Как устроен мир на самом деле. Наше прошлое, настоящее и будущее глазами ученого - [5]
Меня никогда не привлекала перспектива пробурить самую глубокую скважину и стать лучшим специалистом по крошечному кусочку неба, видного с ее дна. Я всегда предпочитал смотреть как можно шире и дальше — насколько позволяли мои ограниченные возможности. Всю жизнь меня интересовало такое направление, как исследования в области энергии, поскольку удовлетворительное понимание этой обширной сферы требует знания физики, химии, биологии, геологии и инженерного дела, а также учета исторических, социальных, экономических и политических факторов.
Почти половина из моих теперь уже более 40 (в основном научных) книг имеют отношение к разным аспектам энергии, от масштабных исследований общей энергетики и использования энергии на протяжении всей истории человечества до более подробного анализа отдельных категорий топлива (нефть, природный газ, биомасса), конкретных свойств и процессов (плотность энергии, передача энергии). Остальные мои работы имеют междисциплинарный характер: я писал о таких фундаментальных явлениях, как развитие — во всех его естественных и антропогенных проявлениях — и риск; я писал об окружающей среде (биосфере, биохимических циклах, глобальной экологии, эффективности фотосинтеза и урожаях), о продуктах питания, сельском хозяйстве, материалах (прежде всего стали и удобрениях), технических достижениях, о прогрессе и неудачах производства, а также об истории Древнего Рима и современной Америки, о японской еде.
Таким образом, эта книга — результат трудов всей моей жизни. Она написана для неспециалистов и стала итогом моих стремлений понять основные аспекты биосферы, истории и мира, который мы создали. И она призвана продолжить то, на чем я настаивал на протяжении нескольких десятилетий: держаться как можно дальше от экстремальных точек зрения. Нынешние (предельно жесткие или предельно фантазирующие) защитники таких позиций будут разочарованы: здесь они не найдут ни стенаний по поводу конца мира в 2030 г., ни одержимости волшебной преобразующей силой искусственного интеллекта, который появится раньше, чем мы думаем. Нет, эта книга пытается предложить основу для более взвешенной и неизбежно агностической перспективы. Надеюсь, что мой рациональный, основанный на фактах подход поможет читателям понять, как на самом деле функционирует наш мир и каковы наши шансы на лучшие перспективы для будущих поколений.
Но прежде чем переходить к конкретным темам, я хотел бы вас кое о чем предупредить, а возможно, и попросить. Эта книга изобилует цифрами (в метрической системе), поскольку реалии современного мира невозможно понять только с помощью качественных описаний. Многие цифры, приведенные в этой книге, либо очень большие, либо очень маленькие, и поэтому для их понимания удобнее оперировать порядками величин, которые обозначаются признанными во всем мире префиксами. Если вы не знакомы с основами такого представления чисел, вам поможет приложение, посвященное числам, большим и маленьким, — некоторым читателям стоит начать знакомство с этой книгой с конца. В противном случае мы встретимся с вами в главе 1, предлагающей более подробный, количественный рассказ об энергии. Это тема, которая никогда не выйдет из моды.
1
Энергия
Топливо и электричество
Представим не совсем обычный сценарий научно-фантастического романа: не путешествие к далеким планетам в поисках жизни, а Земля и ее обитатели как объект дистанционного наблюдения высокоразвитой цивилизации, которая посылает свои зонды в соседние галактики. Зачем они это делают? Просто для систематического расширения своих знаний и, возможно, предупреждения опасных сюрпризов, если третья планета, вращающаяся вокруг ничем не примечательной звезды в спиральной галактике, превратится в угрозу? А может, на тот случай, если им потребуется второй дом? Поэтому они периодически проверяют Землю.
Представим, что зонд приближается к нашей планете каждые 100 лет и что он запрограммирован на второй проход (более тщательное исследование) только при обнаружении ранее ненаблюдаемого способа преобразования энергии — превращения энергии из одной формы в другую — или соответствующего физического воплощения. В терминах общей физики любой процесс — дождь, извержение вулкана, рост растения, питание животного или совершенствование человеческого разума — можно определить как последовательность преобразований энергии, и на протяжении сотен миллионов лет после образования Земли зонды видели бы одну и ту же однообразную (с небольшими вариациями) картину извержений вулканов, землетрясений и атмосферных бурь.
Фундаментальные сдвиги
Первые микроорганизмы появились на нашей планете около 4 миллиардов лет назад, но пролетающие мимо зонды инопланетян не заметили бы их, поскольку эта форма жизни оставалась редкой и скрытой от наблюдения, сосредоточившись в окрестностях щелочных гидротермальных источников на океанском дне. Первая причина для более близкого знакомства появляется приблизительно 3,5 миллиарда лет назад, когда зонд регистрирует на мелководье первые простые одноклеточные организмы, способные к фотосинтезу: они поглощают инфракрасное излучение ближнего диапазона — сразу за видимым спектром, — но не вырабатывают кислород
Преобразование энергии в свет, движение и тепло стали залогом нашего культурного и экономического прогресса. Вацлав Смил, заслуженный профессор факультета охраны окружающей среды и специалист в области энергетики, экономики и истории подробно объясняет, как энергия формировала общество на протяжении всей истории. От охотничье-собирательского уклада жизни до современной цивилизации.
Канадский ученый, эколог и политолог Вацлав Смил знаменит своими работами о связи энергетики с экологией, демографией и реальной политикой, а также виртуозным умением обращаться с большими массивами статистических данных. Эта книга, которая так восхитила Билла Гейтса, обобщает самые интересные материалы, которые Смил пишет для журнала IEEE Spectrum – одного из ведущих научно-инженерных изданий мира, и представляет собой актуальное руководство для понимания истинного положения дел на нашей планете.
Почему при течении воды в реках возникают меандры? Как заставить бокал запеть? Можно ли построить переговорную трубку между Парижем и Марселем? Какие законы определяют форму капель и пузырьков? Что происходит при приготовлении жаркого? Можно ли попробовать спагетти альденте на вершине Эвереста? А выпить там хороший кофе? На все эти вопросы, как и на многие другие, читатель найдет ответы в этой книге. Каждая страница книги приглашает удивляться, хотя в ней обсуждаются физические явления, лежащие в основе нашей повседневной жизни.
В брошюре Н. И. Рязанцева «Есть ли у человека судьба?» говорится, что этот вопрос вызываег иногда горячие споры как среди людей преклонного возраста, так и среди молодежи. Что же такое судьба, можно ли ее избежать, существует ли она на самом деле? В зависимости от того, как тот или иной человек отвечает на подобные вопросы, можно узнать, каков у него взгляд на весь окружающий нас мир, как он оценивает ход и исход различных событий. С верой в судьбу в известной степени связано поведение человека в семье и его отношение к явлениям общественной жизни.
Что мы знаем о Спартаке? Нет, я сейчас не про футбольный клуб. Гладиатор, который поднял восстание рабов, разбил наголову противостоящие ему легионы и почти взял Рим? И лишь когда он отпустил основную часть своих людей, его смогли одолеть? Или нет?
Польский ежемесячный научно-популярный журнал для детей.
Расшифровка генетического кода, зашита от инфекционных болезней и патент на совершенную фиксацию азота, проникновение в тайну злокачественного роста и извлечение полезных ископаемых из морских вод — неисчислимы сферы познания и практики, где изучение микроорганизма помогает добиваться невиданных и неслыханных результатов… О достижениях микробиологии, о завтрашнем дне этой науки рассказывает академик АМН СССР О. Бароян.
Эта книга предназначена для людей, обладающих общим знанием биологии и интересом к ископаемым остаткам и эволюции. Примечания и ссылки в конце книги могут помочь разъяснить и уточнить разнообразные вопросы, к которым я здесь обращаюсь. Я прошу, чтобы мне простили несколько случайный характер упоминаемых ссылок, поскольку некоторые из затронутых здесь тем очень обширны, и им сопутствует долгая история исследований и плодотворных размышлений.
«Когда человек переживает нечто ужасное, его разум способен полностью похоронить воспоминание об этом в недрах подсознания – настолько глубоко, что вернуться оно может лишь в виде своеобразной вспышки, “флешбэка”, спровоцированного зрительным образом, запахом или звуком». На этой идее американские психотерапевты и юристы построили целую индустрию лечения и судебной защиты людей, которые заявляют, что у них внезапно «восстановились» воспоминания о самых чудовищных вещах – начиная с пережитого в детстве насилия и заканчивая убийством.
В книге поднимается множество вопросов, связанных с навыком ориентирования в пространстве как у животных, так и у людей. За счет чего животные обладают способностью мигрировать и ориентироваться с поразительной точностью? Как наши предки с присущим им авантюризмом распространились по всему миру без карт и навигационных инструментов? Как наш мозг воспринимает время и пространство? «Я спросила себя: что происходит, когда мы доверяем навигацию гаджету? Даже предыдущее поколение навигационных приборов – компас, хронометр, секстант, радио, радар – требовало от нас внимания к окружающему миру.
Владимир Яковлевич Пропп – выдающийся отечественный филолог, профессор Ленинградского университета. Один из основоположников структурно-типологического подхода в фольклористике, в дальнейшем получившего широкое применение в литературоведении. Труды В. Я. Проппа по изучению фольклора («Морфология сказки», «Исторические корни волшебной сказки», «Русский героический эпос», «Русские аграрные праздники») вошли в золотой фонд мировой науки ХХ века. В книгах, посвященных волшебной сказке, В. Я. Пропп отказывается от традиционных подходов к изучению явлений устного народного творчества и обращается сначала к анализу структурных элементов жанра, а затем к его истокам, устанавливая типологическое сходство между волшебной сказкой и обрядами инициации.
Сочинение итальянского дипломата, писателя и поэта Бальдассаре Кастильоне (1478–1529) «Придворный», соединяющее воспоминания о придворной жизни герцогства Урбино в начале XVI века с размышлениями о морали, предназначении, стиле поведения дворянина, приближенного к государю, – одна из тех книг эпохи Возрождения, что не теряли популярности на протяжении последующих веков и восхищали блестящие умы своего и будущих столетий. Для истории культуры труд Кастильоне явился подлинной сокровищницей, и сложно представить, насколько более скудными оказались бы знания потомков об эпохе Возрождения, не будь он создан. Составленное в виде сборника занимательных и остроумных бесед, это ярко и непринужденно написанное произведение выходит за рамки источника сведений о придворных развлечениях своего времени и перечня достоинств совершенного придворного как всесторонне образованного и утонченно воспитанного человека, идеального с точки зрения гуманистических представлений.