докт. физ.-мат. наук, ИТПЗ РАН
В 1950-х годах великий итальянский физик Энрико Ферми задался вопросом, который позже назовут парадоксом Ферми. Вселенная существовала миллиарды лет до образования Солнечной системы. Солнце — вполне обычная звезда, каких очень много. Планета Земля — менее рядовое явление, но нет оснований считать ее уникальной. Отсюда следует, что в нашей Галактике должны существовать цивилизации старше нас на миллионы и даже на миллиарды лет. По аналогии с нашей цивилизацией можно предположить, что они будут активно заниматься исследованиями космического пространства и излучать радиоволны. Отсюда естественно было бы заметить аномальное радиоизлучение от некоторых звезд, а также встретить чужие исследовательские зонды и космические корабли. Но ничего подобного не наблюдается. И Ферми спрашивает: «Так где же они все?»
В 1961 году Фрэнк Дрэйк предложил свое знаменитое уравнение для оценки числа N цивилизаций в нашей Галактике, с которыми мы могли бы установить радиосвязь. Одна из модификаций этого уравнения имеет вид:
N = R*F1*n*F2*F3*F4*t,
где R — скорость появления новых звезд в нашей Галактике; F1 — доля звезд с планетными системами; n — среднее число планет в Солнечной системе, на которых может развиться жизнь; F2 — доля планет с допустимыми для развития жизни условиями, на которых жизнь развилась; F3 — доля небезжизненных планет, на которых развивается разумная жизнь; F4 — доля цивилизаций, которые развиваются до стадии технологических, способных посылать и принимать радиосигналы; t — длительность жизни таких цивилизаций.
Астрономы оценивают R ≈ 7 в год, n ≈ 1…3. Наличие у звезды планетной системы полагается типичным. Жизнь на Земле стала развиваться почти сразу же вслед за образованием планеты. Развитие разумной жизни, а затем и технологической цивилизации представляется — на опыте Земли — почти неизбежным следствием эволюции. Отсюда F1, F2, F3, F4 близки к единице, и получаем упрощенную запись формулы Дрэйка: N ≈ 10 t.
Результат шокирующий. Сначала предположили, что оценки неверны, планетные системы возникают только у очень малой доли звезд и феномен жизни во Вселенной крайне редок. Однако вскоре эти объяснения пришлось признать несостоятельными. К настоящему времени открыты уже тысячи планет, их число оказалось близко к тому, что виделось оптимистам середины прошлого века. Много экзопланет открыто уже на расстоянии менее 40 световых лет от Земли, более десятка из них относится к планетам земной группы. И этот список заведомо неполон.
Уникальность феномена жизни также не подтверждается. На Марсе была жидкая вода и не исключено, что обнаружены следы деятельности марсианских микробов. Более того, появляются свидетельства, что ранее на Марсе существовала развитая экосистема. Предположения о возможности существования жизни высказываются и в связи с другими планетными телами: обсуждается, например, существование подледной жизни на спутнике Юпитера Европе.
Альтернативным вариантом объяснения парадокса Ферми может считаться малая продолжительность жизни цивилизаций. И в последней своей статье Иосиф Шкловский, известный прежде как большой энтузиаст программ поиска внеземного разума, с грустью пишет: «…Разум есть одно из „изобретений“ эволюционного процесса… но далеко не все они оказываются полезными. Вспомним чудовищно гипертрофированные рога и панцири у рептилий мезозоя. Или неправдоподобно развитые клыки саблезубого тигра… Невольно напрашивается аналогия, не является ли самоубийственная деятельность человечества (чудовищное накопление ядерного оружия, уничтожение окружающей среды) такой же гипертрофией развития, как рога и панцирь какого-нибудь трицератопса или клыки саблезубого тигра? Не является ли самоуничтожение закономерным финалом эволюции разумных видов во Вселенной, что и объясняет ее молчание?»
Причиной краткости существования цивилизаций может быть глобальный экологический кризис. В пользу возможности такого кризиса свидетельствует лавинообразный рост таких параметров, как численность и энергопотребление человечества, быстро нарастающие объемы потребляемых ресурсов и накапливающихся отходов. Но не всё так уж безнадежно. Графики численности населения, потребления ресурсов и энергии начали заметно отклоняться от кризисного лавинообразного роста. Неизбежность катастрофы уже не столь очевидна.
Другой возможный исход — термоядерная война. Гибель цивилизации при этом может быть следствием комбинированного воздействия ядерного заражения и эффекта «ядерной зимы». Проясним те моменты в моделировании «ядерной зимы», что вызывают давние дискуссии.
Сейчас весьма популярна точка зрения, согласно которой по крайней мере некоторые массовые вымирания биоты в истории Земли могли быть спровоцированы эффектами метеоритной или вулканической зимы. При падениях крупных метеоритов и извержениях супервулканов происходит выброс в атмосферу огромных масс пыли. Пыль экранирует планету от солнечных лучей, что вызывает существенное похолодание. Эффект похолодания продолжается, пока пыль не осядет. Уже на памяти человечества известно несколько случаев, когда вслед за сильными вулканическими извержениями наблюдались «года без лета», иногда сопровождавшиеся голодом и народными волнениями. В истории России с такой «вулканической зимой» связывают Смуту.
Выброс огромных масс вещества в верхние слои атмосферы происходит и при ядерных взрывах. Но эффект может быть много сильнее. Целями ядерных ударов являются города. А в городах сконцентрировано много больше горючих материалов, чем их имеется в природных ландшафтах. Отсюда сильнейшие пожары. Подобные огненные смерчи наблюдались в ходе Второй мировой войны после массированных бомбардировок немецких городов и атомных бомбардировок Японии. Огненные смерчи дополнительно выносят в верхние слои атмосферы огромные массы сажи. А тонкие пластинки пепла и сажи сильнее экранируют солнечные лучи и медленнее осаждаются, чем обычная пыль. С последним согласится каждый, кому приходилось жечь костер и наблюдать, с какой легкостью летят вверх частички пепла. Циркуляция атмосферы разносит сажу по планете, укутывая ее черным саваном. При этом верхние частички сажи разогреваются в солнечных лучах, нагревают воздух и поднимаются им вверх. Как следствие, осаждение сажи и вымывание ее дождями из атмосферы дополнительно замедляется. На некоторое время возникает даже не эффект «ядерной зимы», а «ядерной ночи». Под черным саваном сажи будет темно, как в безлунную ночь. Прекратится фотосинтез, следствием чего станет гибель существующей экосистемы Земли.
Расчеты сценариев «ядерной зимы», проведенные в 1980-е годы независимо в Корнеллском университете (США), в Вычислительном центре Академии наук СССР и в ряде других научных центров, дали хорошо согласующиеся результаты. Согласно этим результатам, полное использование ядерных арсеналов человечества может привести к гибели даже океанических экосистем. В этом случае эволюция жизни на планете будет отброшена назад на пару миллиардов лет. Подробные сценарии ядерной зимы читатель с легкостью найдет в многочисленных публикациях 1980–1990-х годов.
Модель «ядерной зимы» встретила, естественно, и критику, вплоть до утверждений, что «ядерная зима» — это миф, раздутый с целью победы США в холодной войне. Критики, в частности, полагают, что стороны пощадят крупные города, ограничившись ударами по военным базам и позициям ракет. Также утверждается, что сажа не будет подниматься столь высоко и осядет довольно быстро. Автору эти утверждения не кажутся обоснованными. Читатель может составить свое мнение, запросив в Интернете «миф о ядерной зиме» или похожие ссылки. Очевидно, однако, и то, что расчеты сценариев «ядерной зимы» не могут быть безукоризненны. Для этого нужны точные исходные данные, а последние могут быть получены только в натурном эксперименте — по результатам ядерной бомбардировки современного большого высокоэтажного города. Хочется надеяться, что такой эксперимент не состоится.
Но возможно ли столь самоубийственное развитие событий? Ведь почти очевидно, что ни одна из сторон не желает развязывания ядерного конфликта. Не исключено, однако, развитие конфликта по «логике снежной лавины», возможны и сценарии развития апокалипсиса «по ошибке». Только в США за период до 2005 года известно более двадцати инцидентов, которые могли привести к случайному или несанкционированному применению ядерного оружия. Надо полагать, не меньшее число подобных происшествий имело место и в СССР. Один такой случай стал известен в годы перестройки: подполковник в отставке Станислав Петров поведал, что в 1983 году, будучи оперативным дежурным в командном пункте системы предупреждения о ракетном нападении войск ПВО, он объявил ошибкой сообщение системы о запуске по территории СССР пяти межконтинентальных баллистических ракет «Минитмен» с десятью ядерными боеголовками каждая. За нарушение инструкции Петров был тогда уволен из рядов ВС (подробнее этот случай был описан в ТрВ ранее, http://trv-science.ru/2014/03/11/nauka-reshaet-fundamentalnye-zadachi/).
Рост международной напряженности в связи с украинским кризисом повысил опасность мирового военного конфликта. В 2014 году истребители НАТО поднимались на перехват российских самолетов втрое чаще, чем годом ранее. При этом британский аналитический центр European Leadership Network насчитал за первые восемь месяцев 2014 года три случая, которые были на грани применения оружия. Итак, если до украинского кризиса ежегодно возникало не более одного случая, грозящего глобальным конфликтом, то теперь их около пяти.
Один случай, пять случаев — много это или мало? Опасно или не очень? Попробуем оценить, пусть и очень условно. Вацлав Смил в своей известной монографии (2008, русский перевод 2012 года) на основании экспертных оценок принимает однопроцентную вероятность перерастания особо опасного инцидента в ядерный конфликт. Исходя из этого значения, оценим опасность «самоуничтожения по ошибке». При пяти случаях за год за пять лет (вполне реальный срок продолжительности крымско-украинского конфликта) вероятность апокалипсиса близка к 20%. Для сравнения, вероятность для москвича оказаться среди жертв взрывов в метро или среди заложников «Норд-Оста» — около 0,05%. Если такой же уровень опасности сохранится в течение столетия, то вероятность благополучного — без ядерной войны — завершения этого столетия составит всего 0,5%. Столь низкая вероятность выживания человечества представляется вполне весомой заявкой на объяснение парадокса Ферми.
Приведем иные оценки вероятности разрушительных военных конфликтов. По оценкам разных видов риска из доклада Всемирному экономическому форуму (выдержки приведены Б.Н.Порфирьевым на его выступлении на Президиуме РАН 10 февраля 2015 года), вероятность гибели многих миллионов человек в военном конфликте на 2015 год составляет 3,6% — меньше нашей оценки по данным «военного» 2014 года (5%), но существенно выше вероятности для предыдущего мирного периода времени. Согласно оценкам Вацлава Смила, в следующие 50 лет вероятность возникновения большой войны составляет всего около 1%. Заметим, однако, что столь оптимистичную оценку Смил получил для политической ситуации минимума числа вооруженных конфликтов в мире (для периода 1995–2010 годов) и при полном отсутствии напряженности по линии Россия — НАТО.
Естественно, что военное столкновение — это еще не ядерный конфликт, а ядерный конфликт — это еще не обязательно полноценная «ядерная зима». Но в свете парадокса Ферми (почти единогласное мнение специалистов, занимавшихся этой проблемой, сводится к тому, что длительность существования технологических цивилизаций не превышает тысячи лет) и значительного числа происходящих в мире случайных катастроф (которых как будто никак не могло случиться) возможность такого печального исхода не кажется надуманной.
Более подробно рассмотренные вопросы обсуждаются в 5-й главе выходящей в 2015 году в Издательском доме «Интеллект» книге автора «Катастрофы и цивилизации. Проблема выживания цивилизаций глазами физика».
Ну, не догоняют агитаторы-пропагандисты “цивилизованного мира”, что высокомерие — злейший враг пропаганды. Да, оно и к лучшему.
Ну не дружат люди с антропным принципом.
Хотя пишут сейчас на русском языке благодаря остаткам советского образования. Да и вообще живут на свете (можно при желании найти хорошие данные по динамике детской смертности в дореволюционной России и СССР). Если бы были последовательными, признали бы себя ошибкой эволюции и самоликвидировались.
Мне (совершенно по-дилетантски, претендовать на какие-то суперзнания не собираюсь) представляется, что глубоко-глубоко в фундаменте парадокса Ферми зарыто одно философское заблуждение. Когда-то (лет сто назад) вполне себе обоснованное, сейчас же, с развитием наук, таковым не являющееся. Представление о том, что во Вселенной есть некий фундаментальный закон Прогрессивного Развития.
Согласно которому и должно быть так, что если условия на какой-то планете пригодны для возникновения жизни, то она там — дайте только время — появится. А, появившись, будет — дайте только время, и не пришибите её какой-нибудь катастрофой — развиваться по линии Всё Большего и Большего Совершенства.
Которое совершенство имеет явные признаки. Эукариоты совершеннее прокариотов, многоклеточные совершеннее одноклеточных, позвоночные — беспозвоночных, гомойотермные — пойкилотермных, приматы — всех прочих теплокровных, а уж Человек Разумный — совершеннее всех на круг.
И все эти ступени Совершенства закономерно наступают, причём последовательно (как в школьном учебнике зоологии; вернее, конечно, учебник отражает эту старую схему).
Ну а Человек Разумный, закономерно возникнув, так же закономерно создаёт Цивилизацию, причём технологическую.
Но сейчас (насколько я понимаю) эта Вселенская Закономерность ну ничем не подтверждается. И — частный случай — и закономерность появления технологической цивилизации (спорящей, почему другие такие ещё не проявились) тоже.
«Но сейчас (насколько я понимаю) эта Вселенская Закономерность ну ничем не подтверждается»
Посмотрите работы А.Д. Панова по теме, например, здесь:
http://lnfm1.sai.msu.ru/SETI/koi/articles/krizis.html
http://alpha.sinp.msu.ru/~panov/#SETI
Что такое «кривая Снукса-Панова».
Эта закономерность достаточно достоверно подтверждалась до настоящего времени — у самого А.Д.П. последняя кризисная точка — середина ХХ века, и под вопросом — начало 1990-х. Легко высчитать следующие — 2007-2008 и 2014, вроде бы сходится. Следующая должна быть в конце 2016-нач. 2017, скоро узнаем, так ли. А вот в середине века — или перегиб, или разрыв. Если прав Михаил, дальше — ничего. Если, надеюсь, прав я (давал выше ссылку), далее все-таки плавный перегиб и переход на третий рукав консервативного (в хорошем смысле — стабильного, хотя и медленного роста). А дальше перспектива перехода на четвертый рукав с ускорением, но это будет очень нескоро.
В любом случае, скоро все узнаем.
Интересно, что в цикле И.А. Ефремова о будущем точка перегиба примерно совпадает — середина XXI века, хотя перегиб этот носит катастрофический характер. И картина будущего почти как у Панова.
И.А.Е., как геолог и палеонтолог, знал достаточно кризисных точек и возможно, сам вывел аналогичную зависимость, но не публиковал, как расходящуюся с официальной концепцией в СССР.
ИМХО, все эти «закономерности» отражают лишь закономерность человеческого сознания. Чем ближе к нам некое событие, тем больше мы о нем знаем и тем более значительным оно нам представляется. Именно потому мы «видим» гораздо больше «революций» в недавнем прошлом.
Для влияния человеческого сознания слишком хорошо ложатся на кривую события палеонтологической и геологической истории. Похоже, все же закономерность — «ускорение ускорения» событий, причем с постоянным коэффициентом.
В любом случае, лучше иметь какую-то модель, прилично сходящуюся с наблюдаемыми событиями, чем никакой. Или — как альтернативу — тезис о вечном торжестве «рыночной либеральной демократии» и «мирового лидерства» США.
А хуже всего — тезис о неизбежном конце (света). Хотя он прослеживается всю письменную историю, а конец так и не наступил. Хотя иногда прогноз самореализуется — незначительные, в общем, силы Кортеса удачно подгадали под конец света по прогнозам ацтеков.
Кстати, об ацтеках, Кортесе и закономерностях :).
Если бы очень удачно не разошлись темпы развития Испании и Анауака (плюс целая куча удачных совпадений) — история Европы (и всё последующее) могла бы пойти совсем не так, как она пошла, «удачно ложась» на всякие, подогнанные под её путь, кривые…
Я уж не говорю о датах «революций» в 20 веке. Кто бы мог подумать, что все это фундаментальные законы эволюции цивилизации.
В прошлом веке отмечены 2 революции:
середина века — освоение ядерных и ракетных технологий со всеми вытекающими последствиями (думаю, Михаил в первую очередь отметил бы это событие как фундаментальное — в контексте его статьи), в политике — от концепции неограниченной конкуренции всеми доступными способами, включая военные, к концепции баланса интересов,
и конец века — освоение информационно-сетевых технологий, с которыми тоже много чего связано.
По-моему, точки вполне достойные.
Вы серьезно считаете, что это события, сопоставимые по масштабам с появлением эукариот или человека разумного?
Кроме того, обе «революции» на самом деле революциями не являются. По крайней мере с точки зрения самой базовой концепции. Это просто закономерные следствия развития в рамках нашей технологической цивилизации. И еще следует отметить, что обе «революции» взаимосвязаны. Именно освоение ракетно-ядерных технологий привело в созданию системы сдерживания и практической невозможности решать проблемы военным путем (в глобальном масштабе).
Просто вам для концепции нужно несколько точек в 20 веке, вот вы и подбираете что-нибудь подходящее.
Извините, но ровно этим занимались новохронологи, которые предъявляли потом корреляции с достоверностью десять в минус девятой.
Различие только в том, что фоменковцы зацепили слишком много народу со своими попытками исправить хронологию. А описываемые Вами концепции слишком абстрактны и, по сути, ни на что не влияют.
Да не я это подбираю — к тому времени, как я заинтересовался вопросом, тему уже раскрыли умные и более компетентные в вопросе люди.
Но это пока единственная модель, которая неплохо сходится и позволяет что-то прогнозировать.
А не лучше ли изучать наблюдаемые процессы, определять там то, что было (в тех-то и тех-то условиях) закономерно, а что — не?
Пока мы знаем (более-менее обоснованно), что появление, например, большого (и энергоёмкого, между прочим) головного мозга (и, в конце концов, обезьяны с мозгом разумным) — следствие, скорей всего, теплокровности, а её появление — одна из возможных «эволюционных стратегий» в довольно своеобразных (закономерность не гарантирована :)) условиях («заданных» глобальной тектоникой, но не просто, а в условиях уже давно существовавшей сухопутной жизни). А без мозгов — какая цивилизация?
А много-много времени спустя — мы имеем специфические (географические) условия для того, чтобы в Старом Свете ранние цивилизации не вмазывались в «монокультурный коллапс (экологической природы)», да ещё в западной части этого Старого Света прошла весьма специфическая история (во многом заданная — опять же — географией), позволившая возникнуть технологической цивилизации (опять же, не сразу и не по прямой).
Событий в палеонтологической (и не только) истории было много. А вот их отбор явно тенденциозный. Это простая подгонка данных под готовый ответ.
В случае неопределенности как раз лучше не ограничивать себя рамками какой-то одной модели.
И уж тем более не стоит делать практические прогнозы на основании модели, высосанной из пальца.
Ситуация тут примерно такая же, как и в недавно обсуждавшейся теме о родстве современных украинцев с трипольцами.
Посмотрите у А.П. Назаретяна — у него об этом подробно
Отбор событий проводился совершенно разными людьми, на разных интервалах, и по разным критериям. У нас Дьяконов и Панов (при том, что один историк, а другой физик), «у них» — Снукс (экономист) и Курцвейл (этот товарищ хорошо известен). Исходя из совершенно разных предпосылок и даже идейных соображений. И картинки сходятся.
Однако, тенденция.
Расхождения только в интерпретации изменений середины века.
Но гипотеза фальсифицируема. Скоро доживем — увидим.
Поэтому я и говорил об особенностях человеческого сознания. Это воспроизводится у самых разных индивидуумов.
В том числе и о тенденции подгонять данные под готовую гипотезу.
Как еще один из позитивных вариантов решения парадокса Ферми — предлагаю рассмотреть возможность т.н. «Малого кольца» (как антитеза «Великому кольцу» Ефремова). К сожалению, сделать нормальную публикацию по теме не могу, времени нет, излагаю конспективно.
Вопрос заключается в том, что, если ВЦ нет в доступной области пространства (или интервале времени), их можно создать искусственно (об этом писал в свое время В.В. Лесков в своей брошюре по теме ВЦ в 1980-х).
Применительно к нашей цивилизации, это означает заселение людьми доступных объектов — спутников, планетоидов, но главным образом тел пояса Койпера. Система оказывается слишком сложной и динамичной для установления централизованного управления и общей культуры — происходит децентрализация цивилизации (примерно как на Кавказе в двух соседних аулах через ручей могут существовать совершенно разные культуры). В МК срок обмена сообщениями по электромагнитным каналам составляет от часов до суток, а материальными образцами — от недель до лет, в результате при интенсивном обмене информацией сохраняется и нарастает разнообразие.
Очевидно, для развитой МК другие далекие ВЦ малоинтересны — как малоинтересна москвичам жизнь поселков на берегу Охотского моря. Все передачи в МК — адресные (между субъектами), т.е. сжатые, маломощные и узконаправленные, перехват со строны на значительном расстоянии очень маловероятен, трудно выделить из шума, еще должно повезти вообще поймать. При эффективном энергосбережении (слабый рассеянный ИК-фон) на фоне звезды МК незаметно. МК как бы зависает между 1 и 2 типом по Кардашеву.
Один способ детектировать, видимо, все же есть. Самый простой способ перемещения ледяных тел (в поясе Койпера) для нужд субъектов МК — в качестве сырбя, рабочего тела и т.п. — импульсный ракетный двигатель, т.е. мощные приповерхностные термоядерные взрывы. И у недалеких звезд они, видимо, могут быть заметны.
К сожалению, единственный на сегодня шаг в этом направлении — полуфейковый частный проект Mars One, который скорее всего сведется к телешоу в стиле «Дом-2». Самые экономически и технически мощные западные государства, как я уже писал, к сожалению, тратят ресурсы на откровенно деструктивные проекты по дестабилизации — от Ближнего Востока до российского ближнего зарубежья. В России нет ни ресурсов, ни, к сожалению, мотивации. Китай хитро молчит. Державы второго порядка — Индия, Бразилия — пока страшно далеки от темы.
Тем не менее, концепция имеет право на обсуждение. Прежде всего, конечно, поиск признаков у других звезд.
Может быть, тема, поднятая Михаилом, обретет другой поворот — история создания ЯО и ядерная угроза — только прелюдия к возможности осуществлять масштабные космические проекты, управляя значительными массами.
«Как еще один из позитивных вариантов решения парадокса Ферми — предлагаю рассмотреть возможность т.н. «Малого кольца» (как антитеза «Великому кольцу» Ефремова)».
Если я правильно понял по вашей ссылке, то А.Д.Панов предлагает спуститься на грешную Землю:
« Очевидно, мы находимся в непосредственной близости от сингулярности автомодельной последовательности кризисов или революций. Что это означает? Так как сингулярность предсказывается уже в 2027 году, можно с уверенностью сказать, что время автомодельной истории истекло или истекает в ближайшем будущем. Поэтому приближающийся эволюционный кризис — это не обычный эволюционный кризис, каких было много, это кризис всего аттрактора истории цивилизации. Можно сказать, что это кризис самого предшествующего многомиллионолетнего кризисного характера развития разума на Земле, кризис кризисов».
Случайно он не имеет в виду те тенденции, которые могут привести к эволюционному кризису и изложенные в докладах «Живая планета — 2008» и «Живая планета — 2014»?
В первом докладе утверждается, что если человечество не изменит своих подходов, к началу 3030-х годов для удовлетворения наших потребностей в товарах и услугах понадобятся две планеты со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Во втором докладе одним из центральных выводов является то, что индекс живой планеты (ИЖП), отражающий численность более чем 10 тысяч репрезентативных популяций млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных и рыб, снизился на 52% с 1970 года.
В докладе говориться, что понятие экологического следа охватывает все виды экологических услуг, используемых человеком и конкурирующих за продуктивные площади. Он включает площадь биорлогически продуктивных территорий (биоемкость), необходимых для выращивания сельскохозяйственных культур и пастбищного скотоводства, воспроизводства потребляемых продуктов леса, а также площадь застроенных земель и рыбопромысловых зон.
На мой взгляд, это то, что можно отнести к тенденциям, которые могут привести к эволюционному кризису, а теперь можно рассмотреть те тенденции, которые могут привести к глобальной катастрофе.
Любопытно то, что составной частью экологического следа является «углеродный след» — площадь лесов, необходимая для связывания антропогенных выбросов СО2 за исключением доли выбросов, поглощаемой океанами. Если в 1970 году экологический след (количество планет Земля) по углероду составлял одну планету, то на 2010 год он составлял уже 1,5.
Как выглядит рост концентрации СО2 в атмосферном воздухе в традиционной системе координат можно ознакомиться по графику Килинга.
https://ru.wikipedia.org/wiki/График_Килинга
Измерения, собранные в обсерватории на Мауна-Лоа, показывают устойчивый рост средней концентрации атмосферного CO2 с 315 ppm (0,0315 %) в 1958 году до 403,94 ppm (0,040394 %) в мае 2015 года.
А это означает, что концентрация угольной кислоты в организме человека должна возрастать, что неизбежно должно приводить к смещению кислотно-щелочного баланса.
Например, в своих работах, английский ученый D. S. Robertson пишет, что уровень углекислого газа в атмосфере, при котором человечество может выжить, значительно ниже, чем предполагалось, поэтому безопасный для человека уровень углекислого газа требует пересмотра. Он рассчитал максимальный безопасный для человека уровень углекислого газа в атмосфере, составляющий 426 ррm. Ученый также считает, что под влиянием углекислого газа, уровень которого выше указанной цифры, происходит снижение величины pH в сыворотке крови, что ведет к ацидозу. Симптомы начальной степени ацидоза следующие: состояние перевозбуждения и умеренная гипертензия. Далее к ним добавляются сонливость и состояние беспокойства и как следствие уменьшение желания проявлять физическую активность. Существует вероятность того, что когда концентрация углекислого газа в атмосфере достигнет 426 ppm, а это может случиться раньше, чем через два поколения, здоровье, по крайней мере, некоторой части населения Земли, ухудшится.
D. S. Robertson. Health effects of increase in concentration of carbon dioxide in the atmosphere. Current science, vol. 90, no. 12, 25 june 2006.
D. S. Robertson. The rise in the atmospheric concentration of carbondioxide and the effects on human health. Med. Hypotheses, 2001, 56.
Иными словами, D. S. Robertson приводит график зависимости изменения кислотности крови от роста концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе. При концентрации СО2 426ppm кислотность должна иметь значение pH= 7,3. При рН<7,3 жизнь не возможна, т.к. функционирование организма сдвигается из зоны верхней регуляции в зону верхнего пессимума.
Если график Килинга в первом приближении считать прямопропорциональной зависимостью, тогда через тангенс угла наклоне не сложно рассчитать год, когда концентрация СО2 в атмосферном воздухе достигнет 426 ppm, где то лет через 13такое событие может произойти.
Каким условием может быть ограничена концентрация СО2 в атмосферном воздухе?
Учитывая, что практически во всех органах человека обнаружены патогенные биоминералы, а основным является кальцит СаСО3 тогда таким условием может быть процесс кальцификации:
[Ca2+][ CO32-] = ПР
ПР – произведение растворимости.
Что при этом может происходить в организме человека можно судить из экспериментальных данных Карла Шафера.
Schaefer K. E. Effect of increased ambient CO2 levels on human and animals. Experientia, 1982, o. 38.
По всей видимости, Карл Шафер зафиксировал в организме морских свинок начало процесса кальцификации. При классическом респираторном ацидозе повышение парциального давления приводит к снижению значения рН, а компенсаторной реакцией является повышение концентрации бикарбоната в крови. При классическом метаболическом ацидозе снижение бикарбоната в крови приводит к снижению значения рН, а компенсаторной реакцией является увеличение парциального давления СО2 в крови. На мысль о процессе кальцификации наводит тот экспериментальный факт, что Карлу Шаферу пришлось ввести термин «метаболический» ацидоз, для того чтобы поменять местами причинно-следственную связь при определении традиционного метаболического ацидоза, т.к. в данных экспериментах высокая концентрация СО2 в ограниченном невентилируемом пространстве вызывает только респираторный ацидоз и постепенно повышает парциальное давление СО2 в крови, а начинающийся процесс кальцификации начинает приводить к снижению значения рН крови и, соответственно, к снижению бикарбоната в крови. Что и наблюдается у морских свинок. При повышении парциального давления в крови, вызванного высокой концентрацией СО2 в замкнутом невентилируемом пространстве происходит снижение рН и снижении концентрации бикарбоната в крови, а компенсаторные реакции отсутствуют.
В данном случае термин «метаболический» ацидоз, по всей видимости, следует отнести к процессу кальцификации. Процесс кальцификации идет с уменьшением значения рН среды кристаллизации и уменьшением концентрации бикарбоната за счет диссоциации в угольную кислоту и образование кальцита.
Настораживает и тот факт, что исследование влияния длительного воздействия 1% СО2 показывает, что через 8 недель содержание кальция и фосфора в костях значительно снизилось и что содержание кальция в костях оставалось на низком уровне и после 8 недель восстановления. Этот факт может говорить только об одном, что весь недостающий кальций ушел на образования кальцита, а обратного процесса растворения кальцита не произошло.
Ну, переместиться остеопороз с четвертого места самых распространенных заболеваний на первое, ну что хотели то и получим.
Отсюда можно предположить, что мы в плотную подошли к глобальной катастрофе, которую условно можно назвать углекислотной.
В данном случае интересна не выше изложенная информация, а гипотеза Л.Н.Гумилева о том, что этносы являются феноменом биосферы. Если данная гипотеза в дальнейшем подтвердиться, вот тогда острым встанет вопрос о том под какую мотивацию человека попадет не только ядерное оружие, но вся техносфера: биологической «хочу» или социальной «надо» мотивации?
Очень хорошо тема отмечена у Назаретяна в рамках иерархии «демонов Максвелла»: на одном из этапов техносфера становится уже необходимым элементом поддержания биосферы, которая иначе деградирует естественным путем (пик биоразнообразия был пройден в каменноугольном периоде) — уместно говорить уже об «антропосфере» — биосфера + технологическая надстройка. И точно так же поиск (или создание?) ВЦ на определенном этапе станет необходимым условием сохранения земной цивилизации. Один из возможных механизмов предложил сам А.Д.П., но он реализуем в том случае, если ВЦ в галактике много, они существуют одновременно, а расстояния между ними невелики — по сути, это более строго обоснованное Великое кольцо Ефремова. Я прикинул пару альтернативных вариантов.
Возвращаясь к проблеме, поднятой Михаилом — интересная модель была дана Фредом Хойлом в НФ цикле про Андромеду: альтруистическая деятельность высокоразвитых ВЦ в межзвездной связи заключается в том, чтобы цивилизациям, находящимся на стадии развития наших 1960-х (ядерное противостояние и начало программ SETI) вовремя подсунуть общую угрозу, против которой можно объединиться.
А А.Д.П., как физик, просто констатирует перегиб, но воздерживается от интерпретации, т.к. там много вещей одновременно наслаивается.
По сути, основных варианта три — обвал, стабилизация (в т.ч. возможно внешними силами) или качественный скачок вверх по уровню сложности.
Могут быть промежуточные варианты — например, временная стабилизация и потом обвал — некоторые моменты похожи (например, закон Флина). Похоже на историю России/СССР — линейный рост от средневековья до нового времени, резкий нелинейный рост с обострением с первой половине ХХ века (особенно ближе к середине), потом перегиб в середине 1960-х, период стабилизации («развитой социализм» или «застой») и потом обвал. Но не хотелось бы. Все-таки надеюсь на стабилизацию и медленный, но постоянный рост. Качественный скачок, конечно, был бы лучше, но механизм не представляю — допущения сингуляристов о «сильном ИИ» мне кажутся неубедительными.
Для Л.Л.Гошка — конкретно по СО2:
в рамках модели «демонов Максвелла» (демов) — избыток СО2 в атмосфере сам по себе уже никуда не денется, а повышение вулканической активности или, к примеру, затяжные многолетние подземные пожары на торфяниках, могут еще и добавить. Но вот искусственно техногенная деятельность (от оптимального земледелия — есть статья Фримена Дайсона на сайте «Элементы» — и до «мскусственных растений» — технических установок по связыванию СО2 — тоже видел ссылки) может этот процесс взять под контроль.
В конце 1990-начале 2000-х в моем некогда родном Омском техуниверситете были замечательные ОКР по тригенерации — когда в ГТУ кроме электроэнергии и тепла попутно вырабатывался «сухой лед» из отходящих газов, позже, к сожалению, закрытые.
Т.е. идея та же — не снижать, а непрерывно повышать уровень сложности и организации, «играть на повышение». Это интуитивно любой понимает — от туристов-водников до велосипедистов — чтобы проскочить препятствие, надо разгоняться, а не тормозить. К сожалению, в глобальном масштабе пошла игра на понижение.
«…..может этот процесс взять под контроль»
Пытались (Киотский протокол) и что толку?
Сейчас мода на внедрение энергоэффективных и энергосберегающих технологий. И тут все не так просто. Я не об этом.
Вы очень увлекательно и интересно рассказываете. Чувствуется, что Вы владеете теорией и хорошо ориентируетесь в проблеме. Любопытно, а как Вы примените свои знания на практике? Я вам по теме обсуждения сформулировал проблему и вам ее совсем скоро придется решать для себя и своих близких. За вас ее решать никто не будет.
Чтобы не быть голословным я специально для вас попробую сформулировать совсем пустяковую проблему, у которой на сегодняшний день отсутствует решение.
Начну с исходных данных только с одной целью, чтобы вам показать причинно-следственную связь перехода проблемы в гуманитарную область знаний. По всей видимости, клетка функционирует не совсем так, как ее описывают биологи. В их моделях отсутствует механизм и условия образования патогенных биоминералов. На мой взгляд, для того чтобы увязать функционирование клетки со следствием ее жизнедеятельности – образованием, ростом и растворением патогенного биоминерала, необходимо разобраться с механизмом сжатия и растяжения мембран клеток. Если исключить из процесса кристаллизации биологию, тогда мы получим процесс кристаллизации тех же минералов, но только в гелях. Вот только кристаллы (минералы) зарождаются не в порах, а в микротрещинах и полостях. При желании заглянуть в гель и посмотреть, что там происходит при желании совсем не сложно. Надо воспользоваться методом голографической интерферометрии. Что же она такое наглядное показывает? А то, что перед началом зарождения и ростом кристаллом возникают мощные напряжения с последующей релаксацией через образование полостей и микротрещин. Было бы странным, что кристалл в гелях (дисперсной системе) зарождался и рос по одним законам, чем в более сложных дисперсных системах каким является организм человека.
Отсюда можно предположить, что биология умеет управлять процессом сжатия и растяжения пор, образованные мембранами клеток через изменение поверхностного натяжения на поверхности мембран и изменения размера пор, а уже поры приводят к сжатию и растяжению самих клеток. Не трудно догадаться, что такой механизм может заставлять клетку в любом нужном направлении в пространстве.
С исходными данными можно завершить.
Хорошо известно, что химические элементы поступают в организм из внешней среды с пищей, водой, воздухом и через кожу. Известно, что суточная норма (суммарная через все каналы поступления извне) поступления биогенных элементов является определенной. Известно, что недостаток или избыток этих элементов может приводить к нарушению функционирования организма. Неизвестно, как функционирует клетка, т.к. неописан механизм и условия зарождения и роста патогенных биоминералов.
Можно ли искусственно управлять поступлением биогенных элементов в организм человека, например, с вдыхаемым воздухом? Можно, если использовать закон разбавления, и знать, какие химические соединения и в каком количестве должны содержаться в помещении. А для этого надо точно знать, как функционирует клетка.
У специалистов по климатизации зданий закон разбавления называется воздухообменом. Он нормируется от фонаря.
http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3996
«Насколько нам известно, в беседе с профессором Bjarne W. Olesen, директором Международного центра по качеству воздуха и энергосбережению, рекомендуемые в стандарте величины воздухообмена не основываются на объективных физиологических реакциях человека, а получены путем статистической выборки среди людей, адаптированных к внутренней воздушной среде (количество удовлетворенных – 80 %)».
Кроме этого эта норма имеет рекомендательный характер. А вот, если этот воздухообмен, хотя бы косвенно привязать к организму человека, как это делают врчи-гигиенисты, тогда воздухообмен должен быть почти на порядок выше. Но тогда и энергопотребление, необходимое на нагрев наружного воздуха взлетит так, что столько энергии не производят.
А дальше начинаются гуманитарные чудеса.
Лично мне нравятся высказывания российских ведущих отраслевых специалистов о вас.
Например, в журнале АВОК №2 за 2010 год В.И. Ливчак в статье: “О расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома” предлагает:
“ Учитывая, что расход тепла на нагрев инфильтрующегося воздуха составляет примерно половину от расчетных теплопотерь, надо сокращать воздухообмен на 4,5 • 2 = 9% или менее чем на 3 м3/ч из расчетных 30 м3/ч на жителя.
Особенно нравится аргументация таких специалистов: “Это будет совсем незаметно для человека, тем более что, например, в Германии, далеко не бедной стране, расчетный воздухообмен в квартирах при расчете нагрузки системы отопления в капитально ремонтируемых домах рекомендуется принимать исходя из 20 м3/ч на жителя”.
И это высказывание представителя экспертного сообщества предложения, которого учитываются при разработке различных стандартов, норм и правил в строительстве.
Если бы в обосновании были приведены аргументы и доказательства, что при снижении нормативного воздухообмена вреда организму конечного пользователя не будет нанесено, тогда с понижением воздухообмена можно было бы согласиться. А так приходит в голову мысль об отсутствии у них фундаментальных знаний или не компетентности в вопросах физиологии человека. Тогда о каком качестве воздуха в помещениях можно говорить? Пусть синдром больного здания так же будет вашей проблемой.Какая разница: одной больше или меньше.
Вот теперь можно переходить к пустяковой проблеме, которую вам для себя необходимо решить, используя все ваши теоретические знания.
“А что делать школам, где старые «дырявые» окна поменяли на ПВХ?
Ситуация следующая.
При «освоении средств», выделенных на ремонт школы, построенной 30-50 лет назад, обязательно меняют окна.
После откатов и т.п. денег остается лишь на самую убогую комплектацию окон. Обычно, это максимум «глухого» остекления и одна створка с распашным открыванием, часто даже без режима «щелевого проветривания».
Итог — после интенсивного проветривания во время перемены концентрация СО2 растет очень быстро, 5000 ppm набирается легко.
На одном из оконных форумов есть целая тема по этой проблеме в г.Миассе. К концу урока бывают обмороки детей.
Как учителя пытаются решить проблему?
На время урока створки оставляют в положение «откинуто». Результат — ангины и отит на следующий день у учеников крайнего ряда у окон.
Урок делится на две части, 20 минут и перемена, еще 20 минут и перемена.
Наиболее сообразительные учительницы пробуют откидывать створки окон, а два образовавшихся по бокам створки треугольных отверстия закладываются тряпками, чтобы холодный воздух втекал в помещение как можно выше.
Кардинальное решение — перевод ребенка в школу, где еще осталась старая «столярка”.
http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=2534&pid=609165&st=940&#entry609165
Зачем считаться с законом разбавления?
Одна из причин такой ситуации сложилась благодаря закону о госзакупках, т.к. техносфера отдана под мотивацию биологического «хочу» всем кому не лень. По своей сути, из техносферы сделали дойную корову, которую считается не надо кормить (эксплуатировать) и воспроизводить.
Вас не затруднит, исходя из теории, описать конкретный механизм разгона, а не торможения, который позволил бы проскочить препятствие? Возможно тогда и результаты получим от Киотского протокола.
Для пространства, в котором МК типичны, как и для искусственных звездных скоплений, уравнение Дрейка теряет традиционный вид. Речь может идти о сотнях цивилизаций до 1 типа у одной звезды на расстоянии световых часов и минут, при этом такие звезды могут быть расположены весьма далеко и контакты между ними нулевые. Соответственно, меняется весь анализ.
Так, у нас на севере области в 200 км от Омска может создаться впечатление, что вы в тайге совершенно одни — а недалеко находится миллионный промышленный центр.
Дмитрий Новосельцев: 11.09.2015 в 10:41 Разумеется, я не имел в виду Вас лично. Извините, если сложилось такое впечатление. Просто людям кажется очень важным то, что происходит или происходило недавно и непосредственно влияет на их жизнь. Чем дальше по времени, тем более смутными становятся детали и видны только самые высокие пики.
Если бы ученые 500 лет назад составляли бы подобный список, то у них последовательность точно так же сходилась бы к их времени. Собственно так и бывало неоднократно. Предсказания конца света возникают с завидной регулярностью. Причем обосновываются они примерно так же.
Ну в прошлом как раз была несколько другая модель — ничего нового под солнцем. Для многих поколений ничего не менялось. Человек, впавший в кому в 1500 г. и очнувшийся в 1550 г., ничего особого бы вокруг не заметил. А попавший из 1911 г. в 1961 г.? Потому и астрологи и прочие хироманты раньше были в фаворе — можно было навскидку довольно точно угадать всю дальнейшую биографию человека только по обстоятельствам рождения — например, крестьянин. Отсюда и цикличные модели времени. А нелинейности проявились ближе к новому времени.
«Человек, впавший в кому в 1500 г. и очнувшийся в 1550 г., ничего особого бы вокруг не заметил.»
Господа, ну это вы чего-то… Хоть немножко думайте.
«Человек, впавший в кому в 1500 г. и очнувшийся в 1550 г., ничего особого бы вокруг не заметил.»
Господа, ну это вы чего-то… Хоть немножко думайте.
————
А шо? В чем проблема? Что не так?
Помимо уже упомянутых колониальных вопросов, аккурат в первой половине 16 века начинается реформация в Европе. Да, еще это период «высокого возрождения». Включая расцвет книгопечатания. Еще это эпоха Сулеймана Великолепного. Словом, для людей того времени это был очень насыщенный революционными событиями период. И им реально представлялось, что мир меняется необратимо и навсегда. А поскольку историю они знали еще хуже чем сейчас (хотя это трудно вообразить)… то им было совсем круто.
Фокус в том, что нынче об этом знают только те, кто специально интересуется. Ровно так же будут относиться к нашим нынешним эпохальным событиям через 500 лет.
Это вам так представляется. Просто потому, что вы не замечаете этой разницы. А вот людям в то время все представлялось совершенно иначе.
«Человек, впавший в кому в 1500 г. и очнувшийся в 1550 г., ничего особого бы вокруг не заметил.»
Аккурат между этими датами произошло завоевание основных «золотых» обществ в Центральной и Южной Америке (Мексика и Перу), и прямой выход Португалии в Индию. Что вызвало — кроме прочего — мощнейшую экономическую перетряску в Европе и, фактически, запустило тот процесс, который… который и привёл к научно-технической революции.
Между прочим, это ещё один пример «случайно случившегося случая» (влияние географии на историю), определившего развитие цивилизации.
Ещё в эти годы основным оружием стало огнестрельное.
Добавлю к дискуссии несколько очевидных соображений:
1. Сравнение ожиданий и прогнозов с реальностью показывает нам, что как раз в последние десятилетия темпы изменений заметно снизились.
2. Разумно ожидать, что компьютеры произведут в ближайшее время новую революцию, или — что между США и Китаем произойдёт ядерная война. Однако нельзя забывать о несбывшихся ожиданиях и прогнозах. Например, с появлением вертолёта все были уверены, что автомобиль в ближайшей перспективе будет вытеснен летающими аппаратами, со многими вытекающими из этого последствиями. Почему этого не произошло, трудно объяснить и посейчас. Или — цивилизация саламандр у Чапека гибнет в результате применения химического оружия в подводных войнах между саламандрами же. Однако в WWII химическое оружие не применялось.
3. Возражение: «Это произошло на Земле по конкретным причинам, поэтому не обязательно повторится на других планетах» не является убедительным, ибо есть гегелевская диалектика случайности и закономерности, иначе говоря: «рано или поздно», «не здесь, так в другом месте» и т.д. и т.п.
4. Либо мы полагаем, что любая цивилизация повторяет земную (точка зрения, которую я не считаю достойной обсуждения), либо пример земной цивилизации не является доказательством. Поскольку других примеров нет, нужны хотя бы общие соображения типа «любое открытие рано или поздно будет сделано», «любое возможное оружие рано или поздно будет изобретено», «любое существующее оружие рано или поздно будет применено в неограниченных масштабах». Ну попробуйте это не доказать, а хотя бы как-то аргументировать.
А вот в качестве контрпримеров и опровержений опыт земной цивилизации использовать очень даже можно.
Еще одно важное замечание к исходной идее Михаила, изложенной в его статье.
Предлагаю ознакомиться:
Duncan Forgan, University of St Andrews.
Observational Signatures of Self-Destructive Civilisations
(http://www.researchgate.net/publication/280589821_Observational_Signatures_of_Self-Destructive_Civilisations).
Т.е. сам факт возможного неизбежного самоуничтожения (ядерного или экологического) ВЦ не может являться объяснением парадокса Ферми, т.к. сами признаки такого самоуничтожения (например, повышенный радиационный фон в атмосфере) являются артефактом, т.е. могут рассматриваться как сигнал.
А таких признаков до настоящего времени не выявлено (не считая соображений одного американского деятеля о ядерной войне на Марсе: http://lenta.ru/news/2015/03/18/marsnukes/).
Так что есть лишнее основание надеяться, что дело обстоит по-другому.
Я предложил только два позитивных варианта, позволяющих уйти от такой интерпретации формулы Дрейка (которая в принципе была бы верна для бесконечного пространства, равномерно заполненного звездами, у которых с вероятностью F4 возникают технические цивилизации, устанавливающие контакты между собой случайным образом по примеру броуновского движения).
Хотелось бы услышать еще какие-то идеи на этот счет.
Более доступная для скачивания ссылка по предыдущей теме (на статью Дункана Фрогана): http://arxiv.org/abs/1507.08530
Свежие вести из Японии:
http://inosmi.ru/fareast/20150915/230291359.html
Кстати, любопытный оборот приняло обсуждение этой статьи:
http://trv-science.ru/2015/09/08/oshibki-admirala-kornilova/