Напечатать документ Послать нам письмо Сохранить документ Форумы сайта Вернуться к предыдущей
АКАДЕМИЯ ТРИНИТАРИЗМА На главную страницу
Дискуссии - Наука

Сухонос С.И.
Природа пошла в разнос
Oб авторе

 

Недавно в Москве был побит температурный рекорд тепла, а сегодня трещат непривычные для современного декабря морозы.

В Копенгагене заседал весь мир, который не знает, что делать с ростом температуры. Одновременно хакеры вскрывают переписку английских экологов, которые в откровенных обменах мнений ставят под сомнение глобальное потепление, иногда даже высказываются в пользу глобального похолодания.

Так что нас ждет? Глобальное потепление или новый ледниковый период?

Естественно, точно этого не знает никто, но есть несколько подсказок.

Любая живая система находится в состоянии динамического устойчивого равновесия с окружающей средой. Причем динамического не только в том смысле, что она обменивается с окружающей средой веществом и энергией, но и в том, что она колеблется относительно точки равновесия. Т.е. периодически (или апериодически) отклоняется то в одну сторону, то в другую.

На Земле время от времени наступали ледниковые периоды, которые потом отступали. Этот глобальный маятник температуры атмосферы связан со множеством факторов: расстоянием от Солнца, его активностью, запыленностью космоса (и атмосферы), извержениями вулканов и т.п.

Ученые знают, что если на один из параметров влияет сразу несколько факторов (особенно, если их больше 12), направленных в разные стороны, то этот параметр распределяется по закону Гаусса (рис.1).


Нормальное распределение, также называемое распределением Гаусса, — распределение вероятностей, которое играет важнейшую роль во многих областях знаний, особенно в физике. Физическая величина подчиняется нормальному распределению, когда она подвержена влиянию огромного числа случайных помех. Ясно, что такая ситуация крайне распространена, поэтому можно сказать, что из всех распределений в природе чаще всего встречается именно нормальное распределение — отсюда и произошло одно из его названий.


Вероятность среднего значения наиболее велика, и есть максимальное отклонение в минус и в плюс. Зеленая линия соответствует стандартному нормальному распределению.

Рис.1. Разные варианты кривой Гаусса.

 

Свойства этого закона универсальны.

В связи с вопросом о глобальном климате нас здесь будет интересовать два момента. Где находится среднее значение (на графике – это ноль, но в реальной жизни это средняя температура атмосферы) и от чего зависит ширина распределения.

Очевидно, что средняя температура атмосферы за последние миллионы лет сильно не меняется. Если наступает ледниковый период, то температура сдвигается влево, если глобальное потепление – вправо. Но эти колебания не сдвигают кривую распределения. И это хорошо для живых существ, которые адаптируются к этой средней температуре.

Спрашивается только, для каких живых существ? Для динозавров, например? Но не исчезли бы динозавры, и не появились бы люди, которые заняли их нишу на вершине Биосферы. Следовательно, чтобы обновить видовой состав биосферы, нужно дестабилизировать ее состояние (температуру, в частности). Что и происходило регулярно на Земле все 3,5 миллиарда лет.

Большинство экологов почему-то считают, что если нас ждет глобальное потепление, то нормальное распределение будет сдвигаться вправо (с некоторой скоростью). А есть противники этой версии, которые считают, что нас ждет глобальное похолодание (они думают, что вся кривая будет сдвигаться постепенно влево). Но неправы и те и другие. Как показывает анализ статистики распределения других живых систем, например, человека, если на систему действуют новые факторы, или изменяется величина действия старых факторов, она некоторое время сопротивляется этому воздействию. За счет внутренних ресурсов. Что позволяет ей некоторое время находиться в состоянии равновесия. Например, если на ринге боксер регулярно получает удары, он не падает сразу, а некоторое время продолжает выдерживать их и держится на ногах. Но если превысить предел запаса прочности, боксер упадет, а система выйдет из состояния равновесия.

В США в 70-е годы стали вводить очень интересную систему контроля за усталостью рабочих на конвейерах. Уставший рабочий опасен, он может допустить брак, его действия могут затормозить работу всего конвейера. На каждое рабочее место поставили две кнопки. Одну на начало операции, другую на окончание. В нормальном (не уставшем) состоянии распределение времени на выполнение любой операции подчиняется нормальному распределению (зеленая кривая). Часть операций рабочий делает быстрее, часть медленнее. Если рабочий устает, то естественно (так думали исследователи) время выполнения операции станет больше (он начнет работать медленнее). Сигнал об увеличении выполнения времени операции приходит на диспетчерский пульт и уставшего рабочего заменяет запасной рабочий.

Но реальность показала другое. Если усталость превышала опасный порог, время выполнения операции на первом этапе не увеличивалось. Оно становилось более разным. Часть операций рабочий начинал делать действительно медленнее, но столько же операций – гораздо быстрее. Ритм становился рваным, кривая Гаусса при этом не сдвигалась вправо, а начинала расползаться в обе стороны (синяя кривая на рисунке). Организм рабочего начинал идти в разнос. Только после некоторого периода расширения спектра времени происходило ожидаемое – время заметно увеличивалось, и кривая скачком сдвигалась вправо.

Но организаторы конвейерного производства не дожидались этого скачка вправо. Они меняли рабочего, как только сигма увеличивалась (когда концы кривой расползались дальше нормы).

Вернемся к глобальному климату. Мы видим очевидное – в последнее время он стал менее стабильным. Где-то идут, не прекращаясь, ливни, а в другом месте наступает непривычная жара, где-то вдруг падает снег (которого там никогда ранее не видели), а в России, например, становится все теплее и теплее.

Экологи, естественно, растеряны. То вдруг становится гораздо теплее, то наоборот – холоднее. Поэтому внутри их научного круга этот разброс и вызывает разные эмоциональные оценки.

Современная наука организована, как подводная лодка с наглухо задраенными переборками. Если в одном отсеке психологи изучают поведение человека, то их знания и обобщения не «просачиваются» в другие отсеки, где другие ученые изучают климат.

Поэтому климатологам невдомек, что природа просто устала и начинает идти в разнос. Отклонения температуры при этом бросает то влево, то вправо, дисперсия растет, крылья кривой расползаются. Это первый признак того, что мы на пороге какого-то глобального изменения климата.

Зададим теперь себе вопрос: в какую сторону? Температура может либо в среднем вырасти, либо в среднем опуститься. Что влияет на среднюю температуру? Очень многое. И всегда за миллиарды лет это были одни и те же факторы, природные факторы.

Впервые, пожалуй, в ХХ веке, к ним добавился еще один, новый, которого раньше не было. Фактор человеческой деятельности. Еще В.И.Вернадский понял, какую огромную геохимическую силу представляет собой человек. После войны члены известного Римского клуба подсчитали, что нас впереди ждут весьма трудные времена из-за этой растущей деятельности человека. В конце ХХ века многие советские ученые сделали прогноз, основанный на существующих тенденциях роста человечества и его потребления энергии и ресурсов. Приведем один из них.


«По подсчетам некоторых ученых, при современных масштабах и темпах развития научно-технического прогресса производство энергии на Земле через 240 лет превысит количество солнечной энергии, падающей на нашу планету, через 800 лет - всю энергию, выделяемую Солнцем, а через 1300 лет - полное излучение всей нашей Галактики»

(И.В. Бестужев-Лада)

Естественно, что при такой тенденции человечество не выживет уже через 240 лет, поэтому нечего считать все остальное. Но, очень любопытно, что большинство людей не верят этим расчетам. Они говорят: разве человек может сравниться с энергией вулканов, Солнца и т.п. Его вклад в тепловой баланс сегодня мизерный. И приводят цифры, из которых следует, что они правы… На сегодняшний день.

Большинство людей не понимает и не чувствует огромной силы действия закона логарифмического роста какого-либо фактора. Они не знают истории про изобретателя шахмат. Повторим ее для тех, кто не знает.

Изобретя шахматы, он пришел к царю (дело было в Индии) и научил его играть в них. Царь был в таком восторге, что сказал, проси, что хочешь. Мудрый изобретатель хотел одного – научить мир пониманию закона логарифмического роста. Он сказал, что хочет, чтобы ему насыпали столько зерен, сколько получится, если на первую клетку шахматной доски положить 1 зерно, на вторую - 2 зерна, на третью – 4 зерна, на четвертую 8 зерен и так далее, удваивая их число при переходе к каждой новой клетке. Изумленный царь рассмеялся: ты просишь такую мелочь? И приказал исполнить его желание. Через некоторое время к нему прибежали испуганные чиновники. О великий царь! – воскликнули они, даже, если мы засеем всю землю, нам не собрать столько зерна, сколько просит этот человек. Так мир узнал о свойствах логарифмического роста. Действительно, если взять изначально 2 зерна, то в результате, на последней клетке мы получим 263, чуть раньше – 262 и т.д. зерен. Немыслимое количество зерна запросил мудрый изобретатель.


При удвоении количества зёрен на каждой последующей клетке сумма зёрен на всех 64 клетках определяется выражением

что составляет 18 446 744 073 709 551 615 или 1,8 1019. Если одно зерно весит 1 грамм, то это будет примерно 20 тысяч миллиардов тонн! Это значит, что царь должен был отдать изобретателю 20 тысяч гор зерна, в каждой из которых было бы по миллиарду тонн. Ну и аппетит был у этого человека…


Приведем пример такого роста. Внизу дана расчетная кривая роста численности людей на Земле (рис.2). Красная кривая – математический расчет, рядом приведена синяя кривая, на которую рассчитывают ученые. Здесь все вроде бы хорошо. Нас сегодня около 9 миллиардов и численность стабилизируется и не превысит 12-16 миллиардов. Так надеются статистики.


Рис.2. Логарифмический рост численности населения Земли (в млрд. человек).


Но что при этом будет происходить с доходом этих миллиардов? Будет ли расти их уровень жизни? Вся современная экономика построена на стимулировании роста потребления. Уже в 2008 году эта тенденция дала серьезный сбой и все испугались, настолько непривычно оказалось жить в мире, в котором уровень жизни перестает расти.

А уровень жизни напрямую зависит от уровня потребления энергии каждым человеком. Все блага цивилизации требуют дополнительной энергии, причем, ее экономия не останавливает общего роста, а лишь его замедляет!

Предположим, что мировая экономика будет расти и в будущем. Предположим, что все силы будут брошены на экономию энергии. Но снизит ли это общее ее потребление? Можно ли будет сэкономить всю энергию? Глупый вопрос. Как не экономь энергию, как ни повышай КПД, хоть до 99%, а все равно часть энергии будет превращаться в тепло и нагревать атмосферу.

Рост температур можно притормозить, но нельзя остановить, если не остановить рост экономики, благосостояния, прогресса и т.п. Следовательно, рано или поздно кривая все равно выйдет из зоны незначительного влияния на климат и перейдет в зону заметного, а потом и решающего влияния. Глобальное потепление все равно наступит. Может быть чуть позже, но обязательно. Разрешить эту проблему можно будет лишь двумя способами: либо человечество остановится в своем развитии, либо найдет способ вывода избыточного тепла в космос (глобальный холодильник) минуя атмосферу.

А без этого, никакие киотские и копенгагенские протоколы мир не спасут. Притормаживать бесполезно, надо тормозить до остановки. Либо спасет только глобальная космическая программа. Это уже стали понимать в Японии и США (http://www.lenta.ru/news/2009/12/08/solar/).


Создается космическая электростанция.

Как нам стало известно, корпорации Mitsubishi и IHI приступили к совместной разработке проекта по созданию крупного и мощного космического генератора электроэнергии. Стоимость проекта оценивается приблизительно в 21 миллиард долларов США, и по планам компаний в течение ближайших 30 лет на орбите планеты планируется разместить генератор, который постоянно будет производить электричество, передаваемое на Землю.

Формально проектом руководит компания Mitsubishi Heavy Industries, но всего в исследованиях и разработках заняты 16 японских промышленных и научных компаний. Главная задача проекта заключается в создании до 2013 года новой технологии, которая позволит без проводов передавать электричество из космоса на планету. Теоретически это можно было бы сделать при помощи микроволн, но вот как это сделать на практике, пока не ясно.

"Сейчас это звучит как научная фантастика, но космическая генерация на основе фотоэлектрических панелей может быть очень значимым альтернативным источником энергии, когда ресурсы сжигаемого топлива будут истощены", - говорит Кенцуке Канеико, управляющий директор Института энергетики и экономики Японии, передает CyberSecurity.

Новая технология должна позволить разместить на орбите станцию мощностью 1 гигаватт. Для этого на орбите, на высоте 36 000 км над Землей, планируется разместить солнечные батареи общей площадью порядка 4 квадратных километров, а получать космическую энергию Япония планирует не позже 2040 года.

По мнению ученых, в отличие от наземных солнечных батарей, космические смогут генерировать ток круглосуточно, без выходных дней и перерывов. Кроме того, космическим панелям не помешает плохая погода, а попадание прямых солнечных лучей позволит батареям генерировать в 3-4 раза больше электричества, чем их наземным аналогам.

В японском космическом агентстве JAXA рассказали, что они намерены в 2015 году запустить небольшой тестовый спутник, который будет представлять собой электростанцию в миниатюре. На нем планируется отработать наиболее сложные моменты проекта.


Хотелось бы, чтобы это поняло и правительство России. Ибо только такого масштаба общечеловеческая программа может спасти нашу экономику (и нашу цивилизацию, см. мою книгу «Силы России»).



Сухонос С.И., Природа пошла в разнос // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.15709, 20.12.2009

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]

В начало документа

© Академия Тринитаризма
info@trinitas.ru