Азимов А. Выбор катастроф

ОГЛАВЛЕНИЕ

Часть пятая. Катастрофы пятого класса

14. Истощение ресурсов

Ресурсы возобновляемые

В последних двух главах мы пришли к выводу, что единственная грозящая нам катастрофа четвертого класса – это всеобщая термоядерная война, достаточно интенсивная и достаточно продолжительная, чтобы уничтожить всякую человеческую жизнь или оставить от нее такую малость и в таком жалком состоянии, что это будет означать окончательное вымирание.
Если это произойдет, есть шансы, что другие формы жизни также будут сметены с лица Земли, но вполне может быть, что выживут насекомые, растения и микроорганизмы, и в конечном счете снова заселят мир и дадут возможность Земле процветать как обитаемой планете, пока не наступит такое время (если оно вообще наступит), когда эволюционируют новые и более здравомыслящие виды.
Мы доказали, что существует возможность избежать интенсивной и продолжительной термоядерной войны. Но даже и меньшей степени ожесточенности было бы достаточно, хотя само человечество могло бы и выжить. Это было бы катастрофой пятого класса, катастрофой, наименее основательной из тех, с которыми мы имеем дело в этой книге, но все же катастрофой достаточно основательной.
Предположим теперь, что войны, в том числе и ограниченная ядерная война – это уже понятия прошлого. Возможно, подобная надежда не очень реальна, но все же нельзя сказать, что это совершенно невозможно. Предположим, что человечество решило, что война – это самоубийство и лишена всякого смысла, что человечество решило предпринять некие общие рациональные действия, необходимые для урегулирования споров без войны, что оно научилось исправлять те несправедливости, которые питают повстанческие движения и терроризм, а затем предприняло эффективные меры для разоружения и сдерживания тех, кто не идет на компромисс, кого не удовлетворяет ничто разумное (как это определяется здравым рассудком человечества). Предположим далее, что международное сотрудничество станет настолько тесным, что достигнет формы мировой федерации, правительство которой может предпринимать совместные действия по глобальным проблемам и крупным проектам.
Это может представляться безнадежно идеалистичным, сказочным сном, но предположим, что дело дошло до этого. Тогда встает другой вопрос: если человечество будет жить в мире и сотрудничестве, окажется ли оно навсегда в безопасности? Будем ли мы развивать наши технические и прикладные науки, пока не узнаем, как предотвратить следующий ледниковый период, который ожидает нас через 100 000 лет, и как управлять погодой в соответствии с нашими требованиями? Будем ли мы развивать науки и технику, пока по мере распространения в космосе не станем полностью независимыми от Земли и от Солнца, и сможем удалиться от последнего подальше, когда через 7 миллиардов лет наступит его время стать красным гигантом (если не уйдем от него задолго до этого)? Будем ли мы развивать науку и технику, пока не узнаем, как пережить сжимающуюся Вселенную или до крайности возрастающую энтропию и пережить даже собственно Вселенную? Или нас ждут ужасные и гораздо более близкие по времени опасности, неизбежные даже при условии полного мира?
А это не исключено. Рассмотрим, например, вопрос развития нашей техники. В этой книге я считал само собой разумеющимся, что техника может и будет развиваться безгранично, если ей будет предоставлена такая возможность, что у нее нет естественных границ, поскольку знание не имеет пределов и может расширяться безгранично. Но не существует ли цены, которую мы должны заплатить за технику, нет ли какого-либо условия, которое нам придется выполнить? А если случится так, что мы неожиданно узнаем, что больше не в состоянии платить эту цену, больше не можем выполнять это условие?
Техника зависит от успешного использования различных ресурсов, извлекаемых из окружающей нас среды, и каждое продвижение в технике означает, по-видимому, увеличение степени этого использования.
Исходя из того, что солнечная радиация будет иметь место в течение миллиардов лет, мы можем сказать, что многие ресурсы Земли в течение этого времени возобновимы. Зеленые растения используют энергию солнечного света для преобразования воды и двуокиси углерода в свою ткань, отдавая, кроме того, избыточный кислород в атмосферу. Животные получают необходимую им пищу из растительного мира, сочетая эту пищу с кислородом, они образуют воду и двуокись углерода.
Эта пища и кислородный цикл (к которому могут добавляться различные важные для жизни минералы) будут существовать столько, сколько будет существовать солнечный свет – по крайней мере потенциально – и, с человеческой точки зрения, как пища, так и кислород, которым мы дышим, бесконечно возобновимы.
Некоторые аспекты неодушевленного мира также бесконечно возобновимы. Пресная вода, постоянно потребляемая и постоянно стекающая в море, возобновляется путем испарения океанов солнечным теплом и выпадением затем осадков в виде дождя и снега. Ветер будет существовать постольку, поскольку Земля неравномерно нагревается Солнцем, приливы и отливы будут наступать столько, сколько Земля будет вращаться по отношению к Солнцу и Луне, и так далее.
Все виды, кроме человека, имеют дело с возобновимыми ресурсами. Отдельные организмы могут умереть из-за временной и локальной нехватки пищи или воды, или из-за экстремальных значений температуры, или из-за наличия и активности хищников, или просто из-за старости. Целые виды могут погибнуть из-за генетических изменений, или из-за неспособности отвечать на довольно незначительные изменения в окружающей среде, или из-за замены их другими видами, так или иначе более эффективными в выживании. Жизнь, однако, будет продолжаться, потому что благодаря непрекращающейся циркуляции возобновимых ресурсов Земля останется обитаемой.
Только человек имеет дело с невозобновимыми ресурсами, и только человек поэтому рискует построить такую жизнь, при которой нечто, что стало существенно важным, может вдруг, более или менее неожиданно, исчезнуть. Это исчезновение может привести к такому сдвигу, что покончит с человеческой цивилизацией. Земля тогда останется обитаемой, но больше не подходящей для развитой техники.
Истоки техники несомненно имели дело с возобновимыми ресурсами. Самыми ранними орудиями, должно быть, были такие, которые находились готовыми под рукой. Упавшая ветка дерева могла быть использована как дубина, также и кость конечности крупного животного. Это, конечно, возобновимые ресурсы. Всегда найдется новая ветка и новая кость.
Даже когда люди занялись бросанием камней, в этой ситуации не оказалось ничего нового. Правда, камни невозобновимы, в том смысле, что новые камни не образуются за время, сопоставимое со временем деятельности человека, но камень и не потребляется, когда его бросают. Брошенный камень, в конце концов, можно поднять и бросить снова. Кое-что новое возникает, только когда камням начали придавать форму, отесывая их, выравнивая поверхность или шлифуя, чтобы создать острый край или точку и использовать их в качестве ножей, топоров, наконечников копий или стрел.
Здесь, наконец, имеется нечто, что не только не возобновимо, но и потребляемо, расходуемо. Если острый конец или острый край камня притупляется, его можно раз или два раза снова заточить, но достаточно скоро они станут слишком маленькими, чтобы их можно было дальше использовать. В общем надо заострять новые камни. И хотя камни всегда найдутся, крупные камни преобразуются в мелкие, из которых только часть оказывается полезной. Более того, некоторые камни оказываются более подходящими для изготовления острых орудий, чем другие. Поэтому люди принялись искать кремень с неменьшим рвением, чем они искали пищу.
Однако тут была разница. Новая пища всегда вырастала, а серьезные засухи и голод не были постоянными.
А вот источник кремня, как только он иссякал, иссякал окончательно и больше не возобновлялся.
Но пока камень оставался главным неживым ресурсом для человека, нечего было опасаться, что он будет совершенно истреблен. Его было слишком много, и во времена, когда он являлся главным неживым ресурсом (каменный век), людей было слишком мало, чтобы нанести заметный урон его запасам.
Это было верно также и в отношении использования других разновидностей камня – глины для керамики, охры для красок, мрамора или известняка для строительства, песка для стекла и так далее.
Существенное изменение наступило с использованием металлов.

Металлы

Само слово «металл» происходит от греческого слова «искать». Металлы, используемые для орудий и строительства, достигают по массе только 1/6 веса камня, составляющего кору Земли, и почти вся эта шестая часть неочевидна. Наибольшая часть металлов существует в соединении с кремнием и кислородом, или с углеродом и кислородом, или с серой и кислородом, или только с серой, и образует «руды», которые очень похожи на камень по виду и свойствам.
Однако существуют некоторые металлы, которые плохо образуют соединения и могут существовать как самородки. Это – медь, серебро и золото, к ним можно добавить еще небольшое количество метеоритного железа. Такой свободный металл очень редок.
Золото составляет только 1/200 000 000 коры Земли, и это один из очень редких металлов, но из-за того, что оно почти все существует в чистом виде и нередко в виде самородков, которые имеют изумительный желтый цвет, это, вероятно, был первый открытый людьми металл. Он оказался необыкновенно тяжелым, достаточно блестящим, чтобы служить украшением, и достаточно мягким, чтобы придавать ему интересные формы. И он не изменялся, потому что не ржавел и не портился иным образом.
Люди начали работать с золотом, может быть, еще в середине V века до н. э. Золото и в меньшей степени серебро ценились из-за их красоты и редкости, и они стали основным средством обмена и удобным способом сохранять богатство. Около 640 года до н. э. лидийцы в Малой Азии изобрели монеты, маленькие кусочки сплава золота и серебра фиксированного веса, проштампованные правительственным знаком, чтобы заверить их подлинность.
Люди вообще-то ошиблись, посчитав, что золото удобно как средство обмена из-за его подлинной ценности. Ничто они не искали с такой же страстью и ничто не вызывало у них такого воодушевления, когда они его находили. Несмотря на это, у золота вообще нет крупномасштабного применения. Обнаружение большего количества золота увеличивает его мировой запас и уменьшает одно из его качеств – редкость.
В результате, когда Испания захватила золотые запасы ацтеков и инков, она не стала богатой. Поток золота в Европу снизил его ценность, что означало увеличение цен на все другие товары относительно цены золота, произошла инфляция. Испания, у которой была слабая экономика и которой приходилось многое покупать за границей, обнаружила, что ей приходится обменивать все большее и большее количество золота за меньшее и меньшее количество товаров.
Тем не менее иллюзия богатства, созданная золотом, воодушевила Испанию на то, чтобы приняться за бесчисленные войны на Европейском континенте, за которые она не в состоянии была платить и которые довели ее до банкротства, от которого она так и не оправилась. В то же время другие нации с развивающейся экономикой становились богатыми и без золота В средние века потерпели неудачу настойчивые попытки найти способ превращать в золото другие, менее ценные металлы, но если бы это удалось, произошла бы настоящая трагедия. Золото быстро бы потеряло ценность, и европейская экономика оказалась бы в таком хаосе, что ей пришлось бы долго из него выбираться.
Однако другие металлы, которые имеют настоящую ценность, потому что их можно использовать для изготовления орудий и в строительстве в отличие от золота, все больше и больше приносят пользы по мере того, как они становятся все более и более распространенными. Чем более они доступны и чем меньше их цена по отношению к золоту, тем шире области, в которых они могут быть использованы, тем сильнее экономика, тем выше уровень жизни.
Однако для того, чтобы металлы становились относительно более распространенными, людям недостаточно было самородков, которые они время от времени находили то тут, то там. Нужно было найти методы получения металлов из руд, методы освобождения атомов металлов из соединений с атомами других элементов. Такое развитие «металлургии» произошло примерно в 4000 году до н. э. на Среднем Востоке, и первым металлом, извлеченным из руды, была медь.
Приблизительно в 3000 году до н. э. было установлено, что определенные руды, которые, как оказалось, содержат и медь, и мышьяк, дают сплав меди с мышьяком, который намного прочнее и более упруг, чем просто медь. Это был первый металл, который мог быть использован для чего-то иного, чем просто украшения, первый металл, из которого можно было делать орудия и оружие, и гораздо лучшие, чем из камня.
Работать с рудами, содержащими мышьяк, небезопасное занятие, и, возможно, отравление мышьяком было первым «профзаболеванием», которое доставило человеку неприятности. Со временем, однако, открыли, что если оловянную руду смешать с медной, то получается медно-оловянный сплав, или «бронза», который был точно так же хорош, как и сплав меди с мышьяком, только гораздо безопаснее в производстве.
К 2000 году до н. э. разновидности медно-оловянных сплавов были уже в широком употреблении, и на Среднем Востоке начался «бронзовый век». Наиболее примечательные следы об этом времени остались в гомеровских эпопеях «Илиада» и «Одиссея», где воины в бронзовых доспехах сражались копьями с бронзовыми наконечниками.
Медь – не особенно распространенный металл, и цивилизации, которые использовали бронзу, вскоре обнаружили, что местные запасы истощились, и им пришлось ввозить медь из-за границы. С оловянной рудой дело обстояло еще хуже. Медь не очень распространенный компонент земной коры, но олово распространено еще меньше. Собственно, олово в 15 раз реже меди. Это означает, что, когда медь еще могла быть добыта в различных местах на Среднем Востоке, местные запасы олова были, по-видимому, полностью исчерпаны. Так впервые в истории люди столкнулись с истощением природных ресурсов, и не просто с временным истощением, как пищи во время засухи, а с окончательным истощением. Оловянные рудники были пусты и уже никогда больше не могли наполниться.
Если люди не хотели довольствоваться только той бронзой, которая была у них в наличии, надо было искать новые месторождения. Поиск происходил на все более обширной территории, и к 1000 году до н. э. финикийские мореплаватели проложили пути за пределы Средиземного моря и открыли «Оловянные острова». Это, как полагают, были острова Силли к юго-западу от оконечности Корнуолла.
Между тем, около 1300 года до н. э. в Малой Азии был разработан способ выплавки железа из руды. Железо, связанное в породе с другими элементами, значительно прочнее, чем медь, но выделить его из соединения было труднее. Для этого была необходима высокая температура древесного угля, для разработки получения которого потребовалось много времени.
Метеоритное железо было намного тверже и более упруго, чем бронза, а железо из руды было ломким и совершенно бесполезным. Дело заключалось в том, что метеоритное железо имело примесь кобальта и никеля. Однако и железо из руды иногда оказывалось достаточно твердым и упругим. Это случалось не так уж часто, но заставило металлургов заняться железными сплавами. В конце концов было обнаружено, что добавление древесного угля в железо делает его более твердым. Как бы мы сказали сейчас, легирует его.
К 900 году до н. э. изготовители железа научились делать это намеренно, и начался железный век. Стало больше не важно, что медь встречается редко, а олово – еще реже.
Это – пример того, как человек справлялся с истощением ресурсов на протяжении истории. Во-первых, был расширен поиск новых запасов , во-вторых, нашли заменители.
В течение истории, со времен открытия металлургии, применение металлов расширялось с постоянно увеличивающейся скоростью. В девятнадцатом веке были разработаны новые методы выплавки стали, были открыты металлы, неизвестные древним, – кобальт, никель, ванадий, ниобий и вольфрам, которые использовались в качестве добавок к стали, чтобы создавать новые металлические сплавы беспримерной твердости или необычных свойств. Были разработаны методы получения алюминия, магния и титана, эти металлы стали широко применяться в различных конструкциях.
Но теперь люди оказались перед лицом истощения источников многих металлов в масштабах мира и столкнулись со многими проблемами нашей технологической цивилизации. Даже старые металлы приобрели новые сферы применения, от которых нам было бы нелегко отказаться. Ни медь, ни серебро не требуются теперь ни для чеканки монет, ни для украшений, но медь до сих пор важна для электрических сетей, поскольку никакое другое вещество не является таким хорошим проводником электричества, а соединения серебра важны для фотографии. (Однако золото до сих пор не находит крупномасштабного применения.) Что мы будем делать, когда истощатся рудники, не просто в том или ином районе, а на всей Земле? Можно было бы подумать, что если не будет больше металлов, то у людей не будет иного выхода, как отказаться от своих технологий, что способно привести цивилизацию к гибели, даже если на Земле будет гуманное планетарное правительство.
Между тем, источники целого ряда важнейших металлов должны истощиться, по некоторым оценкам, в течение четверти века. Сюда входят платина, серебро, золото, олово, цинк, свинец, медь и вольфрам. Означает ли это, что цивилизации грозит гибель?
Возможно, не означает. Существуют пути обхода этого истощения.
На первом месте тут сбережение. Во времена, когда запасы того или иного материала далеки от истощения, он используется на различные второстепенные цели, на всякие мелочи, украшения, предметы моды. Вещь, изготовленную из этого материала, скорее заменят, чем реставрируют или починят. Ее могут заменить, даже если она находится в прекрасном рабочем состоянии, просто потому, что новая более престижна, соответствует более высокому социальному статусу. Намеренные несущественные изменения иногда производятся специально для того, чтобы вызывать замену гораздо скорее, чем это необходимо для практического использования, а просто ради погони за модой.
Американский экономист Торстейн Веблин (1857–1929) в 1899 году придумал специальный термин для обозначения расточительного, напрасного потребления как знака социального успеха: «престижное потребление». Это престижное потребление было частью человеческих социальных нравов с доисторических времен.
Однако до последнего времени оно было прерогативой тонкого аристократического верхнего слоя населения, и выброшенные предметы могли использоваться бедными слоями. Но в недавние времена, когда в жизнь вошла техника массового производства, оказалось возможно распространить престижное потребление среди всего населения. Конечно, иногда престижное потребление рассматривается как средство, необходимое для стимулирования производства и сохранения благосостояния экономики.
И все же, когда запасы того или иного определенного вида товара истощаются, импульс сбережения будет тем или иным способом укрепляться. Цены неизбежно вырастут быстрее, чем заработки, побуждая таким образом к сбережению не очень богатых и сохраняя прерогативу выбрасывать вещи только за богатыми. Если многочисленные бедные будут роптать, видя расточительство, в котором не могут принять участия, общество может прогрессировать, вводя распределение по карточкам. Это, конечно, тоже создает почву для злоупотребления, но истощающиеся ресурсы все-таки будут держаться дольше, чем можно было бы предполагать, если судить только по социальным излишкам процветания.
На втором месте – замена. Менее распространенный металл можно заменить более распространенным. Так серебряные монеты были заменены алюминиевыми и никелевыми. Металлы в целом могут быть заменены такими материалами, как пластмасса и стекло.
И вот пример: световой луч вполне возможно использовать для передачи сообщений вместо электрического тока, и это можно делать с гораздо большей эффективностью. Эти световые лучи могут быть посланы по волокнам стекла с человеческий волос толщиной. Тонкие кабели из стекловолокна могли бы заменить неисчислимые тонны меди, которые сейчас используются в электрических коммуникациях, а стекло, получаемое из песка, вряд ли так скоро истощится.
На третьем месте – новые источники. Впрочем, может показаться, что все рудники будут истощены, то есть все известные на Земле рудники. Но могут быть открыты новые рудники, даже при условии, что это становится маловероятным, все более маловероятным со временем, так как все большая часть земной поверхности изучается на наличие руд.
Тогда что же мы имеем в виду под словом «истощены»? Когда мы говорим о руднике, мы говорим о той части земной коры, в которой металл находится в такой концентрации, что его рентабельно добывать. Тем не менее с совершенствованием техники разрабатываются такие методы, благодаря которым определенные металлы могут быть с выгодой добыты, даже если концентрация настолько мала, что никакой практический метод в прошлом не позволил бы этого делать. Другими словами, сейчас существуют рудники, которые не могли быть рудниками ранее.
Этот процесс может иметь продолжение. Определенный металл может истощиться, если рассматривать существующие рудники, но когда мы почувствуем, что в силах справиться с более низкими концентрациями, появятся новые рудники.
Кроме того, мы можем вообще уйти с суши. Есть участки морского дна, которые покрыты толстым слоем рудных конкреций. Считают, что на один квадратный километр дна Тихого океана приходится 11 000 тонн таких конкреций. Эти конкреции различных металлов включают и очень полезные, запасов которых становится все меньше и меньше – медь, кобальт, никель. И вряд ли какие-нибудь трудности возникнут с их извлечением, как только эти конкреции будут драгированы с морского дна. Операции драгирования на экспериментальной основе сейчас планируются.
Ну, а уж если морское дно, почему бы и не само море? Морская вода содержит все элементы, но обычно в очень низкой концентрации. Дело в том, что дождь, выпадая на сушу, вымывает их по пути обратно в море. Уже сейчас без особых усилий мы можем получить из морской воды магний и бром, так что запасы этих двух элементов вряд ли иссякнут в обозримом будущем.
В конце концов, океан настолько огромен, что общее количество любого определенного металла, растворенного в морской воде, удивительно велико, независимо от того, насколько разбавлен этот раствор. Море содержит 3,5% растворенных пород. Иначе говоря, каждая тонна морской воды содержит 35 килограммов растворенных пород.
Из растворенных в морской воде пород 3,69% составляет магний и 0,19% – бром. Следовательно, тонна морской воды содержит 1,29 кг магния и 66,5 грамма брома (Конечно, ни то, ни другое не содержится в чистом виде, а в форме растворенных содинений.). Учитывая, что на Земле 1 400 000 000 000 000 тонн морской воды, можно себе представить общее количество содержащегося в ней магния и брома (следует принять во внимание, что то, что извлекается, постепенно смывается обратно в море).
Третий элемент – йод – тоже извлекают из морской воды. Йод сравнительно редкий элемент, в тонне воды примерно 50 миллиграммов йода. Этого слишком мало, чтобы экономично добывать обычными химическими методами. Однако существуют некоторые виды морских водорослей, которые способны абсорбировать йод из морской воды и включать его в свои ткани. Из золы этих водорослей можно получить йод.
Но нельзя ли получать из морской воды и другие ценные элементы, если разработать технологию, чтобы концентрировать зачастую очень скудное содержание? Океан содержит все химические элементы без исключения: около 15 миллиардов тонн алюминия, 4,5 миллиарда тонн меди, 4,5 миллиарда тонн урана. В нем также содержится 320 миллионов тонн серебра, 6,3 миллиона тонн золота и даже 45 тонн радия.
Они там. И весь фокус в том, чтобы их получить. Или, наконец, мы можем совсем уйти с Земли. Если не так уж много лет назад идея производить добычу минералов на Луне (или даже на астероидах) могла показаться подходящей только для научной фантастики, то сейчас многие считают это не таким уж неосуществимым. Если финикийцы сумели в свое время добраться до Оловянных островов в поисках металла, запасы которого были очень малы, мы сумеем добраться до Луны. Добыча минералов на Луне для нас, может быть, не труднее, чем некогда добыча олова на Оловянных островах для финикийцев.
И вот, пройдясь по перечню новых источников ресурсов, мы можем даже сказать, что по-настоящему ни один из них не нужен. 81 элемент, обладающий стабильной атомной формой, неразрушим при обычных обстоятельствах. Люди их не потребляют, они просто переносят их с одного места на другое.
Геологические процессы, происходящие на протяжении миллиардов лет, сконцентрировали тот или иной элемент, включая, конечно, различные металлы, в том или ином районе. А что делают люди? Они со все возрастающей скоростью извлекают эти металлы и другие желательные элементы из этих районов концентрации и распределяют их более широко, более равномерно, более разреженно и перемешанно друг с другом.
Значит, металлы все-таки тут, однако они могут быть распределены, могут подвергнуться коррозии и быть в соединении с другими элементами. Одним словом, задние дворы человечества являются обширным складом различных элементов, которыми оно попользовалось в той или иной степени и которые списало. При соответствующей технологии их можно снова восстановить и использовать.
Таким образом, различные элементы или, в более широком смысле, вещества теоретически у нас не могут иссякнуть, поскольку все вещества, которые не являются элементами, состоят из элементов.
Но истощение – не единственная судьба, которая грозит ресурсам, которые мы используем, даже жизненно важным ресурсам, от которых зависит вся жизнь, включая жизнь человека. Даже те ресурсы, которые мы не истощаем и которые, вероятно, никогда не истощатся, могут стать непригодными для использования в нашей деятельности. Ресурсы могут иметься, но нам от них не будет никакой пользы.

Загрязнение

Материальные объекты на самом деле не используются сполна, не растрачиваются безвозвратно, происходит только перестроение атомов. То, что использовано, становится чем-то другим, так что для каждого потребления возможно сбалансированное воспроизводство.
Если мы потребляем кислород, мы производим двуокись углерода. Если мы потребляем воду и пищу, мы производим пот, мочу и кал. Вообще говоря, мы не можем использовать продукты, которые списали. Мы не можем дышать двуокисью углерода, не можем пить и есть отбросы.
К счастью, мир представляет собой экологическое единство, и то, что для нас является отбросами, оказывается полезным для других организмов. Двуокись углерода важна для жизнедеятельности зеленых растений, в процессе ее использования они производят кислород. Отбросы, которые мы производим, разлагаются на составные части и используются разнообразными микроорганизмами, а то, что остается, может использоваться растениями, таким образом вода очищается и производится пища. То, что жизнь списывает, она снова производит в длинном цикле преобразований. Мы можем назвать это процессом «переработки».
До определенной степени это верно также и в мире человеческой технологии. Если люди, например, сжигают дерево, они делают то, что в природе совершает молния. Сожженное человеком дерево входит в цикл наряду с деревом, сожженным молнией. На протяжении сотен тысяч лет использования человеком огня это использование по существу было незначительным по сравнению с огнем молнии, и таким образом деятельность человека никоим образом не перегружала цикл.
Посмотрим, как обстоит дело с использованием каменных орудий. Оно включает неуклонное превращение больших кусков камня в мелкие. Кусок камня, слишком крупный для использования, мог быть разбит на кусочки, которые можно использовать, а от этих кусочков можно было отколоть еще меньшие при создании орудий. В конце концов орудие стало бы бесполезным из-за отламывания маленьких кусочков при заточке или придании формы.
И это тоже имитирует природный процесс, поскольку действие воды и ветра и изменение температуры также постепенно ведет к превращению камня в песок. Мелкие кусочки вследствие геологического воздействия могут снова превращаться в единую массу. Этот цикл превращения больших кусков камня в маленькие и обратно занимает, однако, очень длительный период. Поэтому по человеческим меркам мелкие бесполезные куски камня, которые являются неизбежным продуктом производства орудий, его отходами, не перерабатываются.
Все, что угодно, произведенное благодаря деятельности человека, что бесполезно и не перерабатываемо, стало определяться в последнее время как «загрязнение». Мелкие куски камня были бесполезны, нежелательны и создавали беспорядок. Как загрязнение они, однако, были относительно безвредны. Их можно было легко отмести в сторону, они не причиняли никакого вреда.
Отходы производства, которые могут быть с пользой переработаны природой, могут, тем не менее, стать загрязнением в случае, если они создадутся в регионе в ограниченное время и превысят мощность цикла. Например, когда люди сжигали дерево, они производили золу. Ее, как и мелкие камни, можно было отмести в сторону, и она не вызывала почти никакого беспокойства. Горящий огонь также производил пары, которые состояли в основном из двуокиси углерода и водяного пара, и оба эти компонента сами по себе не вызывали никаких неприятностей. В пары в незначительном количестве включались другие газы, раздражающие горло и глаза, кусочки несгоревшего углерода, пачкающие поверхности сажей, и другие тонко расщепленные частицы, которые не могли причинить никакого вреда. Пары плюс эти незначительные составляющие создавали видимый дым.
На открытом воздухе такой дым быстро рассеивался до концентраций слишком малых, чтобы кого-либо беспокоить. В конце концов в нашей атмосфере находится около 5 100 000 000 000 000 тонн газов, и дым всех костров первобытного человечества (и всех лесных пожаров, вызванных молнией) практически исчезал, когда рассеивался в колоссальном объеме. А когда он рассеивался, природные процессы перерабатывали вещества дыма и восстанавливали материалы, которые снова использовались растениями, и вновь воссоздавалась древесина.
Но что, если огонь для света, тепла, приготовления пищи и безопасности поддерживать в жилище? Дым в жилище скопится до высокой концентрации – грязный, вонючий, активно раздражающий, скопится задолго до того, как начнутся процессы переработки. Результат будет непереносим. И это, наверное, первый пример загрязнения, созданного человеком.
Можно предпринять кое-какие спасительные меры. Во-первых, от огня можно совсем отказаться, что было, вероятно, немыслимо даже в каменном веке. Во-вторых, огонь можно использовать только на открытом воздухе, что создало бы людям значительные неудобства во всех отношениях. В-третьих, решить проблему загрязнения могло бы развитие техники – короче говоря, мог быть изобретен эквивалент трубы (вначале это, вероятно, была просто дыра в крыше). Это третье и решило проблему.
Подобное стало обычным путем, которым люди решали вопросы с нежелательными побочными эффектами. Неизменно выбиралось движение в направлении корректирующей техники.
Конечно, всякая корректирующая технология создает свои проблемы, и процесс может быть бесконечным. Тогда можно спросить, не достигнем ли мы точки, где нежелательный побочный эффект техники станет непоправимым? Не может ли, загрязнение стать настолько обширным, что коррекция будет невозможна, и не доведет ли загрязнение нашу цивилизацию до катастрофы пятого класса (или даже, может быть, разрушит нашу жизнь до катастрофы четвертого класса)?
И вот старые древесные огни возросли по количеству с увеличением населения. С развитием техники добавились новые огни – горящий жир, уголь, нефть, газ, и абсолютное количество огней неуклонно увеличивается с каждым годом.
Каждый огонь так или иначе требует трубы, и дым из всех этих труб выходит в атмосферу. И теперь каждый год в атмосферу выбрасывается около полумиллиарда тонн загрязнителей в виде раздражающих газов и кусочков твердого вещества. Техника начинает перегружать цикл, атмосфера за последние десятилетия становится ощутимо грязнее.
Естественно, в населенных центрах, особенно в промышленных, загрязнение наиболее сильное, где мы теперь имеем смог («дым» + «туман» – smoke + fog). Иногда инверсионный слой (верхний слой холодного воздуха, сдерживающий нижний слой более теплого воздуха целыми днями) препятствует рассеиванию загрязняющих агентов, и воздух в ограниченном районе становится опасным. В 1948 году «смог-убийца» унес в Доноре, в Пенсильвании жизни двадцати девяти человек. Подобное происходило несколько раз в Лондоне и в других городах. Даже там, где обходится без смертельных исходов, в районах смога всегда налицо долговременное повышение уровня пульмонологических заболеваний, вплоть до роста заболеваемости раком легких.
Не может ли в ближайшем будущем произойти так, что наша техника оставит нас с атмосферой, в которой невозможно дышать?
Такая угроза, безусловно, есть, но человечество не беспомощно. В первые десятилетия промышленной революции города находились под густыми облаками дыма от горящего битумного угля. Переход на уголь антрацит, который давал меньше дыма, произвел сильное изменение к лучшему в таких городах, как Бирмингем в Англии и Питтсбург в США (Неуклонно крепнет кампания против табакокурения, поскольку табачный дым содержит канцерогены, которые воздействуют на некурящих так же, как и на курящих. К сожалению, курильщики, одурманенные своим наркотиком, в общем игнорируют или отрицают это, а табачная промышленность скорее предпочтет распространять рак, чем потерять доходы).
Возможны и иные коррекции. Другая опасность исходит от образующихся при горении окислов азота и серы. Если соединения азота и серы удалить из топлива до начала процесса или если они удалены из дыма до выброса дыма в атмосферу, то многие клыки загрязнения будут вырваны. В идеале испарения от горящего топлива должны состоять из двуокиси углерода и воды и ничего более. И вполне возможно, что мы сумеем добиться этого идеала (Но и выброс углерода имеет свои опасности, о чем речь пойдет ниже).
Но могут неожиданно появиться новые разновидности загрязнителей воздуха. Так, лишь в середине 70-х годов была признана потенциальная опасность применения таких хлорофтористых углеродов, как фреон. Легко превращающиеся в жидкость и совершенно не токсичные, они стали использоваться как охладители (из-за их чередующегося испарения и превращения в жидкость), чтобы заменить такие гораздо более токсичные и опасные газы, как аммиак и двуокись серы. В последние десятилетия их стали применять и в баллончиках для распыления. В этом случае при испускании они превращаются в пар и несут с собой под давлением соответствующее вещество, содержащееся в тонкой струе.
Эти газы непосредственно для жизни безвредны, но в 1976 году было представлено доказательство того, что, попадая в верхние слои атмосферы, они могут уменьшить и в конечном счете разрушить озоновый слой, который существует на высоте около 24 километров над поверхностью Земли. Этот слой озона (активного вида кислорода с молекулами, состоящими из трех атомов кислорода вместо двух – в обычном) непрозрачен для ультрафиолетовой радиации. Он прикрывает поверхность Земли от энергетичного солнечного ультрафиолета, который опасен для жизни. Может быть, только после того, как процессы фотосинтеза в зеленых растениях моря произвели достаточно свободного кислорода, чтобы дать возможность образоваться озоновому слою, жизнь смогла наконец колонизировать сушу.
Если озоновый слой существенно ослабится хлорофтористыми углеродами, так что ультрафиолетовая радиация Солнца станет достигать поверхности Земли с большей интенсивностью, участятся случаи рака кожи. Или еще хуже, воздействие на микроорганизмы окажется столь радикальным, что это резко повлияет на весь экологический баланс путями, которые мы пока не может предугадать, но которые, скорее всего, будут крайне нежелательны.
Воздействие на озоновый слой все еще спорно, но применение хлорофторуглеродов в баллончиках уже значительно сократилось, и, может быть, найдут какой-нибудь заменитель для их использования в кондиционерах воздуха и холодильниках.
Но не только атмосфера подвергается загрязнению. На Земле имеется также порядочно воды, то есть «гидросфера». Запас воды на Земле огромен, масса гидросферы примерно в 275 раз больше массы атмосферы. Океан покрывает площадь в 360 миллионов квадратных километров, или 70% поверхности Земли. Площадь океана почти в 40 раз больше площади Соединенных Штатов.
Средняя глубина океана 3,7 километра, так что общий объем океана составляет 1 330 000 000 кубических километров.
Сопоставьте это с потребностями человечества. Если рассмотреть потребление воды для питья, купания, мытья и для сельскохозяйственного и промышленного использования, мир потребляет около 4000 кубических километров воды в год, только 1/330 000 от объема океана.
Это звучит так, как будто даже мысль о нехватке воды нелепа, если бы не тот факт, что сам-то океан как непосредственный источник воды для нас бесполезен. Океан будет носить наши корабли, давать нам отдых и обеспечивать морскими продуктами, но из-за содержащейся в его воде соли мы не можем ее пить, не можем использовать ее ни для мытья, ни для сельского хозяйства, ни для промышленности. Нам нужна пресная вода.
Общий запас на Земле пресной воды около 37 миллионов кубических километров, только 2,7 процента общего запаса воды. Большая ее часть находится в виде твердого льда в полярных регионах и на вершинах гор и тоже не может быть нами прямо использована. Значительная часть находится в виде грунтовых вод, очень глубоко под поверхностью, и ее нелегко извлечь.
Нам необходима жидкая пресная вода на поверхности в виде озер, прудов и рек. А в них запас воды составляет 200 000 кубических километров. Это всего лишь 0,015 процента от общего запаса, но даже это количество в 30 раз больше, чем человечество потребляет за год.
Без сомнения, человечество не зависит от статического запаса пресной воды, мы бы могли пользоваться ею тридцать лет при нынешнем темпе потребления. Вода, которой мы пользуемся, перерабатывается естественным способом. Она в конечном счете стекает по суше в океаны, океаны же испаряются под Солнцем, производя пар, который в конце концов выпадает в виде снега или дождя. Эти осадки в буквальном смысле – дистиллированная вода.
Около 500 000 кубических километров пресной воды выпадает в виде осадков каждый год. Из этого количества, конечно, много воды попадает прямо в океан, и значительное количество выпадает на земные ледяные шапки и ледники. Примерно 100 000 кубических километров выпадает на сушу, которая не покрыта льдом. Некоторое количество из этого испаряется до того, как может быть потреблено, но около 40 000 кубических километров добавляется в озера, реки и почву континентов каждый год (и равное количество стекает в море). Этот полезный дождевой запас все-таки в 10 раз больше, чем потребляет человечество.
Тем не менее человеческие потребности быстро растут. Потребление воды в Соединенных Штатах за это столетие возросло в десять раз, при таком темпе пройдет немного десятилетий, и с запасами станет плохо.
Довольно верно и то, что осадки не распределяются равномерно ни по пространству, ни во времени. Есть места, где осадков выпадает ниже среднего уровня и где населению дорога каждая упавшая капля. В засушливые годы от засухи резко падают урожаи. И возможный для использования водяной запас опасно мал во многих регионах мира уже сейчас.
Это исправимо, если заглянуть вперед, когда погодой научатся управлять, и дождь можно будет заставить идти по команде в определенных районах. Запас пресной жидкой воды может быть увеличен путем прямой дистилляции морской воды – нечто подобное практикуется сейчас на Среднем Востоке – или, возможно, путем вымораживания соли из морской воды.
Кроме того, ледовый запас мира переходит в океан в виде айсбергов, откалывающихся от краев ледника Гренландии и ледовых пластов Антарктиды. Эти айсберги – огромные резервуары пресной воды, которая тает в океане неиспользованной. Их можно отбуксировать к засушливым берегам и использовать там.
И еще – грунтовая вода, которая располагается даже под пустынями. Она может быть извлечена более эффективно, а поверхности озер и резервуаров можно покрыть тонкой пленкой безвредных химических веществ, чтобы уменьшить испарение.
Итак, вопрос поставки пресной жидкой воды может не оказаться серьезной проблемой. Более опасна проблема загрязнения.
Продукты отходов живых существ, обитающих в воде, собственно говоря, откладываются в воде, в которой они живут. Эти отходы разбавляются и перерабатываются благодаря природным процессам. Отходы животных, обитающих на суше, откладываются на суше, где они по большей части разлагаются микроорганизмами и перерабатываются. Отходы человека следуют по тому же циклу, и они также могут быть переработаны, хотя большие концентрации населения имеют тенденцию перегружать регионы отходами, в особенности вокруг крупных городов.
Но еще хуже химикаты, которые индустриализованное человечество использует и производит, сбрасывает в реки и озера, и в конечном счете они достигают океана. Так, в прошлом веке люди начали применять химические удобрения, содержащие фосфаты и нитраты, в больших и все возрастающих количествах. Они, конечно, отлагаются в земле, но дождь вымывает некоторые из этих химикатов в близлежащие водоемы. Поскольку фосфаты и нитраты необходимы для жизни, рост организмов в подобных водоемах, особенно в озерах, сильно ускоряется, происходит процесс, называемый «евтрофикация» (от греческого слова, означающего «хороший рост»).
Звучит это неплохо, но организмы, рост которых ускоряется, это – главным образом водоросли и другие одноклеточные организмы, которые растут огромными темпами и забивают другие формы жизни. Когда водоросли умирают, они разлагаются бактериями, которые в этом процессе потребляют из воды значительное количество растворенного в ней кислорода, так что более глубокие районы становятся буквально безжизненными. Озеро таким образом теряет свою ценность как источник рыбы или, по этой же причине, питьевой воды. Евтрофикация ускоряет в озере естественные изменения, которые являются причиной его заполнения растительностью и превращения сперва в болото, а затем в настоящую сушу. Что нормально произошло бы в течение тысяч лет, может совершиться за какие-то десятилетия.
Если такие превращения дают вещества, полезные для жизни, то что можно сказать насчет настоящих ядов?
Во многих случаях химическая промышленность производит вещества, которые ядовиты для жизни, и отходы, содержащие их, сбрасываются в реки и озера в расчете на то, что они там растворятся до безвредной концентрации и разрушатся благодаря естественным процессам.
Даже если химикаты не являются напрямую вредными, при значительной концентрации они способны накапливаться в живых формах, когда простые формы поглощают яд, а их поедают более сложные формы. В таком случае, даже если вода остается питьевой, водные формы становятся несъедобными. К настоящему моменту в индустриализованных Соединенных Штатах почти все реки и озера до определенной степени загрязнены, многие – сильно.
Конечно, все эти химические отходы в конце концов смываются в океан. Можно подумать, что океан, который так обширен, способен поглотить любое количество произведенных отходов, как бы нежелательны они ни были, но это не так.
Ныне океану приходится поглощать невероятное количество нефтепродуктов и других отходов. Из-за крушений нефтеналивных танкеров, мытья нефтеналивных баков, слива отработанных машинных масел в океане ежегодно оказывается от 2 до 5 миллионов тонн нефти. Ежегодный объем корабельного мусора достигает 3 миллионов тонн. Свыше 50 миллионов тонн сточных вод и других отходов поступает в океан каждый год только из Соединенных Штатов. Не все эти загрязнения опасны, но частично – опасны, причем количество загрязнений, ежегодно поступающих в океан, неуклонно возрастает.
Регионы по берегам континентов, наиболее богато наделенные жизнью, испытывают самые серьезные последствия загрязнения. Например, десятую часть прибрежных вод Соединенных Штатов, которая использовалась ранее для добычи моллюсков, теперь уже использовать невозможно.
Загрязнение воды, если оно будет бесконечно продолжаться, угрожает не только пригодности к употреблению нашего пресноводного запаса в не очень отдаленном будущем, но также и жизнеспособности океана. Если мы представим себе океан настолько отравленным, что он станет безжизненным, то пропадут микроскопические зеленые растения («планктон»), которые плавают на поверхности или около поверхности, а они ответственны за возобновление 80% кислорода в нашей атмосфере. Почти наверняка жизнь не сможет надолго пережить смерть океана.
Все же такое не обязательно случится. Отходы, которые так опасны, до того, как сбросить их в воду, можно обработать таким способом, что снизится их вред, определенные яды можно вообще объявить вне закона и не производить их или же уничтожать сразу после производства. Если будет происходить евтрофикация воды, водоросли можно собирать из озерных вод, чтобы извлекать из них нитраты и фосфаты, которые можно использовать еще раз на суше для удобрения.
И еще о суше. Тут также существуют твердые отходы, которые не поступают ни в атмосферу, ни в гидросферу, – мусор, хлам. Они производятся людьми с начала цивилизации. Древние города Среднего Востока позволяли скапливаться своему хламу и мусору и в конце концов строили на нем новые дома. Все разрушенные древние города сами окружили себя насыпями из мусора, и археологи вкапываются в мусор, чтобы по нему узнать о жизни тех времен.
Мы теперь вывозим твердый мусор и сваливаем его в неиспользуемом районе. Все города поэтому имеют районы, где ржавеет неисчислимое количество старых автомобилей и горы другого мусора, которые служат охотничьими угодьями для миллиардов крыс.
Эти отходы скапливаются без конца. В крупных городах каждый день приходится вывозить многие тонны мусора (в промышленных районах более тонны на человека в год), и уже кончаются места, где можно устраивать свалки.
Серьезной особенностью проблемы является то, что твердые отходы не так-то быстро перерабатываются в ходе естественных процессов. Особенно долго живут алюминий и пластмасса. И все же способы их переработки можно придумать, собственно, нужно придумать. Именно эти свалки, как я указывал ранее, образуют своего рода залежи использованных металлов.

Энергия старая

Проблемы истощения ресурсов и загрязнения окружающей среды имеют одно и то же решение – переработку (Здесь речь идет только о материальном загрязнении. Существуют другие виды загрязнения, которые невозможно переработать и которые будут рассмотрены ниже). Ресурсы – это то, что извлекается из окружающей среды, а загрязнитель – это то, что возвращается в окружающую среду в избытке по сравнению с тем, что может быть переработано благодаря естественным процессам. Люди должны ускорить процесс переработки для того, чтобы восстанавливать ресурсы так же быстро, как они потребляются, и устранять загрязнение настолько быстро, насколько быстро оно создается. Могут быть созданы ускоренные циклы и в некоторых случаях такие, которые не имеют места в природе.
Решение обеих проблем требует времени, труда и разработки новых технологий. Требуется еще одна вещь – энергия. Энергия требуется, чтобы вести разработку морского дна, чтобы добраться до Луны, чтобы сконцентрировать тонкое рассеяние элементов, или для того, чтобы построить из простых веществ сложные. Требуется энергия и для того, чтобы уничтожить нежелательные отходы, или обработать их до безвредного уровня, или удалить их. Сколь упорно и решительно, сколь новаторски мы ни научились бы трансформировать цикл для того, чтобы ресурсы продолжали поступать, а загрязнение бы исчезало, – это требует энергии.
В отличие от материальных ресурсов энергию нельзя использовать бесконечно: она не перерабатываема. В то время как энергию невозможно уничтожить, часть ее любого фиксированного количества, которая может быть преобразована в работу, неуклонно уменьшается в соответствии со вторым началом термодинамики. Поэтому у нас больше оснований волноваться об энергии, нежели о других ресурсах.
Короче, говорить об истощении ресурсов в целом, это значит говорить лишь о возможности истощения нашего энергетического запаса. Если у нас есть большой и непрерывный запас энергии, тогда мы можем использовать его для переработки наших материальных ресурсов, и мы ничего не истощим. Если у нас будет лишь скудный запас энергии или если запас истощится, то мы потеряем возможность манипулировать окружающей нас средой, а также утратим все другие ресурсы.
Каково же у нас положение с энергией?
Главный источник энергии здесь, на Земле – это радиация Солнца, в которой мы постоянно купаемся. Растительная жизнь преобразует энергию солнечного света в химическую энергию, сохраняемую в ее тканях. Животные, поедая растения, создают свои запасы химической энергии.
Солнечный свет преобразуется также в неживые формы энергии. Благодаря неравномерному нагреву Земли образуются течения в океане и в воздухе, подобная энергия иногда может быть сильно сконцентрирована, например, в ураганах и торнадо. Благодаря испарению океаном воды и затем ее конденсации в виде осадков на суше образуется энергия текущей воды.
Существуют также несолнечные, менее значительные источники энергии. Это – внутреннее тепло Земли, которое дает о себе знать более или менее слабо в виде горячих источников и гейзеров и сильно – в виде землетрясений и извержений вулканов. Это – энергия вращения Земли, которая проявляется в приливах и отливах. Это – энергия радиации от других источников, помимо Солнца (звезд, космических лучей), и естественная радиоактивность таких элементов, как уран и торий, в земле.
Растения и животные в большинстве случаев используют в своих тканях запасы химической энергии, хотя даже простые формы жизни могут использовать и неживую энергию – так растения дают своей пыльце и семенам разлетаться по ветру.
То же самое и древние люди. Они использовали свою мускульную энергию, перенося ее и концентрируя с помощью орудий. Это, естественно, нельзя отвергнуть. Многое можно сделать с помощью колес, рычагов и клиньев, если даже за ними только человеческие мускулы. Пирамиды Египта были построены таким образом.
Даже до начала цивилизации люди научились использовать мускулы животных для того, чтобы дополнять свой труд. Это в ряде случаев было шагом вперед от использования силы рабов. Животные были более послушны, чем люди, и животные могли есть пищу, которую люди есть бы не стали, так что от них не было ущерба пищевому запасу. Наконец, энергия некоторых животных более концентрированна, и они могут применять ее с большей силой, чем человек.
Вероятно, наиболее успешно одомашненным животным с точки зрения скорости и силы была лошадь. До начала девятнадцатого века люди не могли передвигаться по земле быстрее, чем лошадь галопом; и сельское хозяйство такой страны, как Соединенные Штаты, зависело от количества и здоровья ее лошадей.
Люди использовали также неживые источники энергии. Товары можно было сплавлять на плотах, используя течение реки. Паруса с помощью ветра могли двигать корабль и против течения. Водные течения могли быть также использованы для вращения водяного колеса, а ветер – для вращения крыльев ветряной мельницы. В океанских портах корабли могли пользоваться приливами и отливами для отправки в море.
Все эти виды энергии были, однако, ограниченны. Они либо давали только определенное количество энергии, как делала лошадь, либо были подвержены бесконтрольным колебаниям, что можно отнести к ветру, либо были привязаны к определенному географическому месторасположению, как реки с быстрым течением.
Однако наступил поворотный момент, когда человек впервые использовал неживой источник, который был в его распоряжении в любом необходимом количестве, на любое необходимое время, который можно было переносить и полностью контролировать, – огонь.
Что касается огня, то никакие другие организмы, кроме гоминидов, не осуществили ни малейшего продвижения в направлении его использования. Это самая четкая разделительная линия между гоминидами и другими организмами. (Я сказал «гоминиды», потому что огонь впервые использовал не Homo sapiens. Существует определенное свидетельство, что огонь использовался в пещерах в Китае, в которых по крайней мере полмиллиона лет назад обитал очень древний вид Homo erectus.) Огонь естественным образом появляется тогда, когда в дерево бьет молния, и несомненно первое использование огня было только последующим явлением. Подбирали огонь от дерева, пораженного молнией, питали его деревом, не давали угаснуть. Потухший костер на стоянке приводил к серьезному неудобству, потому что надо было искать огонь, который послужил бы для зажигания нового костра, а если его было не найти, неудобство превращалось в катастрофу.
Вероятно, только к 7000 году до н. э. были открыты методы разжигания огня трением. Как к этому пришли, где и когда метод был впервые использован, неизвестно и, может быть, никогда и не будет известно, но по крайней мере мы знаем, что открытие было сделано Homo sapiens, потому что к этому времени (и задолго до этого времени) это был единственный гоминид.
Главным топливом для огня в древности и в средние века было дерево (Жиры, масла и воски животного происхождения использовались в лампах и в свечах, но их вклад был незначительным). Другие энергетические ресурсы не могут быть использованы быстрее, чем они обновляются. Люди и животные устают и должны отдыхать. У ветра и воды фиксированное количество энергии, и больше от них взять нельзя. Не так обстоит дело с деревом. Растительные формы постоянно растут и замещают себя, так что до определенного предела истребление дерева может быть приемлемым. Но дерево может быть использовано и в темпе, опережающем темп восстановления, и люди в этом случае запускают руку в запасы будущего.
Так как использование огня с ростом народонаселения и развитием все более передовой техники неуклонно возрастало, стали исчезать леса в непосредственной близости от центров цивилизации.
Возможности сберегать лес тоже не было, потому что каждое продвижение техники увеличивало потребность в энергии, а люди никогда не хотели отказываться от своих технических достижений. Так, плавка меди и олова требовала тепла, а это означало сжигание дерева.
Плавка железа потребовала еще больше тепла, но дерево не могло дать достаточно высокой температуры. Однако, если дерево сжигалось при малой циркуляции воздуха или вообще без его доступа, середина древесного штабеля обжигалась дочерна и превращалась в почти чистый уголь (древесный уголь). Этот древесный уголь горел медленнее, чем дерево, не давал буквально никакого света, но создавал гораздо более высокую температуру, чем горящее дерево. Древесный уголь сделал плавку железа практичной (снабдил его углеродом и сделал полезным). Однако производство древесного угля вело к большим древесным отходам.
Леса продолжали отступать под натиском цивилизации, но даже при этом еще полностью не исчезли. Около 10 миллиардов акров, или 30 процентов всей суши на Земле, составляют леса.
Конечно, в наши дни предпринимаются усилия, чтобы сохранить лес и использовать его лишь в тех пределах, в которых можно восстановить. Каждый год может быть заготовлен 1 процент нарастающей древесины, и это составляет около 2 миллиардов кубических метров дерева. Из этого количества почти половина еще используется как топливо, главным образом в менее развитых странах мира. Вероятно, сейчас дерева в виде топлива употребляется больше, чем когда население мира было намного меньше, чем сегодня. Леса, которые остаются, сохраняются в неизменном виде (что, между прочим, не совсем хорошо) лишь потому, что дерево не является основным топливом и энергетическим источником человечества.
Значительная часть дерева образовалась в очень древние периоды истории Земли и полностью не исчезла, а, будучи погребена в болотах, сохранилась в условиях, когда атомы всех элементов, кроме углерода, были удалены. Этот углерод оказался погребенным под осадочными породами и претерпел сильное сжатие. Большие его количества, являющиеся окаменелой древесиной, находятся под землей. Это не что иное, как каменный уголь, который представляет собой сохраненную химическим способом энергию, произведенную Солнцем за сотни миллионов лет.
Мировые запасы угля оцениваются примерно в 8 триллионов тонн. Если это так, то содержание углерода в земных запасах каменного угля в два раза больше, чем в ныне существующих организмах.
Уголь, по-видимому, жгли в Китае уже в средние века. Марко Поло, который посетил двор Хубилай-хана в тринадцатом веке, сообщал, что черные камни сжигались в качестве топлива, и именно после этого его стали жечь то тут, то там в Европе, впервые в Нидерландах.
Тем не менее в широких масштабах употребление угля началось в Англии. В пределах границ этого небольшого королевства сокращение лесов оказалось очень значительным. Стало проблемой не только отопление домов в этом далеко не таком уж солнечном климате, но и удовлетворение потребностей в топливе растущей промышленности страны, а, кроме того, еще существовал английский флот, от которого зависела безопасность нации.
К счастью для Англии, в северной части страны нашелся легко добываемый уголь. Собственно, именно в Англии было выходов угля на поверхность больше, чем в любом другом регионе сопоставимого размера. К 1660 году Англия добывала 2 миллиона тонн угля ежегодно, это свыше 80 процентов угля, добываемого тогда в мире, и это стало главным фактором сохранения ценных и все более скудных лесов. (В наши дни добыча угля в Великобритании составляет около 150 миллионов тонн в год, но это лишь 5 процентов мировой добычи.) Уголь был бы особенно полезен, если бы его можно было использовать для плавки железа, потому что заготовка древесного угля приносила много отходов, и плавка железа была главной причиной уничтожения лесов.
В 1603 году Хью Платт (1552–1608) открыл способ нагревания каменного угля для избавления от побочных веществ, в результате получался почти чистый углерод, названный коксом. Кокс оказался замечательным заменителем древесного угля при выплавке железа.
В 1709 году английским металлургом Абрахамом Дерби (1678–1717) был усовершенствован способ изготовления кокса, и сразу же уголь начал занимать свое истинное место в качестве основного источника энергии в мире. Именно уголь придал сил промышленной революции в Англии, потому что горящий уголь нагревал воду, которая превращалась в пар, двигающий паровые машины, которые вращали колеса фабрик, локомотивов и пароходов. Именно уголь Рурского бассейна, Аппалачей, Донецкого бассейна сделал возможной индустриализацию, соответственно, Германии, Соединенных Штатов и Советского Союза.
Дерево и уголь – это твердое топливо, но существует также топливо жидкое и газообразное. Растительные масла могли быть использованы как жидкое горючее в лампах, а дерево при нагревании выделяло легковоспламеняемые пары. Собственно, именно сочетание этих паров в воздухе создает пляску пламени. Твердое топливо, которое не производит паров, как, например, древесный уголь и кокс, – просто тлеет.
Однако только в восемнадцатом веке научились производить и сохранять горючие газы. В 1766 году английский химик Генри Кавендиш (1731–1810) получил и изучил водород, который он назвал «огневым газом» за его легкую воспламеняемость. Водород при горении дает значительно большее количество тепла, чем уголь, – 250 калорий на грамм по сравнению с 62 калориями для лучших сортов угля.
Недостатком водорода является то, что он горит слишком быстро, а если его перед зажиганием смешать с кислородом, то достаточно поднести искру, и он взрывается со страшной силой. Слишком возможно и его случайное смешивание.
Однако, если обычные сорта угля нагреваются без доступа воздуха, то выделяются легковоспламеняющиеся пары. Это «угольный газ», он только наполовину состоит из водорода. Вторая его половина – это углеводород и окись углерода, смесь эта в целом горюча, но уже не столь взрывоопасна.
В 1800 году шотландский изобретатель Уильям Мер-док (1754–1839) использовал струи горящего угольного газа для освещения своего дома доказывая, что его взрывоопасность низка. В 1803 году он использовал газовое освещение на своей фабрике, а в 1807 году газом стали освещать улицы Лондона.
В то же время в горах обнаруживали просачивающийся из недр маслянистый, легковоспламеняющийся материал, впоследствии его стали называть английским словом «петролеум» (от латинских слов «каменное масло»), потом и еще более употребительным словом – просто oil, или нефть. Как уголь является продуктом лесов минувших эпох, так и нефть – продукт одноклеточной морской жизни прошлых эпох.
Древним были известны довольно близкие к нефти по составу, выходившие на поверхность, но твердые материалы. Они назывались «битумом» или «варом» и применялись в качестве водонепроницаемой пропитки. Арабы и персы хорошо знали о воспламеняемости их жидких частей.
В девятнадцатом веке велись поиски газов или легко испаряющихся жидкостей, чтобы лучше удовлетворять потребности освещения, вместо используемых тогда угольного газа и китового жира. Нефть оказалась подходящим веществом, ее можно было перегонять, и жидкая ее часть – «керосин» – была идеальна для ламп. Единственно, что было необходимо, это – большие запасы нефти.
В Титусвилле, штат Пенсильвания, имелись выходы нефти на поверхность, ее собирали и продавали как патентованное лекарство. Железнодорожный кондуктор Эдвин Лаурентин Дрейк (1819–1880) сделал вывод, что под землей имеется большой запас нефти, и предпринял бурение. В 1859 году он успешно создал первую продуктивную скважину, после чего бурение стали производить повсюду, и родилась современная нефтяная промышленность.
С тех пор из земли с каждым годом добывалось все больше и больше нефти. Появление автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, который работал на бензине (жидкой фракции нефти, которая испаряется еще легче, чем керосин), придало колоссальное ускорение промышленности и заставило еще больше увеличивать добычу нефти. Существуют также газообразные фракции нефти, главным образом метан (с молекулами, состоящими из одного атома углерода и четырех атомов водорода), называемый еще «природный газ».
С началом двадцатого века потребление нефти стало заметно обгонять потребление угля, а после Второй мировой войны она стала главным топливом промышленности во всем мире. Таким образом, уголь, обеспечивавший до Второй мировой войны 80 процентов энергетических потребностей Европы, в 70-е годы обеспечивал только 25 процентов этих потребностей. Мировое потребление нефти более чем учетверилось со времени Второй мировой войны и сейчас составляет около 60 миллионов баррелей в день (Баррель – примерно 160 литров. Все данные в книге даны на момент ее написания).
Общее количество нефти, добытой в мире со времени открытия первой нефтяной скважины Дрейка, составляет около 350 миллиардов баррелей, причем половина этого количества использована за последние двадцать лет. Общий запас нефти, еще остающейся в земле, оценивается в 660 миллиардов баррелей, и при нынешних темпах потребления ее хватит только на тридцать три года.
Это серьезная проблема. Нефть – это наиболее удобное топливо, и количество ее в наличии таково, какого люди никогда еще прежде не находили. Ее легко добыть, легко транспортировать, легко очищать, легко использовать – и не только ради получения энергии, но и как источник разнообразных синтетических материалов – краски, лекарства, синтетическое волокно, пластмасса. Именно благодаря нефти индустриализация распространяется по миру огромными темпами.
Переключение с нефти на другой энергетический источник причинит огромные неудобства и потребует больших капитальных затрат, хотя это безусловно придется когда-нибудь делать. При этом неуклонно растущий темп потребления нефти и перспектива неизбежного падения производства при ее недостатке поднимают цену на нефть до небес. В 70-е годы это существенно лихорадит мировую экономику. К 90-м годам производство нефти, вероятно, упадет ниже потребностей, и если другие энергетические источники не закроют брешь, мир столкнется с нехваткой энергии (Открытие к этому времени новых месторождений нефти как на суше, так и на континентальном шельфе, открытие месторождений природного газа ныне в значительной степени смягчили эту проблему). Все опасности истощения ресурсов и загрязнения воды и воздуха обострятся, именно энергетический голод в домах, на фабриках и на фермах приведет к недостатку тепла, товаров и даже пищи.
В этом случае представляется неуместным опасаться катастроф Вселенной, Солнца, Земли; не стоит опасаться черных дыр и внеземных вторжений. Вместо этого не должны ли мы на протяжении жизни нынешнего поколения подумать о том, что запас доступной энергии, который неуклонно рос на протяжении всей истории человечества, наконец пройдет свой пик и начнет падать, и не погубит ли это человеческую цивилизацию, не вызовет ли отчаянную атомную войну за последние крохи, и на том закончится всякая надежда на выздоровление человечества?
Это катастрофа, с которой мы столкнемся скорее, чем с любой другой, которые я рассматривал выше.

Энергия новая

Хотя перспектива энергетического голода может рассматриваться как неминуемая и ужасная, она все-таки не неизбежна. Это катастрофа, которую создает человек, и поэтому она поддается человеку: он может ее отложить или избежать ее.
Как и в случае с ресурсами, существуют контрмеры.
Во-первых, существует сбережение.
В течение двухсот лет человечеству порядком везло, что оно располагало достаточно дешевой энергией, и это имело не очень приятные побочные эффекты. Мало было причин идти в направлении сбережения энергии, но было сильное искушение – двигаться в направлении усиливающегося потребления.
Однако эра дешевой энергии закончилась (по крайней мере на время). Соединенные Штаты, например, больше не в состоянии обеспечивать себя своей нефтью. Они произвели нефти намного больше, чем любая другая страна, но именно по этой причине ее резервы сейчас истощаются быстрее, как раз когда национальный темп потребления движется вверх.
Это означает, что Соединенные Штаты должны импортировать все больше и больше нефти. Это склоняет торговый баланс во все более неблагоприятном направлении, оказывает невыносимое давление на доллар, ведет к повышению инфляции и в общем неуклонно подрывает американскую экономику.
Сбережение поэтому для нас не только желательно, но и необходимо.
А сберегать энергию есть где, начиная с устранения величайших расточителей энергии – различных военных машин мира. С тех пор как война стала невозможна без самоубийства, обеспечение конкуренции военных машин при астрономических ценах на энергию, в условиях, когда основной мировой запас ее быстро сокращается, – явно неразумно.
Помимо прямого сбережения нефти, существуют прямые возможности увеличения эффективности добычи, при которых нефть может продолжать извлекаться из существующих скважин, так что «сухие» скважины смогут продолжать выдавать нефть.
Кроме того, может быть увеличена эффективность, с которой энергия извлекается из сжигаемой нефти (или в общем из сжигаемого топлива). В настоящее время тепло от горящего топлива производит взрывы, которые приводят в движение части двигателя внутреннего сгорания, или оно преобразует воду в пар, давление которого вращает турбину, вырабатывающую электричество. В таких устройствах только 25–40 процентов энергии сжигаемого топлива превращается в полезную работу, остальное теряется как неиспользованное тепло. И мало надежды значительно повысить эффективность.
Существует, однако, другая стратегия. Горящим топливом можно нагревать газы, пока атомы и молекулы не расщепятся на электрически заряженные частицы, которые можно пропускать через магнитное поле, создавая таким образом электрический ток. Такие процессы «магнитогидродинамики» (МГД) будут действовать с существенно более высокой эффективностью, чем обычные технологии.
Теоретически возможны технологии выработки электричества и накопления его в электрических батареях путем прямого соединения топлива с кислородом, минуя промежуточное производство тепла. Здесь достижима эффективность 75 процентов, а то и все 100 процентов. До сих пор такие «топливные батареи» не разработаны, хотя трудности, которые стоят на этом пути, можно преодолеть.
Если уж на то пошло, могут быть найдены новые нефтяные источники. История последнего полувека – это история последовательных предсказаний истощения нефтяных ресурсов, которые не оправдывались. Перед Второй мировой войной представлялось, что добыча нефти достигнет пика и пойдет на убыль в 40-е годы; после войны дата была отложена на 60-е, сейчас – на 90-е. Так она и будет откладываться.
Ясно, что мы не можем на это рассчитывать. Что больше всего влияло на перенесение расчетного дня, это открытие время от времени новых нефтяных ресурсов. Самое крупное из этих открытий – это довольно удивительная находка в годы после Второй мировой войны: было обнаружено, что нефтяные резервы Среднего Востока неожиданно огромны. В настоящее время 60 процентов известных нефтяных резервов сконцентрировано в маленьком районе около Персидского залива (который был также главным местонахождением – вот любопытное совпадение, – самой ранней цивилизации человечества).
Маловероятно, чтобы мы еще раз столкнулись с такой богатой находкой. С каждым десятилетием все большие площади Земли прочесываются в поисках нефти посредством все более сложной техники. Мы нашли некоторое количество нефти на Аляске, некоторое количество в Северном море, мы все более тщательно проводим разведку на континентальном шельфе, но наступит день, когда уже больше нечего будет находить, не останется больше запасов нефти.
Мы можем заниматься сбережением, увеличивать эффективность старых скважин и строить новые, но представляется неизбежным, что пройдет немного времени, и не успеет закончиться двадцатый век, как все нефтяные скважины окажутся почти иссякнувшими. Что же тогда?
Когда это произойдет, нефть смогут получать из других источников, помимо нефтяных скважин, где нефть находится в пустотах подземных пород и откуда она сравнительно легко извлекается. Существует еще сланец, горная порода, которая содержит смолистое органическое вещество, называемое «кероген». Если сланец нагреть, то молекулы керогена расщепляются, и получается вещество, очень похожее на сырую нефть. Количество такой сланцевой нефти в земной коре должно быть примерно в 3000 раз больше обычной нефти. Одно месторождение нефтяного сланца в Соединенных Штатах может содержать нефти в семь раз больше всей нефти на Среднем Востоке.
Проблема в том, что сланец надо добывать шахтным способом, его необходимо нагревать и произведенную нефть (даже самый богатый сланец дает лишь два барреля на тонну породы) придется рафинировать не совсем теми методами, которые сейчас применяются. После этого еще придется как-то избавляться от отработанного сланца. Трудности и расходы очень велики, а обычная нефть еще слишком доступна, чтобы заставить людей делать капитальные вложения. Однако в будущем, когда нефти станет меньше, сланцевая нефть может послужить для того, чтобы приостановить спад (разумеется, цена ее будет выше).
Затем, конечно, существует каменный уголь. Уголь был основным источником энергии до того, как его заменила нефть, и он все еще есть, его можно добывать. Обычно считают, что в земле угля достаточно для того, чтобы мир был в движении при существующем темпе потребления энергии на протяжении тысяч лет. Однако в настоящий момент не всякий уголь можно добыть практикующимися шахтными методами. Даже по самой скромной оценке уголь будет существовать еще несколько сотен лет, и к тому времени технологии шахтных работ могут усовершенствоваться.
С другой стороны, шахтная добыча опасна. Происходят взрывы, обрушения, случаются удушья. Работа физически тяжелая, шахтеры умирают от заболеваний легких. Процесс работы в шахтах имеет тенденцию загрязнять землю вокруг шахты, громоздить горы шлака и пустой породы. После того как уголь извлечен из шахты, его надо транспортировать, это гораздо более трудная задача, чем качать нефть по трубопроводу. С углем гораздо труднее обращаться, чем с нефтью, он оставляет тяжелую золу, а также (если не принимаются меры по очистке угля перед использованием) загрязняющий воздух дым.
И все же мы можем ожидать, что к углю подойдут с новыми, более сложными технологиями. Поверхность земли можно восстановить. (Конечно, потребуются время, труд и деньги, чтобы это сделать.) Затем, чтобы избежать огромных расходов и трудностей по перевозке навалом, многое можно сделать на шахтной площадке.
Например, на шахтной площадке можно сжечь уголь, чтобы произвести электричество по технологии магнитогидродинамики. В таком случае придется транспортировать именно электричество, а не уголь.
Уголь также можно нагревать в угольной шахте, чтобы получить газы, включая окись углерода, метан и водород. Их можно так обработать, чтобы получить эквиваленты природного газа, бензин и другие нефтепродукты. И тогда надо будет транспортировать нефть и газ, а не уголь, и угольные шахты станут нашими новыми нефтяными скважинами.
Даже тот уголь, который должен использоваться как уголь (например, при производстве железа и стали), может использоваться более эффективно. Его можно превратить в тонкую пыль, которую, возможно, удастся перевозить, воспламенять и сжигать с ненамного большими трудностями, чем нефть.
Наряду со сланцевой нефтью и угольными шахтами, мы вполне могли бы тогда использовать нашу нефть до того, как окончательно иссякнут нефтяные скважины, и принципиально не менять технологию еще несколько веков.
Существует, однако, серьезная опасность, связанная с зависимостью от нефти и угля и не зависящая от того, насколько развиты наши технологии. Эти «ископаемые виды топлива» залегли под землю за сотни миллионов лет, они представляют много триллионов тонн углерода, который все это время не был в атмосфере ни в какой форме.
Сейчас мы сжигаем эти виды топлива все большими и большими темпами, превращая углерод в двуокись углерода и выбрасывая ее в атмосферу. Часть ее растворится в океане, часть ее может быть поглощена более интенсивным ростом растений, который может быть ускорен ее наличием. Часть ее, однако, останется в воздухе и повысит содержание двуокиси углерода в атмосфере.
Например, в 1900 году содержание двуокиси углерода в атмосфере составляло 0,029 процента, а теперь достигло 0,032 процента. По предварительной оценке к 2000 году концентрация двуокиси углерода достигнет 0,038 процента, то есть увеличение за век примерно на 30 процентов. Это, должно быть, результат, во всяком случае частично, сгорания ископаемых видов топлива, хотя это, также частично, может быть следствием отступления лесов, более эффективных поглотителей углерода, чем другие виды растительности.
Увеличение содержания в атмосфере двуокиси углерода, конечно, невелико. Даже если процесс сгорания ископаемых видов топлива продолжится и ускорится, оценено, что самая высокая концентрация, которой мы, вероятно, достигнем, будет 0,115 процента. Но даже это не отразится на нашем дыхании.
Однако нам надо беспокоиться не о дыхании. Не требуется большого увеличения концентрации двуокиси углерода в атмосфере, чтобы значительно усилить парниковый эффект. Средняя температура Земли могла бы быть в 2000 году на один градус по Цельсию выше, чем в 1900 году из-за добавившейся двуокиси углерода (Конечно, парниковому эффекту противодействует тот факт, что в результате деятельности промышленности в воздух выбрасывается также и больше пыли. Это повышает уровень отражения атмосферой солнечного света в космос, и это может охлаждать Землю. Действительно, у нас были необычно холодные зимы в 70-е годы. Однако в конце концов согревающий эффект двуокиси углерода безусловно выиграет эту гонку, особенно если мы не примем меры по очистке атмосферы, когда ее загрязнение достигнет опасного уровня). Я взял бы больший период, чтобы достичь точки, когда климат Земли будет испытывать серьезное воздействие и когда ледовые шапки Земли могут начать таять с гибельными последствиями для континентальных низин.
Собственно, существует и такое мнение, что если содержание двуокиси углерода увеличится выше определенной точки, небольшое увеличение средней температуры океана высвободит двуокись углерода из раствора ее в океанской воде, что соответственно усилит парниковый эффект и поднимет температуру океана еще выше, высвобождая еще больше двуокиси углерода, и так далее. Подобный «неудержимый парниковый эффект» в конце концов может поднять температуру выше точки кипения и сделать Землю необитаемой, и это будет, безусловно, катастрофическим последствием сжигания ископаемых видов топлива.
Некоторые полагают, что период мягкого парникового эффекта в прошлом оказал на Землю радикальное воздействие. Около 75 миллионов лет назад тектонические процессы произвели изменения земной коры таким образом, что вызвали усыхание ряда мелких морей. Эти моря были особенно богаты водорослями, которые абсорбировали двуокись углерода из воздуха. Содержание атмосферной двуокиси поэтому увеличилось, и Земля стала теплее.
Крупные животные имеют меньшую способность понижать температуру тела, чем мелкие, и им гораздо труднее сохранять свою относительно невысокую температуру, не давая ей повышаться. В особенности клетки спермы, которые особенно чувствительны к теплу, могли быть повреждены в это время, так что крупные животные потеряли способность к воспроизведению потомства. Может быть, таким образом и вымерли динозавры.
Не ожидает ли и нас похожая и даже худшая судьба, которую мы уготовим сами себе?
В других подобных случаях я полагался на наши достижения в будущем, которые могли бы нам помочь противостоять катастрофе или избежать ее, и мы можем представить себе человечество способным обработать атмосферу таким образом, чтобы извлечь избыточную двуокись углерода. Однако если начнет свое действие «неудержимый парниковый эффект», он (в отличие от катастрофы наступления ледникового периода или расширяющегося Солнца), вероятно, обрушится столь стремительно, что трудно представить нашу технику, продвигающуюся вперед настолько быстро, чтобы она могла нас спасти.
Тогда вполне может статься, что проекты поиска новых нефтяных скважин или замены нефти сланцем или углем, являются вопросом, не имеющим практического значения, что существует критический уровень темпа, которым мы можем сжигать ископаемое топливо любого рода и из любого источника без риска парниковой катастрофы. Оставляет ли это нам какие-нибудь альтернативы, или же нам надо в отчаянии ждать, что цивилизация так или иначе потерпит крах в течение следующего века?
Альтернатива есть. Существуют старые источники энергии, которые человечество знало до того, как на сцене появились ископаемые виды топлива. Существуют наши мускулы и мускулы животных. Существует ветер, движущая сила воды, приливы и отливы, внутреннее тепло Земли, дерево (Источники энергии могут быть очень неожиданными. Так, 13 января 1998 года программой развития нетрадиционных источников энергии ЕС Thermie в Нортгемптоне в Англии намечено строительство электростанции, действующей на курином помете. Предполагается, что она будет сжигать в топках 120 тысяч тонн куриного помета в год). Все они производят энергию и не имеют в качестве последствия загрязнения, и все они возобновляемы и неиссякаемы. Более того, их можно использовать более сложным образом, чем ранее.
Например, нам не нужно как сумасшедшим рубить деревья, чтобы жечь их ради тепла или, чтобы выжечь древесный уголь для сталелитейной промышленности. Мы можем выращивать специальные культуры, разводимые за их высокую скорость поглощения двуокиси углерода, и приготовить из них биомассу. Мы можем сжечь эти специально выращенные культуры прямо или все же лучше вырастить определенные разновидности, из которых можно выделить горючее масло или из которых мы сможем получить спирт. Такие естественно произведенные виды топлива могут помочь нашим будущим автомобилям и фабрикам.
Большим преимуществом топлива, произведенного из растений, является то, что оно не добавляет двуокиси углерода в воздух. Топливо это включает в себя двуокись углерода, которая поглощалась месяцами или годами до этого и которая возвращается в атмосферу, откуда недавно поступила.
Опять же ветряные мельницы или их эквивалент могли бы быть построены гораздо более эффективно, чем их средневековые предшественники, и могли бы извлекать гораздо больше энергии, используя силу ветра.
В прежние времена приливы и отливы использовали для того, чтобы просто выводить корабли из гаваней. Теперь они могут быть использованы для того, чтобы при высоком приливе наполнять резервуары и при низком отливе за счет падения воды вращать турбины и производить электричество. Были предложения и о том, чтобы для получения электричества использовать разницу температур в глубине и на поверхности океана в тропиках, использовать непрекращающееся движение океанских волн.
Все эти виды энергии, вообще говоря, безопасны и вечны. Они не дают опасного загрязнения и всегда будут возобновляться, пока существуют Земля и Солнце.
Однако все эти источники энергии маломощны. Вот в том-то и дело, что они ни по отдельности, ни даже все вместе не могут обеспечить потребности человечества в энергии, как последние два столетия делают уголь и нефть. Это не означает, что они не важны. С одной стороны, каждый из этих видов энергии в каком-то одном определенном месте и по какой-то определенной причине может быть наиболее удобным видом энергии. А все они вместе могут служить для продления времени использования ископаемых видов топлива. При всех этих других видах доступной энергии сжигание ископаемых видов топлива может продолжаться в темпе, достаточно невысоком, чтобы не подвергать опасности климат, и поддерживать этот темп надо в течение длительного времени. В течение этого времени, возможно, найдется какой-нибудь источник энергии – безопасный, вечный и обильный.
И первый вопрос тут: существует ли вид энергии с подобными характеристиками?
Ответ: да, существует.

Энергия обильная

Прошло лишь пять лет после открытия в 1896 году французским физиком Антуаном Анри Беккерелем (1852–1908) радиоактивного излучения, как Пьер Кюри измерил тепло, испущенное радием при расщеплении. Это было первым свидетельством того, что где-то внутри атома есть огромная энергия, о которой до тех пор никто не подозревал.
Почти сразу же люди стали размышлять о возможности освоить эту энергию. Почти сразу после открытия Кюри английский писатель-фантаст Г. Д. Уэллс даже писал о возможности существования, как он назвал, «атомной бомбы».
Однако стало очевидно, что для того, чтобы высвободить эту атомную энергию (или, говоря точнее, «ядерную энергию», потому что это энергия, которая удерживает атом как целое и не включает внешние электроны, являющиеся базой химических реакций), сначала нужно было внести энергию в атом. Атом нужно было бомбардировать энергетичными субатомными частицами, которые были бы положительно заряженными. Не многие из них ударили бы в ядро, и из тех, которые ударили, не многие смогли бы преодолеть отталкивание положительно заряженного ядра и достаточно зарядили бы его, достаточно потревожили его содержание, чтобы вызвать высвобождение энергии. В результате оказалось, что нужно затратить гораздо больше энергии, чем удается извлечь. Казалось, овладеть ядерной энергией – несбыточная мечта.
Однако в 1932 году Джеймс Чедвик (1891–1974) открыл новую субатомную частицу. Из-за того, что она не имеет электрического заряда, он назвал ее «нейтроном». А из-за того, что у нее нет электрического заряда, она может подойти к несущему электрический заряд ядру, не претерпевая отталкивания. Поэтому здесь уже не понадобилось много энергии для того, чтобы нейтрон вошел в атомное ядро.
Нейтрон быстро стал излюбленной субатомной «пулей», и в 1934 году итальянский физик Энрико Ферми (1901–1954) бомбардировал атомы нейтронами таким образом, чтобы превратить эти атомы в атомы элемента, следующего за ним по порядку. Уран был элементом с порядковым номером 92, он был самым последним в таблице. Никакого элемента под номером 93 еще не было, и Ферми бомбардировал уран также и в надежде получить новый неизвестный элемент.
Результат привел в замешательство. Другие физики стали повторять эксперимент, пытаясь сделать из него какие-то выводы, особенно много уделили этому внимания немецкий физик Отто Хан (1879–1968) и его австрийская коллега Лиз Майтнер (1878–1968). Именно Майтнер в конце 1938 года поняла, что атом урана, будучи ударен нейтроном, расщепляется на два («распад урана»).
В то время она была в изгнании в Швеции, потому что как еврейке ей пришлось оставить нацистскую Германию. Она изложила свои идеи датскому физику Нильсу Бору (1885–1962), и тот в начале 1939 года привез их в Соединенные Штаты.
Американский физик венгерского происхождения Лео Сциллард (1898–1964) понял значение этого факта. Атом урана, подвергаясь расщеплению, выделяет большое количество энергии, один-единственный атом – гораздо большее, чем то малое количество энергии медленно двигающегося нейтрона, который его ударил. Более того, атом урана, когда он расщепляется, выделяет два или три нейтрона, каждый из которых мог бы ударить другой атом урана, и так далее.
Получающаяся в результате «цепная реакция» в считанные доли секунды могла бы произвести огромный взрыв, и все за счет одного первоначального нейтрона, который блуждал бы сам по себе, если бы никто не направил его сюда.
Сциллард убедил американских ученых сохранить исследование в тайне (потому что Германия готова была начать войну против цивилизованного мира), он также, поручив Альберту Эйнштейну подготовить записку по этому предмету, убедил президента Рузвельта поддержать эту работу. До окончания Второй мировой войны были созданы три бомбы на основе расщепления урана. Одна была испытана в Аламогордо, штат Нью-Мексико, 16 июля 1945 года. Две другие были сброшены на Японию.
Между тем ученые разработали и способ управлять расщеплением урана. Темп расщепления доводился до определенного безопасного уровня и мог продолжаться на этом уровне нескончаемо. При этом вырабатывалось достаточно тепла, чтобы заменить сжигание угля или нефти для выработки электричества.
В 50-е годы электростанции, работающие на расщеплении урана, были построены в Соединенных Штатах, Великобритании и Советском Союзе. С тех пор такие реакторы «расщепления ядра» распространились по многим странам и вносят значительный вклад в удовлетворение потребностей мира в энергии.
Подобные реакторы имеют ряд преимуществ. Во-первых – вес: по сравнению со своим весом уран производит гораздо больше энергии, чем уголь или нефть. Собственно, хотя уран и не очень распространенный металл, считают, что мировой запас его таков, что может произвести в десять или даже в сто раз больше энергии, чем все запасы ископаемого топлива.
Один из недостатков тут в том, что существуют два вида урана, и только один из них подвержен расщеплению ядра. Есть уран-235 и уран-238, и только уран-235 претерпевает расщепление при его бомбардировке медленными нейтронами. И случилось так, что уран-235 составляет только 0,7 процента от урана, находящегося в природе.
Однако возможно сконструировать реактор таким образом, что расщепляющийся сердечник окружается обычным ураном-238 или похожим металлом – тори-ем-232. Нейтроны, утекающие из сердечника, ударяя в атомы урана или тория, хотя и не заставят их расщепляться, но изменят в них атомы на другой тип, которые при соответствующих условиях станут расщепляться. Такой реактор создает «топливо» в виде расщепляющегося плутония-239 или урана-233, даже когда его первоначальное топливо уран-235 потребляется медленно. Собственно, он производит топлива больше, чем потребляет, и как следствие называется «реактором-размножителем».
До сих пор почти все использующиеся реакторы расщепления не являются реакторами-размножителями, но несколько реакторов-размножителей было построено еще в 1951 году и могут быть построены еще в любое время. При использовании реакторов-размножителей весь уран и торий в мире можно расщепить и заставить производить энергию. Таким образом, человечеству будет доступен источник энергии по крайней мере в 3000 раз больший, чем все запасы ископаемого топлива.
Используя обычные реакторы ядерного расщепления, человечество при существующем темпе потребления будет иметь запас энергии на века. При реакторахразмножителях запаса энергии хватит на сотни тысяч лет – огромное количество времени для того, чтобы выработать еще лучшую стратегию, прежде чем иссякнет этот запас. Более того, реакторы ядерного расщепления, будь это обычные реакторы или размножители, не вырабатывают двуокиси углерода или какого-либо другого химического загрязнителя воздуха.
При данных преимуществах какие могут быть недостатки? Прежде всего, уран и торий довольно сильно разбросаны по коре Земли, их трудно найти и сконцентрировать. Возможно, из всего существующего урана и тория может быть использована только небольшая доля. Во-вторых, реакторы ядерного расщепления – крупные и дорогостоящие устройства, за которыми нелегко следить и которые трудно ремонтировать. В-третьих, самое важное, реакторы ядерного расщепления вводят новый и особенно смертоносный вид загрязнения – проникающую радиацию.
Когда атомы урана расщепляются, они производят целые серии более мелких атомов, гораздо более интенсивных по радиоактивности, чем сам уран. Эта радиоактивность снижается очень медленно, у некоторых видов только спустя тысячи лет. Эти радиоактивные отходы чрезвычайно опасны, поскольку их радиация может убить так же верно, как и ядерная бомба, только более коварно. Если человеческие нужды будут покрываться исключительно реакторами расщепления, величина присутствующей радиации будет равна миллионам взрывов бомб расщепления.
Радиоактивные отходы необходимо сохранять в каком-либо безопасном месте таким образом, чтобы они тысячами лет не попадали в окружающую среду. Они могут храниться в нержавеющих стальных контейнерах или могут быть перемешаны с расплавленным стеклом, которому потом дают застыть. Контейнеры или стекло могут храниться в подземных солевых шахтах, в Антарктиде, в осадочных породах океанского дна и так далее. Пока что ни один из предложенных способов их размещения, каждый с какими-либо частными преимуществами, не был признан достаточно безопасным, удовлетворяющим всех.
Далее, всегда возможно, что ядерный реактор может выйти из-под контроля. Реактор устроен таким образом, что невозможно, чтобы он взорвался, но используются значительные количества расщепляющегося материала, и если реакция расщепления, к несчастью, ускорится, и температура окажется выше точки плавления, сердечник расплавится, прорвется сквозь защитные оболочки, и смертоносная радиация может распространиться по большому району (Убедительным примером справедливости этих опасений является происшедшая в Советском Союзе в 1986 году Чернобыльская трагедия, когда 26 апреля как раз и произошло разрушение активной зоны установки и выброс в атмосферу радиоактивных веществ).
Реакторы-размножители считаются некоторыми особенно смертоносными, потому что топливо, которое они используют, часто металлический плутоний, который более радиоактивен, чем уран, и сохраняет свою радиоактивность сотни тысяч лет. Он считается некоторыми самым смертоносным веществом на Земле, и есть опасения, что если плутоний станет слишком распространен, может произойти его утечка в окружающую среду, и он буквально отравит всю Землю, сделав ее непригодной для жизни.
Существует также опасение, что плутоний может послужить для нового витка усиления терроризма. Если бы террористы овладели запасом плутония, они могли бы использовать угрозу взрыва или отравления для шантажа мира. Это было бы намного более страшное оружие, чем то, которым они располагают сейчас.
Нет способа уверить людей, что подобные вещи никогда не случатся, и в результате возникает все больше возражений против строительства реакторов ядерного расщепления. Энергия ядерного расщепления распространяется намного медленнее, чем предполагалось в 50-е годы, когда этот процесс получил практическое применение, сопровождаемый блестящими предсказаниями века энергетического изобилия.
И все же расщепление не является единственным путем для развития ядерной энергетики. Во Вселенной в целом главный источник энергии – это водородный синтез. Именно водородный синтез дает силу звездам, указывал в 1938 году американский физик немецкого происхождения Ганс Альбрехт Бете (р. 1906).
После Второй мировой войны физики пытались осуществить водородный синтез в лаборатории. Для этого им надо было иметь экстремальные температуры в миллионы градусов, и им приходилось удерживать водород на месте, в то время, как он был доведен до такой огромной температуры. Солнце и другие звезды удерживают водород на месте благодаря сильным гравитационным полям, но на Земле повторить этого было нельзя.
Одним из выходов представлялось – поднять температуру водорода так быстро, чтобы он не успел расшириться и улететь до того, как станет достаточно горячим для синтеза. Такой фокус могла бы сделать бомба ядерного расщепления, и в 1952 году такая бомба была взорвана в Соединенных Штатах, и с помощью расщепляющегося урана был произведен водородный синтез. Немедленно вслед за этим подобный взрыв произвел и Советский Союз.
Такая бомба «ядерного синтеза» или «водородная бомба» была намного более мощной, чем бомба расщепления, и она никогда не использовалась в войне. Из-за того, что водородная бомба требует высокой температуры для ее действия, ее также назвали «термоядерной бомбой». Именно «термоядерную войну», то есть войну с применением таких бомб, я рассматривал как причину возможной катастрофы четвертого класса.
А нельзя ли управлять термоядерным синтезом и производить энергию так же, как при расщеплении урана? Английский физик Джон Дэвид Лаусон (р. 1923) в 1957 году выработал необходимые для этого условия. Водород должен быть определенной плотности, достигнуть определенной температуры и удерживать эту температуру, не улетучиваясь в течение определенного времени. Любое снижение одного из этих параметров требует усиления одного или обоих других. С тех пор ученые в Соединенных Штатах, Великобритании и Советском Союзе пытаются добиться выполнения этих условий.
Существует три типа атомов водорода: водород-1, во-дород-2 и водород-3. Водород-2 называется «дейтерий», а водород-3 называется «тритий». Водород-2 синтезируется при более низкой температуре, чем водород-1, а водород-3 синтезируется при еще более низкой температуре (хотя даже самая низкая температура для синтеза в земных условиях – все же десятки миллионов градусов).
Водород-3 – это радиоактивный атом, которого почти нет в природе. Его можно произвести в лаборатории, но его можно использовать только в небольшом количестве. Водород-2 поэтому является основным топливом для синтеза, для снижения температуры синтеза добавляется немного водорода-3.
Водород-2 менее распространен, чем водород-1. Из каждых 100 000 атомов водорода только 15 являются водородом-2. Но даже при этом в одном галлоне морской воды водорода-2 присутствует столько, что они заключают в себе энергию, которую можно получить от сжигания 350 галлонов бензина. А океан (в котором два атома из каждых трех – водород) настолько обширен, что содержит столько водорода-2, что его хватит, чтобы производить энергию при существующем темпе использования на миллиарды лет.
Существует ряд параметров, по которым термоядерный синтез, как представляется, предпочтительнее ядерного расщепления. Во-первых, вес: благодаря синтезу из вещества может быть извлечено в десять раз больше энергии, чем из такого же количества вещества, подвергнутого расщеплению, и водород-2 – топливо синтеза – гораздо легче добыть, чем уран или торий, и с ним гораздо легче обращаться. Когда водород-2 подготовлен для синтеза, только микроскопическое его количество будет использоваться в какой-то один момент, так что даже если синтез выйдет из-под контроля и весь синтезируемый материал вступит в реакцию сразу, то результатом будет лишь небольшой взрыв, недостаточный даже для того, чтобы его заметить. Кроме того, водородный синтез не производит радиоактивных отходов. Его основной продукт – гелий, наименее опасное из известных веществ. В ходе синтеза производятся водород-3 и нейтроны – они опасны. Однако они производятся в незначительных количествах и могут быть переработаны и использованы в ходе дальнейшего синтеза.
Словом, термоядерный синтез представляется во всех отношениях идеальным источником энергии, все дело лишь в том, что пока у нас его нет. Несмотря на годы попыток ученых, пока нет достаточного количества водорода, при достаточно высокой температуре, на протяжении достаточно длительного времени, чтобы произвести управляемый синтез.
Ученые подходят к проблеме с нескольких направлений. Сильные, точно установленные магнитные поля удерживают заряженные частицы на месте, в то время как температура медленно повышается. Или же температура повышается очень быстро, но не с помощью бомб расщепления, а при помощи лазерного луча или пучка электронных лучей. Представляется вероятным, что в течение 80-х годов один из этих методов сработает или, возможно, все три, и этот управляемый синтез станет фактом. Тогда потребуется, может быть, несколько десятилетий для того, чтобы построить большие силовые установки синтеза, которые существенным образом удовлетворят потребности человека в энергии.
Однако оставим водородный синтез, есть еще один источник энергии, который безопасен и вечен, и это – солнечная радиация. Два процента энергии солнечного света поддерживают фотосинтез всей растительной жизни на Земле, и благодаря этому – жизнь животных. Остальная энергия солнечного света по крайней мере в десять тысяч раз больше потребности человечества в энергии. Эта основная часть солнечной энергии далеко не бесполезна. Она испаряет океан и поэтому производит дождь, стекающую воду и в целом запас пресной воды на Земле. Она поддерживает океанские течения и создает ветры. Она нагревает в целом Землю и делает ее обитаемой.
Тем не менее нет причин, почему бы вначале людям не использовать солнечную энергию. Когда мы используем чистый результат того, что солнечная радиация превращается в тепло, ничего не теряется. Это все равно, как вступить под водопад: вода все равно будет падать до уровня земли и двигаться вниз по течению, а мы лишь временно приостанавливаем ее для того, чтобы помыться и освежиться.
Конечно, основной недостаток солнечной энергии в том, что хотя она обильна, она в то же время ослаблена. Она очень тонко распределяется по большой площади, и собрать ее и использовать нелегко.
В небольших масштабах солнечная энергия использовалась давно. Южные окна зимой впускают солнечный свет и относительно непрозрачны для обратной радиации инфракрасного света, так что дом обогревается благодаря парниковому эффекту, и ему требуется меньше топлива.
Многое можно сделать подобным образом. Канистры с водой на южных склонах крыш (на северных склонах в южном полушарии) могут поглощать солнечное тепло и вечно снабжать дом теплой водой. Это также можно использовать для обогрева дома в целом или для кондиционирования воздуха летом. Или солнечная радиация может быть прямо преобразована в электричество, нужно только выставить на солнечный свет солнечные батареи.
Конечно, солнечный свет доступен не все время. Его нет ночью, и даже в течение дня облака могут ослабить его до бесполезного уровня. Бывают также моменты, когда в различное время дня дом может быть затенен другими домами или природными объектами, такими, как холмы и деревья. Нет также достаточно хороших способов аккумуляции солнечной энергии в течение периодов яркости для ее использования в темное время.
Если предпочтительнее солнечную энергию направить на службу миру, а не на обслуживание отдельных домов, тогда необходимо покрыть десятки тысяч квадратных миль пустынь солнечными батареями. Но установить их и следить за ними – дорогое удовольствие.
Однако есть возможность собирать солнечную энергию не с поверхности Земли, а в близлежащем космосе. Обширный банк солнечных батарей, помещенных на орбиту в экваториальной плоскости примерно в 33 000 километрах (По уточненным данным, порядка 36 000 километров) от поверхности Земли, будет обращаться вокруг Земли за двадцать четыре часа – это «синхронная орбита», и космическая станция будет казаться с Земли неподвижной.
Такой банк солнечных батарей будет получать полный спектр солнечной радиации без каких-либо помех атмосферы. Он будет в тени только 2 процента времени в течение года, снижая таким образом необходимость хранить энергию. По некоторым оценкам, определенная площадь солнечных батарей будет производить электричества в шестьдесят раз больше, чем такая же площадь батарей на поверхности Земли.
Электричество, полученное на космической станции, можно было бы преобразовывать в микроволновую радиацию, направленную лучом вниз на принимающую станцию на Земле, и там преобразовывать в электричество. Сотня таких станций, рассеянная по экваториальной плоскости, представляла бы источник энергии, который мог бы существовать, сколько существует Солнце.
Если заглянуть в будущее, предположив, что люди будут сотрудничать, чтобы выжить, то не исключено, что к 2020 году будут работать не только силовые станции на синтезе ядер, но и первые силовые солнечные станции. Мы, конечно, можем к 2020 году продолжать пользоваться ископаемыми видами топлива и другими источниками энергии. При наличии мира и доброй воли энергетический кризис, который приводит нас сейчас в отчаяние, может в конечном счете вовсе и не быть таковым. Более того, использование космоса для размещения станций солнечной энергии приведет к еще большим достижениям. В космосе будут построены лаборатории и обсерватории вместе с космическими поселениями для людей, которые будут заниматься строительством (Уже почти 15 лет на орбите Земли действует российская космическая станция «Мир». В конце XX века США, Россией и еще целым рядом стран начато строительство международной космической станции «Атлантис». Вывод ее частей на орбиту начался в 1999 году). Возникнут шахты на Луне, чтобы обеспечивать материальные ресурсы для космических сооружений (хотя углерод, азот и водород нужно будет некоторое время доставлять с Земли)(В феврале 1998 года НАСА сообщило, что американский зонд обнаружил на Луне в районах полюсов под поверхностью большие запасы воды в виде льда. Это позволяет надеяться на близкую возможность создания поселения на Луне и начало подлинно космической эры. Ведь предполагалось, что доставка на Луну воды для поселенцев потребует огромных затрат).

15. Опасности победы

Население

Если представить себе мировое общество с изобилием энергии, со способностью в изобилии воспроизводить ресурсы и совершенствовать технику, нетрудно понять, что общество будет пожинать плоды своей победы над окружающей средой. Наиболее очевидной наградой будет точно такая же, что и в результате подобных побед в прошлом, – увеличение численности населения.
Человеческие особи, как и все живые особи, какие существуют и существовали на Земле, обладают способностью быстро увеличиваться в численности. Женщина, скажем, вполне может в течение времени, когда она способна выносить ребенка, иметь шестнадцать детей. (Зарегистрированы случаи рождения более тридцати детей от одной матери.) Это означает, что если начать с двух человек, мужа и жены, спустя тридцать лет у нас окажется в общей сложности восемнадцать человек. Старшие дети могли бы к этому времени пережениться между собой (если представить себе общество, которое допускает кровосмешение) и произвести на свет еще около десяти детей. От двух до двадцати восьми – следовательно, четырнадцатикратное увеличение за тридцать лет. При таком темпе исходная пара человеческих существ за два века превратилась бы в 100 миллионов человек.
Однако население не увеличивается подобными темпами и никогда так не увеличивалось по двум причинам. Прежде всего, шестнадцать детей бывает далеко не у всех, в среднем их по разным причинам значительно меньше. Иначе говоря, рождаемость в целом ниже своего потенциального максимума.
Во-вторых, я исходил из того, что все родившиеся дети остаются в живых, а это, конечно, не так. Все люди в конечном счете умирают, зачастую даже до того, как они произвели на свет столько малышей, часто до того, как они вообще кого-нибудь произвели на свет.
Короче говоря, наряду с рождаемостью существует смертность, и для большинства особей почти во все времена величины их примерно равны.
В конце концов, если смертность и рождаемость останутся равными, то население, о котором идет речь, стабилизируется, а если смертность станет выше рождаемости, даже совсем незначительно, то эти особи выродятся количественно и со временем вымрут.
Смертность любого вида имеет тенденцию возрастать, если окружающая среда для него по какой-либо причине оказывается неблагоприятной, и снижаться, если она, напротив, благоприятна. Численность любых особей имеет тенденцию повышаться в хорошие годы и понижаться в плохие.
Из всех обитателей Земли только люди обладают интеллектом и возможностью радикально изменять окружающую среду в соответствии со своими запросами. Например, используя огонь, они создали искусственный климат, путем продуманного выращивания растений и разведения животных увеличили пищевые ресурсы, изобретя оружие, уменьшили опасность от хищников, а благодаря развитию медицины снизили опасность от паразитов. В результате человечество оказалось способно поддерживать рождаемость, которая в общем стала выше смертности даже с первого появления на Земле Homo sapiens.
К 6000 году до нашей эры, когда земледелие и скотоводство были еще на ранней стадии развития, общая численность населения Земли достигла 10 миллионов. Во времена строительства Великой Пирамиды – около 40 миллионов; во времена Гомера-100 миллионов; во времена Колумба – 500 миллионов; во времена Наполеона – 1 миллиард; во времена Леннона – 2 миллиарда. В 70-е годы численность населения достигла 4 миллиардов (К настоящему времени – более 6 миллиардов).
Поскольку техника имеет кумулятивную тенденцию, скорость, с которой человечество увеличивает свое превосходство над окружающим миром и конкурирующими формами жизни, скорость упрочения физической безопасности неуклонно растет. Это означает, что нарушение паритета между рождаемостью и смертностью населения изменяется в пользу первой. А это, в свою очередь, означает, что население не просто увеличивается, а делает это неуклонно возрастающими темпами.
За тысячелетия до начала ведения сельского хозяйства, когда люди жили охотой и собирательством, продовольственные ресурсы были скудны и ненадежны, и человечество могло увеличивать свою численность только за счет более широкого расселения по Земле. Темпы увеличения численности тогда составляли не более 0,02% в год, и должно было пройти 35 000 лет для того, чтобы численность населения удвоилась.
С развитием земледелия и скотоводства, а также с появлением гарантии более стабильных и более богатых пищевых ресурсов, и в связи с развитием технологии темпы роста населения стали расти, достигнув 0,3% в год в XVIII веке (период удвоения – 230 лет) и 0,5% в год в XIX веке (период удвоения 140 лет).
Наступление промышленной революции, механизация сельского хозяйства и быстрое развитие медицины еще сильнее увеличили рост населения – до 1% в год к XX веку (период удвоения – 70 лет) и до 2% в год в 70-е годы (период удвоения 35 лет).
Рост населения, а также увеличение темпов роста населения повышают и темп прибавления новых ртов у человечества. Так, в 80-е годы XIX века, когда общее число жителей Земли составляло 1 миллиард, а темп увеличения составлял 0,5% в год, приходилось кормить каждый год 5 миллионов новых ртов. В 70-е годы XX века при населении 4 миллиарда и темпе роста населения 2% в год приходится кормить каждый год 80 миллионов новых ртов. Население за 170 лет увеличилось вчетверо, а ежегодное прибавление – в 16 раз.
Несмотря на то, что все это является свидетельством победы человечества над природой, это также страшная угроза. Уменьшение населения может сколько угодно продолжаться, пока не достигнет окончательного значения – нуля. Рост населения ни при каких обстоятельствах не может увеличиваться бесконечно. В конечном счете растущее население опередит свои продовольственные возможности, нарушит требования окружающей среды, переполнит свое жизненное пространство, и тогда, что очень вероятно, ситуация с катастрофической скоростью поменяется на обратную, произойдет резкое сокращение населения.
Подобное резкое уменьшение численности особей наблюдалось и у других видов, которые сильно размножались в течение ряда лет, когда климат и другие обстоятельства окружающей среды по воле случая благоприятствовали росту их количества, но потом вдруг сразу все погибли, когда неизбежный плохой год сокращал их пищевые ресурсы.
С проблемой такой гибели может столкнуться и человечество. Сама победа, которая увеличивает наше население, приведет нас на высоту, где у нас уже не останется выбора, как только падать, и чем больше высота, тем опаснее падение.
Можем ли мы рассчитывать, что технические достижения оградят нас от этого зла в будущем, как это происходило в прошлом? Нет, так как легко доказать с абсолютной определенностью, что существующий темп роста населения, если он продолжится, легко обгонит не только вероятные технические достижения, но и любые возможные достижения техники.
Давайте исходить из того факта, что население Земли в 1970 году 4 миллиарда (на самом деле несколько больше) и что темп роста населения есть и будет оставаться 2% в год. Можно возразить, что население в 4 миллиарда уже теперь слишком велико для Земли, не говоря уже о каком-либо увеличении. Около 500 миллионов человек, восьмая часть населения (в основном в Азии и Африке), хронически и серьезно недоедают, и сотни тысяч каждый год умирают от голода. Кроме того, необходимость каждый год производить все больше и больше продуктов, чтобы накормить больше ртов, вынуждает человечество пускать под культивацию малоплодородные земли, использовать удобрения, пестициды и ирригацию не благоразумно, а слишком интенсивно и таким образом еще сильнее нарушать экологический баланс Земли. Вследствие этого почва подвергается эрозии, пустыни наступают, а производство продуктов (которое возрастает с населением и даже несколько быстрее его в эти последние отчаянные десятилетия демографического взрыва) растет куда медленнее и вскоре может начать падать. В этом случае голод станет распространяться с каждым годом все шире и шире.
С другой стороны, можно возразить, что недостаток продуктов создан человеком. Он – результат излишеств, неэффективности, обмана и несправедливости. Нужны более гуманные правительства, более разумное землепользование, более бережливый образ жизни, более справедливое распределение продуктов. При правильном использовании возможностей Земли она могла бы обеспечивать гораздо большее население, чем сегодняшнее. Самое большое количество, которое называлось, – 50 миллиардов, или в 12,5 раз больше настоящего населения (Напоминаем, что книга писалась в 70-х годах).
Тем не менее при нынешнем ежегодном приросте 2% население будет удваиваться каждые 35 лет. В 2014 году оно достигнет 8 миллиардов, в 2049-16 миллиардов и так далее. Это значит, что при таком росте население Земли достигнет 50 миллиардов приблизительно к 2100 году, всего лишь через 120 лет. А что потом? Если, достигнув этой величины, мы исчерпаем продовольственные ресурсы, неожиданное резкое сокращение населения будет катастрофичным (В 1999 году население Земли достигло 6 миллиардов человек. По прогнозам ООН, к 2050 году оно будет от 7,7 миллиарда до 10,6 миллиардов. Спад прежних «взрывных» темпов вызван снижением рождаемости.
Промежуточные средние показатели на 2050, 2100 и 2150 год составляют соответственно 9,4 млрд, 10,4 млрд и 10,8 млрд. При этом исходили из того, что темпы рождаемости будут средними, то есть каждая женщина будет в среднем иметь двоих детей. Если же темпы рождаемости останутся на уровне 1990–1995 годов, то уже к 2150 году население Земли достигнет поистине астрономического уровня в 296 млрд.
В Европе в 1998 году на каждую женщину приходилось в среднем 1,6 ребенка. Понизился показатель рождаемости в Азии, в Китае он составляет 1,8, в Индии – 3,2. Ряды многодетных матерей не редеют только в Африке. В Нигерии, Конго, Уганде и Сомали на каждую женщину приходится более 6 детей.
Следует заметить, что по данным Всемирной организации здравоохранения средняя продолжительность жизни землян по расчетам вырастет с 66 до 73 лет. Число преждевременных смертей до 50 лет сократится вдвое. В 26 странах средняя продолжительность жизни достигнет 80 лет. Самой высокой она будет в Исландии, Италии, Японии и Швеции – 82 года. В Китае она составит 75 лет, в России – 72, в Индии – 71).
Конечно, через 120 лет технология даст новые источники питания – например, путем уничтожения всех видов животной жизни и выращивания растений, на 100% пригодных в пищу. Тогда можно будет жить этими растениями, ни с кем не конкурируя. При таком условии Земля могла бы выдержать и 1,2 триллиона человек, или в 300 раз больше нынешнего населения. Однако при существующем росте население достигнет этой величины всего лишь через 300 лет. А что потом?
Практически нет смысла спорить о том, что какую-то определенную численность людей можно поддерживать благодаря тем или иным достижениям. Геометрическая прогрессия (которую представляет собой рост населения) может превзойти любую численность. Давайте как следует с этим разберемся.
Предположим, что средний вес человека (включая женщин и детей) составляет 45 килограмм. В таком случае общая масса ныне живущего населения составит 180 миллиардов килограмм. Этот вес, вместе с удвоением населения, удваивался бы каждые 35 лет. При таком приросте, если довести дело до крайности, через 1800 лет общая масса человечества равнялась бы общей массе Земли. (1800 лет – это не такой длительный период времени. Всего 1800 лет прошло со времен римского императора Марка Аврелия).
Вряд ли кто посмеет предположить, что человечество на Земле может умножать свою численность до тех пор, пока шар планеты не станет сплошной человеческой плотью. Практически это значит, что что бы мы ни делали, мы не можем сохранять нынешний прирост населения на Земле в течение более 1800 лет.
Но зачем ограничивать себя Землей? Задолго до того, как минует 1800 лет, человечество достигнет других миров и построит искусственные космические поселения. Там оно и может расселиться. Можно даже утверждать, что за счет освоения Вселенной общая масса человечества может, конечно, превысить массу Земли. Однако невозможно преодолеть силу геометрической прогрессии.
Масса Солнца в 338 000 раз превышает массу Земли, а масса Галактики в 150 миллиардов раз больше массы Солнца. Во Вселенной насчитывается до 100 миллиардов галактик. Если предположить, что средняя галактика по массе такая же, как наша (почти наверняка переоценка, но это не имеет значения), тогда общая масса Вселенной в 5 000 000 000 000 000 000 000 000 000 раз больше массы Земли. И все же, если существующее человечество будет ежегодно увеличиваться на 2% в год, общая масса человеческой плоти достигнет массы Вселенной спустя немногим более 5000 лет. Это приблизительно такой период, который прошел со времени изобретения письменности.
Иными словами, в течение первых 5000 лет письменной истории мы достигли стадии, на которой заполонили поверхность одной маленькой планеты. В течение следующих 5000 лет, при нынешнем темпе роста, мы выйдем за пределы не только планеты, но и Вселенной. Отсюда следует: чтобы не исчерпать продовольственные ресурсы и жизненное пространство, в случае, даже если мы представим себе, что развитие техники достигнет наивысших воображаемых пределов, мы должны остановить нынешний рост населения ранее, чем через 5000 лет. И, если быть в этом отношении до конца реалистами, у нас есть только одна возможность избежать катастрофы пятого класса – немедленно снизить темп увеличения населения.
Но как? Это, несомненно, проблема, поскольку за всю историю жизни ни один вид не пытался добровольно регулировать свою численность (Опыты с крысами показали, что крайнее перенаселение индуцирует такое психотическое общество, что потомство не производится, а если производится, то о нем не заботятся. Это, однако, не добровольное регулирование, а для людей дождаться перенаселения означает такую крайность, которая может свести с ума общество и привести к катастрофе). Даже род человеческий не пытался этого делать. Потомство до сих пор производится по доброй воле, и численность населения увеличивается до пределов возможного.
Для регулирования численности населения в настоящее время нужно каким-то образом изменить соотношение рождаемости и смертности, и растущее преобладание первой над последней должно быть ослаблено. Для достижения стабильного количества населения или даже временно уменьшающегося населения перед нами две альтернативы: либо смертность должна быть увеличена, пока она не сравняется с рождаемостью или превысит ее, либо рождаемость должна быть снижена, пока она не сравняется со смертностью или не станет ниже ее (Возможно и сочетание увеличения смертности и уменьшения рождаемости).
Повышение смертности – довольно простой выход. У растений и животных неожиданное драматическое повышение смертности стало обычной реакцией на увеличение численности, которое привело тот или иной вид к уровню недокармливаемого. Смертность увеличивалась главным образом за счет голода. Слабость, связанная с голоданием, способствовала гибели особей от болезней и нападений хищников.
В отношении человеческих существ в прошлом можно сказать то же самое, а если заглянуть в будущее, мы можем полагать, что численность населения будет регулироваться (если все другие попытки потерпят неудачу) голодом, болезнями и насилием, за которыми следует смерть. То, что эта мысль не нова, можно подтвердить тем фактом, что четыре всадника Апокалипсиса, описанные как мучители человечества в его последние дни, – это и есть голод, болезни, насилие и смерть.
Очевидно, однако, что решить проблему численности населения путем увеличения смертности значит просто подвергнуть человечество катастрофе пятого класса, которая уничтожит и цивилизацию. Если же в перепалке за последние крохи пищи и ресурсов на пределе отчаяния разразится термоядерная война, то гибель человечества может последовать от катастрофы четвертого класса.
Впрочем, мы неправы, считая снижение рождаемости единственным путем избежать катастрофы. Но как еще?
Регулирование рождаемости постфактум путем детоубийства или даже путем аборта отвратительно многим людям. Даже если не возникает вопрос о «святости жизни» (принцип, который в истории человечества был не более чем пустыми словами), мы могли бы спросить: почему женщина должна испытать дискомфорт беременности только для того, чтобы результат был уничтожен, или почему ей надо испытывать неприятности аборта? Почему бы предварительно не воспрепятствовать зачатию?
Есть общедоступный способ избежать зачатия – это отказ от половых отношений, но есть основания считать, что это никогда не будет популярным методом регулирования населения. Вместо этого надо отделить секс от зачатия, делая возможным первое без второго, за исключением случаев, когда дети действительно желаемы и где они необходимы для поддержания удовлетворительного уровня народонаселения.
Для контрацепции – предупреждения беременности – существует ряд методов: хирургические, механические и химические. Все они хорошо известны, и их нужно лишь разумно применять. Проще говоря, имеются формы сексуальных отношений, которые полностью удовлетворяют партнеров и вместе с тем не наносят ощутимого вреда ни их участникам, ни кому-либо еще, и которые гарантируют отсутствие возможности зачатия.
Таким образом, практической трудности в снижении рождаемости нет, есть только социальные и психологические трудности. Общество настолько долго вырабатывало привычку к избытку детей (благодаря высокой смертности среди них), что во многих странах экономика и почти повсюду индивидуальная психология зависят от этой привычки. Контрацепция подвергается резким нападкам многих традиционалистских групп как аморальное явление, а обилие детей в семье есть нечто, что все еще традиционно рассматривается как благословение.
Что же получается? При возможности спасения человечество, просто из привычки к устаревшему образу мысли, будет скатываться к катастрофе? Вполне вероятно, что именно так и будет. Однако все больше и больше людей (таких, как я, например) говорят и пишут об опасности перенаселения и об ощутимом разрушении окружающей среды, вызванном увеличивающимся бременем человечества и благодаря растущим требованиям все большего числа людей: больше пищи, больше энергии, больше жизненного комфорта. Руководители многих правительств уже начинают признавать, что никакая проблема не может быть решена, пока не решена проблема народонаселения, и что любое дело – пропащее, пока народонаселение продолжает расти. В результате этого так или иначе усиливается тенденция к снижению рождаемости. Это чрезвычайно обнадеживающий признак, поскольку общественное мнение может сделать для снижения рождаемости больше, чем что-либо еще.
В конце 70-х годов рождаемость в мире явно снижалась, темп прироста упал с 2% до 1,8%. Этого, конечно, недостаточно, поскольку в настоящий момент любое увеличение темпа, если оно продолжится, приведет к катастрофе. Однако это снижение – обнадеживающий признак.
Может быть, несмотря на продолжающийся рост населения, увеличиваться оно будет снижающимися темпами, достигнет максимума, вероятно, не более 8 миллиардов, а затем начнет снижаться. Этот процесс будет болезненным, но, возможно, цивилизация устоит, и человечество, изрядно потрепанное, выживет, «подремонтирует» Землю, восстановит ее экологический баланс и заново создаст более разумную и более практичную культуру, основанную на стабильном народонаселении, удерживаемом на терпимом уровне.

Образование

Мы можем представить себе время, скажем, лет через сто, когда проблема населения будет решена, когда энергия станет дешевой и обильной, когда человечество будет благополучно перерабатывать свои ресурсы и поддерживать мир и спокойствие. Ну, уж тогда-то, наверное, все проблемы будут решены и нам не будут угрожать никакие катастрофы.
Совсем не обязательно. Каждое достижение вместе с победой приносит свои проблемы. Мир, в котором население регулируется, это такой мир, где рождаемость настолько же низка, как и смертность, и поскольку благодаря современной медицине смертность сейчас намного ниже, чем когда-либо в прошлом, надо, чтобы то же самое было и с рождаемостью. Это означает, что в процентном отношении будет меньше детей и меньше молодых людей, чем когда-либо, и больше зрелых и престарелых людей. Конечно, если вообразить, что медицина будет продвигаться, то средняя продолжительность жизни будет увеличиваться. Это значит, что смертность будет падать, а рождаемости придется сокращаться вместе с ней.
Тогда вид общества, которое мы должны предвидеть, если достигнем стабильного населения, – это общество с повышающимся средним возрастом. Мы засвидетельствуем, так сказать, «покрытие Земли сединами». Мы можем и сейчас увидеть, как это происходит в тех частях мира, где рождаемость упала, а продолжительность жизни увеличилась, например, в Соединенных Штатах»
В 1900 году, когда средняя продолжительность жизни в Соединенных Штатах составляла только 40 лет, было 3,1 миллиона человек в возрасте свыше 65 лет при общей численности 77 миллионов, или только 4 процента. В 1940 году было 9 миллионов человек старше 65 лет при общей численности населения 134 миллиона, или 6,7 процента. В 1970 году было 20,2 миллиона человек старше 65 лет при общей численности населения 208 миллионов, или почти 10 процентов. К 2000 году может быть до 29 миллионов старше 65 лет из примерно 240 миллионов, или 12 процентов. Через сто лет, в то время как общая численность населения возрастет немного больше, чем в три раза, количество людей в возрасте свыше 65 лет увеличится почти в десять раз.
Эффект американской политики и экономики ясен. Пожилые – увеличивающаяся часть электората, а государственным политическим и финансовым структурам надо больше заботиться о пенсиях, социальной безопасности, медицинском страховании и так далее.
Конечно, все хотят долго жить, и все хотят, чтобы о них заботились в старости, хотя с точки зрения цивилизации в целом в этом есть и свои проблемы. Если в результате стабилизации населения мы создадим стареющее человечество, не приведет ли это к тому, что дух, авантюризм и воображение молодости выродятся и умрут под скучным консерватизмом и сытостью старости? Не получится ли так, что бремя новаторства и отваги окажется на плечах столь немногих, что мертвый груз старости подавит цивилизацию? Не случится ли так, что цивилизация, спасшаяся от гибели в демографическом взрыве, окажется на пороге смерти от хныканья стареющего населения?
Но обязательно ли возраст связан со скукой? Наше общество принимает это как само собой разумеющееся, потому что наше общество – первое общество, в котором старые люди стали многочисленными. В полуграмотных, не ведущих никаких записей обществах старые люди были хранителями традиций, живыми справочниками, библиотеками и оракулами. Однако в наши дни воспоминания стариков не нужны, у нас есть намного лучшие средства хранить информацию. В результате пожилые теряют свою функцию и уже не могут рассчитывать на былое уважение.
Опять же в обществах, в которых технология менялась медленно, предпочтительнее был именно старый мастеровой, богатый опытом, знаниями, с наметанным глазом, искушенным суждением, добротной работой. Сейчас технология быстро меняется, и нам нужен выпускник колледжа с пушком на щеках, мы ждем, что он принесет нам самые последние технологии. Чтобы предоставить ему мести, мы насильно увольняем стариков, и опять же старость теряет свою функцию. А когда число неработающих пожилых людей увеличивается, они кажутся мертвым грузом.
Люди сегодня живут в среднем в два раза дольше, чем жили наши предки полтора века назад. И при этом изменилась не только продолжительность жизни. Люди сегодня в среднем здоровее и крепче, чем были их предки в том же самом возрасте.
Дело не просто в том, что люди умирали молодыми до появления современной медицины. Многие из них и на вид в тридцать лет выглядели старыми. Жить долго или дольше означало пережить неоднократные встречи с инфекционными болезнями, которые теперь можно либо предотвратить, либо легко вылечить. Это означало жить на диете дефицита как в количественном, так и в качественном отношении. Не существовало способов бороться с болезнями зубов или хроническими инфекциями, никаких способов воздействия на гормональные нарушения, никаких возможностей восполнения дефицита витаминов, никаких способов справляться с дюжиной других видов нетрудоспособности. В довершение всего многие люди были измождены изнурительным, нескончаемым, тяжелым трудом, который сегодня за нас делают машины (Многие люди сегодня мечтают о прошлом, когда человек «жил в тесном общении с природой» и был здоров и полон энергии, в отличие от подверженных загрязнению окружающей среды людей из городской толпы. Такие мечтатели были бы неприятно удивлены, если бы на самом деле оказались в реальном прошлом – одолеваемые болезнями, изголодавшиеся и грязные, даже на самом высоком уровне).
Словом, в результате сегодняшние пожилые люди бодры и молоды по сравнению с людьми такого же возраста средневековой эпохи рыцарства или даже пионерских времен Соединенных Штатов.
Мы можем предполагать, что эта тенденция в отношении большей бодрости в будущем пожилых людей сохранится, если цивилизация выживет и медицинские технологии будут успешно развиваться. И вообще сами понятия «молодые» и «пожилые» станут довольно расплывчатыми при населении, которое станет стабильным. Но если даже физическая разница между молодостью и старостью уменьшится, то как же будет обстоять дело в отношении различий интеллектуальных? Нельзя ли что-нибудь сделать с косностью пожилого возраста, с его неспособностью творчески реагировать на требования жизни?
Но сколько в этой застойности возраста создается традициями общества, ориентированного на молодежь? Несмотря на постепенное расширение периода обучения, образование продолжает оставаться связанным с молодостью и продолжает иметь определенную дату окончания. Сохраняется сильное ощущение, что наступит момент, и образование будет закончено, и оно займет уж не такое длительное время в жизни человека.
В каком-то смысле это создает некий налет позора образованию. Большинство молодых людей, кто не любит дисциплину принудительного обучения и дискомфорт некомпетентного преподавания, не могут не заметить, что взрослым не надо ходить в школу. Непокорному подростку, несомненно, должно казаться, что одно из вознаграждений взрослого образа жизни – это сбросить школьные оковы. Для них вырасти из детского возраста – это достичь состояния, когда больше ничему не надо учиться.
Характер сегодняшнего образования делает неизбежным, что его считают наказанием для молодости, и оно определяет награду за неудачу. Подросток, который преждевременно выпадает из школы, выглядит в глазах себе равных вступившим во взрослую жизнь. С другой стороны, взрослый, который пытается научиться чему-то новому, часто у многих вызывает легкое изумление и представляется им впадающим в детство.
Связывая образонание только с молодостью и создавая социально трудную обстановку для человека среднего возраста, желающего учиться, после того как дни формального хождения в школу закончились, мы замечаем, что большинство людей остается лишь с той информацией и теми представлениями, которые они приобрели в подростковом возрасте и едва сохраняют в памяти. И мы еще потом жалуемся на скуку преклонного возраста.
Этот недостаток в отношении образования отдельного человека может быть усугублен еще одним недостатком в отношении общества в целом. Может выйти так, что все общество будет вынуждено прекратить учиться. И может ли, скажем, случиться так, что прогрессу человеческих знаний придется остановиться просто из-за своего собственного величайшего успеха? Мы узнали настолько много, что среди огромной массы информации становится трудно найти необходимые нам темы, которые являются решающими для дальнейшего продвижения. И если человечество станет спотыкаться на пути научного и технического прогресса, разве мы сможем поддерживать нашу цивилизацию? Не является ли это еще одной опасностью победы?
Мы можем суммировать опасность и сказать, что общей сумме человеческих знаний не хватает указателя, что нет эффективного метода поиска информации. Как это исправить, как не призвать больше, чем человеческую память, для того, чтобы служить указателем, и быстрее, чем человеческая система поиска, использовать указатель?
Короче, нам нужен компьютер, и почти на протяжении сорока лет мы сломя голову разрабатывали все более быстродействующий и все более универсальный компьютер. Эта тенденция должна сохраниться, если цивилизация останется невредимой, ведь в таком случае компьютеризация знаний неизбежна. Больше информации будет фиксироваться на микропленках (Или, скорее, как это делается теперь, на дискетах), больше ее будет доступно компьютеру.
Будет иметь место тенденция централизации информации, так что запрос по определенной теме сможет использовать ресурс всех библиотек региона, государства или, в конечном счете, всего мира. Наконец, появится эквивалент «всемирной компьютеризированной библиотеки», в которой будут храниться все существующие человеческие знания и из которой любая информация может быть получена по требованию (Эквивалентом такой «всемирной библиотеки» теперь является международная сеть «Интернет», доступ в которую с персонального компьютера возможен из любой точки земного шара).
Способ доступа к такой библиотеке уже не секрет, технология близка к разрешению. У нас уже есть спутники связи, что дает возможность соединить любые две точки на земном шаре в считанные доли секунды.
Однако в современных спутниках связи применяются радиоволны, и поэтому число каналов связи сильно ограничено. В будущих поколениях спутников для связи будут использованы лазеры, которые действуют на основе видимого света и ультрафиолетовой радиации. (Первый лазер был сконструирован совсем недавно, в 1960 году, американским физиком Теодором Гарольдом Майманом (р. 1927).) Длина волн видимого света и ультрафиолетовой радиации в миллионы раз короче, чем радиоволны, так что, применяя лазерные лучи, можно использовать в миллионы раз больше каналов, чем с применением радиоволн. В соответствии с этим может наступить время, когда у каждого человека будет свой собственный телевизионный канал, настроенный на компьютерный выход, и этот канал будет связью с совокупными знаниями мира. Подобие телевизора воспроизводило бы желаемый материал на экране, или на пленке, или на бумаге: котировки фондовой биржи, новости дня, новости торговли, газеты, журналы или книги, частично или полностью (И этот вопрос теперь решается – с помощью монитора компьютера и принтера).
Всемирная компьютеризированная библиотека была бы жизненно важна для ученых и для исследовательской работы, но это было бы лишь малой долей ее использования. Она бы произвела небывалую революцию в образовании, впервые предложив нам схему образования, которое было бы по-настоящему открыто всем людям любого возраста.
В конце концов, все люди хотят учиться. В каждом черепе трехфунтовые мозги, которые требуют постоянного занятия, чтобы предотвратить болезненное состояние скуки. За неимением лучшего или более обогащающего их можно напитать бесцельными картинами низкопробных телевизионных передач или бесцельными звуками низкокачественных записей.
Однако, что если в жилище человека имеется устройство, которое доставляет ему информацию в точности с его запросами: как собирать коллекцию марок, как ремонтировать забор, как выпекать хлеб, как любить, подробности частной жизни королей Англии, правила футбола, история сцены? Что если все это делается с бесконечным терпением, с бесконечными повторениями, если требуется, причем в то время и в том месте, какие выберет учащийся?
И что если, усвоив какой-либо предмет, учащийся захочет узнать более сложное или нечто иное? Что если какой-нибудь раздел информации случайно разожжет новый неожиданный интерес и отошлет учащегося к совершенно новому направлению?
А почему бы и нет? Безусловно, все больше и больше людей воспринимали бы это как легкий и естественный путь удовлетворения любопытства и желания знать. И каждый человек, когда он образован по своим собственным интересам, мог бы оказаться полезным. Человек, у которого нашлись новые мысли или наблюдения какого-либо рода в любой сфере, мог бы сообщить о них, и если это не дублирует уже находящееся в библиотеке, это можно было бы хранить до подтверждения и, возможно, потом добавить в общее хранилище. Каждый человек был бы и учителем, и учеником.
Но при такой максимальной библиотеке, идеальной обучающей машине, не станет ли учитель-ученик терять желание к человеческому общению? Не станет ли цивилизация превращаться в обширное сообщество разобщенных людей, и не распадется ли она таким образом?
Отчего же распадется? Никакая обучающая машина не сможет заменить человеческий контакт в любой сфере. В спорте, в публичных выступлениях, в драматическом искусстве, в исследованиях, в танцах, в любви – никакая ученость не заменит практики, хотя теория может способствовать ее совершенствованию. Люди все же будут общаться и на все более высоком уровне, лучше понимая то, чем они занимаются.
Мы и в самом деле можем надеяться, что всякий человек обладает миссионерским инстинктом, чем бы он страстно ни интересовался. Энтузиаст шахмат старается заинтересовать других шахматами, то же самое можно сказать о рыбаках, танцовщиках, химиках, историках, предпринимателях, джоггерах (Джоггер – бегающий трусцой), антикварах и о ком угодно. Человек, обратившийся к обучающей машине, который увлекся ткачеством, или историей костюма, или римскими монетами, очень вероятно, сделает решительные шаги, чтобы найти других с подобными интересами.
Метод компьютерного образования был бы безусловно безотносителен к возрасту. Он мог бы использоваться любым человеком в любом возрасте, например, когда в шестьдесят лет появляются новые интересы, а старые – пропадают. Постоянная тренировка мышления и любопытства сохранили бы мозг таким же гибким, как постоянные физические упражнения сохраняют в форме наше тело. Отсюда следует, что скука не обязательно сопутствует нарастающим годам, во всяком случае не настолько быстро и не так обязательно.
В итоге, несмотря на беспрецедентное старение популяции человека и никогда ранее не виданный недостаток молодежи, мир стабильного населения может стать миром быстрых технических достижений и не иметь себе равных по интенсивности перекрестного интеллектуального оплодотворения.
Но не может ли новое свободное волеизъявление в области образования привести к опасности? Когда всякий может учиться так, как ему хочется, не последуют ли почти все по разным мелочным, пустячным путям? Кому охота учиться скучным и трудным вещам, которые нужны для управления миром?
Однако в компьютеризированном мире будущего не будет по-настоящему скучных для человека вещей. Людям останутся лишь такие творческие аспекты интеллектуальной деятельности, которые будут как бы в разряде развлечений для тех, кто ими занимается.
Всегда будут такие люди, которые найдут развлечение в математике и других науках, в политике и бизнесе, в исследовании и строительстве. Они бы помогали «управлять», но делали бы это из желания и для удовольствия, так же как те, кто занимается устройством японских садов или разработкой гурманских рецептов.
Будут ли те, кто станет управлять миром, обогащаться и угнетать других? Предположительно, такие возможности остаются, но можно надеяться, что в соответственно компьютеризированном мире шансов для коррупции будет по крайней мере меньше и что безмятежно управляемый мир принесет людям в целом больше благ, чем коррупция плюс беспорядок могли бы принести немногим.
Возникает картина утопии. Это будет мир, в котором соревнование наций обезврежено, и война упразднена. Это будет мир, в котором расизм, «сексизм» и «возрастизм» потеряют свое значение в сотрудничающем обществе передовой связи, автоматики и компьютеризации. Это будет мир обильной энергии и процветающей технологии.
Но не может ли и такая утопия иметь свои опасности? В конце концов, в мире досуга и развлечений не может ли сам характер человечества расслабиться, размягчиться и разложиться? Ведь он развился и стал сильным в атмосфере непрерывного риска и опасности.
Как только Земля станет глобальным воскресным полднем в пригороде, не может ли цивилизация, избежав гибели от взрыва перенаселения и смерти от нытья стареющего населения, вдруг стать жертвой смерти в тишине от скуки?
Такое конечно могло бы произойти, если бы цивилизация к тому времени существовала только на Земле. Но, несомненно, можно надеяться на то, что к моменту, когда будет достигнута «обстановка воскресного пригорода», Земля не будет единственным обиталищем людей. В условиях быстрого роста технических достижений, ставших возможными благодаря компьютеризированным знаниям, будет исследован космос, исследован и населен со скоростью гораздо большей, чем мы сейчас можем себе представить, и именно космические поселения в таком случае будут представлять передний край человечества.
Там, на новом фронте, самом широком и, более того, почти нескончаемом, риск и опасность встретятся в большом количестве. Земля станет тихим центром ограниченной стимуляции, тем не менее всегда будут оставаться большие сложные задачи, чтобы испытывать человечество на прочность и сохранять его в силе, если не на самой Земле, то на бесконечных рубежах космоса.

Технология

Я изображал технологию основным архитектором мира, в котором можно жить, и даже утопического мира с низкой рождаемостью. Собственно, я опирался на технологию как на главный фактор, отводящий угрозу катастроф. Тем не менее нельзя отрицать того факта, что технология также может быть причиной катастрофы. Термоядерная война является прямым продуктом передовой технологии, и именно передовая технология сейчас потребляет наши ресурсы и топит нас в загрязнениях.
Даже если мы разрешим все проблемы, с которыми сегодня сталкиваемся, отчасти посредством человеческого здравомыслия и отчасти благодаря самой технологии, нет гарантии, что в будущем мы не окажемся перед угрозой катастрофы из-за непрерывного успеха технологии.
Например, предположим, что мы путем ядерного синтеза или с помощью солнечной энергии вырабатываем обильную энергию без химического или радиационного загрязнения. Но не сможет ли эта обильная энергия производить другие виды загрязнения, которые от нее неотделимы?
Согласно первому началу термодинамики, энергия не исчезает, а просто изменяет свою форму. Две из этих форм – свет и звук. Например, с 70-х годов XIX века, когда Эдисоном был изобретен электрический свет, ночная сторона Земли за десяток лет стала ярче.
Такое «световое загрязнение» является для нас относительно незначительной проблемой (исключая астрономов, которые перенесут сферу своей деятельности в космос по прошествии каких-нибудь десятилетий). Ну, а как со звуком? Вибрация движущихся частей, связанных с производством или с использованием энергии, является «шумом», и промышленный мир, конечно, шумное место. Звуки движения автомобилей, взлетающих самолетов, железной дороги, сигналов в тумане, снегоуборочных машин в зимнюю пору, моторных лодок на обычно тихих озерах, проигрывателей, радио, телевидения – все это окружает нас непрерывным шумом. Не будет ли ситуация бесконечно ухудшаться, и не станет ли мир непереносимым?
Вряд ли такое возможно. Многие источники нежелательного света и звука находятся под строгим контролем человека, и если техника производит их, она может также уменьшить их воздействие. Электрические машины, к примеру, были бы намного тише, чем машины с бензиновым двигателем.
Но в общем-то свет и звук были с нами всегда, даже в доиндустриальное время. А как насчет видов энергии, присущих нашему времени? Скажем, как насчет микроволнового загрязнения?
Микроволны, представляющие собой радиоволны сравнительно короткой длины, впервые широко применялись во время Второй мировой войны для радиолокации. С тех пор они не только использовались в возрастающем количестве радиолокационных установок, но также нашли применение и в микроволновых печах для быстрого приготовления пищи, так как микроволны проникают в пищу и распространяют тепло по всей пище изнутри, а не как при обычном способе приготовления, когда нагревание происходит снаружи, и потому прогрев идет медленно.
Но микроволны проникают также и в нас и поглощаются нашими внутренностями. Не может ли действие случайных микроволн от приборов, их использующих, иметь какое-либо вредное влияние на наше тело на молекулярном уровне?
Опасность микроволн была преувеличена некоторыми паникерами, но это не значит, что ее нет. В будущем, если энергия на Землю будет поступать от солнечных силовых станций, расположенных в космосе, она будет поставляться на поверхность Земли в виде микроволн. Здесь нужно будет действовать осторожно и быть уверенным, что это не принесет гибельных последствий. По всей вероятности, их не будет, но это нельзя считать само собой разумеющимся.
Наконец, вся энергия любого рода постепенно превращается в тепло. Это тупик энергии. В отсутствие человеческой техники Земля получает энергию от Солнца. Солнце неизмеримо крупный источник тепла на Земле, но незначительные его количества поступают из глубины Земли и от естественной радиоактивности коры.
Пока люди ограничивают себя использованием энергии Солнца, глубинного тепла планеты и естественной радиоактивности не более, чем на том уровне, на котором они естественно доступны, общего эффекта тупикового образования тепла не возникает. Другими словами, мы можем использовать сияние Солнца, гидроэнергию, приливы и отливы, разницу температур в океане, горячие источники, ветры и так далее, не производя никакого дополнительного тепла сверх того, что производилось бы и без нашего вмешательства.
Но, сжигая дерево, мы производим тепло с большей скоростью, чем оно производилось бы при его медленном разложении. Сжигая уголь или нефть, мы производим тепло там, где обычно никакого тепла нет. Если мы доберемся до глубинных запасов горячей воды, то вызовем более сильную утечку внутреннего тепла, чем обычная.
Во всех этих случаях тепло будет добавляться в окружающую среду со скоростью, большей, чем в отсутствие человеческой техники, и это дополнительное тепло должно излучаться Землей ночью. Для увеличения скорости излучения тепла температура Земли должна подняться выше той, какой она была бы в отсутствие человеческой техники, производя таким образом «термальное загрязнение». На сегодня вся дополнительная энергия, которую мы произвели, главным образом благодаря сжиганию ископаемого топлива, не имеет особенно значительного эффекта на среднюю температуру Земли. Человечество производит 6,6 миллионов мегаватт тепла в год, в то время как от естественных источников Земля получает 120 000 миллионов мегаватт в год. Иными словами, мы добавляем только 1/18000 от общего количества. Однако наше производство тепла концентрируется в немногих, относительно ограниченных районах, и местное нагревание в крупных городах делает климат там существенно отличающимся от того, каким бы он был, если бы города были нетронутыми участками растительности.
Ну, а что же в будущем? Ядерное расщепление и ядерный синтез добавляют тепло в окружающую среду и имеют тенденцию делать это с гораздо большей скоростью, чем существующее сейчас сжигание ископаемого топлива. Использование солнечной энергии на поверхности Земли не прибавляет тепла планете, но сбор ее в космосе и отправка на Землю – добавляет.
При настоящих темпах роста населения и использования энергии человеком, ее производство в следующем полувеке может увеличиться в шестнадцать раз, и производство тепла составит уже 1/1000 от общего количества. В этом случае мы окажемся на грани повышения температуры Земли до бедственной, то есть на грани начала таяния полярных ледовых шапок или, что еще хуже, возникновения быстро нарастающего парникового эффекта.
Даже если численность населения останется низкой и стабильной, энергия, которая нам нужна для того, чтобы вводить в действие все более передовую технику, будет все больше добавлять Земле тепла, и это может в конечном счете оказаться опасным. Чтобы избежать нежелательного термального загрязнения, людям, по-видимому, необходимо установить определенный максимум скорости использования энергии, и не только для Земли, но и во всяком естественном или искусственном мире, в котором они живут и развивают технику. В качестве альтернативы могут быть разработаны методы увеличения скорости теплового излучения до приемлемых температур.
Технологии также могут быть опасными в областях, которые не имеют ничего общего с энергией. Мы только теперь постепенно достигли возможности вмешиваться в генетический строй жизни, включая человека. Это вещь совершенно новая и актуальная.
Когда люди занимались скотоводством и земледелием, они намеренно спаривали животных и скрещивали растения таким образом, чтобы выделить свойства, которые полезны человеку. В результате культурные растения и домашние животные во многих случаях полностью изменились по сравнению с начальными организмами, впервые использованными первобытным человеком. Лошади стали крупнее и быстрее, коровы дают больше молока, овцы – больше шерсти, куры – больше яиц. Выведены десятки служебных и декоративных пород собак и голубей.
Однако современная наука дает возможность улучшать наследственность быстрыми темпами.
В одиннадцатой главе мы рассматривали проблемы понимания наследственности и генетики, и наши открытия относительно важной роли, выполняемой ДНК.
В начале 70-х годов были открыты технологии, которые позволяют расщеплять отдельные молекулы ДНК в определенном месте, воздействуя на них ферментами ((В начале 1998 года стало известно, что в Техасском университете в Далласе группе исследователей во главе с профессором Вудриджем Райтом удалось выделить хромосомный фермент, способный до бесконечности омолаживать клетки человеческого организма. Ученые создали технологию постоянного поддержания в организме этого фермента – теломеразы, и поддержания тем самым процесса постоянного омолаживания клеток)). После этого они могут быть перекомбинированы, то есть расщепленная ДНК из одной клетки организма может быть присоединена к другой расщепленной ДНК из другой клетки, даже если эти две клетки принадлежат к организмам совершенно различных видов. При таких технологиях «перекомбинирования ДНК» может быть образован новый ген, способный проявлять новые химические возможности. Организм может быть намеренно мутирован (изменен), его можно заставить пройти своего рода направленную эволюцию.
Большая работа по перекомбинации ДНК была проведена над бактериями в попытке раскрыть химические детали процесса наследственности. Однако при этом возникли побочные эффекты.
Так, существует распространенное заболевание – диабет. При диабете в организме нарушен механизм ботки инсулина, гормона, необходимого для переработки сахара на уровне клетки. Предположительно, это результат повреждения определенного гена.
Человека можно обеспечить инсулином извне, скажем, получать его из поджелудочной железы забитых животных. У каждого животного только одна поджелудочная железа, и это означает, что инсулин существует в ограниченном количестве, и в большом количестве его производить нелегко. Кроме того, инсулин, полученный от крупного рогатого скота, от овец или от свиней, не совсем идентичен человеческому инсулину.
А что если ген, который обеспечивает выработку инсулина, получить из человеческих клеток и добавить в генетическое оснащение бактерии способом перекомбинации ДНК? Бактерия тогда смогла бы вырабатывать не просто инсулин, а человеческий инсулин, и передавала бы эту способность своим потомкам. А так как бактерии можно культивировать почти в любых количествах, было бы возможно произвести необходимое количество инсулина. И в 1978 году подобное было произведено в лаборатории, и были созданы бактерии для производства человеческого инсулина.
Могут быть сделаны и другие подобные открытия. Мы могли бы, так сказать, «сконструировать» бактерии, способные вырабатывать и другие гормоны, кроме инсулина, или заставить их вырабатывать определенные факторы крови, или антибиотики, или вакцины. Мы могли бы сконструировать бактерии, которые были бы особенно активны в процессе связывания азота в соединения, делающие почву более плодородной, или которые могли бы осуществлять фотосинтез, или превращать солому в сахар, или перерабатывать нефть в масло и протеин, или расщеплять пластмассу, или которые могли бы концентрировать остатки полезных металлов из отходов или из морской воды.
Ну, а что если совершенно нечаянно создадут бактерии, которые вызывают болезнь? Это может быть болезнь, против которой человеческий организм никогда не вырабатывал защиты, поскольку она никогда не встречалась в природе. Подобная болезнь может просто причинить неудобство или временно расстроить здоровье, но может быть и смертельной, оказаться еще хуже, чем «черная смерть», угрожавшая гибелью всему человечеству.
Вероятность такой катастрофы очень мала, но одна только мысль о ней заставила группу ученых, работавших в этой сфере, в 1974 году заявить о необходимости принять специальные меры предосторожности, которые позволили бы предотвратить попадание в окружающую среду искусственно мутированных микроорганизмов.
Некоторое время казалось, что эта новая технология вызвала появление кошмаров, которые представлялись страшнее ядерной войны, и поднялось движение за прекращение всякого использования наших растущих знаний о механизме генетики («генной инженерии»).
Эти страхи представляются преувеличенными, и в целом преимущества, которые дает генная инженерия, настолько велики, а вероятность каких-либо бедствий от них так мала, и предприняты настолько серьезные меры, чтобы их избежать, что, несомненно, прекращение исследований из-за непомерного страха было бы трагедией.
Все же, вероятно, для многих будет большим облегчением, если генетические эксперименты, которые считаются рискованными (наряду с рискованной научной и промышленной деятельностью в других сферах), производить на околоземной орбите. Изолирующее действие тысяч миль вакуума между населенной поверхностью планеты и возможной опасностью неизмеримо уменьшит риск.
Если генная инженерия применительно к бактериям, как представляется, чревата катастрофой, то что можно сказать о генной инженерии применительно к людям? Она рождала страхи даже еще до того, как были сделаны первые шаги в этом направлении. Более ста лет медицина действовала, спасая жизни, которые иначе были бы потеряны, и тем самым снижала скорость устранения генов низкого качества.
Разве это разумно? Значит, мы разрешаем скапливаться генам низкого качества, способствуем ухудшению качества популяции человека в целом до такого уровня, при котором и нормальные особи, и даже более сильные уже не в состоянии будут сдерживать рост дефектных генов в популяции в целом?
Трудно найти аргументы в пользу того, чтобы люди страдали и умирали, когда им можно легко помочь и спасти их. Однако, хотя некоторые непреклонные личности и берутся защищать политику «твердой руки», все же безусловно они не будут столь же принципиальны, когда дело коснется их самих или их близких.
С техническими достижениями может также прийти и верное решение. В настоящее время улучшается медицинское воздействие на врожденные пороки. Инсулин обеспечивает то, чего не хватает диабетикам, но дефектный ген у диабетика остается, и он передается по наследству (Дефектный ген благодаря мутации может возникнуть и у ребенка здоровых родителей, так что жестокое устранение дефектных родителей необязательно устранит дефектные гены). Может быть, наступит время, когда технология генной инженерии будет использоваться для того, чтобы внести изменения и исправить непосредственно дефектные гены.
Некоторые опасаются ухудшения качества популяции при снижении рождаемости. Аргумент их состоит в том, что рождаемость в непропорциональной степени будет снижаться сильнее у тех, у кого выше образование и более высокая степень социальной ответственности, так что высокоразвитые личности будут, так сказать, задавлены слаборазвитыми.
Этот страх еще подстегивается заверениями некоторых психологов, что интеллект может наследоваться. Они представляют данные, из которых можно заключить, что тот, кто более преуспевает в экономическом плане, более умен, чем тот, кто преуспевает менее.
В частности, они уверяют, что коэффициент умственного развития у черных ниже, чем у белых.
Скрытое значение этих высказываний состоит в том, что любая попытка скорректировать то, что кажется социальной несправедливостью, обречена на провал, поскольку угнетенные глупы точно в такой степени, в которой угнетены, и поэтому заслуживают угнетения. Еще одно скрытое значение в том, что ограничение роста населения в первую очередь должно касаться бедных и угнетенных, потому что они и так не очень хороши.
Английский психолог Сирил Барт (1883–1971), ангел-хранитель таких психологов, представил данные, доказывающие, что британские высшие слои населения умнее, чем низшие слои, что британские не-евреи умнее, чем британские евреи, что британские мужчины умнее британских женщин, и что британцы в целом умнее, чем ирландцы. Как сейчас представляется, его данные были приведены им, чтобы продемонстрировать результаты, которые соответствовали его предрассудкам.
Даже в том случае, когда наблюдения представлялись честными людьми, имеются значительные сомнения, что коэффициент умственного развития измеряет что-то еще, кроме сходства испытуемых с проверяющим, ввиду того, что проверяющий, естественно, причисляет себя к сливкам общества.
Кроме того, на всем протяжении истории низшие слои общества производили из себя высшие слои: крестьянство произвело средний класс, угнетенные произвели угнетателей. Оказывается, почти все выдающиеся люди нашей культуры, если проследить их происхождение, произошли от людей, которые были крестьянами, иначе – угнетенными, которых в свое время высшие слои общества считали безнадежными недочеловеками, низшей породой человечества.
И тогда разумно предположить, что поскольку мы должны выжить, рождаемость упадет, но нам не следует беспокоиться, если ее падение не сбалансирует абсолютно все группы и классы. Человечество переживет шок и, вероятно, не станет от этого менее умным.
Обращаясь ближе к нашим дням, заметим, что источником возможного ухудшения положения являются достижения науки, которая выделяет или производит естественные или синтетические препараты, являющиеся наркотиками или галлюциногенами. Все больше прежде нормальных людей становятся зависимыми от этих препаратов. Не будет ли эта тенденция усиливаться, пока человечество не выродится и уже поздно будет говорить о спасении?
Представляется все-таки, что наркотики больше всего ценят как способ избавления от скуки и страдания. Поскольку бороться со скукой и страданием должно быть целью любого разумного общества, успех в этом отношении может уменьшить и опасность от наркотиков. Неудача же может привести к катастрофе независимо от наркотиков.
Наконец, технологии генной инженерии могли бы служить средством изменения человека, мутаций и эволюции таким образом, чтобы устранить некоторые страхи, которые нам мешают. Эти технологии могли бы служить, например, для совершенствования интеллекта, устранения дефектных генов, повышения различных способностей.
Но не могут ли эти благие намерения рухнуть? Например, одной из первых побед генной инженерии могла бы быть возможность управлять полом будущего ребенка (В сентябре 1998 года появилось сообщение об успешном применении для выбора пола будущего потомства некоторых видов животных так называемого метода «сортировки спермы». Что же касается человека, то обладающая патентом на сортировку семенной жидкости человека американская фирма «Майкросорт» при разработке определенной методики установила, что вероятность рождения девочки можно увеличить в 5-6 раз, а мальчика – в 2-3 раза). Не приведет ли это к радикальному расстройству общества? Поскольку стереотипно для людей иметь сына, не станут ли родители в подавляющем большинстве выбирать мальчиков?
Понятно, в таком случае первым результатом будет мир, в котором мужчины по количеству значительно превышают женщин. Это означает, что резко упадет рождаемость, поскольку рождаемость зависит от количества женщин детородного возраста и только очень незначительно от количества мужчин. В перенаселенном мире это, может быть, и неплохо, особенно если предрассудок в пользу появления на свет сына наиболее силен в наиболее перенаселенных странах.
С другой стороны, девочки неожиданно приобретут большее значение, соревнование за них может стать острым, и дальновидные родители в следующих поколениях станут делать выбор в пользу девочек как практической инвестиции. И очень скоро станет ясно, что соотношение один к одному – единственное соотношение, которое срабатывает правильно.
А что насчет «детей из пробирок»? В 1978 году в газетах сообщалось, что один ребенок был рожден таким образом, но это было оплодотворение в пробирке, технология, давно используемая для домашнего скота. Оплодотворенное яйцо надо было имплантировать в матку женщины, и плод должен был созревать там (В середине 80-х годов в медицинскую практику вошло замораживание мужских половых клеток, которые могут в таком состоянии сохраняться сколь угодно долго, а затем использоваться для искусственного оплодотворения, даже когда донора уже нет в живых. Многие мужчины, особенно те, кто по роду своей деятельности рискует жизнью, замораживают свою сперму. Разрабатываются методы и для замораживания женских половых клеток, что в силу их сложного устройства гораздо труднее. Таким образом потомство может быть воспроизведено и в отсутствие живых родителей. Теперь, в 90-х годах, некоторые ученые утверждают, что даже нет необходимости в замораживании. Наследственный код каждого из нас может быть записан на компьютерный диск, а затем при необходимости затребован. К середине XXI века, вероятно, появится возможность искусственно воспроизвести наследственный материал, точную копию того, который был записан в компьютере. Таким образом «мертвый» компьютерный файл, содержащий всю информацию о геноме, может быть превращен в живого человека-двойника).
Это позволяет полагать, что в будущем занятые карьерой женщины могут выделить яйцеклетки для оплодотворения, а затем имплантировать их в суррогатных матерей. Как только ребенок родится, суррогатной матери можно заплатить, а ребенка забрать.
Будет ли это популярно? Вопрос не в ребенке, в конце концов, дело только в генах. Большая часть его развития в зародышевой стадии зависит от материнского окружения, от диеты приемной матери, эффективности ее плаценты, биохимических особенностей ее клеток и кровообращения. Биологическая мать может не чувствовать, что ребенок, которого она получит из чьей-то утробы, по-настоящему ее, и когда слабые стороны и недостатки (реальные или выдуманные) проявятся в ребенке, биологической матери может недостать терпения и любви справляться с ними, и она может винить в них приемную мать.
И если бы оплодотворение в пробирке могло существовать лишь как дополнительный выбор, было бы не удивительно, если бы оно оказалось минимально популярным. Мы могли бы, конечно, двигаться дальше и вообще обойтись без матки женщины. Раз мы разработали искусственную плаценту (неплохая работа), человеческие яйцеклетки могли бы пройти девять месяцев дальнейшего развития в лабораторном оборудовании с аэрированными питательными смесями, циркулирующими в нем, чтобы питать эмбрион и удалять отходы. Это был бы настоящий ребенок из пробирки.
Но не переродится ли репродуктивный механизм женщин при неиспользуемых матках? Не станут ли люди зависимы от искусственной плаценты? И не окажутся ли перед угрозой вымирания, если подведет технология? Вряд ли. Эволюционные изменения не происходят так быстро. Если бы мы использовали воспроизводящие фабрики даже на протяжении сотни поколений, женская матка все равно осталась бы функционирующей.
Кроме того, рождение детей из пробирки вряд ли будет основным способом, хотя, возможно, и станет приемлемым вариантом. Многие женщины скорее предпочтут естественный процесс беременности и родовых мук хотя бы только потому, что будут совершенно уверены, что ребенок действительно их собственный. Они также могут почувствовать, что ребенок ближе к ним, потому что питался материнской средой.
С другой стороны, существуют преимущества у детей из пробирки. Развивающийся эмбрион будет все время под строгим наблюдением. Мельчайшие недочеты могут быть вовремя исправлены. Эмбрионы с серьезными недостатками могут быть вовремя выбракованы. Некоторые женщины определенно предпочтут иметь здорового ребенка.
Может наступить время, когда мы научимся точно определять все гены в человеческих хромосомах и познаем их природу. Мы тогда могли бы точно локализовать серьезно дефектные гены у индивидуумов и оценить вероятность дефективных детей, возникающую из случайного союза дефектных генов каждого из двух данных родителей.
Индивидуумы, точно проинформированные относительно своего генетического кода, могут искать партнера с генами, которые будут наиболее подходящими для их собственных, или они могут вступать в брак по любви и воспользоваться помощью со стороны ради подходящего сочетания генов в своих детях. Такими методами и путем полной модификации генов можно было бы управлять эволюцией человека.
А нет ли опасности, что будут расистские попытки вызывать такие сочетания генов, которые, например, будут давать только высоких голубоглазых блондинов? Или, наоборот, не появятся ли попытки вывести большое количество скучных, слабоумных людей – бесстрастных и терпеливых, годных лишь для того, чтобы делать тяжелую работу и служить в армии?
Обе мысли довольно наивны. Надо полагать, что во многих частях мира будут оборудованы лаборатории по генной инженерии, да и зачем, скажем, азиатам мечтать о нордическом типе? Что касается расы недолюдей, то чем же они будут заниматься в мире без войны и с компьютерной автоматикой?
А что насчет клонирования? Стоит ли нам пренебрегать совсем простым способом воспроизводства, когда можно взять клетку от какого-либо индивидуума, мужчины или женщины, и заменить ядром этой клетки яйцо в яйцеклетке? Яйцеклетка была бы этим стимулирована к делению и могла бы развиваться в ребенка, у которого был точно такой же генетический набор, как у индивидуума, который был клонирован (В 1997 году в Шотландии методом клонирования впервые получено полноценное млекопитающее – овечка Долли, являющаяся точной копией своей матери. В конце 1997 года чикагский ученый доктор Ричард Сид заявил, что в ближайшие месяцы намерен применить этот метод к людям. Заявление вызвало в основном отрицательную реакцию общества. Однако ученый заметил, что его цель – помочь семьям, которые не способны завести детей естественным способом. В 1998 году лаборатория клонирования Техасского университета получила от некоего миллионера 5 млн долларов для воспроизведения его собаки-колли по кличке Мисси. Директор лаборатории заявил, что в распоряжении ученых два года, чтобы создать двойника собаки. Он также сообщил, что в лабораторию поступают запросы о клонировании скаковых лошадей. В это же время группа китайских ученых приступила к реализации проекта клонирования панды, полагая, что метод бесполого размножения поможет выжить медленно, но верно исчезающим бамбуковым медведям. В апреле 2000 года в английской прессе появилось сообщение о разрешении клонирования человека, так называемом «терапевтическом клонировании» – выращивании «запасных» органов человека: почек, печени и т. п).
Но зачем это делать? В конце концов, обычное воспроизводство является достаточно эффективным способом рождения детей, и оно имеет преимущество – перемешивает гены, создавая новые комбинации.
Не захотят ли некоторые люди сохранить свои гены и дать им новую жизнь? Может быть, но клон не будет точным дубликатом. Если бы вас клонировали, ваш клон мог бы иметь вашу внешность, но он не развивался бы в теле вашей матери, как вы, и как только он бы родился, у него было бы совершенно другое социальное окружение по сравнению с вашим. Так что это не станет путем сохранения Эйнштейнов и Бетховенов будущего. Клон математика мог бы не развивать математические способности до высокой степени в доставшемся ему социальном окружении. Клон музыканта при его собственном социальном окружении мог бы не переносить музыки, и так далее.
Короче говоря, во многих случаях страх перед генной инженерией и предсказания катастрофы – результат упрощенного мышления. С другой стороны, часто многие возможные преимущества клонирования игнорируются.
Применение технологий генной инженерии сулит возможности развития клонированной клетки, в результате чего может быть получено, например, сердце с прилегающими к нему тканями. Или таким же образом можно воспроизвести печень, или почки, и так далее. Они могли бы быть использованы для замены поврежденных или плохо функционирующих органов тела первоначального донора клонированной клетки. Такой новый орган легко приживется, потому что он, в конечном счете, построен из клеток с генным набором этого донора (В 1998 году Эдриан Вулф, директор отделения Лондонского института педиатрии, сообщил, что найден путь к искусственному выращиванию человеческой почки за счет пересадки в организм пациента части эмбриональной ткани здорового органа, что исключает опасность отторжения).
Клонирование может быть использовано, чтобы спасти находящихся на грани вымирания животных. Но не приведет ли эволюция, управляема она или нет, человечество к концу? Может привести, если мы определяем человека, как Homo sapiens. Но почему мы должны определять его только именно так? Если люди станут жить в космосе в многочисленных искусственных поселениях, которые в конце концов будут отделяться друг от друга и двигаться в космосе каждое само по себе, то в каждом из них развитие будет происходить по-особому, по-своему, и через миллион лет могут появиться дюжины, или сотни, или мириады разных видов, и все – потомки человека, но все разные.

Компьютеры

Может ли быть так, что когда человечество эволюционирует и, предположительно, усовершенствуется, с другими видами произойдет то же самое? Не могут ли эти виды догнать нас и сжить со света?
Мы, в некотором смысле, догнали и перегнали дельфинов, мозг у которых был величиной с наш еще за миллионы лет до появления человека. Однако не было никакой конкуренции между проживающими в воде китовыми и обитающими на суше приматами, и именно люди разработали технику.
Мы сами вряд ли будем конкурировать; или, если и будем, то на основе разрешения другим видам, таким же разумным, как и мы, присоединиться к нам в качестве союзников в битве против катастрофы. И это не может произойти, если мы не ускорим эволюцию других видов в направлении развития интеллекта путем использования технологий генной инженерии; и для этого потребуется значительно меньше миллиона лет.
Однако есть на Земле еще один вид интеллекта, который не имеет ничего общего с органической жизнью и который целиком является созданием человеческих рук. Это компьютер.
О вычислительных машинах, способных решать сложные математические задачи гораздо быстрее и гораздо надежнее, чем люди (при условии, если компьютер хорошо запрограммирован), мечтали еще в 1822 году. Именно в этом году английский математик Чарлз Бэббидж (1792–1871) начал строить вычислительную машину. Он потратил на нее годы и потерпел неудачу не из-за того, что плоха была его теория, а потому, что у него для работы были только механические детали, и они были просто недостаточно хорошо приспособлены для такой работы.
Что тут было нужно, так это электроника; манипуляция субатомными частицами, а совсем не большими движущимися частями. Первый большой электронный компьютер был построен в университете Пенсильвании во время Второй мировой войны Джоном Проспером Эк-кертом-младшим (р. 1919) и Джоном Вильямом Машли (р. 1907) на основе системы, разработанной ранее инженером-электриком Ванневаром Бушем (1890–1974). Этот электронный компьютер ENIAC (электронно-цифровой интегратор и компьютер) стоил три миллиона долларов, содержал 19 000 вакуумных ламп, весил 30 тонн, занимал 1500 квадратных футов пола и потреблял энергию, как локомотив. Операции на нем прекратили в 1955 году, а в 1957 году он, как безнадежно устаревший, был разобран.
Хрупкие, ненадежные, энергоемкие вакуумные лампы были заменены твердыми транзисторами, гораздо меньшими, гораздо более надежными, гораздо менее энергоемкими. В дальнейшем стали изготавливать печатные платы – еще меньше и еще более надежные. И наконец, крохотные чипы из силикона, площадью в квадратный дюйм, тонкие, как бумага, с тонко нанесенными на них другими веществами, были составлены в маленькие компактные лабиринты, смонтированные тоненькими алюминиевыми проводками, и соединены, составляя компьютеры.
На исходе 70-х компьютер можно было получить за три сотни долларов заказом по почте или почти на каждом углу в лавке. И это уже был компьютер, который потреблял энергии не больше, чем маленькая лампочка, достаточно небольшой (его нетрудно было унести) и способный совершать гораздо больше операций, в двадцать раз быстрее и в тысячи раз надежнее, чем ENIAC (Японская электронная корпорация Эн-И-Си объявила, что собирается к 2001 году создать компьютер, который будет производить 32 триллиона операций в секунду, т. е. действовать примерно в миллион раз быстрее обычного персонального компьютера).
По мере того как компьютеры становились все более компактными, более универсальными и более дешевыми, они стали наводнять дома. 80-е годы могут быть свидетелями того, как они станут неотъемлемым предметом повседневной жизни, как в 50-е стал телевизор. Собственно, ранее в этой главе я называл компьютеры обучающими машинами будущего. Как долго это будет продолжаться?
В настоящий момент компьютер – это машина, строго ограниченная ее программой и способная выполнять только самые простейшие задачи, но зато с неизмеримой скоростью и терпением. Своего рода зачаточный интеллект компьютер начнет проявлять, когда он станет способен к самопроверке и к модификации собственных программ.
Когда компьютеры и их «искусственный интеллект» захватят все больше и больше рутинной умственной работы мира, а, может быть, и не такие уж простые – тоже, не станет ли человеческий ум атрофироваться из-за недостатка работы? Не станем ли мы глупо зависеть от машин, и, когда у нас уже не будет интеллекта, чтобы их соответственно использовать, не выйдет ли наш вид из строя, а с ним и цивилизация?
С такой же проблемой и страхом человечество, должно быть, сталкивалось и в более ранние периоды истории. Можно себе представить, например, презрение древних строителей, когда вошел в пользование эквивалент измерительной линейки. Не выродится ли навсегда точный глазомер и опытное суждение умелого архитектора, как только любой дурак сможет определить, какой длины нужно взять дерево или камень, просто чтением отметок на палке? И, безусловно, не ужаснулись ли стародавние барды при изобретении письменности – кода отметок, который устранял необходимость памяти. Ребенок десяти лет, научившись читать, мог тогда декламировать «Илиаду», хотя никогда ее раньше не видел, просто следуя этим отметкам. Как бы мог выродиться ум!
Все же использование неодушевленных средств для рассуждения и памяти не разрушили рассуждение и память. Конечно, нелегко сегодня найти такого, кто бы мог без остановки по памяти читать эпические поэмы. Но кому это надо? Если наши таланты без подсказки больше не демонстрируют ненужные подвиги, разве достижение не стоит потери? Можно ли было построить на глаз Тадж Махал или мост Золотые Ворота? Как много людей знали бы драмы Шекспира или романы Толстого, если бы мы зависели от подыскания кого-нибудь, кто бы знал их наизусть и согласился нам читать, – если бы вообще было возможно создать их без написания?
Когда промышленная революция применила силу пара, а затем и электричество для решения физических задач человечества, разве мускулы людей в результате этого стали дряблыми? Подвиги на игровом поле и в гимнастическом зале опровергают это. Даже обычный, привязанный к городу работник офиса остается в форме благодаря бегу трусцой, теннису, гимнастике, делая с желанием то, что ему необходимо, и больше не делая этого под тяжелым давлением рабского принуждения.
С компьютерами может быть так же. Мы бы оставляли им механические работы по сухим, как пыль, расчетам, ведение документации, поиск информации, хранение данных, позволяя тем самым освободить свою голову для истинно творческой работы – так, чтобы мы могли построить Тадж Махал вместо глиняных хаток.
Это, безусловно, предполагает, что компьютеры никогда не будут служить ни для чего более, как для рутины и повтора. А что если компьютеры продолжат бесконечно развиваться и будут следовать за нами до последней твердыни нашего разума? Что если компьютеры тоже научатся строить Тадж Махал, писать симфонии и совершать новые великие открытия в науке? Что если они научатся подделывать все умственные способности, какие есть у людей? Что, в самом деле, если компьютеры смогут использоваться как мозги роботов, которые будут искусственными аналогами человека, делая все, что делает человек, только, изготовленные из более прочного и более долговечного материала, лучше переносящие суровую окружающую среду? Не станет ли человечество устаревшим? Не смогут ли компьютеры «взять верх»? Не станет ли это катастрофой четвертого класса (именно не пятого), которая уничтожит людей и оставит за собой наследников людей, созданных ими самими?
Если поразмыслить над этим, то можно задать себе довольно циничный вопрос: а почему бы нет? История эволюции жизни является историей медленного изменения видов или физической заменой одних видов совершенно другими, когда это изменение или замена приводят к лучшей подгонке к определенной нише в окружающей среде. Эта длительная, петляющая история несколько сотен тысяч лет назад пришла наконец к Homo sapiens, но почему это должен быть окончательный шаг?
Надо ли считать, что пьеса закончена? Собственно, если бы мы были способны отстраненно взглянуть на весь сложный путь эволюции в мире эпоха за эпохой, как медленно, по пути проб и ошибок, успехов и промахов эволюционировала жизнь, прежде чем появились известные нам виды, нам бы могло показаться, что разумно взять процесс эволюции в собственные, направляющие руки. Нам бы могло показаться, что в эволюции произошел бы реальный прогресс, если бы появился искусственный интеллект – лучшее из того, что до сих пор было придумано.
В таком случае замена человечества компьютерами была бы естественным явлением, объективно приветствуемым, как мы сами приветствовали смену рептилий млекопитающими, и чему мы могли бы возразить только из самолюбия по причине, которая в сущности легкомысленна и к делу не относится. Если быть еще более циничным, то стоит ли доказывать, что замена человечества – это отнюдь не зло, а истинное добро?
В самом деле, в предыдущих главах я предположил, что человечество предпримет разумные меры, которые предотвратят войны, ограничат население и установят гуманный порядок в обществе. Но сделает ли оно это? Хотелось бы думать, что да, но история человечества не очень-то воодушевляет в этом отношении. Что если люди не оставят свою вечную подозрительность и насилие друг против друга? Что если они не смогут ограничить население? Что если не существует пути, чтобы человеческая порядочность создала открытое общество? В таком случае как мы сможем избежать уничтожения цивилизации и, быть может, даже самого человечества?
Может быть, единственное спасение в замене видов, которые совершенно никуда не годятся, лучшими. С этой точки зрения следует бояться не того, что человечество будет заменено компьютерами, а того, что человечество не сможет развивать компьютеры достаточно быстро, чтобы подготовить себе наследников, которые бы взяли все в свои руки ко времени неизбежного крушения цивилизации в течение следующего века.
А все же что если люди все-таки решат проблемы, с которыми они сталкиваются сегодня, и создадут порядочное общество, основанное на мире, сотрудничестве и мудром техническом развитии? Что если это будет сделано с бесценной помощью совершенствующихся компьютеров? Несмотря на успех человека, есть ли у людей гарантия того, что их не вытеснят вещи, которые они сами создали, и не станет ли это настоящей катастрофой?
Но тогда мы можем задать вопрос: что имеется в виду под высшим разумом?
Это уж слишком упрощенно – сравнивать качества, как будто мы замеряем длину линейкой. Мы привыкли к одномерным сравнениям и прекрасно понимаем, что имеется в виду, когда мы говорим, что одна величина больше другой, или одна масса больше, чем другая, или одна длительность больше другой. У нас вырабатывается привычка считать, что все можно так же просто сравнивать.
Например, зебра может достичь удаленной точки раньше, чем это сможет сделать пчела, если обе стартуют в одно время и с одного места. Мы рассуждаем тогда, что, по-видимому, зебра быстрее пчелы. Однако пчела намного меньше зебры и, в отличие от зебры она может летать. Обе эти особенности важны при определении этого «быстрее».
Пчела может вылететь из ямы, из которой зебре не выбраться; она может пролететь сквозь прутья клетки, которая держит зебру в заключении. Что же тогда значит это «быстрее»? Если А превосходит Б в одном качестве, Б может превосходить А в другом качестве. Если условия изменятся, то или иное качество может приобрести большее значение.
Человек в аэроплане летит быстрее, чем птица, но он не может лететь в нем так же медленно, как птица, а временами медлительность может понадобиться для выживания. Человек в вертолете может летать так же медленно, как птица, но не так бесшумно, как птица, а иногда бесшумность может потребоваться для выживания. Короче, выживание требует комплекса характеристик, и никакие виды не могут быть заменены другими только из-за различия в одном качестве, даже если этим качеством является разум.
Мы видим это в человеческих делах достаточно часто. В критическом положении не обязательно выиграет человек с самым высоким коэффициентом умственного развития, может выиграть более решительный, или самый сильный, или самый выносливый, самый состоятельный, самый влиятельный. Да, разум важен, но это еще не все, что важно.
Одним словом, разум не просто определяемое качество, он проявляется по-разному. Суперобразованный ученый, профессор, и вместе с тем – ребенок в отношении вещей, далеких от его специальности, является стереотипной фигурой современного фольклора. Мы можем не удивиться, встретив искушенного бизнесмена, который достаточно разумен, чтобы уверенно руководить предприятием в миллионы долларов, и который не способен говорить грамматически правильно. Так как же мы тогда можем сравнить человеческий разум и разум компьютера, и что же мы можем иметь в виду под «высшим разумом»?
Уже теперь компьютеры способны на такие фокусы, которые человеку не под силу, но это не заставляет нас говорить, что компьютер разумнее нас. Мы, собственно, даже не готовы признать, что он вообще разумен. Не забудьте также, что развитие разума в людях и в компьютерах проходило и проходит по различным путям; что оно было и есть приводимо в движение различными механизмами.
Человеческий мозг, благодаря беспорядочным мутациям, развивался по принципу – пан или пропал; он использовал тонкие химические изменения и двигался вперед благодаря естественному отбору и необходимости выживать в определенном мире данных качеств и опасностей. Компьютерный мозг развивается благодаря продуманному замыслу, как результат тщательной человеческой разработки, с использованием тонких электротехнических достижений и с движением вперед благодаря техническому прогрессу и необходимости удовлетворять определенные человеческие требования.
Было бы очень странно, если бы мозг и компьютеры, двигаясь такими двумя расходящимися путями, заканчивали бы столь похоже один на другой, что один из них недвусмысленно мог бы быть назван превосходящим по разуму другого.
Гораздо более вероятно, что даже когда эти две вещи равны по разуму в целом, свойства их разумов будут настолько различны, что не может быть сделано никакого простого сравнения. Будут виды деятельности, к которым лучше адаптирован компьютер, и другие виды – к которым лучше адаптирован мозг. Это было бы определенно верно, если бы генная инженерия была целенаправленно использована для совершенствования человеческого мозга именно в тех направлениях, в которых компьютер слаб. Было бы, конечно, желательно держать как компьютер, так и человеческий мозг специализированными в различных направлениях, поскольку дублирование способностей было бы потерей времени и сделало бы тот или другой ненужным.
Следовательно, вопрос замены никогда не должен возникнуть. Конечно, то что мы бы могли увидеть, это был бы симбиоз или взаимная дополняемость; мозг и компьютер, работая вместе, обеспечивали бы каждый то, чего не хватает другому, образуя разумную пару, которая открывала бы новые горизонты и делала возможным достижение новых высот. Собственно, союз мозгов, человеческого и созданного человеком, мог бы послужить дверным проемом, через который люди могли бы пройти из своего младенчества в свою богатую взаимодействием взрослую жизнь.

Послесловие

Давайте теперь оглянемся на длительное путешествие вдоль представшего перед нами широкого выбора катастроф.
Мы можем разделить все описанные мною катастрофы на две группы: первая – вероятные или даже неизбежные, например, превращение Солнца в красный гигант, и вторая – маловероятные, как, например, столкновение огромной массы антивещества непосредственно с Землей.
Нет смысла рассуждать о катастрофах второй группы. Не будет большой ошибкой предположить, что они никогда не произойдут, и сосредоточиться на катастрофах первой группы. Последние можно разделить на две подгруппы: те, что угрожают нам в ближайшем будущем, и те, что могут произойти спустя десятки тысяч, а то и миллиарды лет, к примеру такие, как повышение температуры Солнца или наступление ледникового периода.
Опять-таки не стоит рассуждать о катастрофах второй подгруппы, если мы не разобрались с первой, это было бы пустой тратой времени.
При рассмотрении первой подгруппы катастроф, весьма вероятных и угрожающих нам в более близкие времена, мы опять-таки можем разделить их на два вида: на те, которых можно избежать, и на неизбежные.
Мне представляется, что катастроф второго вида нет, не существует катастрофы, которой невозможно избежать, не существует ничего такого, что грозило бы нам неминуемым уничтожением до такой степени, чтобы с этим невозможно было ничего сделать. Если действовать рационально и по-человечески, если спокойно подойти к проблемам, стоящим перед лицом всего рода людского, и не вдаваться в эмоции по поводу таких вопросов девятнадцатого века, как национальная безопасность и местнический патриотизм, если мы поймем, что нашими врагами являются совсем не соседи, а нищета, невежество и холодное безразличие к законам природы, все стоящие перед нами проблемы можно решить. Можно обдуманно сделать выбор и в итоге избежать катастроф.
И если мы сделаем этот выбор в двадцать первом столетии, мы можем распространиться в космосе и утратить свою уязвимость. Мы больше не будем зависеть от одной планеты или от одной звезды. И тогда человечество или его разумные потомки и их союзники смогут существовать и после прекращения существования Земли, после прекращения существования Солнца, после (кто знает?) прекращения существования нашей Вселенной.

Ваш комментарий о книге
Обратно в раздел Наука