Глобальные проблемы, их суть и поиск путей разрешения: Материал для дискуссий по теме «Глобальные проблемы и принципы устойчивого развития» I Авт.-сост. — А. А. Черепанов. А. Г. Литвиненко. Послесл. — акад. Л. М. Барков. — Новосибирск. Издательство СО РАН. 1998. — 106 с.
ISBN 5-7692-0162-2
На пороге третьего тысячелетия человечество впервые в истории столкнулось с проблемами, реально грозящими уничтожить цивилизацию. Перед учеными стоит задача изучить эти проблемы. Можно ли их решить, и если можно, то — как?
В основу данной книги легли материалы работы молодежного Дискуссионного клуба НГУ в 1993 - 1997 годах по обсуждению и исследованию наиболее актуальных глобальных проблем человечества. Часть этих материалов вошла в спецкурсы по философии и политологии глобальных проблем, которые были прочитаны учащимся Специализированного учебно-научного центра при НГУ (ФМШ) и студентам физического факультета НГУ.
В книге использованы также лекции академиков В. Коптюга, Н. Добрецова, В. Пармона. члена-корреспондента В. Евсикова из Лектория «Наука на грани тысячелетий», проведенного Дискуссионным клубом НГУ при участии ректората и лаборатории «Современная цивилизация и устойчивое развитие». Кроме того, в книгу включены фрагменты выступлений по современной проблематике развития общества Денниса и Донеллы Медоузов. Роя и Жореса Медведевых, У. Линднера, В. Накорякова. К. Вальтуха. В. Миндолина и других известных научных и общественных деятелей.
Для студентов, старшеклассников, ученых и преподавателей, участвующих в работе Дискуссионного клуба, а также всех, интересующихся глобальными проблемами человечества.
Рецензент академик РАН Лев Митрофанович Барков
Контактный телефон Лискуссионного клуба НГУ: (3832) 39-74-70.
Адрес Интернет-странички: http:/www.nsu.ru/community/disclub
E-mail: cherepanov@lab.nsu.ru, disclub@cclib.nsu.ru
Письма просим направлять по адресу: 630090, Новосибирск, 90. ул. Пирогова. 14, к. 420, Черепанову А. А.
ISBN 5-7692-0162-2
© Черепанов А.А., Литвиненко А.Г., 1998 г.
При сохранении биоразнообразия особенно велика роль первичных (девственных) лесов, которых на планете осталось очень немного. Так, в США утрачено 95% девственных лесов
Леса, кроме всего прочего, выполняют функции мощного поглотителя угле- кислого газа из атмосферы в процессе фотосинтеза. СО2 — основной парниковый газ, поэтому сокращение лесов способствует нарастанию так называемого парникового эффекта.
Парниковыми называются газы, которые интенсивно поглощают тепловое инфракрасное излучение и тем самым усиливают роль атмосферы как аналога парникового покрытия над поверхностью Земли. Рост концентрации парниковых газов в атмосфере и обусловливает ожидаемое глобальное потепление климата нашей планеты, чреватое многими бедами для сельского хозяйства в результате регионального изменения погодного и водного режимов; угрозой для многих экосистем, адаптировавшихся к определенным климатическим условиям, а также трагедией для прибрежных районов в результате подъема уровня океанов и открытых морей. Многие специалисты полагают, что глобальное потепление климата уже началось.
К парниковым газам относятся углекислый газ, хлорфторуглеводороды, метан, озон и окислы азота. Их относительный вклад в прирост парникового эффекта атмосферы составляет соответственно 50, 20, 16, 9 и 5 процентов. Основными произведенными человеком источниками увеличения содержания CO2 в атмосфере являются энергетика и транспорт, работающие на органическом топливе. В соответствии с этим основные выбросы углекислого газа приходятся на долю промышлен-но развитых стран: США - 25%, бывший СССР - 19%, ЕЭС - 14%, Китай - 10%, весь остальной мир - 32% (данные 1986 года). Правда, в последнее время теория «парникового эффекта» все чаще ставится под сомнение — этот вопрос мы обсудим несколько позже.
А пока давайте познакомимся с одним из наиболее загадочных и поучительных сюжетов — историей с озоновыми дырами, в которой не все ясно до сих пор.
Озоновая история в трех частях с послесловием и продолжением
Часть 1. Хлорфторуглеводороды.
Хлорфторуглеводороды (ХФУ) — химические вещества, используемые в промышленных и бытовых холодильных установках (фреоны), содержащиеся в аэрозольных товарах, пенопластах, огнетушителях, ракетном топливе. Люди быстро поняли их преимущества — они нетоксичные, стойкие (в атмосфере могут пребывать, не вступая в реакции, десятки и даже сотни лет), не горят.
Вот формулы некоторых из них, область использования и "время жизни" в атмосфере:
СFСl3 (охладители, аэрозоли, пены; 65-75 лет)
ССl4 (растворители; 50-70 лет)
СВгF4 (огнетушители; 110 лет)
С середины столетия их производство стремительно нарастало.
Часть 2. Озоновый слой.
Молекула озона состоит из трех атомов кислорода. Содержание озона в атмосферном воздухе объясняется в основном тем, что в верхних слоях атмосферы молекулы кислорода O2 расщепляются ультрафиолетовым излучением на атомы, которые образуют с другими молекулами кислорода (при тройном столкновении) озон. Молекулы О? частично снова расщепляются при поглощении света и вновь образуются при соударениях молекулы О2 с атомами О. За счет одновременного образования и разрушения озона в атмосфере устанавливается стационарная концентрация озона, достигающая максимума на высоте около 25 км.
В озоновом слое молекулы О3 составляют всего одну стотысячную часть молекул. Если собрать все молекулы озона при нормальных условиях на одной высоте равномерно вокруг Земли, то толщина озонового слоя составила бы всего около 2.7 мм. Несмотря на столь низкую концентрацию, озона достаточно для полной защиты органической природы от смертоносного воздействия той части ультрафиолетового излучения, длина волны которого наиболее близка к видимому свету. Известно, что молекулы типичных газовых компонентов атмосферы поглощают только жесткий ультрафиолетовый (УФ) свет, которого в солнечном свете очень мало. И почти единственная молекула, которая поглощает УФ, близкий к видимому, — это молекула озона. Поэтому она и защищает нас от губительного УФ-излучения.
Снижение концентрации озона приводит к увеличению интенсивности УФ-излучения у поверхности Земли, что ведет, в частности, к различным заболеваниям: раку кожи, катаракте хрусталика, "снежной слепоте" и многим другим. Так, уменьшение содержания озона на 1% приводит к возрастанию интенсивности УФ у Земли на 2% и к увеличению заболеваемости раком кожи на 3-6%.
Часть 3. Озоновые дыры.
В 1984 году исследователями Британской Антарктической станции Халли-Бей обнаружено снижение количества озона над станцией на 40%. С тех пор озоновая дыра (то есть, область с пониженным содержанием озона) в окрестностях Южного Полюса наблюдается ежегодно В связи с этим 2/3 жителей Австралии имеют предрасположенность к заболеваниям раком кожи. Официальная теория обвиняет в "истреблении" озона хлорфторуглеводороды, которые сносятся ветрами на Юг и там "консервируются"'. Выглядит эта теория примерно так.
Молекула ХФУ поднимается на большую высоту, и там от нее под воздействием УФ-света отщепляется атом хлора (С1). Этот атом в свободном состоянии становится очень агрессивным: так и хочет к себе что-нибудь прицепить. Вот он видит безмятежно летящую молекулу озона, у него «глаза загораются», он подлетает к ней, отбирает один атом кислорода и дальше летит с ним в составе молекулы СlO. А бывший озон превращается тем самым в молекулярный кислород, который почти не поглощает опасный для жизни ультрафиолет.
Но коварство хлора на этом не заканчивается Ему быстро «надоедает» летать вместе с кислородом, и как только он встречается с еще одним атомарным кислородом, он отдает ему своего соседа, и те двое связываются в одну молекулу O2. А хлор вновь становится свободным, у него снова «глаза загораются», и все повторяется! Таким образом, один атом хлора способен разрушить до 100 тысяч молекул озона, пока он не будет выпровожен из атмосферы.
В химических формулах этот цикл выглядит так:
Сl + О3 -> СlO + Оз
СlO + О -> С1 + O2
Специальные исследования подтвердили эту теорию. Выяснилось, что к югу от 70° ю. ш. — там, где содержание озона минимально — концентрация СlO заметно выше, чем в соседних широтах.
Послесловие.
Мировая общественность взялась за дело. На выбросы хлорфторуглеводоро-дов были введены ограничения Венской конвенцией об охране озонового слоя (1985), Монреальским протоколом об ограничении использования веществ, разрушающих озоновый слой, и последующими уточнениями к нему. Вскоре в печати появились сообщения о том, что концентрация ХФУ в атмосфере снизилась на 20%, что вызвало скепсис у специалистов: поскольку "время жизни" ХФУ в атмосфере составляет десятки лет, заметное снижение их содержания может начаться, соответственно, лишь через десятки лет после прекращения их выпуска и использования, то есть не раньше, чем в середине XXI столетия.
К тому же, исследования, проведенные в Институте катализа СО РАН под руководством К.И.Замараева и В.Н.Пармона, показали, что в результате фотокаталитических процессов на пылинках в нижней части атмосферы — тропосфере — большинство молекул ХФУ, скорее всего, "обезвреживается". Тогда возникает вопрос: нет ли влиятельных заинтересованных лиц, которым экономически выгодны упомянутые соглашения и безразличны, по большому счету, глобальные проблемы?
Вот что говорил академик Валентин Николаевич Пармон, выступая с лекцией в НГУ осенью 1996 года:
"Проблемы потепления и качества атмосферы в значительной мере связаны с химическим составом атмосферы. Проблемы эти непростые и неоднозначные. При этом у ряда специалистов сложилось даже впечатление, что многие вопросы, касающиеся этих проблем и по которым идет широкомасштабная дискуссия, пока мало обоснованы физически и химически, а базируются в значительной мере на политической конъюнктуре. В частности, это касается озоновых дыр, которые, как официально принято считать, образуются благодаря накоплению в атмосфере фреонов. Для прекращения производства опасных фреонов в срочном порядке было подписано специальное международное соглашение, в результате чего началась крупномасштабная реконструкция некоторых отраслей химической промышленности. В частности, запрещено выпускать фреоны и в России. Реконструкция целых отраслей промышленности — вещь чрезвычайно дорогая, и сейчас в литературе все больше и больше идет полемика о том, что проблема с фреонами отчасти надуманная. Почему? Потому что, прежде всего, нет четких доказательств действительно быстрого накопления фреонов в атмосфере и того, что они настолько вредны, как думают. Более того, есть даже основания подозревать, что упомянутое соглашение было инициировано некоторыми крупнейшими западными химическими компаниями, для которых "вынужденная" реконструкция за счет государственного бюджета крайне выгодна".
Тем временем, весной 1995 года была обнаружена обширная озоновая дыра, "'открывшая'" практически всю территорию Восточной и Западной Сибири вплоть до Урала. В отдельных местах толщина озонового слоя уменьшалась более чем в 2 раза. Эта озоновая дыра периодически возникает весной и затягивается к лету. В феврале 1996 года новая озоновая дыра возникла над Московской областью и
Санкт-Петербургом Эти явления в прежнюю теорию никак не вписываются, так что, как говорится...
продолжение следует.
На этом «узкоэкологическое» вступление, собственно, завершается, и мы переходим к «главной линии» — истории о том, как шло осмысление этих проблем человеческим сообществом.
Одной из первых организаций, начавших работу над проблемами, которые важны для всей цивилизации на Земле, и поставивших эти исследования на научную основу, стал Римский клуб, истории которого мы и уделим внимание в следующем разделе.
От постановки проблемы "пределов роста" к формулировке задачи "устойчивого развития"
В 1967 году вице-президент итальянской фирмы "Оливетти" Аурелио Печчеи, человек, которому, казалось бы, не о чем было беспокоиться, кроме своих прямых дел, решил создать организацию. Она получила название Римского клуба. Чтобы начать деятельность этой организации. Печчеи обратился к Эриху Янчу, автору известного в то время доклада "Технологическое прогнозирование", с просьбой создать документ, подогревающий воображение коллег относительно сути глобальных проблем Эрих Янч, будучи ученым, обладающим редким аналитическим даром, подготовил доклад "Попытка создания принципов мирового планирования с позиций общей теории систем".
Он сделал неожиданные для того времени выводы Исходя из того, что человеческое общество и окружающую среду следует рассматривать как единую систему, он сформулировал следующее утверждение. "Стало совершенно очевидным, что в этой системе нет никакого автоматического саморегулирования макропланетарных процессов". До этого, особенно в связи с возникновением кибернетики, люди верили, что в природе и в обществе существует внутренний саморегулирующий механизм, не позволяющий им разрушаться.
Стало ясно, что осуществлять контроль над макропланетарной системой должен сам человек. Иначе ничто не сможет обеспечить переход из нынешнего, потенциально взрывоопасного состояния в стабильное.
Вторым исследователем, которого Печчеи привлек для работы в Римском клубе, был профессор Массачусетского технологического института Джей Форре-стер. Он, вместе с сотрудниками, создал компьютерную глобальную модель "Мировая динамика" В этой модели, основанной на реальной статистике, рассматривается развитие основных мировых тенденций: рост народонаселения, использование природных ресурсов, рост промышленного и сельскохозяйственного производства, загрязнение окружающей среды, изменение уровня жизни в зависимости от параметров, которые можно менять в программе. Все это записано в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений, решение которых дается на экране дисплея в виде графиков.
У этой модели, конечно, есть недостатки, но есть и одно несомненное достоинство: она позволяет увидеть, каким окажется наше будущее, если дальнейшее
развитие цивилизации будет протекать примерно так, как это было до сих пор. То есть, если ничего серьезно не изменять.
Как же выглядят результаты? Сначала мы имеем экспоненциальный рост всех значимых величин — численности населения, уровня производства, загрязнения среды, добычи полезных ископаемых и т. д. Качественно это легко объяснить. Скажем, если условия жизни меняются незначительно и ежегодный прирост населения остается неизменным, то численность землян увеличивается по закону геометрической прогрессии, которая описывается показательной функцией, экспонентой. Каждая растущая экспонента имеет свой период удвоения, то есть, интервал времени, за который ее значение увеличивается в два раза. В 1994 году на Земле было 5.6 миллиарда человек, период удвоения — 34 года. То же происходит с уровнем производства и другими величинами. Так, темпы добычи минерального сырья и степень загрязнения атмосферы удваиваются примерно каждые 10 лет.
Для того чтобы понять, почему закон экспоненты имеет столь универсальный характер, выведем его другим способом.
Предположим, что в начальный момент времени (t=0) в системе было No единиц чего-либо (например, людей на планете Земля). Спустя промежуток времени U стало Ni единиц, а еще через время t2 стало N2 единиц. Запишем равенство:
Но, с другой стороны,
из чего следует, что
Это равенство верно, так как N1всегда можно представить в виде произведения двух чисел: . Предположим теперь, что f - функция, описывающая значения N не только в момент t1, но и в другие моменты времени. Тогда
А если это верно для всех t1 и t2 ,то это значит, что наша функция — экспонента, то есть
, где a и τ —постоянные.
Вы видите, как мало условий требуется для того, чтобы работал закон экспоненты. Именно это определяет его широкое распространение в самых разных типах систем, в том числе — в системах глобального масштаба.
Но поскольку возможности планеты ограничены, экспоненциальный рост не может продолжаться до бесконечности — в какой-то момент кривые круто сворачивают вниз.
В конце 60-х годов компьютерные технологии только начинали свое победоносное шествие по планете. Сложные численные расчеты были в то время еще редкостью. Поэтому, ознакомившись с докладом Форрестера, первые глобалисты были потрясены открывшимися возможностями наглядного представления того кризиса,
к которому движется человечество. Вот что пишет директор Института точной механики в Ганновере Эдуард Пестель: "Я хорошо помню, как был взволнован Ауре-лио Печчеи, когда оказалось, что все машинные прогнозы завершаются коллапсом, который должен рано или поздно произойти, завершатся коллапсом — независимо от технологических постоянных. Он увидел, что подтвердились его опасения: дальнейший экспоненциальный рост промышленного производства и численности населения неизбежно закончится катастрофой в не слишком далеком будущем".
Последователи Джея Форрестера супруги Деннис и Донелла Медоузы с коллегами усовершенствовали его модель и подтвердили сделанные выводы в своей работе "Пределы роста", которая и была официально представлена как Первый доклад Римскому клубу. Их одноименная книга, вышедшая в 1972 году, стала мировым бестселлером. В этом же году на Стокгольмской Конференции ООН была создана специальная структура — Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) — для дальнейшей проработки обозначившихся проблем, прежде всего, их экологического аспекта.
Второй доклад Римскому клубу сделали М.Месарович и Э.Пестель в 1974 году, он назывался «Человечество у поворотного пункта». В исследовании, проведенном под руководством этих ученых, мир рассматривался уже не как однородное целое, а как система отличающихся друг от друга десяти регионов (Северная Америка, Западная Европа, Япония и др.), каждый из которых описывался отдельной подмоделью. В результате авторы пришли к выводу, что миру угрожает не единовременная глобальная катастрофа, а последовательная, растянувшаяся во времени серия разнообразных региональных кризисов — экологического, энергетического, продовольственного, демографического, которые постепенно захватят всю планету.
Выход из создавшегося положения авторы модели видели в сбалансированном и дифференцированном развитии различных частей планетарной системы с установлением для каждой из них жестких параметров на определенный интервал времени. Это так называемая концепция «органического роста» (по аналогии с живым организмом, где каждая клетка, каждый орган функционирует в интересах целого), которая противопоставлялась стихийному «неорганическому росту».
Определением параметров такого развития занялся созданный Лестером Брауном в 1975 году Институт всемирных наблюдений (Вашингтон). Рисуя картину возможного «устойчивого общества» и сравнивая ее с текущим состоянием мира, фиксировавшемся ежегодно, исследователи предупреждали, что критические параметры, при которых теряется устойчивость системы, все быстрее приближаются, и есть реальная опасность пересечь «запретную черту» и оказаться в состоянии неудержимого падения в пропасть.
Важные выводы, на которые поначалу не обратили должного внимания, содержались в Пятом докладе Римскому клубу «Цели человечества», сделанном в 1977 году группой под руководством профессора Нью-Йоркского университета Э.Ласло.
Авторы, проанализировав ситуацию в 19 развитых и развивающихся странах, пришли к заключению, что в большинстве из них имеет место существенный разрыв между текущими целями (которые реализуются государством) и долговременными глобальными целями, достижение которых необходимо для спасения цивилизации. Поскольку цели определяются и реализуются людьми, встал вопрос, какие именно социальные группы препятствуют достижению глобальных целей. Выяснилось, что более всего ориентируются на текущие цели, как правило, те группы, которые обладают наибольшей политической влиятельностью — предприниматели и
политическое руководство. Наименьшую оценку соответствия глобальным целям получили США — всего 3.1 условных балла (по 10-балльной шкале). Подводя итоги проведенному исследованию. Э.Ласло отмечает, что «причина разрыва между целями кроется в ошибочном мнении о возможности разрешения сегодняшних проблем с помощью традиционных методов».
Основатель Римского клуба А Печчеи. оценивая прозвучавшие доклады, предельно ясно подчеркивал системный характер глобальных проблем: «Все беспорядки и кризисы нашего времени есть одновременно и причина, и следствие неприспособленности человечества к новой реальности нашего времени. Проблемы демографии, безработица, недоиспользование социальных и экономических возможностей общества, дефицит и нерациональное управление ресурсами, неэффективность, инфляция, отсутствие безопасности и гонка вооружений, загрязнение среды и разрушение биосферы, заметное уже сегодня воздействие человека на климат и многие-многие другие проблемы, сцепившись друг с другом, подобно щупальцам гигантского спрута, опутали всю планету».
Исследования, проведенные за двадцать лет после Первого доклада Медоузов и существенно дополнившие картину растущих социально-экологических проблем, показали, что при сохранении имеющейся структуры тенденций развития мировой цивилизации ей грозит гибель б районе 2020 - 2040 годов. Согласно некоторым вариантам прогноза, может произойти внезапное неуправляемое сокращение населения и производства до 2-3% от текущих показателей. С такой угрозой человечество столкнулось впервые Каковы будут социальные формы такой катастрофы, можно только предполагать. Выживет ли человечество после такого катаклизма — тоже вопрос открытый.
Но даже и до того неизбежные изменения природной среды будут создавать новые, все более серьезные проблемы Вот лишь некоторые примеры уже последних лет. В 1996 году на Канарах в разгар пляжного сезона неожиданно выпал снег слоем 20 сантиметров — такого там раньше не бывало. В том же году в Пенсильвании пронесся ураган со скоростью 100 м/с — в традиционном справочнике по физике говорится, что максимальная скорость ветра у поверхности Земли — 70 м/с, а ураганом силой в 12 баллов по шкале Бофорта считается ветер со скоростью 30 м/с, Летом 1997 года в Чехии. Польше и Германии произошло крупнейшее за современную историю наводнение, а в те же самые дни в соседней Франции была сильнейшая засуха, и бушевали грандиозные лесные пожары.
Уже сейчас в некоторых странах ученые и архитекторы начинают разрабатывать проекты зданий и сооружений обтекаемой формы, целиком сделанных из водонепроницаемых материалов, потому что ураганы со скоростью ветра до 500 км/ч и крупные наводнения могут стать обычным делом. Вот что говорил академик Н.Л.Добрецов в интервью газете "Вечерний Новосибирск" в январе 1994 года "Возможное потепление климата разрушит вечную мерзлоту. Сибирь — наполовину море. Глубина мерзлых пород достигает здесь 900 метров. Если на 2 градуса повысится температура на территории Западной Сибири, то вечная мерзлота уже начнет таять Море начнет наступать на сушу, отдельные ее участки окажутся под водой Волны Ледовитого океана и так ежегодно отвоевывают у тундры прибрежную полосу шириной до 30-50 метров. Стоит подняться ртутному столбику на 1-2 градуса, и наступление моря на сушу будет идти в 10 раз быстрее. Западно-Сибирская низменность превратится в озеро, проливы. Полуостров Ямал станет островом. Поселки газодобытчиков провалятся...
Эти серьезные природные процессы могут начаться лет через 10-15. Задача науки — выявить наиболее опасные участки..."
Интеллектуальный мир нашей планеты взялся за решение глобальных проблем. Ученым далеко не сразу удалось привлечь внимание политиков и общественности, показать, что все эти прогнозы — не пустые домыслы, а предвиденья достаточно серьезные, чтобы к ним и относиться серьезно. Причем на осознание значимости глобальных проблем влияли не только и не столько научные аргументы, сколько сама жизнь — реальные тенденции в изменении климата, ухудшение качества окружающей среды и т. д.
В конце 80-х — начале 90-х годов произошел резкий скачок в организации и финансировании глобальных исследований, переход от уровня общественных организаций типа Римского клуба на государственный уровень. В 1983 году по решению Генеральной ассамблеи ООН была создана Международная комиссия по окружающей среде и развитию, в пятилетней работе которой приняли участие сотни человек со всех континентов Земли. Возглавляла комиссию премьер-министр Норвегии Гру Харлем Брундтланд. В 1987 году работа комиссии завершилась опубликованием доклада «Наше общее будущее», в котором заострялся вопрос о необходимости поиска новой модели развития цивилизации. Именно с этого времени в средствах массовой информации начал употребляться термин «устойчивое развитие» (sustainable development), под которым стали понимать такую модель движения вперед, при которой достигается удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения людей без лишения такой возможности будущих поколений.
Новый доклад Медоузов, сделанный совместно с Йоргеном Рандерсом, под названием "За пределами роста: остановить глобальную катастрофу", был опубликован в 1991 году. В этом докладе подчеркивалось, что за 20 прошедших лет факторы, вызывающие глобальный кризис, не только не уменьшились, но, наоборот, еще более усугубили ситуацию Сделан вывод о необходимости немедленно отбросить идею экономического роста с позиции ведущей ценности, заменив его ориентацией на устойчивое, сбалансированное развитие человека и природы. Наряду с этим докладом на конференциях и публичных слушаниях обсуждались доклады, подготовленные в рамках программ ЮНЕП. ЮНЕСКО и других организаций, действующих под эгидой ООН.
И вот в 1992 году на Конференцию ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро съехались лидеры 179 стран мира, а также ученые, представители неправительственных, религиозных и иных общественных организаций, чтобы проанализировать причины сложившегося положения и наметить меры по исправлению ситуации.