Введение в часть 2

Рассматривая процессы, происходящие в техносфере и технических системах, как системах более низкого, чем техносфера, порядка, невозможно понять причины перехода этих процессов в опасности, угрожающие как самим системам, созданным искусственно антропогенной деятельностью, так и природным объектам, взаимодействующим с ними (природной среде, биосфере, человеку как объекту живых систем), без такого явления, как энтропия.

Энтропия как природное явление:

определяет закономерности в поведении макроскопических систем, направление их глобальной и локальной эволюции;

количественно оценивает качественные понятия порядка (структуры) и беспорядка (хаоса), взаимную связь между ними и возможности перехода одного в другое.

Взаимосвязь энтропии и энергии, условия возникновения хаоса (опасности) при росте энтропии и ухудшении качества энергии основаны на началах термодинамики и подчиняются этим законам. Отсюда все опасности, возникающие в природных средах и техносфере, имеют природу своего происхождения от изменения количественных и качественных показателей этих величин.

Существующая в живой природе симметрия природных объектов биосферы обусловлена процессом приспособления их к окружающей среде и подчиняется математическим закономерностям внутреннего строения объектов.

Взаимодействие объектов внутри природной среды как системы проявляется в однонаправленности процессов, происходящих в ней, при этом направленность процессов не имеет обратного порядка и обладает свойством необратимости во времени. Как следствие однонаправленности, процессы в природе обладают внутренней асимметрией их развития.

Данные процессы, как положительного, так и отрицательного характера, по мере накопления энтропии внутри систем, приводят к возникновению хаоса, разрушению равновесного состояния в системах (опасностям различного порядка).

Однонаправленность, или внутренняя асимметрия природных процессов, или природы в целом как системы, обусловлена свойствами ее внутренней энергии в процессе ее превращений и переходов из одного вида в другой. И хотя природные системы являются открытыми для воздействия внешних сил, но внутренние энергии, существующие в системах, до определенных пределов (момента преобразования или перестройки системы под воздействием энергии, ее потоков) подчинены началам термодинамики, так как в процессе преобразования или перераспределения энергии всегда происходит выделение или поглощение тепла и между объектами системы происходит тепловой обмен.

Внутренняя асимметрия природной среды находит свое отражение в истории технического развития человеческой цивилизации. На протяжении тысячелетий существования современной цивилизации (известной нам после последнего этапа оледенения) превращение запасенной энергии или работы в теплоту стало повседневным процессом жизнедеятельности человечества, а широкое овладение обратным процессом в результате технического прогресса привело к управляемым преобразованиям теплоты или запасенной энергии в работу.

Таким образом, человечество получило независимость от «диктата» природы в получении энергии и из однонаправленного (асимметричного) процесса перешло к процессу добывания теплоты из окружающей среды для удовлетворения своих все более возрастающих нужд и потребностей. Вмешавшись в естественный природный процесс, человечество повернуло в свою сторону необратимые процессы, придав им обратно направленный характер. Данное противоречие человек-природа ведет к накоплению излишней энтропии и создает в окружающей среде все больший хаос.

Совершив промышленную революцию, человечество обрело возможность преобразовывать энергию и ее теплоту в работу в необходимом, а зачастую, и в избыточном количестве.

Человек, впервые разжегший искусственный огонь своими руками, не подозревал, какого энергетического джина выпускает на волю.

Все более возрастающие потребности человека в получении энергии, сначала за счет «законсервированной» солнечной энергии - древесины, угля, а впоследствии газа и нефти, привели к тому, что в период технического прогресса для обеспечения функционирования всех видов техники и производства данных ресурсов тепла и энергии стало не хватать.

Человечество в середине ХХ века было вынуждено переходить на использование энергии давно сгоревших звезд периода возникновения Вселенной (выделяемой ядерной энергии при расщеплении атомов) за счет строительства атомных реакторов и установок для получения тепла и энергии.

В XXI веке научные достижения позволили приблизиться к возможности использования энергии первооснов – старейшим запасам энергии зарождения Вселенной в виде водорода, а исследуя «пепел» первооснов – элементарные частицы микромира, человечество замахнулось на «святое» - процесс создания материи, вообразив себя творцом новых вселенных.

Но, постигая новые природные источники энергии, человечество, по сути, до сих пор топчется на месте, воздвигая вокруг себя горы новых опасностей в виде потоков энергии, вещества, информации, негативно воздействующих на его внутреннюю природу. Обеспечивая себе безопасное существование, человек одновременно обеспечил себя новыми видами опасностей, и, расширяя поле деятельности и совершенствуя техносферу, приумножает вероятность реализации этих опасностей, а новые виды опасности приумножают и количество техногенных рисков.

Собственноручно провозгласив себя «хозяином» природы, человечество до сих пор реализует всего лишь одно примитивное открытие – возможность высвобождения энергии, запасенной в период зарождения Вселенной и развития окружающего нас мира, в форме теплоты для производства необходимой для удовлетворения потребностей работы.

Открывая все новые источники получения энергии, процесс совершенствования ее получения не является революционным по своей сути, так как при этом используются, только более эффективным способом, процессы преобразования накопленной за геологическую историю Земли энергии (выделенной при этом теплоты) в работу за счет сгорания различного по природе происхождения топлива.

Человечество в настоящее время решило стоящую перед ним задачу – выделило упорядоченное движение из неупорядоченного, преобразовало его в свою пользу. Но поскольку отличие работы от теплоты состоит в характере движения частиц или объектов, составляющих системы, то возникшие при этом противоречия внутри систем привели к глобализации опасностей, человечеством же и порожденных.

Решение задачи глубокого проникновения в природу асимметрии, выделение из нее новых закономерностей, а, следовательно, и новых, «альтернативных», источников энергии, будет следующим этапом развития человечества. А это в будущем позволит преодолеть не только существующие техногенные опасности, так как исчезнут их источники возникновения в виде накопленной энтропии за счет преобразования теплоты и обратимости процессов, но и перейти на новый этап развития, более гармоничный, экологически целостный и менее энергоемкий, сохраняющий первоисточники природной энергии – окружающую среду в целом.

В результате деятельности человечества многие исследователи оценивают общее состояние процесса цивилизованного развития мирового сообщества не иначе "как глобальный кризис современной цивилизации". Немалую роль в этом сыграл XX век, который начался со взрыва индустрии, а в конце его человечество оказалось у границы экологической катастрофы, порожденной той же индустрией.

Ю.Т. Каганов, Н.Н. Моисеев полагают, что уже в XXI веке существование человечества как биологического вида находится под вопросом. Они отмечают нарастание экологического кризиса, который с неизбежностью должен привести к всемирной экономической и политической катастрофе. Поэтому в самые кратчайшие сроки необходимо найти кардинальные решения по выходу из глобального кризиса.

Е.Н. Князева и С.П. Курдюмов (6), ссылаясь на С.П. Капицу, приводят результаты математического моделирования, согласно которым время обострения глобальных проблем человечества, связанных с ростом населения мира, приходится на 2025 - 2027 годы, чему способствует глобальное ускорение мирового развития, согласно которому 1 миллион лет в палеолите приравнивается к 40 годам в настоящем историческом периоде (см. введение к части 1 пособия).

У любой живой системы, конечно, имеются способности к самовосстановлению. Но они не абсолютны и имеют свои пределы. У природы также существует определенный уровень рекреационной способности.

Ресурсы природы принято подразделять на исчерпаемые и неисчерпаемые, возобновляемые и невозобновляемые, восполнимые и невосполнимые. Относительность данной классификации заключается в том, что поскольку ресурсы природы создаются в ней самой, то они и продолжают образовываться в ней постоянно. Поэтому, говорить об исчерпаемости, невозобновляемости или невосполнимости природных ресурсов нет оснований.

Процесс создания ресурсов нередко занимает миллионы лет, а вот их потребление ограничивается порой несколькими десятилетиями, то есть в историческом плане это происходит практически мгновенно.

И от того, как человечество распорядиться ресурсами природы, во многом зависит будущее самого человечества.