Жанр: Электронное издание
Глава 4
...о14. Такие сроки обусловлены не только сложными техническими
проблемами, но и высокой стоимостью проекта:
в 1990 - 1999 гг. государства-участники Международного
энергетического агентства уже затратили на научные исследов
ания и конструкторские разработки в этой области 8,9
млрд долл. (в ценах 2001 г.). Строительство ИТЭР, по оценк
ам, обойдется еще в 4,5 млрд долл15. В условиях неопределенности
с выбором будущей структуры мирового энергопотребления
и продолжающихся споров о том, влияют ли вы114
бросы парниковых газов на потепление атмосферы, добыв
ать деньги на этот проект непросто. Не исключено, однако,
что эти сроки могут несколько сократиться.
В любом случае это произойдет, по всей вероятности,
в первой трети XXI века и станет переворотом в жизни человечеств
а - Энергетической революцией, которая затронет
все сферы жизни мирового социума и его взаимодействие
с природной средой. Многие прогнозы изменятся в более
благоприятную для мирового сообщества и для экологии
сторону. Ведь запасы "топлива" для термоядерных установок
практически безграничны. "Больше не будет стоять вопрос
об отыскании источников энергии, - писал Дж. Бернал. -
Энергия будет так же легко доступна, как сегодня воздух или
свет. Ограничивать масштабы ее использования придется
лишь в силу одного соображения - опасности слишком
сильного нагрева земной поверхности"16.
Возможно, Бернал здесь слишком оптимистичен,
но в принципе он прав. Овладение термоядерным синтезом
откроет беспрецедентные возможности превращать электроэнергию
во многие виды дефицитного ныне сырья, мет
аллов, конструкционных материалов и т. п. Изобилие
энергии снимет либо существенно ослабит ограничения
в обеспечении человечества многими другими природными
ресурсами, включая продовольствие. Вместе с тем, откроются
новые возможности снизить антропогенную нагрузку
на природу. Наконец, существенно облегчится и ускорится
процесс индустриализации развивающихся регионов мира,
повысятся темпы их социально-экономического и культурного
развития.
Таким образом, сразу по трем направлениям человечество
успешно продвигается если не к полному отказу от традиционных
органических энергоносителей, то к кардинальному
вытеснению их ядерным топливом, энергией Океана и Солнц
а. По всем прикидкам, это произойдет в 30-х - 40-х годах нынешнего
века, то есть еще до того момента, когда численность
мирового населения достигнет пика. Значение такого
115
переадаптационного поворота для дальнейших судеб человечеств
а трудно переоценить. Энергетическая революция внесет
кардинальные изменения в геоэкономические, геополитические,
экологические и цивилизационные процессы.
Стремительное развитие биотехнологий
Продолжающийся рост мирового населения при ограниченности
и даже некотором сокращении сельскохозяйственных
угодий остро ставит проблему повышения урожайности
культурных растений и продуктивности домашних животных.
Проблема эта не новая: селекцией растений и животных
люди занимаются испокон веков. С 1760-х годов на научную
почву была поставлена гибридизация растений. В те
же годы английский агроном Р. Бейкуэлл обнародовал научные
методы селекции крупного рогатого скота. С 40-х годов
XIX в. развивается наука и практика внесения в почву азотных
и других удобрений - агрохимия. С середины XX в. основным
фактором увеличения роста продовольствия во всех
странах стало постоянно растущее применение химических
удобрений. К 1990 г. объем их ежегодного внесения в почву
увеличился более чем в 10 раз. В сочетании с применением
гибридных сортов кукурузы и других злаков это привело
к "зеленой революции" в ряде развивающихся стран. Однако
повышение урожайности такими методами не беспредельно.
Оно ограничено возможностями фотосинтеза растений.
По мере приближения генетического потенциала высокоурож
айных сортов зерновых культур к такому биологическому
рубежу отдача растений при дополнительном внесении
удобрений снижается. Следовательно, поднять урожайность
можно лишь до определенного уровня17. Немалых успехов
достигла селекция и в области животноводства. Помимо традиционного
скрещивания разных пород, в XX в. появились
новые методы повышения качества пород путем пересадки
эмбрионов.
Однако все эти технологии выглядят сегодня лишь подготовительным
этапом, позволившим подняться на качествен116
но новую ступень - на уровень генной инженерии, то есть
технологии изменения хромосомного наследственного веществ
а клеток. Общие основы генетики были открыты чешским
естествоиспытателем Грегором Менделем еще в 1865 г.,
но они оставались втуне, пока в 1900 г. их не открыли повторно
Карл Корренс, Гуго Де Фриз и Эрих Чермак. С тех
пор генетика стала быстро развиваться. А с 80-х годов XX в.,
когда были освоены методы переноса отдельных генов из одного
организма в другой, получила путевку в жизнь собственно
генная инженерия. В результате такого переноса можно
получать так называемые трансгенные растения и животные
с "чужим" геном, который затем передается потомкам.
Иными словами, наука и практика переходят на генный уровень
управления наследственностью.
Подобно тому, как успехи химии позволили создавать матери
алы с заранее заданными свойствами, в биологии открыл
ась возможность придавать растениям и животным зар
анее запланированные полезные качества, в том числе те,
какие невозможно получить путем скрещивания. Генная инженерия
открывает безграничные возможности в решении
продовольственной проблемы. На Земле существует около
3,5 тысяч съедобных растений. Из них употребляется в пищу
не более 300, около 60 поступает в торговлю, около 30 являются
продуктами широкого потребления и только 6 обеспечив
ают 9/10 всей растительной пищи, потребляемой человечеством18.
Большинство из тех, которые не попадают в диету
людей, отвергаются из-за того, что они либо плохо пахнут,
либо невкусны, либо на их приготовление уходит слишком
много энергии и т. п. Прямое генетическое вмешательство
позволит устранить эти недостатки и существенно расширить
диету.
Уже созданы улучшенные сорта более 60 различных сельскохозяйственных
культур, в том числе кукурузы, риса, сои,
хлопчатника, сахарной свеклы, масличного рапса и люцерны,
обладающие повышенной питательностью. На очереди -
повышение эффективности фотосинтеза растений, устойчи117
вости к экстремальным условиям среды (нехватке влаги, засоленности
почвы и т. п.), общей продуктивности и повышения
чувствительности к внесенным удобрениям19. К 1999 г.
трансгенными сортами зерновых было уже засеяно 39,9 млн.
гектаров пашни в США, Канаде, Аргентине и некоторых
других странах20. Мало того, что биотехнология позволяет
повысить продуктивность земледелия и устойчивость урож
аев, она еще и освобождает фермеров от необходимости
применять инсектициды и другие ядовитые химикаты, небезоп
асные для потребителей продуктов земледелия.
Значительно быстрее идет процесс выведения трансгенных
животных, которые более эффективно превращают корм
а в молоко, масло, шерсть и другие продукты животноводств
а, причем продукты повышенного качества. Наряду
с этим, открываются возможности выращивания мяса различных
животных вне их собственного тела. Голландский
дерматолог Вит Вестерхов из Амстердамского университета
предложил использовать давно практикуемый метод создания
искусственной кожи для производства других белковых
тканей. Суть этой технологии состоит в том, что у животных-доноров,
не причиняя им никакого вреда, берут коллагены
и клетки мышечной ткани, которые затем выращиваются
в лабораторных условиях в специальном питательном
растворе, состоящем из 62 ингредиентов, включая 20 аминокислот,
12 витаминов и разнообразные ферменты. Конечный
продукт имеет структуру и вкус постного мяса соответствующего
животного. Это может быть и свинина, и говядина,
и курятина, и даже мясо кенгуру, кита или различных моллюсков21.
Разумеется, это пока еще лишь опыты и, возможно,
дорогостоящие, но путь уже проторяется.
Таким образом, к началу XXI в. человечество обрело инструмент
арий, позволяющий в условиях относительно и даже
абсолютно сокращающихся сельскохозяйственных площ
адей обеспечить продовольствием растущее население
планеты и при этом уменьшить загрязнение почвы и грунтовых
вод химическими удобрениями и пестицидами. Пробле118
ма ограниченности продовольственных ресурсов как одного
из пределов роста мирового социума практически снята.
Другое дело - неравномерность их распределения как между
богатыми и бедными странами, так и между богатыми
и бедными слоями населения внутри стран, в том числе индустри
альных. Усовершенствовать социально-экономические
технологии, определяющие распределение продовольствия
между людьми, сегодня, как и тысячи лет назад, оказыв
ается намного труднее, чем усовершенствовать старые или
создать новые биотехнологии. Проблему недоедания и голод
а части населения Земли решить сложнее, чем увеличить
общий объем продовольствия (см. гл. 5).
Но это - лишь часть вклада генной инженерии в будущее
мирового социума. Не менее, а возможно, даже более
значимым будет ее вклад в развитие медицины. Сегодня
здесь наиболее перспективными представляются два ключевых
направления: клеточная терапия и генная инженерия.
Первая связана с открытием и практическим использов
анием так называемых стволовых клеток - исходного
"строительного" материала, из которого развивается любая
живая ткань - мышечная, костная, кровяная плазма и т. п.
Первооткрывателем этих универсальных клеток был русский
гистолог Александр Максимов, эмигрировавший
в 1922 г. в США. Но лишь в конце XX в. выяснилось, что
эмбриональные стволовые клетки на ранней стадии их деления
способны размножаться, не переходя в стадию дифференци
ации, то есть формирования конкретных тканей
организма. И притом размножаться с невероятной скоростью:
одна клетка довольно быстро дает "потомство", исчисляемое
цифрой с 30 нулями. Из любой стволовой клетки
этого ряда в любой момент можно получить нужную
ткань. Теоретически одна такая клетка может стать источником
"запчастей" для всего человечества22.
Имплантированные в больной орган (сердце, печень,
мозг и т. д.) стволовые клетки стимулируют восстановление
соответствующих поврежденных тканей. Таким путем мож119
но устранить последствия инфаркта или даже предотвратить
его. Точно так же можно избавиться от диабета, паркинсонизм
а и других тяжелых недугов. Правда, существует проблем
а иммунологической несовместимости стволовых клеток
с тем или иным конкретным организмом. Но это нетрудно
преодолеть, используя стволовые клетки, содержащиеся
в костном мозге самого пациента. Есть и некоторые другие
нерешенные проблемы, которые сейчас изучаются в ходе
клинических испытаний в кардиоцентрах Германии и других
стран. По всей вероятности, в недалеком будущем клеточная
терапия войдет в арсенал мировой медицины и качественно
повысит ее эффективность.
Еще более важный, можно сказать, революционный переворот
в медицине связан с расшифровкой генома человек
а - генетического кода, содержащего около 3 млрд компонентов
наследственной информации, хранящейся в более
чем 40 тыс. генах. Усилиями ученых двадцати стран эта
фантастически сложная задача полностью решена, и в февр
але 2001 г. впервые опубликована карта генома человека.
Это можно считать историческим рубежом в развитии медицины,
который разделил ее на догеномную и постгеномную.
"Использование биотехнологии и генной инженерии
в медицине - это своего рода качественный скачок, - пишут
швейцарские биотехнологи Вернер Арбер и Матис
Браухбар. - С одной стороны, генная инженерия дает возможность
углубленного, на молекулярном уровне видения
функций организма и открывает новые возможности диагностики,
профилактики, прогнозирования и лечения...С
другой стороны, новые или обновленные лекарства могут
создаваться генетическим путем. Таким образом, современн
ая биотехнология усиливает тенденцию поддерживать
здоровье путем превентивных и прогностических, а не
только терапевтических методов"23.
Конечно, предстоит еще огромная исследовательская работ
а, чтобы понять, как эти десятки тысяч генов, отвечающих
за развитие и "деятельность" отдельных органов и тка120
ней, взаимодействуют друг с другом, обеспечивая гармоничное
функционирование всего организма. Тем не менее, в нед
алеком будущем каждый человек сможет получить свой генетический
паспорт, в котором будут зафиксированы все его
индивидуальные особенности: предрасположенность к болезням,
возможные возрастные изменения здоровья и т. п.
Вместо того, чтобы лечить уже начавшиеся заболевания,
на первое место выйдет заблаговременная диагностика
и профилактика. Причем, генетический паспорт сделает
профилактику индивидуальной и позволит самому человеку
управлять своим здоровьем. Изменятся методы лечения: лек
арства можно будет подбирать или изготавливать персон
ально для данного пациента, разовьется клеточная и генная
терапия без тяжелых операций, принципиально изменится
и широко развернется трансплантология24.
Все это, несомненно, сделает жизнь людей более комфортной
и увеличит ее продолжительность. Но тем самым
еще более обострится проблема соотношения трудоспособной
и нетрудоспособной возрастных групп населения, не говоря
уже о том, что это замедлит сокращение численности
человечества (см. гл. 2).
Автоматизация машинного производства
и управления технологическими процессами
Автоматизация производства и управления - это заверш
ающий этап промышленной революции, которая начал
ась с замены человека как источника мускульной энергии
и оператора орудиями труда. Постепенно освобождая человек
а от все более сложных функций в технологическом
процессе добычи сырья, его переработки и изготовления
конечного продукта, промышленная революция оставила
за ним лишь те функции, которые сопряжены с его высокими
интеллектуальными способностями: постановка задачи,
обоснование целесообразности данного конкретного процесс
а, выбор программы действий и т. п. "Принцип, которому
мы отныне должны следовать, - писал в этой связи
Дж. Бернал, - заключается в следующем: всегда, когда машин
а может что-либо сделать лучше человека, целесообр
азно заменить его машиной не только ради самого производств
а и прибылей, как это имеет место сейчас, но и для
того, чтобы освободить человека для той работы, которую
он может делать лучше машины... Машины могут лишь копиров
ать, а человек - творить"25.
Не следует, однако, думать, что автоматизация родилась
лишь в XX веке. Первые автоматические механизмы появились
более 2 тысяч лет назад: еще в первой половине III в.
до н.э. Филон Византийский изложил основные принципы
пневматических автоматов, а первым практическим автоматом
стали механические часы, изобретенные в Европе около
1300 г. Впоследствии автоматические регуляторы применялись
на водяных мельницах и в других случаях, когда требов
алось обеспечить устойчивую работу паровых, гидравлических
или электрических двигателей. Но такая автоматизация,
освобождая человека от некоторых функций контроля
за работой машин, еще не означала технической революции,
так как она применялась лишь в узком кругу непрерывных
производств с жестко заданным режимом работы, не могла
реагировать на случайные изменения условий технологического
процесса и не обеспечивала обратной связи26.
Все эти ограничения удалось преодолеть лишь после появления
кибернетики и информатики как теоретической базы
и электроники как материальной основы дальнейшего
развития автоматизации. Рубежным стал 1948 г., когда вышли
в свет книги "Кибернетика, или Управление и связь
у животных и машин" Норберта Винера и "Математическая
теория передачи информации" Клода Шенона. И как раз
в этот период (в первой половине 50-х годов) начался переход
электроники от примитивных вакуумных приборов к полупроводник
ам, а с начала 60-х годов - к приборам, работающим
на микропроцессорах. Так открылась возможность
перейти к нынешнему этапу автоматизации производства
и управления.
Вместе с тем полная автоматизация многих производственных
и управленческих процессов стала необходимостью.
Дело в том, что скорость ряда технологических процессов
существенно возросла и превысила человеческие способности
контролировать их и управлять ими. "В этих условиях, -
отмечает О.М. Юнь, - материальное производство, сбросив
оковы физической ограниченности человека, по мере распростр
анения механизации на все новые сферы труда, усложнения
машин, увеличения их быстродействия и точности,
объединения в системы все в большей степени сложности
начинает наталкиваться на ограниченные способности человек
а как средства управления машинами...Человек достиг
предела использования своих возможностей в восприятии
и переработке управляющей информации"27. Сочетание такой
необходимости автоматизации с появившимися теоретическими
и техническими возможностями ее реализации
обеспечило прорыв в новую эпоху - эпоху высокоавтоматизиров
анных производственных процессов, автоматически
управляемых транспортных средств, высокоточной медицинской
диагностики, кибернетизации многих других производственных,
управленческих и даже бытовых процессов.
В обрабатывающей промышленности открылись невид
анные прежде возможности непрерывного поточного производств
а стандартизированных узлов и деталей тех или
иных готовых изделий. Наряду с поточным производством,
автоматизация на базе числового программного управления
(ЧПУ), а позднее - прямого цифрового управления (ПЦУ)
позволила создавать станки, способные быстро перенастраив
аться на выпуск новых модификаций изделия. Это дало
возможность организовать мелкосерийное производство,
легко адаптирующееся к изменению ассортимента конечного
продукта с учетом меняющейся рыночной конъюнктуры.
Кроме существенного повышения производительности труд
а и капитала и, соответственно, снижения издержек, автом
атизация поточного и мелкосерийного производства позволяет
организовать кооперирование десятков, а то и сотен са123
мостоятельных предприятий, расположенных в разных город
ах, разных странах и даже на разных континентах, но работ
ающих по единому технологическому плану и в строго
согласованном ритме.
Уже в прошлом веке такое международное кооперирование
практиковалось многими ведущими автомобильными,
самолето- и судостроительными и иными корпорациями. Та
или иная деталь изготовлялась, скажем, в Малайзии, оттуда
поступала в Южную Корею или на Тайвань, где из таких дет
алей комплектовались определенные узлы конечного продукт
а, которые, в свою очередь, направлялись на сборочные
заводы в Японии или США. Удешевляя конечный продукт
(за счет относительно низких издержек на сырье и/или рабочую
силу в менее развитых странах) и повышая его конкурентоспособность,
такая система вместе с тем ускоряет процесс
"растекания" по планете автоматизированного производств
а, а значит, и процесс индустриализации менее развитых
стран, роста там производственной культуры, общего
уровня образования и т. п.
С появлением компьютеров стали создаваться автоматизиров
анные системы управления (АСУП), которые обеспечив
ают оптимальный режим протекания технологических процессов
в пределах заданных параметров. Такие системы позволяют
осуществлять производство без участия человека.
Десятки станков, транспортеров, перемещающих обрабатыв
аемые детали от одного станка к другому, работают в безлюдных
цехах беспрерывно круглые сутки, аккуратно учитыв
ая, упаковывая и складируя свою продукцию. Инженер
должен лишь время от времени контролировать исправность
АСУП. По мнению О. Юня, в перспективе такие предприятия-
автоматы появятся во всех отраслях и, возможно, будут
размещаться под землей или под водой, чтобы освободить
поверхность планеты для людей28.
Дальнейший шаг в развитии автоматизации - выход ее за
пределы непосредственно производственного процесса,
на предпроизводственные и послепроизводственные стадии
жизни продукта. На предпроизводственном этапе благодаря
компьютерам стало возможным автоматизировать проектно-конструкторские
работы. Разработчики новых изделий
получили возможность создавать на мониторах своих компьютеров
чертежи, мгновенно учитывать любое изменение
технических или визуальных параметров проектируемого
изделия. Такие системы автоматизированного проектирования
(САПР) не только многократно ускоряют и облегчают
процесс, но и позволяют конструкторам пользоваться базами
данных о прежних разработках данного изделия и параметр
ах стандартных компонентов, которые могут быть использов
аны в текущем проекте.
Многие технически сложные изделия, в частности, военн
ая техника, предполагают послесбытовое их обслуживание
фирмой-изготовителем, включая поставки запасных частей,
ремонт и т. п. Такие операции тоже поддаются управлению
с определенной долей автоматизации в целях оптимизации
не только проектирования и производства, но и успешной
реализации такого рода изделий. В этой связи с середины
80-х годов прошлого века в США началась разработка технологий
непрерывного совершенствования и поддержки жизненного
цикла продукта (Continuous acquisition and life cycle
support, или CALS-технологий)29. Речь идет о едином комплексе
взаимосвязанных международных стандартов описания
продукта на всех этапах его жизненного цикла от исследов
ания потенциальных рынков сбыта, разработки его конструкции
и дизайна, технологии изготовления до организации
его поставок, послесбытового обслуживания и утилизации.
Такие системы стандартов обязательны для всего комплекс
а организаций и предприятий, участвующих в маркетинге,
проектировании, производстве, послесбытовом обслужив
ании и утилизации данного изделия, включая как основных
подрядчиков, так и субподрядчиков разных уровней.
По оценкам, внедрение CALS-технологий позволяет ускорить
научно-исследовательские работы и проектирование на
15 - 20% и на 30% снизить издержки производства и эксплуат
ации высокотехнологичных изделий.
Если раньше научные исследования, проектирование,
производство и потребление продукта были разделены во
времени и пространстве, то CALS-технологии "обеспечивают
совмещение этих стадий, так как каждый участник, включенный
в калстехнологию создания продукта, может на основе
единых стандартов усовершенствовать его в каком-то
звене, и это усовершенствование будет тотчас воспроизведено
всей системой. Производство и его продукт становятся
саморазвивающимися"30. Понятно, что участники таких систем,
и без того связанные друг с другом технологическими
и договорными узами, благодаря CALS-технологиям превр
ащаются в еще более интегрированный хозяйственный орг
анизм, способный монополизировать рынок того или иного
высокотехнологичного изделия.
Однако вывод О.М. Юня, будто "страны, отстающие
в своем технологическом развитии, лишены возможности
включиться в этот глобальный процесс научно-технического
и информационного преобразования общества, что еще более
усиливает их отставание от высокоразвитых индустри-
альных держав"31, представляется неубедительным. Дело
в том, что пространственные границы маркетингово-проектно-производственно-сбытовых
комплексов, использующих
CALS-технологии, далеко не совпадают с границами высокор
азвитых стран. Благодаря неутомимой деятельности вездесущих
ТНК такие комплексы включают в себя и многие
предприятия, дислоцированные в странах, пока еще отстающих
по общему уровню технико-экономического развития.
Уже одно это обстоятельство заставляет такие страны, точнее
отдельные их предприятия, идти в ногу со временем.
Кроме того, в условиях информационной революции возможности
подтягивания таких стран по уровню образования
и научно-технического развития к мировым лидерам, как пок
азано в главе 5, существенно возрастают.
Особое направление автоматизации - создание роботов
самого разного назначения: промышленных, медицинских,
бытовых, роботов-игрушек и т.п. Промышленные роботы
стали создавать в 60-х годах. Это перепрограммируемые
многофункциональные манипуляторы, пригодные не только
обрабатывать материалы на конвейере, но и обеспечивать
технологические процессы, выходящие за пределы сенсорных
возможностей человека или норм безопасности труда.
Речь идет о сверхскоростных процессах ( скажем, в авиации
или космонавтике), о химических и физических технологиях,
сопряженных с высокими температурами, токсичными
испарениями, радиацией и т.п. Надо ли говорить, насколько
это расширяет производственные возможности человечеств
а? К началу 2003 г. в мире насчитывалось почти 800 тыс
промышленных "умных" машин, из которых около 450 тыс
функционировало в Японии. За ней следуют США - 95
тыс, Германия - 85 тыс, Италия - 35 тыс, Франция -
12 тыс. В России их около 10 тыс. Пока они чаще всего используются
в автомобильной промышленности: в Германии
один робот приходится на 14 рабочих этой отрасли, в Японии
- на 16 рабочих32. Но сфера их производственного применения
расширяется. В медицине роботы начинают не
только заменять сиделку или лаборантку, но и делать некоторые
операции вместо хирургов.
В ближайшие годы ожидается бум в производстве домашних
роботов. По данным Европейской экономической комиссии
ООН, в 1999 г. их насчитывалось 6 тыс, но за три год
а прогнозировалось увеличение их армии до 300 тыс. Ожид
ается, что в недалеком будущем на них можно будет переложить
многие бытовые хлопоты, например, мытье окон, чистку
с помощью пылесоса ковров и мягкой мебели, стрижку
газонов, обработку дачного участка и т. п. Уже созданы робот
- сторожевой пес, робот - друг одиноких пенсионеров, способный
распознавать эмоции человека по голосу и понимать
его простейшие слова.
Новый этап промышленной революции приведет к значительным
переменам в жизни мирового сообщества. Если на
предыдущих ее этапах человек освобождался от физического
труда (за последние сто лет доля физического труда человек
а и животных в промышленности и сельском хозяйстве
снизилась с 90 до 10%), то теперь происходит освобождение
ег
...Закладка в соц.сетях
