В. Корогодин - Информация как основа жизни

Воспроизведения каждого живого объекта (бактериальной клетки, растения, животного) обеспечиваются должными направлениями потоков требующихся для этого вещества и энергии. Направленность этих потоков и избирательность по отношению к исходному материалу определяются генетической информацией, кодирующей данные объекты, а само движение – энергозатратами, восходящими для подавляющего большинства живых систем к единому источнику – Солнцу. Если по отношению к веществу можно говорить о круговороте, то по отношению к энергии – лишь о потоке, с постоянной диссипацией "отработанной" энергии в тепло. Воспроизводство каждого организма может быть охарактеризовано довольно константными значениями количества требуемого для этого вещества и величиной энергозатрат.

Количество вещества и энергии, потребляемое каждым индивидом от зачатия до смерти (клеткой – от деления до деления), можно выразить по отношению к массе данного объема (максимальной в его онтогенезе). Величина эта, постоянная для организмов одного и того же вида, не зависит от численности популяций, в которые он входит, и от продолжительности существования этого вида.

В человеческой же популяции такое постоянство относится только к потребляемым людьми продуктам питания. Однако расход всего вещества и всей энергии, приходящихся на одного человека, неуклонно возрастает с увеличением численности популяций. Сюда относятся расходы вещества и энергии на одежду, обогрев, места жительства, транспорт и связь, на изготовление и использование орудий труда, оружия, наконец, предметов развлечения, роскоши и пр. Это плата за техногенез, или, точнее, это и есть мера техногенеза, цена продолжающегося роста численности человеческой популяции. Это – расход на те техногенные компоненты человеческой экосистемы, которые постепенно заменяют собой его исходное биогенное окружение.

Общий расход вещества и энергии, приходящихся на воспроизведение одной человеческой жизни, можно выразить в энергоэквивалентах и отнести к энергоэквиваленту расхода на одно только питание. Так мы получим меру технологического обеспечения воспроизводства человеческих популяций. Этот показатель неуклонно возрастает с увеличением численности людей, что особенно ярко выражено в последние сотни лет и пока не имеет тенденции к стабилизации. Можно думать, что даже переход на полную автотрофность не положит предела возрастанию этой величины, которую можно рассматривать также как энергоэквивалент человеческой экспансии.

Рост технологических энергозатрат происходит как за счет роста численности отдельных технологических объектов, так и за счет роста энергоемкости объектов, все вновь и вновь вводимых в производственную практику; это - и экстенсивный, и интенсивный рост. Повышение энергоэквивалента человеческой жизни с увеличением численности человеческой популяции обусловливается обоими этими факторами, даже при стабилизации численности населения, как, например, в современной Европе. Стабилизация численности людей не положит предела этому процессу.

Как мы помним, w всегда больше нуля. Отсюда следует, что с общим ростом энергоэквивалента человеческой экспансии будет неизбежно возрастать (в расчете и на одного человека, и на все человечество) выход побочных продуктов техногенеза. Это –дополнительная цена, которой расплачивается природа за развитие порожденного ею человечества. Цена эта, как правило, имеет форму экологических катастроф.

Экологические катастрофы, как природные, так и антропогенные, в аспекте их воздействия на биосферу в целом есть столь концентрированные в пространстве и во времени изменения ее статуса, что они (эти изменения) не могут быть компенсированы кондиционирующей активностью среды или корректирующей деятельностью человека. В этом аспекте все техногенные катастрофы можно подразделить на экологические и технологические (или, точнее, технические), причем последние, как правило, влекут за собой и экологические последствия.

Особенность всех катастроф та, что относительно небольшие (в энергетическом эквиваленте) причины могут приводить к совершенно несопоставимым, намного превышающим их последствиям: нарушения равновесия в подвергающихся катастрофическим воздействиям экосистемах могут вызывать бурные и продолжительные пертурбации, с последующим установлением равновесия совершенно иного рода или даже разрушением всех затронутых катастрофой экосистем. Крайним вариантом таких последствий может быть изменение параметров, характеризующих надежность биосферы.

Особо важное значение в аспекте техногенеза имеет связь между энергоемкостью технологических объектов, с одной стороны, и вероятностью и величиной экологических последствий катастроф, с другой.

Можно полагать, что с увеличением энергоемкости технических систем вероятность отказов, завершающихся катастрофами, будет возрастать пропорционально, а величина (в энергоэквиваленте) экологических последствий этих катастроф – как степенная

функция, т. е. значительно быстрее [8]. Вследствие этого при графическом изображении величина экологических последствий катастроф, возрастая с увеличением энергоемкости технологий, в некоторой критической точке Е 0будет пересекать величину энергоемкости "полезного продукта" этих технологий и, с дальнейшим ростом последней, быстро устремится вверх (рис. 5).

Рис. 5. Схема зависимости энергоемкости полезного продукта Ez и экологических катастроф Ew от энергоемкости технологий E

Это налагает особо жесткие требования на обеспечение надежности технологических систем с увеличением их энергоемкости, что будет, очевидно, все более их удорожать. Но сколь бы ни удалось уменьшить вероятность возникновения катастроф (с повышением надежности технологических систем), свести ее до нуля никогда не удастся. С ростом энергоемкости технологий степенная зависимость от этой величины экологических последствий катастроф все равно рано или поздно даст себя знать (печальным примером чему может служить авария на Чернобыльской АЭС).

Одно из главных следствий сформулированной выше закономерности целесообразность замены больших по энергоемкости технологий (т. е. таких, у которых энергоемкость превосходит критические значения Е 0) эквивалентным (по выработке полезного продукта) числом малых технологий (энергоемкость которых ниже критического значения). В этом случае даже сумма катастрофических последствий всех таких малых технологий будет значительно меньше таковых от больших технологий. Это следует иметь в виду всегда, когда только возможно. Технологии с энергоемкостью выше критической должны быть допустимы лишь в случаях абсолютной жизненной необходимости. При этом следует учитывать все возможные разрушительные последствия катастрофических ситуаций, которые могут реализоваться хотя и с очень малой вероятностью (при высокой надежности соответствующих технологий), но с вероятностью, всегда превышающей нуль.