацию на сохранение биосферы. Но управляем ли научно-технический прогресс?
Овладение научно-техническим прогрессом необходимым образом предполагает управление развитием науки и техники. Однако вопрос о возможности управления научно-техническим прогрессом остается открытым. Известны попытки обосновать нежелательность управления данным процессом. Считается, например, что управляющее воздействие на развитие науки и техники приведет к подавлению личной свободы ученых и инженеров и, в конечном итоге, к стагнации научно-технического прогресса.
Понятно, что при бесконтрольном развитии науки и техники невозможны подчинение научно-технического прогресса интересам человека, проведение определенной технической политики, оптимизация затрат на данную сферу деятельности. С этим положением вряд ли можно согласиться. Основное назначение науки и техники заключается в умножении и усилении способностей человека теоретически и практически осваивать природную и социальную действительность на благо человека.
Управление любым объектом предполагает наличие определенной цели, достижение которой представляется необходимым. Далее существенное значение имеет наличие управляющих факторов, обусловливающих оптимальное движение данного объекта к указанной цели. В этом смысле управление научно-техническим прогрессом предполагает обоснование принципов и целевых ориентиров управления и системы мер по управлению развитием науки и техники.
В свете этих соображений представляется важным выяснение, по меньшей мере, следующих вопросов: какие обстоятельства влияют на формирование цели технического развития; какие механизмы и при каких условиях могут обеспечить управление развитием техники. Развитие техники детерминируется разнообразными потребностями - экономическими, социальными, военными, политическими и другими при определяющей в конечном счете роли экономических потребностей. Имеется также существенная связь между ценностной ориентацией общества и техническим освоением природной действительности. По своей форме она является опосредованной, и одним из ее посредствующих звеньев служит регулятивная функция господствующей системы ценностей.
Достижения научно-технического прогресса позволяют создать объективные предпосылки для гармоничного взаимодействия человека и природы. Определяющее значение в данном случае приобретает обоснование оптимальных целей технического освоения природы и разработка системы мер по действенному управлению развитием науки и техники в выбранном направлении. Выявление оптимальной цели технического развития представляет собой сложную задачу. В зависимости от социально-экономических обстоятельств и технологических возможностей в каждый конкретный период времени, как отмечалось, предстоит выявить оптимальное соотношение между развитием техники по линии гармонизации с биосферными процессами, создания материальной основы экологических производств, ориентированных на поддержание или воспроизводство тех или иных компонентов природной среды, и обеспечения практического освоения космоса. Решить эту сложную задачу можно только на основе системного анализа. Используя данный метод, можно по меньшей мере объективно определить для конкретного периода времени приемлемое соотношение указанных подцелей развития техники.
Существенное значение имеет такое управление научно-техническим прогрессом, при котором сводятся к минимуму его непредвидимые отрицательные воздействия на состояние окружающей природной среды. Удовлетворение данного требования возможно при всестороннем прогнозировании развития науки и техники, целого ряда взаимосвязанных с этим процессом явлений. Однако полностью устранить неопределенность в картине будущих событий (в силу не только субъективных, но и объективных причин) невозможно. Поэтому особую значимость приобретает разработка способов получения опережающей информации о возможных последствиях технических нововведений. Искомую информацию можно получить благодаря выявлению индикаторов процессов, предваряющих начало тех или иных негативных последствий. В таком случае в систему управления научно-техническим прогрессом наряду с обратной связью, информирующей об основных результатах воздействия управляющих импульсов, по существу, вводится дополнительный контур обратной связи, дающий заблаговременную информацию о возникновении тех или иных непредвиденных тенденций в состоянии объекта и, соответственно, корректирующий исходную целевую установку или управляющее воздействие.
Реализация действенной системы управления научно-техническим прогрессом представляет собой задачу, имеющую целый ряд разнообразных аспектов, требующую для своего решения как глубоких научных изысканий, так и значительных организационных мер. В условиях глобализации возникает насущная потребность в разработке и принятии в международном масштабе методологических принципов, позволяющих управлять данным процессом на глобальном уровне. Это становится объективной необходимостью в силу жизненно важного значения для человечества и будущего нашей цивилизации оптимальной ориентации научно-технического прогресса.
Комплексная оценка технических систем. Видоизменение задач техногенеза в свете современной экологической ситуации отражается не только в эволюции традиционного содержания технического знания, вовлечения данных и понятий из отраслей естествознания, ранее не оказывавших влияния на развитие техники, но и в существенном изменении особенностей подхода к объекту исследования, методов познания и критериев оценки конечных результатов. В качестве одного из основных требований, предъявляемых к проектируемым техническим объектам, выступает их «экологичность». Последнее характеризует меру их взаимодействия с природной средой.
Под «давлением» экологических факторов меняются представления об объектной структуре технических наук. Становится неоспоримым, что она должна охватить и связи технических систем с природными реалиями. Технические науки должны исследовать не только абстрагированные от природной действительности объекты, но и энергетические, вещественные, информационные связи этих объектов (как прямые, так и обратные) с окружающей средой. Учет взаимосвязей технических систем с внешней средой необходим не только в пределах Земли, но и вне ее.
Экологический подход выступает основным средством описания связей технических объектов с окружающей средой. На его основе возможен целостный подход к технической системе и взаимодействующим с ним отдельным компонентам окружающей среды. Технический объект при этом должен быть представлен не как конфронтирующая с биосферой автономная система, а как подсистема биосферы (если ставится задача гармонизации взаимоотношения технических систем и биосферы). При разработке технической системы необходимо уделять особое внимание ее выходным физико-химическим параметрам, дабы не нарушились экологические требования. Для этого следует изменить принцип проектирования технических систем - при их проектировании изначально должны учитываться экологические соображения. Если в природе экологическая иерархия налагает ограничения на поведение животных, то существующая структура биосферы, ее установившиеся параметры должны определять необходимые условия развития техники на Земле.
Важное значение экологический подход приобретает для всесторонней социально-экономической оценки технических систем. Стала необходимой разработка своего рода измерительной шкалы, на основе которой по объективным признакам отдавалось бы предпочтение той или иной технической системе. До сих пор показателем того, насколько хорошо техническая система выполняет возложенные на нее функции, является понятие коэффициента полезного действия (КПД). Но КПД адекватно характеризует лишь величину потерь энергии системой и непригоден как комплексный критерий оценки технической системы. Таким образом, качество объективирования технической цели, по существу, не оценивается существующим показателем эффективности технических систем.
Между тем в современной технике все больший удельный вес приобретают так называемые большие системы. И эти системы не являются чисто техническими объектами, в них должны учитываться социальные условия и условия взаимодействия с биосферой.
В этом плане заслуживает внимания концепция «технологической оценки». Под последней понимается система методов, подходов, позволяющая всесторонне оценивать новую технику и осуществлять обоснованный выбор действий на различных уровнях принятия решений. Она призвана контролировать и направлять техническое развитие, чтобы содействовать достижению максимальных благ при минимальном общественном риске. При этом особое внимание предполагается уделять не непосредственной «пользе», которую должно принести техническое нововведение, а тому, ценой какого воздействия на окружающую природную и социальную среду достигается эта польза. Теперь ставки слишком высоки, чтобы нововведения оценивались просто с помощью ответа на вопрос: является ли техническая идея осуществимой? Или: является ли нововведение экономически рентабельным? Мотив экономической выгоды уже явно недостаточен.
Комплексная оценка технических нововведений, несомненно, может стать определяющим критерием для принятия решений относительно целесообразности развертывания того или иного направления развития техники. Однако без соответствующей правовой основы конкретные рекомендации относительно будущего развития техники в условиях рыночной экономики часто оказываются нереализованными или вовсе не принимаются во внимание.В целом же учет результатов комплексной оценки технических нововведений может явиться действенным ориентиром управления развитием техники и значительно содействовать экологизации технических наук.
Для разработки методов комплексной оценки технических нововведений требуется решение разнообразных вопросов, связанных со сложным характером взаимосвязи технического развития с социально-экономическими и ценностными факторами. Любая техническая система, выполняя некоторую функцию, неизбежно оказывает определенное воздействие на те или иные компоненты окружающей среды. Соответственно, при оценке технической системы должна отражаться взаимосвязь тех факторов, на которые она так или иначе воздействует. Это возможно осуществить только на основе системного подхода. Разумеется, в зависимости от реальной ситуации количество охватываемых составляющих может существенно меняться. В идеале в системном показателе эффективности технических систем должны учитываться но иерархическому принципу факторы самого различного характера (экономические, социальные, природные, технологические и т. д.).
Особое значение в данном случае приобретает учет сложной структуры последствий функционирования технических систем. В зависимости от степени целеосуществления получаются результаты как запланированные положительные, так и непредвиденные негативные. Всесторонняя оценка ущерба, наносимого природной среде от воздействия технических систем, чрезвычайно трудная задача, поскольку истинная его величина становится известной лишь через определенный интервал времени. Поэтому для простоты при обобщенной оценке целого ряда технических систем можно выявлять лишь их непосредственные воздействия на природную среду. Это не представляет особых трудностей, если в качестве последних считать «выходные» физико-химические параметры технических систем и потребляемую энергию.
Однако в целом для системной оценки технических объектов необходимо установление и количественное описание связей между различными структурами, образующимися вследствие технической деятельности в окружающей природной среде и обществе. Предварительную оценку последствий технической деятельности в принципе возможно осуществить с помощью метода моделирования.
В реализации концепции устойчивого развития существенную роль призвана выполнить инженерная экология, путем целенаправленного формирования техносферы.
Новая стратегия отношений человека к природе в принципе может реализоваться в русле технической цивилизации, но со значительной коррекцией ее современного состояния. В этой связи требуется переосмысление основных способов технического развития, кардинальное их изменение в соответствии с социально-экологическими критериями.
Человек в силу своей активности порой инициирует процесс уничтожения компонентов природы. Слабая восприимчивость к развитию скрытых необратимых процессов в природе является производной не только недостаточной чувствительности человека, но и намеренного прагматизма, породившего устойчивый стереотип вседозволенного потребительства.
Указанные обстоятельства исторически формировали экологический иррационализм, обусловивший негативные тенденции современного техногенеза. Экологическая проблема человечества в планетарном масштабе является непосредственным порождением технической деятельности людей. Следовательно, формирование инженерной экологии обусловлено объективной необходимостью регулирования такой деятельности и решения сложнейших комплексных проблем .
Инженерную экологию следует рассматривать как комплексную научно-техническую дисциплину, определяющую способы и средства преодоления негативных последствий техногенеза и достижения разумного компромисса между человеком и природой.
Предметное поле инженерной экологии не ограничивается отдельным производственным предприятием. Оно включает решение вопросов и на более высоком техносферном уровне, скажем на уровне кооперации ряда предприятий, от деятельности которых зависит состояние окружающей среды в городе, регионе.
Несмотря на то, что инженерная экология не обрела еще однозначного статуса, проблемы, которыми она должна заниматься, раскрывают ее место в общем комплексе наук, определяющих техническое развитие. Речь идет не только о таких задачах, как создание более совершенных очистных сооружений, минимизация отходов, не идущих в дело, и постепенное исключение вредных выбросов, но и о переходе на альтернативные технологии на основе экологического прогнозирования и экологической экспертизы технических нововведений. Особенностью инженерной экологии, по сравнению с другими техническими дисциплинами, является то, что развитие производства служит для нее подчиненной целью, а главной - уменьшение воздействия на окружающую среду. Она возникает на стыке социальной экологии, технических наук, экономики и других дисциплин и призвана исследовать связи различных технических систем с окружающей природной и социальной средой.
Таким образом, объектом инженерной экологии является экологическое взаимодействие любого технического объекта с внешним окружением. Возможными примерами таких систем могут служить отдельные предприятия с ареалом окружающей природной и социальной среды.
Инженерно-экологическое исследование ставит перед собой задачу изучения социально-экологических систем с целью определения потенциально возможных воздействий человека на природную среду, социально-экологических связей. В данном случае исследуется определенный тип систем, в которых природа, техника и общество образуют единое целое. Объединяющим их звеном является по существу экологическая деятельность. Стратегия экологической деятельности в локальных и глобальных масштабах ориентируется на разумное, минимально необходимое (в пределах экологических мер) преобразование окружающей среды при максимальном использовании ее адаптивного потенциала.
В инженерной экологии возникает необходимость междисциплинарных исследований процессов, возникающих при взаимодействии технических и социально-экологических систем. Поэтому проектирование техносферы в отдельных регионах как особый вид инженерной деятельности уже не может базироваться только на технических науках: «вырвавшись» за пределы чисто инженерной деятельности, инженерно-экологическое проектирование трансформируется в мегасистемное.
Инженерно-экологическая деятельность не подменяет традиционные виды инженерной деятельности и не является их придатком. Когда речь идет о проектировании социально-экологических, сложных человеко-машинных систем, традиционные установки инженерного мышления трансформируются и ведут к интеграции социально-гуманитарных, естественно-научных методов познания и практики в инженерной сфере. Но это не означает, что традиционные виды и сферы инженерной деятельности перестают существовать. Они продолжают эффективно функционировать, оказывая должное влияние на развитие техники.
Объективной мерой сохранности и рационального использования природных ресурсов в инженерной экологии служит коэффициент, вторичного (многоразового) использования природного сырья. Количественно такой коэффициент изменяется в пределах от нуля до единицы и выражает удельный вес общего использования природной компоненты. Чем ближе этот коэффициент к единице, тем больше шансов обеспечить сохранность окружающей природной среды в регионе. Основными направлениями, нацеленными на повышение коэффициента рационального использования природных ресурсов являются: создание малоотходных и безотходных технологий, использование почвощадящей техники и технологии землепользования, развитие менее ресурсоемких производств. Указанные направления реализуются в рамках комплексной междисциплинарной концепции оптимального использования территории.
Общий принцип оптимизации экосистем с позиции инженерной экологии заключается в минимизации интегральных потерь неживой и живой природы, формально выражаемых в виде абсолютно невосполнимых потерь, связанных с уничтожением биологических популяций (изменение биогеоценозов) за пределами границ самовосстанавливаемости; качественных потерь неживой природы в первоначальных количественных пропорциях (ухудшение плодородной структуры почв, изменение гидрогеологического режима течений, деградации почв в наиболее экологически уязвимых районах); обратимых потерь живой природы в границах самовосстанавливаемости или восстанавливаемости при содействии человека.
В оценке последствий техногенного воздействия на природу важное значение имеет выявление допустимых масштабов этого воздействия, при которых оно не причинило бы вреда человеку и природе. Любое техногенное воздействие на природу характеризуется ответной реакцией, выражающейся, как правило, в следующих формах: адаптационной с локальным, статистическим смещением равновесия; восстановительной, характеризующейся полным возвратом экосистемы в исходное состояние; частично восстановительной (или невосстанавливаемой), характеризующейся необратимыми сдвигами экосистемы от исходного (равновесного) состояния.
Наряду с традиционными методами инженерной деятельности инженерно-экологическая практика включает специфические средства, подходы. Таковыми, например, являются различные мониторинга экологической информации, методы комплексных оценок технических нововведений, методы моделирования взаимодействия технических систем с окружающей средой и некоторые другие.
В целом средства информатики приобретают особую роль в инженерной экологии. Информатика сейчас представляет собой объемную сферу научно-технической и производственной деятельности; науку, технику, информационную технологию и индустрию. Информация ценится за свое содержание, возможность многократно воспроизводиться и вводить в интенсификационный процесс новое качество в вещественно- и энергоемкой форме.
В инженерной экологии последствия техногенных воздействий на структуры экологических систем определяются посредством оценочных показателей. Инженерно-экологические показатели определяются до и после воздействия или одновременно в зоне техногенного воздействия на структуры экологических систем и вне этой зоны в максимально приближенных к ней, почти одинаковых условиях.
Проводя тщательный анализ структур экологических систем, инженер-эколог ставит перед собой задачу определить показатели только тех факторов и условий, которые ограничивают равновесное существование и развитие экологических систем при постоянном допустимом воздействии на них со стороны техносферы.
Инженерно-экологические показатели подразделяются на технологические, экологические, экономические. Технологические показатели характеризуют те факторы, которые обусловлены функционированием технических систем. Экологические показатели выявляют характеристики самих экологических систем, выявляя их способность к самоорганизации, самоочищению и адаптации к технологическим воздействиям. Экономические показатели характеризуют эффективность использования и охраны природных ресурсов на основе экологических и технологических инженерно-экологических показателей.
Важной задачей инженерной экологии является экологическая экспертиза технических объектов и деятельности. Инженерно-экологическая экспертиза представляет собой процесс оценки технологического воздействия на структуры экологических систем в условиях внедрения проектных решений. Экспертизе подлежат все источники этого воздействия. Инженерно-экологической экспертизой рассматриваются технологические процессы, технические системы и отдельные механизмы, конструкционные материалы, те, что определяют интенсивность, степень и опасность воздействия на экологические системы.
Целью инженерно-экологической экспертизы считается определение эффективности использования природных ресурсов и допустимой дозы воздействия на природную среду при строительстве новых, расширении и реконструкции действующих предприятий, освоении новых видов техники и технологии.
Итак, любая технология в определенной степени открыта в отношении к отдельным экосистемам. Поэтому остается актуальной задача исследования различных сторон взаимодействия техники и природной среды.
В последнее время в инженерной экологии приоритетное значение приобретают вопросы совершенствования методов прогнозирования в области технологического рискси Повышение эффективности прогнозирования в области технологических рисков связано с необходимостью системного подхода к компонентам среды, взаимодействующим с техническими объектами, разработкой метода управления в аварийных ситуациях, принятия решений в условиях нехватки информации. Реальность такова, что не следует строить иллюзий относительно возможности полного предотвращения серьезных аварий, необходимо заблаговременно создавать средства, позволяющие овладеть обстановкой при любых условиях.
В этой связи представляют несомненный интерес рекомендации ЮНЕП (Программы ООН по окружающей среде) относительно методов профилактики и управления послеаварийными событиями на локальном уровне. Считается, что при всех существующих различиях (в степени и характере риска, системах ценностей, имеющейся инфраструктуре, техническом и людском потенциале и т.д.) в любых ситуациях обязательным является выполнение некоторых основных правил: предоставление населению и выражающим его интересы различным организациям информации относительно конкретного риска, существующего в данном регионе; подготовка адаптированного к местным условиям плана действий; обеспечение совместимости действий промышленности и местных органов власти; содействие усилиям местного населения в контроле за выполнением программ действия. Считается, что эти задачи должны решаться тремя основными группами партнеров: 1) представителями местных органов власти (префектами, генеральными советниками, мэрами и др.); 2) представителями промышленности (государственного и частного сектора); 3) движениями, организациями (экологическими, религиозными, профсоюзными и т.п.).
Взаимодействие указанных групп должно обеспечиваться специальным координационным комитетом, на который возлагаются функции информирования населения и разработки плана мероприятий на случай аварии. Важность информационной работы определяется тем, что при лучшем знании реальных опасностей и мер, принимаемых для обеспеченна безопасности, население уже иначе воспринимает ситуацию.
Интенсификация технического прогресса неизбежно ведет к повышению технологического риска. Наиболее опасны процессы деградационного характера, связанные с переходом «материя -энергия». В частности, следствием таких переходов являются повышение уровня радиационного фона на отдельных территориях, парниковый эффект как фактор глобального нарушения экологического равновесия, локальные экологические скачки, обусловленные авариями, отказами и другими последствиями функционирования технических систем. В основе техногенного воздействия на компоненты природы лежат монотонные и скачкообразные количественные превращения, рано или поздно приводящие к качественно новым состояниям. Соответственно, важнейшими направлениями инженерной экологии становятся работы, посвященные вопросам регулирования крупномасштабного технологического риска, послеаварийных действий на региональном и глобальном уровнях. В целом, благодаря инженерной экологии осознается, что вопросы надежности, безопасности технических объектов, устойчивого их функционирования не столько техническая, сколько комплексная, в том числе социально-экологическая задача.
Дата добавления: 2016-02-27; просмотров: 615;