Айзек Азимов - Энергия жизни. От искры до фотосинтеза

Население Земли составляет сейчас около 2,3 x 10 9человек [11] Это данные на год написания книги, сейчас уже около 6 х 10 9 г (Примеч. пер.) , и если взять среднедневную норму потребления энергии человеком за 2000 килокалорий, то получится, что на все человечество тратится 53 000 000 килокалорий в секунду. Пока что человек составляет, таким образом, уже более 1 процента от всего животного мира Земли.

Если количество людей возрастет в восемьдесят раз, то это будет предел, больше которого растительный мир не сможет прокормить. И то только при условии, что все остальные животные на Земле, конкуренты человека за пищу, будут уничтожены и все растения будут служить пищей одному лишь человеку. Человечество может избежать этой ловушки, начав использовать и морские растения, — тогда оно может расти до уровня в 650 раз больше сегодняшнего, но это опять же идеальный случай — если все морские животные тоже будут уничтожены и человек научится питаться непосредственно планктоном.

Получается, что максимальное количество людей, которое может прокормить Земля, — 1,5 x 10 12, то есть полтора триллиона.

На каждого человека в таких условиях будет приходиться лишь по сотне квадратных метров территории. На каждом гектаре будет находиться по сто человек — везде, даже в Гренландии, Антарктиде и пустыне Сахара. Для сравнения, сейчас даже на Род-Айленде, являющемся самым густонаселенным штатом США, плотность населения — три человека на гектар.

Звучит ужасно. Однако еще ужаснее, что если темпы роста человечества сохранятся (удваивание каждые шестьдесят лет), то максимально возможный уровень будет достигнут уже через 550 лет, в 2500 году.

С другой стороны, одни виды животных, таких как коровы, свиньи, куры или рыба, вряд ли захотим полностью уничтожить, так как наличие их мяса в рационе крайне желательно, а другие виды, такие как крысы или насекомые, вряд ли сможем, так что придется сойтись на той цифре, что максимальная масса людей на планете может составлять не более одной десятой от общей массы живых существ. В таком свете ситуация выглядит еще хуже.

Да, тогда максимальное количество людей на планете не сможет превысить 150 000 000 000, и плотность населения не превысит показателя в 10 человек на гектар. Пространства будет чуть больше, а еда — чуть разнообразнее. Однако времени до такого положения нам осталось еще меньше — всего 350 лет, до 2300 года.

Данные расчеты приведены, конечно, без поправок на то, что при достижении некоего угрожающего положения дел будут приняты меры по ограничению рождаемости в глобальном масштабе или, может быть, разразится мировая ядерная война. (Я бы предпочел первое, но иногда вероятность второго кажется слишком большой.)

И все же не стоит унывать. Будущее человечества можно представить не только в темных тонах. С точки зрения некоего внеземного наблюдателя локальное уменьшение уровня энтропии на Земле, на фоне глобального ее увеличения в процессе солнечного излучения окажется незамеченным, как если бы капля воды поднималась вверх по Ниагарскому водопаду.

Но масштабы — это еще не все. Жизнь достигла таких высот сложности, каких с помощью грубой солнечной энергии достигнуть было крайне маловероятно. И вершина жизни — человеческий разум — получил возможность, равной которой никогда еще не предоставлялось и значение которой не поддается какой бы то ни было строгой оценке.

Человек обязан подчиняться законам термодинамики и всегда будет обязан им подчиняться, но это не значит, что он полностью беззащитен перед ними. Раз уж в законах нельзя найти лазейку, то можно попытаться использовать их себе на пользу!

Получив власть над энергией атома, человек совершил достижение, сравнимое с овладением огнем (с описания которого я и начал эту книгу). Овладение огнем избавило человека от непосредственной зависимости от солнечного света и тепла, а овладение атомной энергией сделало его независимым и от самого Солнца.

Точнее, даже несмотря на наличие водородных реакторов, человек все еще сохраняет некоторую зависимость от Солнца в плане получения биологической энергии — создания питательных веществ в процессе фотосинтеза. Но недалек тот день, когда человек окончательно изучит фотосинтез, и тогда, используя энергию водородных реакторов, вещество Вселенной в качестве сырья, искусственно созданный фермент — вместо хлорофилла, человек научится сам производить пищу в любых количествах, независимо как от Солнца, так и от растений.

Тогда весь мир, все планеты всех звезд станут ему домом.

По крайней мере, те, которые останутся к тому времени свободными.

Количественное выражение усилия, задействованного в толкающем или тянущем движении, можно использовать в качестве грубого определения термина «сила». Вообще же «сила» имеет строгое научное определение, до которого мы доберемся позже, а пока нам хватит и интуитивного понимания этого слова.

На самом деле, конечно, горячая камера не остывает, а холодная — не нагревается, потому что горячую постоянно подогревает огонь, а холодная так же постоянно охлаждается, будучи омываемой холодной водой. Тем не менее часть тепловой энергии пара не переводится в работу, поскольку тратится на поддержание температуры пара, а часть теплового дефицита конденсатора таким же образом уходит на поддержание его в холодном состоянии. Таким образом, мы видим, что машина не производит всего того количества работы, которое от нее можно было бы ожидать, исходя из разности температур по формуле Карно.

В 1961 году этот порядок был несколько изменен: атомный вес углерода был принят за 12,00000, а атомный вес остальных атомов — пересчитан с учетом нововведения. Поэтому атомный вес кислорода сейчас составляет 15,9994.

Что, собственно, представляет собой сам «заряд», до сих пор неизвестно, но оставим этот вопрос философам. Чем бы заряд ни являлся по сути, мы точно знаем, что он имеет измеряемые свойства отталкивания и притяжения и четко определимые свойства. Физикам этого достаточно.

В англоязычной, соответственно — международной, терминологии имя русского ученого Менделеева опускается. Так что западному читателю таблица Менделеева известна просто как безымянная периодическая таблица элементов. (Примеч. пер.)

Имеется в виду — на год написания книги. Сейчас уже можно смело заменить цифру 103 на 109. (Примеч. пер.)

Поскольку валентность кислорода — 2, то и координационная связь до обретения четкого представления об электронном строении атомов рассматривалась как двойная: