>> << >>
Главная Выпуск 10 NewConcepts Chapters
Geopolitical concepts*

Безотходная цивилизация должна быть создана

Юрий Магаршак, Игорь Яковенко
 
СВЕЖИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ:   НАУКА

11.11.2015 00:01:00

КАРТ-БЛАНШ. Природоподобная цивилизация вполне возможна

 

Юрий Магаршак


Человечество не выживет без скорейшего перехода к «зеленой химии» и обратимым продуктам

 


 

Об авторе: Юрий Магаршак – главный редактор Newconcepts Journal, Нью-Йорк.

 


экологияВозрастающие объемы неутилизируемых отбросов в XX и XXI веках стали глобальной проблемой. Фото Reuters

Свое сентябрьское выступление на Ассамблее ООН президент России Владимир Путин завершил предложением создать новое направление развития цивилизации – природоподобного. В точке выбора траектории развития (точке бифуркации), в которой находится человечество, надо определиться: идти по пути образования мусора или же по пути безотходному, подобному тому, по которому 4 млрд лет развивается жизнь.

«Устанавливая квоты на вредные выбросы, используя другие по своему характеру тактические меры, мы, может быть, на какой-то срок и снимем остроту проблемы, но, безусловно, кардинально ее не решим. Речь должна идти о создании принципиально новых природоподобных технологий, которые не наносят урон окружающему миру, а существуют с ним в гармонии и позволят восстановить нарушенный человеком баланс между биосферой и техносферой», – подчеркнул Владимир Путин.

События в Сирии и проблема исламских беженцев, миллионами устремляющихся в Европу, отвлекли мировые средства массовой информации от предложений российского президента. И совершенно напрасно. Потому что их реализация человечеству абсолютно необходима. В самом деле, сколько может продолжаться цивилизация потребления, выбрасывающая в Мировой океан, воздух и в землю буквально немереное количество грязи? Причем эта грязь не утилизируется ни в биоценозе, ни в геоценозе. 20 лет? 40? 80? В любом случае ясно, что не 100 и не 200. А о 1000 лет цивилизации мусора (название обидное, но адекватное) нечего и говорить. Значит, направление цивилизации мусора необходимо менять. Ибо оно тупиковое, а в долговременной перспективе смертельное для человечества.

Проблема безотходной, или, как она была названа в 2004 году, альтервитальной, цивилизации (цивилизация, подобная жизни) была сформулирована в моей совместно с Олегом Фиговским статье, опубликованной в Scientific Israel (SITA Journal). После этого проведено несколько конференций – в частности, «Глюконика – энергетика будущего» (Москва) и «Углерод против кремния» (Санкт-Петербург). Последняя была посвящена поиску ответа на вопрос: необходимо ли в эру нанотехнологий, когда размеры элементов памяти компьютеров и биомолекул становятся сравнимыми, в электронике перейти на углерод, являющийся основой жизни?

Ведущую роль в этих и других научных конференциях играли ученые советских научных школ, проживающие в России, Израиле, США, Украине, Белоруссии, Германии и других странах. То есть с самого начала проблема безотходной (альтервитальной) цивилизации рассматривалась как международный цивилизационный проект.

До промышленной революции (примерно до начала XIX века) все человеческие цивилизации были практически безотходными. То, что в раскопках находят глиняные черепки и стекло, экологии не меняет. Деревянные сооружения бесследно исчезли (как это происходит в природе с деревом, утилизируемым биоценозом). А остатки каменных сооружений – не более чем перемещение камня, а не засорение нашей планеты.

Ситуация изменилась с созданием паровой машины и последовавшей за ней промышленной революцией. Количество необратимого мусора и выбросов в атмосферу в первые 100 лет промышленной революции было сравнительно небольшим и опасений не вызывало. Однако возрастающие объемы неутилизируемых отбросов в XX и XXI веках стали глобальной проблемой.

Возможно ли создание безотходной цивилизации, а точнее, ее возвращение на столбовую дорогу развития, по которой она двигалась вплоть до XIX века? Анализ показывает, что это бесспорно возможно. Для начала постепенного перехода в безотходный режим при координированных усилиях всего человечества потребуется не более 20 лет, а возможно, и меньше.

Оценим реальность перехода на технологии, отвечающие принципам альтервитальной цивилизации. Первым и самым простым должен быть переход к биодеградирующим материалам. Такого рода полимерные материалы созданы, но пока еще дороги. Здесь возможны различные изобретательские подходы. Так, например, полимерные упаковочные материалы могут быть уже сейчас заменены на композиционные с основным слоем бумаги, но с водо- и маслостойким покрытием из биодеградирующей водно-эмульсионной полимерной композиции. А полимерная «долгоживущая» оболочка колбас уже заменяется на «съедаемую» белковую оболочку.

За последние 100 лет человечество во многом перешло на синтетические материалы. Однако в настоящее время идет возврат к использованию возобновляемых биоресурсов в технике (спирт как горючее в Бразилии, широкое использование растительных масел для лаков и красок, биосинтез водостойких конструкционных клеев из отходов деревообработки и многое другое). Появилась даже специальная наука – Green Chemistry («зеленая химия»).

Пока это все отдельные прорывы. Реальный прогресс будет достигнут только при глобальном переходе на новые технологии.

После того как равновесие между человеком и окружающей средой будет восстановлено и гомобиогеоценоз сбалансируется, возникнут новые задачи, в которых абсолютным, само собой разумеющимся императивом будут: а) безотходность; б) сведение добычи полезных ископаемых всех видов к незначительной величине и в) полная утилизация всех произведенных продуктов после окончания срока их использования. При условии целенаправленных, когерентных усилий всех экономически развитых стран переход цивилизации уже в ближайшие десятилетия в состояние с минимизацией отходов, сведением к минимуму добычи полезных ископаемых и других ресурсов из недр земли и обратимостью почти всего, что создается человеком, вполне возможен.

Создание обратимых технологий должно постепенно стать новым стандартом, подобным тем, которые сегодня государственно регулируют, например, выхлоп автомобиля. Такая стратегическая программа человечества являлась бы не только колоссальным стимулом для создания новых технологий во всех областях и магистральным направлением развития, отличным от пути, по которым шли до сих пор все технологические революции. Она совершенно преобразит жизнь людей.

Обратимая цивилизация возможна. Более того – абсолютно необходима, ибо альтернативы ей нет. И приступить к комплексной реализации ее необходимо as soon as possible (быстро, как только возможно), пока окружающая человека среда не перешла за точку, хорошо известную из теории нелинейных систем, – то есть такую, из которой не будет возврата.

«Предлагаем создать под эгидой ООН специальный форум, на котором комплексно посмотреть на проблемы, связанные с исчерпанием природных ресурсов, разрушением среды обитания, изменением климата. Россия готова выступить одним из организаторов такого форума», – заявил Владимир Путин с трибуны Генеральной Ассамблеи ООН. Предложение замечательное и своевременное! Однако форум – лишь первая стадия, говоря образно, увертюра перехода к безотходной цивилизации.

Необходимо создание международных проектов, сравнимых с проектом «Геном человека», успешно проведенным под эгидой ЮНЕСКО. С соответствующими инвестициями. В том, что касается перехода к безотходной (альтервитальной, природоподобной альтернативной) цивилизации, проект, будучи международным, обречен как минимум на частичный успех. Потому что переходу человечества в безотходный режим и возвращению после 200-летнего перерыва в природоподобную цивилизацию нет никакой разумной альтернативы.

Нью-Йорк

КАРТ-БЛАНШ. Безотходная цивилизация: взгляд культуролога

Игорь Яковенко

Об авторе: Игорь Григорьевич Яковенко – доктор философских наук, профессор.


экология, мусор, отходыФото Reuters

Статья профессора Юрия Магаршака потрясает и даже несколько подавляет масштабом проблемы, которая разворачивается перед читателем, и панорамой задач, вытекающих из данного концепта.

Возникает объяснимый вопрос: возможен ли такой поворот? История свидетельствует о печальной закономерности: человек использует традиционно освоенные технологии и переходит на новые чаще всего под давлением императивных обстоятельств. Бронза отступала перед железом на фоне военно-политического краха ранних империй, базировавшихся на бронзе. Кочевники доказывали эффективность железа стальными клинками. Типичный сценарий включения в догоняющую модернизацию – проигранная война и окончательное исчерпание возможностей жить по-старому.

В данном случае речь идет о глобальном качественном скачке, предполагающем преодоление огромной исторической инерции. Эта революция перечеркнет устойчивую иерархию стран внутри мировой экономики и затронет интересы миллионов людей. В их числе найдутся индивидуальные и коллективные субъекты, располагающие огромными ресурсами – финансовыми, организационными, пропагандистскими. Наконец военными, которые могут быть обращены против «империалистов», разоряющих традиционные отрасли нашего производства и навязывающих нам новые технологии. Ведь сотни миллионов людей ненавидят этот меняющийся мир и предпочтут скорее его гибель апокалиптическим в их глазах переменам.

Есть и еще одно соображение. Дело в том, что разные общества переживают разные стадии исторического развития. Причем стадиальная гетерогенность человечества постоянна. Понимание кризиса и необходимости перемен требует стадиальной зрелости общества, которую скорее всего можно ожидать в лидирующих странах. Для остальных – актуальными окажутся непреодолимые культурные и стадиальные барьеры.

Впрочем, есть и соображения позитивного характера. В известном смысле Homo sapiens как вид всегда переживает кризис, и перед ним маячит опасность исчезновения. Но до сих пор кризисы как-то разрешались. Если исходить из того, что человечество  закономерный феномен – а наше понимание именно таково, – то однажды описываемый переход произойдет.

В то же время история человечества не располагает к оптимизму. Есть основания полагать, что переход к безотходной цивилизации случится, когда часы будут показывать без пяти двенадцать, если не пять минут первого.

Та проблема, на которую указывает Магаршак, возникла как бы незаметно. Человечество шло по инерционному сценарию. По оценкам археологов, освоение огня произошло 400 тыс. лет назад. С тех пор человек извлекает накопленную в органических соединениях энергию, трансформируя ее в тепловую. Добыча полезных ископаемых насчитывает 6–8 тыс. лет. Металлургия насчитывает те же 6–8 тыс. лет.

Со второй половины XVIII века качественно изменился масштаб. Эти изменения принесла паровая машина, обеспечившая трансформацию тепла в механическую энергию вращения. С этого момента скачкообразно растет потребление железа и раскручивается технологическая спираль. Двигатель внутреннего сгорания, электропривод и остальные радости техногенной цивилизации возникали в рамках сложившегося тренда. Масштаб деструктивного воздействия на среду скачкообразно возрос. Разбалансированный рост населения земного шара, последовавший за подавлением биологических регуляторов численности популяции, довершает картину дисбаланса.

Отметим, что человечество тысячелетиями обходилось мускульной силой человека, затем доместицированных животных, использовало энергию ветра и падающей воды. Когда же человек вышел на другие источники энергии, уровень энерговооруженности вырос на порядки, и эта ситуация стала существенным, если не решающим, фактором разрушения природного баланса.

Вообще говоря, сначала возникают некоторые реалии, и только потом происходит называние и осознание этих реалий, формируется отношение к ним. Это нормально. Часть данного процесса мы уже прошли. Проблема экологического кризиса звучит с 60-х годов прошлого века. Драматические проблемы демографии также давно обозначены. Глобальное моделирование, развенчание технократического мифа об экономическом росте как эффективном средстве решения всех проблем пришлось на 70–90-е годы. Наконец, понимание того, что в рамках устойчивой парадигмы развития человечество идет в тупик, постепенно захватывает общественное внимание.

Однако люди включены в «злобу дня», принадлежат обреченной культуре экстенсивного бытия и воспринимают предостережения как привычный апокалиптический фон своего существования. Мир рухнет через 30–40 лет, а машину поменять и слетать на Багамы надо в текущем году. Это тоже нормально.

Вначале проблема осознается экспертным сообществом, потом попадает в сферу общественного внимания. Постепенно формируется критическая масса осознанных аргументов в пользу перемен. И критическая масса субъектного слоя общества, готового обсуждать реальную стратегию выхода из тупика и способного принять те изменения в образе жизни, культуре, экономике, которые последуют за сменой исторической парадигмы нашего бытия.

Все эти вещи надо обсуждать и моделировать, подвигая общество от слов к делу: финансированию, разработкам, внедрению обкатки и доводки. А далее – исследовать складывающуюся реальность и примерять ее к современному человеку.

09.06.2004

Безотходная цивилизация

Юрий Магаршак

 

Олег Фиговский

Об авторе: Олег Львович Фиговский - профессор, директор Research Center "Polymate" (Израиль), президент Ассоциации изобретателей Израиля, главный редактор журнала "Scientific Israel - Technological Advantages". Юрий Борисович Магаршак - президент MathTech, Inc. (Нью-Йорк, США), исполнительный вице-президент International Committee for Intellectual Collaboration.

Тэги: отходымусорцивилизация


отходы, мусор, цивилизацияВажный компонент концепции «обратимой цивилизации» – переход на возобновляемые источники энергии.
Фото Reuters

По данным ООН, человечество сбрасывает в окружающую среду в 2000 раз больше биологических отходов, чем вся остальная биосфера. За один год из недр планеты извлекается 10 млрд. тонн природного сырья. Воздействие на Землю в результате потребления ресурсов достигло пределов геомеханической устойчивости земной поверхности в ряде регионов. Сегодня на Земле исчезает один биологический вид в час.

Человеческая цивилизация идет по крайне опасному пути, который необходимо кардинально изменить, – хотя бы во имя выживания самого человечества.

Но можно ли это сделать? Может ли развиваться цивилизация, не производя или почти не производя отходов своей деятельности?

 

 

Созидательное разрушение

 

Подход, при котором предметы потребления создаются только для их функционирования, но никто не заботится о том, что происходит после завершения их потребления, в эпоху появления быстро сменяющих друг друга поколений продуктов и технологий не только недальновиден – он смертельно опасен для человеческой цивилизации.

День, когда масса мусора превысит массу материи в земной коре, которая потенциально может быть превращена в продукты человеческой деятельности, стремительно приближается, и уже сегодня эти массы соизмеримы. Процессу разрушения созданного необходимо уделять не меньше внимания, чем процессу его созидания. Технологии разрушения должны быть неотъемлемой частью процесса творения. Иначе человеческой цивилизации придет конец.

Мало кто задумывался о том, что в отличие от человеческой цивилизации живое на земле и как отдельные виды, и как целое является практически безотходным. Лишь изредка удается найти остатки древних животных и в исключительных случаях – кости динозавра или мамонта. Живое превращается в живое. И даже человек, столь усердный в производстве мусора, как биологический вид на 99,999% составлявшей его на протяжении жизни материи «обратим».

То есть с точки зрения био-геоценоза человек – и все человечество – почти идеально безотходная система. Чего, к сожалению, нельзя сказать о том, что создается человеческими руками. Царство живого является превосходным примером обратимой цивилизации. Человечеству имеет смысл пристально изучить, каким образом это достигается, чтобы попытаться повторить уникальное достижение биогеоценоза (возникшее «всего лишь» в результате эволюции и отбора).

 

Жизнь как обратимая технология

 

В последние годы все яснее становится, насколько тонки, сложны и филигранно отлажены механизмы, in vivo регулирующие разрушение созданного.

Уровень биогеоценоза. Все живое (за исключением растений) поедает живое. Причем практически без остатка. И, умирая, также в конечном итоге (почти) целиком превращается в чью-то пищу.

Физиологический уровень. Ежедневно в организме животных (включая и человека) синтезируются миллионы клеток. Но, поскольку вес зрелой особи, грубо говоря, остается неизменным, это означает, что приблизительно такое же количество клеток и погибает. Сам факт синтеза белков, аминокислот – и клеток – в организме при его непрекращающемся функционировании с сохранением общей массы означает, что детектирование того, какие именно структуры должны быть удалены, отлажено чрезвычайно тонко.

Запрограммированная смерть клеток. Примерно двадцать лет назад было открыто явление запрограммированной смерти клеток. То, что запрограммированная смерть (как минимум на уровне клеток) является частью программы нормальной жизнедеятельности большинства организмов, несомненно.

Контроль за уничтожением белков. Несколько лет назад были открыты так называемые убиквинины – макромолекулы, осуществляющие контролируемое разрушение макромолекул, а также крупные белковые комплексы, протеосомы, контролирующие процесс деградации белков. Существуют и более «массовые» механизмы уничтожения биомолекул – не поодиночке, а партиями. Так, в клетках существуют везикулы (окруженные мембраной замкнутые поверхности, часто по форме близкие к сферическим), в которых находятся протеолитические ферменты. Если бы эти оболочки порвались (что может происходить как контролируемо, так и спонтанно) клетка была бы уничтожена очень быстро.

Изучение механизмов контролируемого разрушения in vivo представляется полезным, в частности, для создания технологий, функционирующих аналогичным образом.

 

 

Переход к обратимости

 

Первым и самым простым должен быть переход к биодеградирующим материалам. Такого рода полимерные материалы созданы, но пока еще дороги. За последние 100 лет человечество во многом перешло на синтетические материалы. Однако в настоящее время идет возврат к использованию возобновляемых биоресурсов в технике. Появилась даже специальная наука «Green Chemistry».

Следует заметить, что биологические методы эффективны и для неорганических материалов. Так, например, высокие потребительские качества китайского фарфора обусловлены наночастицами исходных глинистых минералов, которые образуются в почве за счет жизнедеятельности определенного вида червей.

Остается открытым вопрос об энергетике. И в этом направлении уже сделано очень много. Производство электроэнергии в будущем будет все более базироваться на энергии ветра, воды и солнечного излучения. Даже современная атомная энергетика будет трансформирована в термоядерную, при этом будет осуществлен ступенчатый трансфер ядерных отходов и их минимизация. Возникнет альтернатива линиям электропередачи. Вспомним, что в мире живого энергия накапливается и передается локально и только локально. Не вызывает сомнения, что локальные источники энергии и в человеческой цивилизации будут использоваться все шире. В частности, развитие двигателей на водороде может стать прообразом таких систем следующего поколения, при которых энергия передается не с помощью высоковольтных линий, а «перевозится» в контейнерах или производится на месте – причем при потреблении энергии не возникает никаких вредных выбросов в атмосферу.

 

 

Альтернативная цивилизация

 

Допустим на минуту, что безотходная цивилизация стала реальностью. Что дальше? В этот момент – а возможно, и раньше – возникнет проблема создания самосовершенствующихся продуктов. Элементы таких технологий уже существуют. Например, автоматическая загрузка (по умолчанию, на background) антивирусных программ во время нахождения в интернете. В почве ряда городов (в частности Москвы) обнаружены бактерии-мутанты, которые перерабатывают все или почти все побочные продукты цивилизации.

Как добиться того, чтобы созданные альтервитальные бактерия или фермент, способные по команде «пожрать» компьютер, вырвавшись из-под контроля, не уничтожили заодно и его пользователя? Или, наоборот: существующие бактерии и вирусы, мутировав, не начали пожирать или выводить из строя все подряд: от стоящих на улицах автомобилей до многоквартирных домов?

Одна из возможностей – альтервитальный синтез должен происходить при таких и только таких условиях, которые никогда не достигаются в окружающей среде (например, при температуре 90 градусов и выше). Другая – альтервитальные продукты должны быть построены из молекул, которые в живой природе не используются.

 

* * *

 

Создание обратимых технологий и только их должно постепенно стать новым стандартом, подобным тем, которые сегодня государственно регулируют, например, выхлоп автомобиля. Обратимая цивилизация возможна. Более того – абсолютно необходима, ибо альтернативы ей нет. И приступить к комплексной реализации ее необходимо as soon as possible, пока окружающая человека среда не перешла за точку, хорошо известную из теории нелинейных систем, то есть такую, из которой не будет возврата.

Добавить комментарий

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Войдите в систему используя свою учетную запись на сайте:
Email: Пароль:

напомнить пароль

Регистрация