Реклама

Замечания о темпах развития человечества

 

Прежде чем остановиться на увлекательной проблеме грядущего переустройства человечеством Солнечной системы (а может быть, и более удаленных областей Галактики), целесообразно хотя бы вкратце обсудить темпы развития человечества за последние несколько столетий «технологической эры» и проанализировать перспективы на сравнительно близкое будущее. Хорошо известно, что эти проблемы издавна служили ареной острой идеологической борьбы. В начале ХIХ в. английский священник Мальтус выступил с проповедью своей теории, которую Маркс справедливо назвал «людоедской». Согласно Мальтусу рост населения земного шара происходит в геометрической прогрессии, между тем как производство материальных благ следует прогрессии арифметической. Поэтому, полагал Мальтус, прогрессирующее обнищание человечества совершенно неизбежно. Известно, что в качестве выхода из этого затруднительного положения Мальтус проповедовал сокращение рождаемости у неимущих слоев населения, а также уничтожение «лишних» людей в ходе «неизбежных», по мнению Мальтуса, войн. Марксизм вскрыл ошибочный, антинаучный характер мальтузианства. Ниже несостоятельность концепции Мальтуса будет доказана математически.

Как же быстро увеличивалось население нашей планеты за последние столетия? Очень хорошие данные были опубликованы в журнале «Коммунист» З за 1964 г и процитированы в книге «Вселенная, жизнь, разум» И.С.Шкловского.

Эти данные охватывают период с 1000 г. н. э. Мы представим эти данные в виде графика, который приведен ниже (по вертикальной оси принят логарифмический масштаб). На этом графике даны также и прогнозы на начало XXI века: как и предсказывалось, к 2000 году население Земли перешло за планку б млрд. человек.

Приведенная кривая весьма примечательна. Прежде всего, она не может быть представлена экспонентой:

N = N0eαt.

 В логарифмическом масштабе экспонента выглядела бы как прямая линия, чего заведомо нет. Лучше всего кривая роста народонаселения Земли может быть представлен а гиперболическим законом:

N = c / (t0 t).

 Доказательством этого утверждения является линейная зависимость обратной  величины от времени (рис. 56). Точки на этой кривой (вернее, прямой) пропорциональны значениям, полученным для разных дат. Из рисунка следует, что величина 1/N должна будет достигнуть нуля к 20З0 году плюс-минус 5 лет. Если бы рост населения следовал гиперболическому закону и дальше, то около 2030 г. население земного шара стало бы бесконечно большим. Этот вывод, очевидно, абсурден, что следует хотя бы из того, что в 2005 г. население Земли составляет 6,5 млрд человек и, в силу ограниченности биологических возможностей человека, через 30 лет после этого оно никак не может стать бесконечно большим. Следовательно, в ближайшее время сам закон роста народонаселения должен претерпеть радикальные изменения.

Естественным законом увеличения народонаселения является экспоненциальный закон. Последний получается из простого условия, что ежегодный прирост народонаселения пропорционален величине народонаселения. Математически это запишется так:

dN / dt  = α N.

 

Нынешний гиперболический закон увеличения народонаселения всего земного шара (который действует по крайней мере несколько сот лет) обусловлен не столько биологическими, сколько социальными факторами. Согласно этому закону, ежегодный прирост народонаселения определяется уравнением

 

dN / dt = β N2.

 

Преодолев социальные кризисы, человечество может обеспечить нормальный экспоненциальный рост народонаселения, разумным образом подобрав величину α. При таком законе катастрофическое перенаселение (следующее из гиперболического закона) человечеству угрожать никогда не будет.

Как же обстоит дело с «законом» Мальтуса? Опережает развитие производительных сил человечества рост народов населения или отстает от него? Хорошим индексом производительных сил человечества является производство энергии всех видов. Соответствующие данные, охватывающие период от конца ХУII в. до наших дней, содержатся, например, в книге Роуза «Физика плазмы в управляемые термоядерные реакции». Оказывается, что рост производства энергии за это время очень хорошо следовал экспоненциальному закону. В масштабе этого рисунка годичное производство энергии на душу населения земного шара определяется разностью кривых роста производства энергии в роста народонаселения. Мы видим, что эта разность, вплоть до настоящего времени, все время росла. Так как производство энергии на душу населения есть хороший показатель среднего уровня благосостояния, кривые, изображенные на нашем графике, являются математическим опровержением «закона» Мальтуса. Разумеется, если экстраполировать рост населения земного шара по ныне действующему гиперболическому закону, в начале ХХI в. обе кривые пересекутся. Но выше было показано, что такая экстраполяция является совершенно незаконной. С неизбежностью гиперболический закон роста народонаселения к тому времени будет заменен на экспоненциальный. Такая ситуация уже давно (около 150 лет) существует в экономически развитых странах. Однако увеличение населения всего земного шара в течение последнего периода определялось в основном слаборазвитыми странами. В коммунистическом обществе будущего, построенном на разумных началах, экспонента, описывающая развитие производительных сил, всегда будет круче, чем экспонента, описывающая рост народонаселения. Это обеспечит неуклонный рост материального благосостояния каждого члена общества.

Однако нельзя не отметить, что в наше время рост производства энергии на нашей планете уже близится к физическим пределам. В наши дни человечество ежегодно производит энергию, соответствующую производству 5 млрд. т антрацита. Ежесекундное производство составляет около 6*1012 Дж (то есть суммарная мощность всех энергоустановок человечества составляет 6*1012 Вт), причем каждые 20 лет эта величина удваивается, что слдеует из экспоненциального закона. Эта тенденция довольно устойчива и держится уже около 200 лет. При таких темпах через 200 лет производство энергии вырастет в тысячу раз в достигнет 3*1015 Вт. Вполне вероятно, что это на ступит даже раньше, так как ресурсы угля и нефти сравнительно невелики и в ближайшие десятилетия следует ожидать революции в энергетике, связанной с массовым производством ядерной энергии. 3*1015 Вт составляют уже около 1% потока солнечной энергии, непрерывно падающей на Землю. Дальнейшее увеличение производства энергии с неизбежностью повлечет за собой изменение теплового режима Земли, что может привести к весьма неприятным по следствиям. Разумеется, до этого начнется широкое использование солнечной энергии, но здесь есть предел: вероятнее всего, можно будет использовать не более 10% от всего потока энергии излучения Солнца.

Сторонники капиталистического развития считают, что придется строжайше запретить дальнейшее развитие и застабилизировать энергетику – это нашло отражение в «Киотском протоколе». Вряд ли, однако, это будет возможно. Скорее всего, мощные энергетические системы будут вынесены в космическое пространство. Этот неизбежный и закономерный процесс и был в свое время предсказан К. Э. Циолковским. Подробнее об этом речь будет идти в следующей главе.

Неоднократно отмечалось, что технологическое развитие нашей цивилизации за последние сотни лет носит катастрофически быстрый, почти взрывной характер. Интересной иллюстрацией к сказанному является таблица, составленная в 1970 году известным английским ученым и писателем-фантастом Кларком.

Таблица 12

ПРОШЛОЕ

Год

 

Транспорт.

 

Связь, информация.

Технология.

 

Биология, химия.

Физика.

 

1800

 

Локомотив. Пароход.

 

Телеграф.

 

Паровой двигатель.

 

Неорганическая 

химия.

Синтез мочевины.

Атомная теория.

 

1850

 

Автомобиль.

 

Телефон. Фонограф.

 

Механические станки.

Электричество.

Органическая химия.

Красители.

Спектроскопия. Сохранение энергии.

Электромагнетизм.

1900

 

Самолет.

 

Вакуумная трубка.

 

Дизельные двигатели. Газолиновые двигатели. Массовое производство.

Генетика.

Витамины.

 

Рентгеновы лучи. Электрон.

Радиоактивность. Специальная теория относительности.

1910

 

Радио.

 

Пластики.

Изотопы.

1920

 

 

 

 

 

 

 

Хромосомы. Гены.

 

Общая теория относительности. Строение атома.  Волновая механика

1930

 

 

 

Телевидение.

 

 

 

Язык пчел. Гормоны.

Нейтроны.

 

1940

 

Ракеты. Вертолет.

 

Радиолокация. Магнитная запись. Электроника.

Электронно-вычислитель-ные машины.

Кибернетика.

Магний из моря.

Атомная энергия.

 

Антибиотики.

Кремний.

 

Деление урана. Ускорители.

Радиоастрономия.

 

1950

 

Спутники.

 

Транзисторы.

Мазер. Лазер.

 

Автоматика. Водородная бомба.

Успокаивающие средства.

МГГ.

Несохранение четности.

 

1960

 

Космические корабли.

 

 

 

 

Структура белка.

 

 

 

 


 

Продолжение таблицы 12

БУДУЩЕЕ

Год

 

Транспорт.

 

Связь, информация.

Технология.

 

Биология, химия.

Физика.

 

1970

 

Космическая лаборатория, посадка на Луну.

Ядерная ракета.

Машинный перевод.

 

Электрические аккумуляторы.

 

Китовый язык.

 

 

 

1980

 

Посадка на планеты.

 

Персональное радио.

 

Термоядерный синтез.

 

Экзобиология, искусственный организм.

Гравитационные волны.

 

1990

 

 

 

Искусственный разум.

 

Передача энергии по радио.

Увеличение восприятия.

 

Внутриядерная структура.

 

2000

 

Колонизация планет.

Всемирная библиотека.

Освоение моря.

 

 

 

 

 

2010

 

Путешествие к центру Земли.

 

Телепати-ческие устройства. Логический язык.

Контроль погоды.

 

Контроль наследствен-ности.

 

Ядерный катализ.

 

2020

 

Межзвездный зонд.

Робот.

 

Космическая геология.

 

 

 

 

2030

 

 

 

Контакт с внеземными цивилизациями

 

 

Биоинженерия.

Разумные животные.

 

 

2040

 

 

 

 

 

 

 

Обесчув-ствление.

 

 

2050

 

Контроль над гравитацией.

Запасная память.

Планетная инженерия.

 

 

 

 

2060

 

 

 

 

 

 

 

Искусственная жизнь.

Разрушение пространства-времени.

2070

 

Околосветовые скорости.

 

 

Контроль над климатом.

 

 

 

 

2080

 

Межзвездный полет.

 

 

 

 

 

 

 

 

2090

 

Передача материалов.

Мировой мозг.

 

Астро-инженерия.

Бессмертие.

 

 

 

2100

 

Встреча с инопланетными существами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Первая половина таблицы дает краткую хронологическую сводку основных технических достижений человечества в различных областях его деятельности с 1800 г. и до наших дней. Вторая половина этой таблицы дает соответствующий прогноз на довольно близкое будущее. Сама по себе попытка построить такую таблицу является в такой же степени смелой, как и увлекательной. Конечно, можно не соглашаться с Кларком по поводу отдельных деталей первой половины этой таблицы. Так, например, трудно согласиться с тем, что Кларк придает одинаковый вес технологии извлечения магния из морской воды (кстати сказать, пока еще далекой от совершенства) и открытию эффективных методов получения атомной энергии. В основном же, на наш взгляд, эта часть таблицы Кларка неплохо отражает основные вехи технологического развития человечества за последние полтора-два столетия.

Что же можно сказать о правой половине таблицы Кларка (особенно с учетом того, что первые 25 лет описанного им «будущего» уже прошли? Конечно, эта часть таблицы Кларка является весьма спорной, отдельные предсказанные открытия не обязательно будут совпадать с соответствующими датами.. Любопытно отметить, что Кларк почти точно предсказал время высадки астронавтов на Луны или создание Стандартной модели строения материи (по терминологии Кларка – «внутриядерная структура») в 1990-х годах, или клонирования и появления трансгенных организмов (по терминологии Кларка – «экзобиология, искусственный организм») в последние годы ХХ века. Хотя во многом он и ошибся. Так, в то время как предсказанные Кларком на 1980 год посадка на планеты и термоядерный синтез не состоялись (что является делом близкого будущего), в его таблице нет даже упоминания о двух крупнейших изобретениях, чрезвычайно изменивших уклад жизни людей на рубеже XX и XXI веков – речь идет об интернете и о мобильной телефонной связи.

С нашей точки зрения, очень трудно предвидеть фундаментальные открытия в области физики. Весьма туманным, например, представляется «разрушение пространства – времени», планируемое через столетие... Автор этой книги также вряд ли согласится с тем, что около 2100 г. состоится волнующая встреча с разумными существами, обитающими на других планетных системах. Вопрос сводится к тому, кто кого найдет? Если они нас, то это, очевидно, может произойти когда угодно - либо через 10 лет, либо через тысячелетия. Некоторые оптимисты считают, что такая встреча уже состоялась, причем в историческое время (см. главу о палеоконтакте). Если же в качестве «активного фактора» выступят земляне, то сро