Главная > Разное > Эволюция атмосферы, биосферы и климата
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 3. Первая глобальная модели

Термин «глобальный» получил ныне широкое распространение. Это веяние времени — сегодня вопросы глобального, общепланетарного характера играют все большую роль в жизни человеческого общества. Глобальными теперь принято называть любые проблемы, относящиеся к планете в целом. Это могут быть и вопросы экологии человечества — дисциплины, в которой человечество рассматривается как единое целое, и международные социально-правовые и экономические проблемы, и вопросы климата, и многие другие, требующие рассмотрения нашей планеты как единого организма.

Взаимосвязь людей по мере развития цивилизации настолько усиливается, что решение многих практических вопросов не позволяет ограничиваться изучением ситуаций, локализованных в каком-либо одном регионе земного шара. Даже вопросы чисто регионального характера — торговли или политики — могут оказать существенное влияние на условия жизни людей в других частях света. В не меньшей мере это утверждение относится и к процессам геофизической природы: крупные гидротехнические проекты, использование ресурсов океана, антропогенные загрязнения атмосферы, где бы они сегодня ни происходили, влияют на условия существования и судьбу всего человечества.

Таким образом, интерес к проблемам глобального характера вполне оправдан ролью, которую они сегодня играют в жизни общества. «Глобальный» подход превращается постепенно в большое самостоятельное научное направление. Оно охватывает не только проблемы, относящиеся к естественным наукам (проблемы климата, глобальная циркуляция океана, биогеохимические циклы, как, например, цикл углерода и т. д.). Сегодня глобальными проблемами начали заниматься и представители общественных наук, и, прежде всего, экономисты, обеспокоенные возможным исчерпанием природных ресурсов. С каждым десятилетием становится все более очевидной необходимость планируемого развития, которое должно опираться на глубокие знания взаимодействий человеческой деятельности и изменения природных факторов.

Датировать начала глобальных исследований очень трудно — ученых всегда интересовали общие вопросы эволюции нашей планеты характер процессов, которые на ной происходят. Но с термином «глобальные исследования»

следует связывать, по-видимому, лишь те работы, которые ориентированы на изучение влияния, которое может. оказывать человек на протекание процессов общепланетарного характера. Если термин «глобальный подход» понимать в таком смысле, то основателем этой дисциплины мы должны считать В. И. Вернадского.

При этом имеется в виду не только его учение об эволюции земной коры и о роли жизни в ее развитии. Основой глобалистики, ее началом является учение В. И. Вернадского о ноосфере как естественном этапе эволюции Земли. Это очень глубокая мысль, связывающая воедино проблемы эволюции и экологии. Возникновение жизни, возникновение разума, познающего себя, и проблемы, с ним связанные, и, наконец, возникновение ноосферы, когда дальнейшее развитие планеты определяется действием разума, - зто все звенья единого эволюционного процесса, процесса развития космического тела, именуемого Землей. В этом контексте экология человека превращается в дисциплину, изучающую условия, обеспечивающие возможность целенаправленного развития этого процесса.

Представления В. И. Вернадского о возникновении «сферы разума», когда на определенном этапе развития цивилизации человек возьмет на себя ответственность за последующий ход эволюции Земли, формулируют некоторые необходимые условия дальнейшего существования и развития человечества. Естественный выход из теории Вернадского почти очевиден: дальнейшее развитие человеческой цивилизации, которую нельзя отделить от развития самой Земли и, прежде всего, ее биосферы, должно быть управляемым и целенаправленным, должно представлять собой коэволюцию человека и биосферы. Не противопоставление, а коэволюцию, не подчинение одного другому, а естественный процесс совместного развития. Только так и можно трактовать учение о ноосфере.

Однако целенаправленное развитие — это развитие управляемое. А любое управление сводится в конечном счете к принятию того или иного решения. Его выбор в свою очередь основывается на информации о состоянии управляемого объекта и знании его свойств. Оно предполагает возможность оценить результаты принимаемых (или возможных) решений и действий по их реализации и по их соответствию целям управления. Схема любого управляемого процесса изображена на рис. 1.

Измерительный комплекс, как бы он ни был реализован, в разных системах играет одну и ту же роль: он

позволяет оценить не только состояние объекта, но и его в соответствие желаемому (т. е. цели управления). Например, в автопилоте эту функцию реализует гироскоп, в ректификационных колоннах — система приборов, измеряющих температуру. В системах управления окружающей средой, когда они возникнут, роль измерительного комплекса будут играть службы мониторинга.

Рис. 1.

(Мы еще вернемся к обсуждению тех требований, которым они должны удовлетворять.)

Выбор воздействий в технических системах управления производится автоматически (например, по рассогласованию реальной и расчетной величин угла тангажа вырабатывается команда рулям высоты). В больших системах организационного управления в этом блоке присутствуют не только системы сбора и обработки различной информации, но и сложные математические модели, позволяющие прогнозировать развитие процесса в зависимости от решения, которое принимает руководство. На этом этапе уже может быть широко использована вычислительная техника. Кроме того, система выработки решения — это всегда некоторая вполне определенная система процедур, помогающая лицам, отвечающим за принимаемое решение, избежать ошибок и по возможности упростить их действия. Другими словами, система процедур выбора решений — это некоторый алгоритм, предельно использующий возможности человеко-машинного диалога.

Последний этап — реализация решения. В системах технического управления это некоторый силовой агрегат (рулевая машина), позволяющий придать управляющим органам вполне определенное положение. Так, например, система автоматического управления самолета — рулевая машина — осуществляет поворот рулей на заданный угол, который «отработал» автопилот. В системах народнохозяйственного или организационного управления реализация последнего акта управленческого процесса

обычно осуществляется специальной службой или службами, которые выпускают соответствующие документы, организуют проверку исполнения, вырабатывают меры поощрения, наказания или другие механизмы воздействия, способные изменить характер управленческого процесса. Что касается управления биосферой, превращения ее в ноосферу, то для нас описанная схема должна быть существенным образом дополнена. Дело в том, что в такой системе управления отсутствует важный исходный элемент цель управления. А без него, без четко поставленной цели говорить об управлении нет смысла.

Я уже пытался говорить о цели, и для этого был сформулирован принцип коэволюции человека и биосферы. Но если с философской точки зрения понятие о коэволюции и ее обеспечение в дальнейшем и может быть принято в качестве отправной позиции для социологического и философского анализа, то их совершенно недостаточно для построения той или иной системы управления. Нам придется не просто уточнить и даже расшифровать понятие коэволюции, но и придать этому термину количественные характеристики, без которых невозможно говорить о каком-либо обоснованном распределении ресурсов управления. Поэтому на нынешнем этапе развития теории ноосферы центральной является не столько проблема управления или проблема создания системы управления процессами, протекающими в биосфере, сколько формирование доктрины, позволяющей придать количественные выражения тем параметрам биосферы, которые мы будем стремиться обеспечить.

Современному уровню техники, современным возможностям цивилизации отвечает вполне определенная область гомеостазиса — область тех значений параметров биосферы, которые допускают дальнейшее развитие человеческого общества. И коэволюция человека и биосферы мне представляется некоторым процессом человеческой деятельности, которая сохраняет эти параметры в допустимой области. Эта область представляется достаточно узкой. Так, например, понижение средней температуры планеты на 3 - 3,5 °С нарушит стабильность ледникового покрова и единственным состоянием гидросферы, по-видимому, сделается лед, который покроет поверхности океанов. В этих условиях человечество вряд ли сможет долго просуществовать, несмотря на всю мощь современной науки и техники. Точно так же повышение средней температуры на 3-4 °С (может быть 5 °С) грозит такими

последствиями, с которыми современная цивилизация может и не справиться.

Сохранение status quo - это не альтернатива надвигающимся экологическим трудностям, и его нельзя формулировать в качестве цели управления окружающей средой. Человечество должно развиваться. Оставаясь частью биосферы, оно будет на нее воздействовать и изменять ее параметры. Значит, прежде всего необходимо ясное понимание возможных результатов человеческих действий, которые могут однажды вывести параметры биосферы на предельные значения. Они определяют границу гомеостазиса. Особую опасность представляют те значения параметров биосферы, которые следовало бы назвать критическими или бифуркационными. Они могут порождать начало необратимых процессов, изменить течение которых человечество окажется уже не в силах.

Каждая развивающаяся система имеет целую совокупность параметров, бифуркационные значения которых порождают множество возможных путей эволюции. И предсказать, каким будет этот путь, невозможно из-за стохастичности, присущей нашему миру. И чем больше система, тем более мощно множество критических значений ее параметров. Биосфера Земли является грандиозной системой, обладающей огромным бифуркационным множеством, о котором мы почти ничего не знаем. Но ведь каждое такое значение способно быть началом необратимого перехода биосферы в новое квазистационарное состояние. И оно может оказаться уже вне пределов области гомеостазиса. Действия людей, изменявших значения этого предела, вероятно, еще недостаточны, чтобы уничтожить биосферу. Но в новом ее стабильном состоянии уже может и не быть места для человечества!

Вот почему я думаю, что развитие теории ноосферы в качестве своего естественно-научного фундамента должно содержать, прежде всего, исследования критических (бифуркационных) значений параметров биосферы. Так формулируемая проблема не укладывается в какую-либо из существующих дисциплин и требует новых и непривычных подходов. Прежде всего, для ее изучения недостаточно локальных исследований, посвященных тому или иному конкретному вопросу. Необходимо разработать аппарат, позволяющий изучать планету в целом, как единую систему. Другими словами, необходимо научиться от локальных исследований переходить к глобальному анализу.

Кроме того, подобные исследования должны широко использовать математические модели. И только анализ таких моделей дозволит выяснить те особенности системы, те механизмы, которые могут привести ее развитие к катастрофическим последствиям для нашей цивилизации.

Это очень важное утверждение — никаких экспериментов с биосферой мы проводить не только не можем, но и не имеем права. Единственным инструментом глобалистики являются математические модели — модели процессов общепланетарного масштаба. И первой такой глобальной моделью была модель круговорота веществ, предложенная В. А. Костицыным.

Эта модель была совершенно элементарной. Она состояла из простейших балансовых соотношений, в которых фигурировал расход кислорода, азота и углекислого газа. Основное внимание в этом круговороте «главных» биогенных элементов автор сосредоточил на роли живой материи. При ее отсутствии никакого круговорота не происходит. Такая постановка была вполне оправдана теми целями, которые ставил автор. Он вполне резонно говорил о том, что при современном ему состоянии экспериментальных наук вряд ли возможно рассчитывать на то, что предлагаемая модель позволит дать более или менее точные количественные оценки. Основную задачу анализа автор видел в качественном исследовании процесса. Он стремился установить основные механизмы, определяющие качественное поведение системы. И для этого было естественно изучать такие модели, в которых интересующий его механизм мог быть выделен наиболее наглядным образом.

Модели, предложенные Костицыным, принято называть точечными или нульмерными, поскольку в них не учитывается распределение изучаемых элементов по площади — планета считается точкой.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление