Мифы и утопии в экологии

Откуда пришел миф о безотходности экологических систем теперь, пожалуй, никто не вспомнит. Возможно, он как-то связан с представлениями о «круговороте веществ в природе».

О живой природе действительно можно говорить как о саморегулирующейся, самовозрождающейся, каждый организм – воплощение этого. Но только пока он живой. Погасла жизнь, и неотвратимо начинаются разрушительные физико-химические процессы. В экосистемах от элементарного биогеоценоза до глобальной биосферы существуют биогеохимические обмены – круговороты веществ. Относительно замкнутые. Но только относительно. Не шестеренки же, в самом деле, экосистемы! Им нечем «зацепиться» друг за друга иначе, как за счет пусть небольшой, но все же открытости, вещественной взаимозависимости между собой. Наиболее независимы огромные экосистемы суши и океана. Но и между ними обмен все же идет и за счет сноса твердых веществ, и за счет взаимообмена газами, влагой, биогенными веществами, а в зоне контактов суши и океана развиваются пограничные экосистемы типа мангров. Многие виды рыбы идут метать икру из морей в реки, а другие, подобно угрю, для этого перемещаются из рек в море. Где же тут замкнутость круговоротов?

Говорят, в природе все утилизируется. Нет, не все. При полной утилизации не формировались бы почвы, не отлагались бы торфы. В тропических лесах, где круговорот веществ наиболее совершенен, почв практически нет. А в черноземных степях – почти двухметровый слой, да и под ним не просто минеральный слой, но продукт былых экосистем. Если бы биосфера была «безотходной», так откуда взялись бы все биогенные осадочные породы – мелы, известняки, мраморы и другие? Уголь, нефть, сланцы – все это ведь тоже «отходы» прошлых биосфер.

Секрет природы не в том, что она безотходна, а в том, что неизбежные отходы так захоронены и в таком виде, что они не оказывают вредного воздействия на природу на будущих этапах ее развития. Если, конечно, не вмешивается человек.

Сжигая в огромных количествах угли и нефти, мы выпускаем в атмосферу ту углекислоту, что была надежно захоронена – эволюционно депонирована природой древних эпох. А потом с удивлением замечаем климатические аномалии. Кто-то до сих пор еще полагает, что ничего страшного не произойдет. Сжигали и будем еще больше сжигать органического топлива. Природа все стерпит...

До сих пор еще высказываются суждения о том, что можно «обогатить» землю. Осушить болота, соорудить водохранилища и обводнить поля, вырубить леса, превратив их в луга и нивы, и т.п. Да, если думать только о сегодняшних потребностях человека, такое «обогащение», возможно, даст людям нужную им продукцию, хотя и до определенных пределов. Еще древние охотники подметили: достаточно сжечь по ранней весне сухую траву и луг зазеленеет раньше, а на зелень придут звери – объекты охоты. Но, если траву выжигать из года в год, это не будет давать органической прибавки почвам. Луг довольно быстро обеднеет, захиреет. То же самое происходит в случае осушения или обводнения, при неразумной вырубке лесов, при перегрузке выпаса. Нарушение экологического равновесия на первых порах может дать экономический результат, но затем оборачивается экологической катастрофой.

Разговоры о «несовершенстве» биосферы и мифы о возможности заменить ее идеальной техносферой терпят полный конфуз. Судите сами. Суточные прогнозы погоды мы считаем хорошими, если ошиблись не более чем на одну пятую. Прогнозы урожаев на год еще более приблизительны: хороший – плохой. Ну, а если мы попробуем смоделировать и просчитать биосферу, состоящую из миллионов биогеоценозов, то быстро поймем, что тут, как об этом говорил еще «отец» кибернетики Н. Винер, – дело безнадежное. Слишком она сложна. Ведь для того, чтобы что-то спроектировать, нужно сделать расчеты. И ни разу крупно не ошибиться. Ни на короткое время, ни на длинное, ни на эволюционное.

Какова же сложность рассчитываемой системы? Как это можно себе представить? Возьмем не всю биосферу, а лишь один-единственный вид из миллионов биогеоценозов и среду, которая его окружает. Известно, что 100 пар аллелей (состояний гена) дают разнообразие порядка 10⁵⁰. Описание среды потребует еще не менее чем 10¹⁰ бит информации. Итак, нужно просчитать систему со сложностью 10⁶⁰ бит только для одного вида. И это не человек с его степенью сложности не менее 10¹⁰⁰⁰, а простенький низший организм. Предположим, задачу возьмутся скоординировано решать 10 миллиардов (!) ЭВМ с чрезвычайной, едва ли достижимой скоростью 10 миллиардов (10¹⁰) бит в секунду. Следовательно, скородействие всей этой армады 10²⁰ операций в секунду. В году 31 536 000 или примерно 32·10⁶ секунд. Значит, за год можно просчитать при таких совершенно фантастических возможностях 32·10²⁶ комбинаций. Число 10⁶⁰ удастся просчитать примерно за 3·10³² лет. Пусть я тысячу раз не прав (10³). Останется 3·10²⁹ лет. Пусть не прав тысячу миллиардов раз (10¹²). И еще останется 10²⁰ лет. А вся Земля как твердое тело существует всего где-то около 5·10⁹ лет! Ясно: не только создать, но и просчитать нечто подобное биосфере – утопия.

А как обстоят дела с «сопроматом» природы? Об устойчивости природных систем мы знаем ничтожно мало, но уже убедились, что она значительно ниже, чем нам хотелось бы. Кара-Богаз-Гол нас, кажется, кое-чему научил... Например, тому, что есть вещи, с которыми просто нужно смириться. Нельзя изобрести «вечный» двигатель, нельзя стать физически бессмертным, нельзя сделаться «сильнее» природы. Можно лишь погибнуть вместе с нею. И таких непреодолимых ограничений десятки. Еще Эпикур более двух тысячелетий назад писал: «Не следует насиловать природу, следует повиноваться ей, необходимые желания исполняя, а также естественные, если они не вредят, а вредные сурово подавляя».

Любая система развивается за счет окружающей ее среды. Система человечества растет и по численности и по суммарным потребностям, увеличивается экспоненциально не только и даже не столько по количеству индивидов, сколько по техногенному давлению на среду жизни. При таком положении, даже если для всех отраслей хозяйства разработаны малоотходные технологии, это будет лишь временным выходом из положения, отсрочкой катастрофы, но не кардинальным решением экологических задач.

Некоторые тут бросаются в крайности – возникла утопия пуританства во спасение, различные варианты клича «Назад, в пещеры!», «Умерить потребности!». Но ведь это не может быть решением глобальной проблемы.

Или еще одна утопия. Великая и красивая утопия К.Э. Циолковского: «Человечество не останется вечно на Земле...» Увы, она тоже нереальна. Наша маленькая планета не обладает такими энергетическими возможностями, чтобы переправить хотя бы половину человечества на другие планеты. Это объективное ограничение, ибо оно диктуется не тем, что не хватит энергии, а невозможностью ее использования без вреда для биосферы Земли для тех людей и других живых организмов, которые на ней останутся. Нас сейчас отделяет от тепловой смерти биосферы лишь один порядок величин. Будем использовать в 10 раз больше энергии, чем сейчас, и погибнем. Опять все упирается в энергетику.

Удвоение вложения энергии не обеспечивает удвоения продукции. Это неоспоримо, это естественноисторический закон. Чем дальше, тем больше энергии мы будем вынуждены вкладывать для получения каждой новой единицы продукции, невольно приближая тепловой крах планеты. И никакая экономия энергии в исторической перспективе нам не поможет. Самый утопичный миф – легенда о возможности бесконечного расширения резервов Земли – развеялся как дым.

Что же делать? Что делать в условиях термодинамических ограничений, когда все мифы лопнули, а надежды стали нереальными мечтаниями? Путь, вероятно, только один: если гора (природа) не идет к Магомету (человеку), Магомет идет к горе.

Иными словами, речь идет об осознании человеком своего места на Земле, себя как неотъемлемой части биосферы. Не «обогащение» природы, а обогащение человечества знаниями, культурой. Не экстенсивное расширение количества людей и не «исхудание» их и обеднение на почве умозрительного аскетизма, а осознанный, разумный подход к регулированию рождаемости и полное обеспечение всеми необходимыми материальными благами граждан Земли.

Если средства, используемые сейчас на решение проблем типа гонки вооружения, перебросить на просвещение, образование народов мира, на обеспечение всем необходимым, на сохранение здоровья людей, задача будет решена.

В странах, где большинство населения малограмотно, постоянно голодает, лишено нормального медицинского обслуживания, как правило, рождаемость во много раз выше, чем там, где люди сыты, образованны, здоровы. Это – непреложное правило. Более высокий уровень культуры и сознания помогает легче регулировать размер семьи.

Или система человечества перестанет экстенсивно расти и перейдет на интенсивный путь саморазвития, или какой-то очередной СПИД сметет с лица Земли «излишки» – миллионы неразумных двуногих, которые наивно верили, что гора с поклонами придет к Магомету.

Ноосфера, о которой говорил И. Вернадский, – это не искаженная технизированная планета. Ноосфера прежде всего в людях, а не вне их. Управлять человечеством легче, чем природой, и нужно научиться это делать.

Еще недавно мы что-то не понимали, что-то не хотели понимать, прячась в дыму мифов и утопий. Пришло время ясно осознать, что путь к спасению планеты и жизни на ней в разумном подходе людей к своему месту на Земле, к себе как неотторжимой части биосферы. Человек обречен, если он не подчиняется законам природы, – к такому выводу приходят все виднейшие мыслители с древних времен до наших дней. К их голосу стоит прислушаться.

Ранее опубликовано:

Наука и жизнь. 1988. №7.