Человечество и окружающая среда

По словам академика Н. Н. Моисеева, биосфера, как и всякая сложная нелинейная система, в результате неуправляемого воздействия может утратить стабильность, в результате чего начнется ее необратимый переход в некое квазистабильное состояние, которое грозит или ее переходом в качественно новое состояние, при этом параметры состояния биосферы окажутся неподходящими для жизни людей, или полным разрушением системы.

Еще в 1992 году Британское королевское общество и Американская национальная академия наук сделали совместное заявление, что будущее нашей планеты достигло высокой степени нестабильности, а устойчивого развития можно добиться только в том случае, если вовремя остановить необратимую деградацию планеты, при этом первые 30 лет XXI века станут решающими.

В свою очередь Н. Н. Моисеев писал, что «такая катастрофа может случиться не в каком-то неопределенном будущем, а, может быть, уже в середине наступающего XXI века». Поскольку назревающий экологический кризис, грозящий перерасти в глобальную катастрофу, вызван развитием производительных сил, достижениями науки и техники, то и выход из него немыслим без дальнейшего развития этих составляющих процесса цивилизации.

Для того, чтобы найти выход, потребуется предельное напряжение творческого гения человечества, бесчисленное количество изобретений и открытий. Поэтому необходимо как можно скорее максимально раскрепостить личность, создать возможности для раскрытия своего творческого потенциала любому способному к этому человеку (Н.Н. Моисеев).

"Будущее человечества, как части единой системы биосферы, зависит от того, когда оно поймет свою связь с Природой (Богом, Духом, Высшим Paзумом, Мировой Информацией) и примет на себя ответственность не только за развитие общества (к чему стремились все утописты), но биосферы в целом", – писал в начале ХХ века В.И.Вернадский (рис. 16). Его идеи являются прямым продолжением идей английского ученого Фрэнсиса Бэкона: "Над природой не властвуют, если ей не подчиняются".

Древние философы понимали, что даже малые изменения, нарушающие гармонию, могут существенно изменить мир, ввергнуть его в хаос. Многие столетия их внимание занимали именно законы этой гармонии, ибо в ней они видели проявление божественной воли, удерживающей мир в порядке.

Теория катастроф, наряду с другими современными теориями динамических систем, уже в значительной степени изменила привычные представления об устойчивости и инерционности мира. Благодаря ей у человечества наступает лучшее понимание своей ответственности за возможные нарушения гармонии и равновесия противоположных природных сил, к которым ведет неограниченный рост промышленного производства в обществе потребления.

На всех уровнях человеческого общества наступает понимание того, что необходимо провести переоценку ценностей в современном мире и вслед за мудрецами древности вновь начать ценить красоту и соразмерность выше материального изобилия и благ цивилизаций. Ведь если этого не произойдет, то поистине пророческими могут стать слова творца теории катастроф французского ученого Рене Тома: "Быть может, удастся доказать неизбежность некоторых катастроф, например болезней или смерти. Познание не обязательно будет обещанием успеха или выживания: оно может вести также к уверенности в нашем поражении, в нашем конце".

Эволюционный процесс, по словам В.И. Вернадского, создал новую геологическую силу - научную мысль социального человечества. В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния одного видового живого вещества - цивилизованного человечества - на окружающую среду и изменение биосферы. С каждым годом на окружающую среду возрастает антропогенная нагрузка, выражающаяся в том числе в повышении содержания в ней загрязняющих веществ от выбросов и сбросов в результате хозяйственной деятельности и образования отходов производства и потребления. Под влиянием научной мысли и человеческого труда в биосфере происходят необратимые изменения, и она переходит в новое состояние: в ноосферу (В.И. Вернадский).

Рис. 16. Великий ученый-естествоиспытатель В.И. Вернадский: "Царство моих идей впереди"

Человек извлекает и концентрирует в невиданных масштабах искусственные вещества, которые ему необходимы для удовлетворения своих растущих потребностей, но которые ранее никогда не встречались в природе. Стремясь к чистоте в быту, человечество изобрело эффективные поверхностно активные вещества (ПАВ), которые, попадая в естественную природную среду, вызывают негативные последствия в живой природе. И если во многих странах Европы и США отказались от использования ПАВ и СПАВ, в России продолжается их активное применение во многих сферах хозяйственной деятельности.

Используя атомную энергию, промышленность концентрирует рассеянные в горных породах радиоактивные элементы. Более того, в процессе переработки и использования природного сырья создаются ранее не существовавшие радиоактивные изотопы. Многие материалы, полученные искусственным путем, не разлагаются в природных условиях и имеют тенденцию к накоплению в природных средах и биомассе. Но наряду с накоплением отходов и загрязнения от них окружающей среды в результате хозяйственной деятельности производятся новые искусственные соединения.

С позиций синтеза можно обнаружить и осмыслить единство и взаимодействие трех основных начал: косного, живого и социального. Жизнь не может существовать без косного вещества, получая за счет него сырье и энергию. По своей сути сама жизнь есть не что иное, как постоянный обмен веществом и энергией между косными и живыми системами.

Живая материя связывает между собой литосферу, гидросферу и атмосферу. Весь кислород в атмосфере Земли представляет продукт жизнедеятельности организмов. Огромные толщи известняков карбонового геологического периода и меловые отложения образовывались в результате жизнедеятельности организмов с кальциевым скелетом. И даже отдельные пласты гранитов несут следы "былых биосфер". Взаимосвязь биологических и минеральных систем или косного и живого вещества тесным образом зависит друг от друга, как развитие живого вещества биосферы невозможно без косного вещества, так и эволюция косного вещества земной коры теснейшим образом связана с биотой.

Простейшие изобретения как бы позволили человеку во много раз увеличить свою силу. Но на самом деле "творения разума", появившиеся в результате развития ноосферы, лишь открыли пути активного использования сил природы. "Человеческий разум, - писал Вернадский, - не является формой энергии, а производит действия, как будто ей отвечающие. При умственной работе идет только перераспределение, а не увеличение работы", или энергии, находящейся внутри биосферы как системы.

Строя плотину, направляя воду на турбины, превращая механическую энергию в электрическую и передавая ее в иные точки пространства для практического использования, мы не создаем дополнительной энергии, а только в своих целях перераспределяем ее в пространстве и во времени (рис. 17, 18).

Очень долго продукты жизнедеятельности человека поглощались природными буферными системами в ходе естественных круговых процессов. Но и для биосферы как системы в целом существует предел ее устойчивого состояния, и он может наступить при современном антропогенном воздействии на нее.

Сейчас предмет изучения науки – не только окружающий нас мир, но и другие формы существования материи.

В наступившем веке окружающий нас мир кардинально преобразуется, и это ярко проявилось в его первом десятилетии.

Современный мир – это:

мир, для которого характерны кризисы и обвальные процессы, все чаще встречающиеся в нашей повседневной жизни;

мир неустойчивостей, когда малые и локальные изменения влекут за собой глобальные последствия;

мир, в котором идут процессы становления и возникновения порядка из хаоса;

мир, в котором чередующиеся этапы предопределенности и непредсказуемости образуют причудливую череду событий, которые нас окружают и частью которых мы являемся.

Темпы технического прогресса непрерывно растут. В начале XIX века появился паровоз, во второй его половине - двигатель внутреннего сгорания (рис. 18). Во второй половине XX века по-настоящему заработала химия полимеров. Конец ХХ века создал компьютерный информационный рывок, последствия которого будут оценены и скажутся не сразу.

Человек поставляет в окружающую среду все больше техногенных отходов. Пока природные буферные системы еще способны сглаживать нагрузки на природу в глобальном масштабе, но уже не справляются в локальном.

В соответствии с концепцией ноосферы (В.И. Вернадский) необходимо включать отходы своей деятельности в природные биогеохимические циклы или создавать подобные циклы искусственно. Это можно сделать тремя основными способами:

возвращать продукты жизнедеятельности в биосферу (включить элементы в естественные биогеохимические циклы);

создавать «депо» продуктов жизнедеятельности - "техногенные месторождения" вместо "техногенных помоек";

проводить рециклинг отходов внутри антропогенных систем.

Некоторые косвенные признаки того, что изучаемая система находится вблизи точки катастрофы, уже сейчас можно проследить в особенностях поведения системы о приближении критической точки.

К этим признакам относятся:

- наличие нескольких различных (устойчивых) состояний;

- существование неустойчивых состояний, из которых система выводится слабыми "толчками";

- возможность быстрого изменения системы при малых изменениях внешних условий;

- необратимость системы (невозможность вернуться к прежним условиям);

- гистерезис, который ведет к неуправляемости энергетических потоков внутри системы.

Рис. 17. Перераспределение энергии в окружающей среде в доиндустриальную эпоху

Рис. 18. Перераспределение энергии в окружающей среде в индустриальную эпоху