Текст книги "Еретические мысли о науке и обществе"

Автор книги: Фримен Дайсон

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 3 страниц)

Фримен Дайсон
Еретические мысли о науке и обществе
Институт перспективных исследований,
Принстон, Нью-Джерси, США
Публичная лекция фонда «Династия»,
23 марта 2009 года, Москва, ФИАН

Вступительное слово Валерия Анатольевича Рубакова

Профессор Фримен Дайсон родился в 1923 году в Великобритании. Во время Второй мировой войны он, не будучи военнослужащим, тем не менее работал с Королевскими военно-воздушными силами и сразу после войны, в 1945 году, он получил степень бакалавра в Кембриджском университете, в Великобритании. После этого он работал в Корнеллском университете, начиная с 1947 года с известными физиками Гансом Бете и Ричардом Фейнманом, а в 1951 году, не имея степени PhD, или кандидата наук по-нашему, был принят профессором в Корнеллский университет – вот такие тогда были годы, когда люди быстро получали прекрасные результаты и, соответственно, продвигались в академии.

С 1953 года профессор Дайсон работает профессором в Институте высших исследований в Принстоне, в настоящее время он почетный профессор. И это один из создателей квантовой электродинамики, и вообще квантовой теории поля – той области науки, которая описывает физику элементарных частиц, прекрасно подтвержденной экспериментами. В частности, в 1949 году им было показано, что различные формулировки квантовой теории поля, квантовой электродинамики тогда, которые были предложены Томонагой и, независимо, Швингером, Фейнманом, – что эти формулировки на самом деле описывают одну и ту же теорию. И таким образом была сформулирована квантовая электродинамика. Разумеется, его вклад велик и в теорию перенормировок (такой есть технический термин в этой области науки). Ну а уравнения Дайсона – Швингера тоже известны, они вовсю используются и по сегодняшний день, это один из краеугольных камней квантовой теории поля.

Должен сказать, что его научные интересы были очень широки, в то время и позже; он занимался и теорией конденсированного состояния, и ферромагнетизмом, работал в астрофизике, в биологии, есть известные работы по чистой математике, ну и, как и многим в то время, ему довелось работать над различными аспектами использования атомной энергии.

Ну, может быть среди современной молодежи Фримен Дайсон известен в том числе – и, может быть, даже в большей степени – как философ, как теоретик по поиску неземных цивилизаций, как теоретик исследования космоса. Он автор многочисленных популярных книг о науке, об ученых, об их роли в обществе. Надо сказать, что всегда (я не первый раз слушаю доклад Фримена Дайсона) – надо сказать, что всегда его идеи оригинальны, интересны и в хорошем смысле слова провокационны.

Заканчивая с представлением, я должен сказать, что с 1952 года он член Королевского общества Великобритании (the Royal Society), он fellow (член) Американского физического общества, член Национальной академии наук США, он имеет многочисленные премии, награды, почетные звания многих университетов. В частности, в нашей стране ему была присуждена премия имени Померанчука в 2003 году.

Так что я с большим удовольствием приглашаю вас выслушать эту лекцию.

Ф. Дайсон. Простите, здесь сказано «Публичные лекции по физике и математике», это неверно. Уж простите, но мы не будем говорить сегодня о физике и математике. Здесь они ошиблись. Кроме того, я прошу прощения за то, что мне придется говорить по-английски: я так плохо знаю русский, что не смог бы поговорить по-русски даже с кошкой.

Итак, я начинаю. Это будет просто лекция о жизни вообще, не о науке, не о физике. Я расскажу, что могу. Нехорошо, когда мы, старики, пытаемся соревноваться с молодыми. Они намного сообразительнее нас. Это они всегда знали науку. Потому что мы, старики, скорее философы, а молодые люди – ученые. Так уж устроен мир.

1. Нужда в еретиках

Я признателен фонду «Династия» и лично Анне Пиотровской за то, что они пригласили меня прочитать лекцию о будущем. Но вначале я должен сказать, что, как ученый, я не особенно склонен доверять предсказаниям будущего. Наука делается непредсказуемым образом. Ученые занимаются как раз тем, что планируют эксперименты, результаты которых будут заведомо как можно менее предсказуемыми, а затем проводят их и смотрят, что получится. Можно даже сказать так: если что-то предсказуемо, то это не наука. Поэтому, когда я делаю предсказания, я выступаю не в роли ученого. Я буду выступать сегодня в роли фантазера, и мои предсказания будут скорее научной фантастикой, чем наукой. Предсказания писателей-фантастов, как известно, на удивление неточны. Они стремятся скорее вообразить, что могло бы случиться, нежели описать, что случится в действительности. А я стремлюсь, фантазируя, оспорить преобладающие в наши дни догмы. Эти догмы могут оказаться правильными, но всё равно стоит их оспаривать. И я горжусь тем, что я еретик.

Приношу свои извинения за то, что буду говорить обо всех этих проблемах с американской точки зрения. Мне прекрасно известно, что перед Россией стоят другие проблемы. Но я также знаю, что совершенно не осведомлен о сегодняшних российских реалиях, поэтому с моей стороны было бы очень глупо пытаться рассказывать людям, живущим в России, как решать российские проблемы.

2. Землеустройство и климат

Я собираюсь изложить сегодня пять ересей. Моя первая ересь состоит в том, что весь нынешний ажиотаж вокруг глобального потепления сильно преувеличен. Здесь я выступаю против священного братства специалистов по моделированию климата и толп введенных ими в заблуждение граждан, которые верят цифрам, предсказываемым климатическими моделями. Они, конечно, говорят, что у меня нет метеорологического образования, а следовательно, я не обладаю достаточной квалификацией, чтобы рассуждать об этих вопросах. Но я изучал модели климата и знаю их возможности. Эти модели основаны на решении гидродинамических уравнений, и они замечательно описывают движения жидкостей и газов в атмосфере и в океанах. Но они очень плохо описывают облака, пыль, химию и биологию полей, сельхозугодий и лесов. Они и близко не подходят к тому, чтобы описать реальный мир, в котором мы живем. В реальном мире много грязи и путаницы и много того, что мы пока еще не понимаем. Ученому намного проще сидеть в помещении с кондиционером и прогонять свои модели на компьютерах, чем одеться по-зимнему и измерять то, что реально происходит снаружи, в болотах и в облаках. Вот почему специалисты по моделированию климата так верят собственным моделям.

Не вызывает сомнения, что местами на нашей планете действительно происходит потепление климата. Я вовсе не говорю, что это потепление не вызывает проблем. Вполне очевидно, что вызывает. Вполне очевидно, что нам следует стремиться разобраться во всём этом лучше. Но я говорю, что эти проблемы сильно преувеличены. На них тратятся деньги и отвлекается внимание от других проблем, более актуальных и более важных, таких как бедность, инфекционные заболевания, образование, здравоохранение и сохранение живых существ, населяющих сушу и океаны, не говоря уже о самых важных из всех проблем – войны и мира и ядерного оружия, о которых я сегодня еще расскажу.

Я немного расскажу о проблеме глобального потепления, потому что это интересная проблема, хотя ее важность и преувеличена. Чтобы подробно разобраться в потоках углерода в атмосфере и биосфере, нужно измерить численные значения множества параметров. Я не хочу запутывать вас множеством чисел, поэтому попрошу вас запомнить только одно число. Число, которое я прошу вас запомнить, – одна треть миллиметра в год. Сейчас я объясню, что это число значит. Представьте себе ту половину поверхности суши, которая не покрыта ни пустынями, ни полярными льдами, ни городами, ни дорогами, ни парковками. Эта половина поверхности суши покрыта почвой, которая поддерживает растительность того или иного типа, будь то сельхозугодья, леса или болота. Каждый год эта половина поверхности суши поглощает и превращает в биомассу некоторую долю того углекислого газа, который мы выбрасываем в атмосферу. Нам неизвестно, насколько велика эта доля, потому что мы не померили прирост или сокращение биомассы. Биомасса – это и живые существа, и останки тех живых существ, которые уже умерли. Число, которое я просил вас запомнить, – треть миллиметра в год – это усредненный прирост толщины биомассы на половине поверхности суши, к которому привело бы поглощение всего углекислого газа, который мы выбрасываем, сжигая ископаемое топливо. Усредненный прирост толщины составил бы одну треть миллиметра в год.

Смысл этих расчетов в том, что поглощение атмосферного углерода почвой может идти с очень хорошей скоростью. Чтобы остановить прирост концентрации углекислого газа в атмосфере, биомассу почвы нужно увеличивать всего лишь на треть миллиметра в год. На плодородный верхний слой почвы приходится около десяти процентов биомассы, поэтому увеличение биомассы на треть миллиметра в год соответствует приросту верхнего слоя почвы примерно на три миллиметра в год. Изменения методов сельского хозяйства, например отказ от вспашки, приведут к не менее быстрому приросту биомассы. Если мы выращиваем зерновые, не вспахивая почву, то больше биомассы уходит в корни, которые остаются в земле, и меньше углерода возвращается в атмосферу. Если мы с помощью генной инженерии получим сорта с большей биомассой корней, мы, по-видимому, сможем добиться того, чтобы прирост толщины почвы шел еще намного быстрее. Из этих простых расчетов я делаю вывод, что проблема поступления в атмосферу углекислого газа есть проблема не метеорологии, а землеустройства. Ни одна компьютерная модель атмосферы и океана не способна предсказывать, как мы будем распоряжаться нашими земельными угодьями.

Мы можем и не рассчитывать средний прирост биомассы в масштабе всей Земли, а рассмотреть эту проблему в локальном аспекте. Представим себе такую возможную картину будущего: Китай продолжает развиваться как индустриальная держава, во многом зависящая от сжигания угля, а в Соединенных Штатах решают поглощать выбрасываемый при этом углекислый газ посредством увеличения биомассы почвы. Количество биомассы, которая может накапливаться в живых частях растений и деревьев, ограничено, но ничто не ограничивает количество биомассы, которое может откладываться в почве. Крупномасштабное приращение почвы может оказаться выгодным, а может и не оказаться, в зависимости от экономических показателей зерновых, полученных с помощью генной инженерии. Но, по крайней мере, есть вполне обсуждаемая возможность, что Китай будет обогащаться, сжигая уголь, в то время как Соединенные Штаты облагодетельствуют окружающую среду накоплением почвы, благодаря тому, что атмосфера будет обеспечивать бесплатную транспортировку углерода от китайских горных разработок в американскую землю, и содержание углекислого газа в атмосфере останется постоянным. Такие возможности стоит учитывать, когда мы выслушиваем предсказания, касающиеся ископаемого топлива и изменений климата. Если на нашей планете в ближайшие пятьдесят лет воцарятся биотехнологии, подобно тому как за последние пятьдесят лет воцарились компьютерные технологии, то правила игры в области климата радикально изменятся.

Когда я прислушиваюсь к публичным дебатам об изменениях климата, мне бросаются в глаза колоссальные пробелы в наших знаниях, неполнота наших наблюдений и поверхностность наших теорий. Во многих фундаментальных процессах в экологии Земли мы разбираемся плохо. Только если мы разберемся в них намного лучше, мы сможем поставить точный диагноз нынешнего состояния нашей планеты. Если мы пытаемся заботиться о Земле точно так же, как мы заботимся о больном человеке, вначале нужно диагностировать болезнь, и лишь затем ее лечить. Для этого нужно наблюдать за процессами, происходящими в биосфере, и измерять их параметры.

Все согласны с тем, что увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере приведет к двум важным последствиям, одному климатическому и одному неклиматическому. Первое – это физические изменения лучистого переноса энергии в атмосфере, а второе – биологические изменения растительности на суше и в мировом океане. Относительно того, какое из этих последствий важнее, мнения расходятся, как и относительно того, будут ли эти последствия, по отдельности или вместе, благоприятны или вредны. Физические последствия проявляются в изменении осадков, облачности, силы ветра и температуры, которые обычно сваливают в кучу и называют вводящим в заблуждение термином «глобальное потепление». Во влажном воздухе изменения лучистого переноса, вызываемые углекислым газом, заведомо перекрыты намного более сильным парниковым эффектом водяных паров. Углекислый газ играет важную роль там, где воздух сухой, а сухой он обычно лишь там, где холодно. Потепление, вызываемое углекислым газом, сильнее всего там, где воздух сухой и холодный, то есть прежде всего в Арктике, а не в тропиках, прежде всего зимой, а не летом, и прежде всего ночью, а не днем. Такие потепления вполне реальны, но они в основном делают холодные районы теплее, а не жаркие районы еще жарче. Представлять локальные потепления усредненными глобальными показателями – значит, по меньшей мере, вводить людей в заблуждение.

Подлинная причина, по которой концентрация углекислого газа в атмосфере имеет такое большое биологическое значение, состоит в том, что эта концентрация очень мала. Поле кукурузы или любой другой зерновой культуры, растущей на солнце в ясный полдень, поглощает весь углекислый газ в метре над землей примерно за пять минут. Если бы воздух непрерывно не перемешивался за счет конвекционных потоков и ветров, кукуруза перестала бы расти. Около одной десятой всего атмосферного углекислого газа уходит на прирост биомассы каждое лето и возвращается обратно в атмосферу каждую осень. Вот почему последствия сжигания ископаемого топлива нельзя отделить от последствий роста и разложения растений. Существует пять хранилищ углерода, доступного для утилизации живыми организмами во временном масштабе тысячелетий. Эти пять хранилищ – это атмосфера, наземная растительность, поддерживающая ее почва, населенный морской растительностью верхний слой океана и разведанные нами запасы ископаемого топлива. Из этих пяти хранилищ меньше всего углерода содержит атмосфера, а больше всего – ископаемое топливо, но все они по размеру сравнимы и все они сильно взаимодействуют друг с другом. Чтобы разобраться в любом из них, нужно разобраться во всех пяти. Нам неизвестно, возможно ли посредством рационального землеустройства увеличить на четыре миллиарда тонн в год прирост углерода в том хранилище, которое образует почва, а именно такое увеличение скорости прироста потребовалось бы, чтобы остановить прирост концентрации углекислого газа в атмосфере. Всё, что мы можем сказать с уверенностью, – это что теоретически такая возможность есть, и ее следует всерьез исследовать.

Большинство известных мне дискуссий, посвященных научным и экономическим аспектам глобального потепления, обходят стороной самый важный вопрос. Это вопрос скорее религиозного, чем научного свойства. Существует такая всемирная светская религия – ее можно назвать энвайронментализмом, – согласно которой роль людей на Земле – это роль управляющих хозяйством, портить планету отходами нашей роскоши – грех, а праведный путь состоит в том, чтобы жить как можно экономнее. Основам энвайронменталистской этики учат детей в детских садах, школах и колледжах по всему миру. Энвайронментализм занял место социализма, став ведущей светской религией. Эта религия имеет прочные этические основы. Ученые и экономисты могут согласиться с буддистскими монахами и христианскими проповедниками, что разрушение нашей естественной среды обитания есть зло, а бережная охрана птиц и бабочек – благо. Всемирное сообщество энвайронменталистов имеет очень сильную позицию в моральной сфере и ведет человеческие социумы по пути надежды на лучшее будущее. Энвайронментализм, как религия надежды и почтительного отношения к природе, пришел всерьез и надолго. Эту религию мы все можем разделить, независимо от того, верим ли мы в опасность глобального потепления.

Но, к сожалению, движение энвайронментализма приняло в качестве одного из догматов своей веры убеждение, что глобальное потепление сильнее, чем что-либо другое, угрожает экологии нашей планеты. Вот почему споры о глобальном потеплении стали такими горячими и ожесточенными. Общественность поверила в то, что любой человек, который относится к опасным последствиям глобального потепления скептически, является врагом окружающей среды. Теперь перед скептиками вроде меня стоит непростая задача – убедить общественность в обратном. Многие из таких скептиков – преданные энвайронменталисты. Они с ужасом наблюдают, как всеобщая одержимость глобальным потеплением отвлекает внимание общественности от намного более серьезных опасностей, уже сегодня угрожающих нашей планете. Например, поистине серьезная угроза окружающей среде исходит от неконтролируемого роста населения Земли. Но при этом между возрастанием благосостояния человеческих популяций и падением рождаемости наблюдается сильная положительная корреляция.

За вторую половину XX века, когда Мексика стала богатой страной, размер средней мексиканской семьи упал от семи детей до двух с половиной. Размер семьи в процветающих европейских странах, таких как Ирландия и Италия, падал еще быстрее. Самый быстрый способ стабилизировать численность человечества и сохранить нашу планету состоял бы в том, чтобы сделать всех богатыми. В богатых странах численность населения обычно остается на прежнем уровне или сокращается, а кроме того, эти страны могут позволить себе лучше заботиться об окружающей среде. Как давно заметил Бертольд Брехт в «Трехгрошовой опере», «Erst kommt das Fressen, dann kommt die Moral» – «Сначала хлеб, а нравственность потом». Для окружающей среды не может быть ничего хуже, чем растущее, голодное и обнищавшее народонаселение, пытающееся жить на земле без помощи индустриальных технологий. Когда китайское и индийское правительства отдают предпочтение борьбе с бедностью перед борьбой с глобальным потеплением, они поступают правильно как с научной, так и с нравственной точки зрения.

Вот и всё, что касается первой ереси – о том, что глобальное потепление не такая уж важная проблема.

3. Влажная Сахара

Вторая ересь – загадка влажной Сахары. Меня всегда пленяла эта загадка. Во многих районах Сахары, которые сегодня сухи и необитаемы, мы находим наскальные рисунки, на которых изображены люди и стада животных. Этих рисунков довольно много, и они на удивление высокохудожественны – вполне сравнимы с более известными наскальными рисунками в пещерах Франции и Испании. Рисунки в пустыне Сахара не такие древние, как те пещерные рисунки. Они выполнены во многих разных стилях и, по-видимому, были созданы на протяжении периода в несколько тысяч лет. Самые поздние из них демонстрируют египетское влияние и, вероятно, выполнены в то же время, что и рисунки, украшающие древнеегипетские гробницы. В книге Анри Лота «В поисках фресок Тассили», опубликованной в 1958 году, 50 лет назад, приведены изумительные репродукции пятидесяти таких рисунков. Самые лучшие из них датируются временем около 6000 лет назад. Они убедительно свидетельствуют о том, что Сахара в то время была влажной. В ней выпадало достаточно осадков, чтобы поддерживать стада коров и жирафов, которые должны были питаться травой и веточками деревьев. Там были также слоны и бегемоты. Сахара в то время должна была выглядеть так, как в наши дни выглядит Серенгети.

В то же самое время, около 6000 лет назад, на севере России, где сейчас преобладают хвойные породы, были листопадные леса, что говорит о том, что климат северных районов был в то время намного мягче, чем сегодня. В горных долинах Швейцарии, где в наши дни лежат знаменитые ледники, тогда тоже росли деревья. Эти ледники, которые сегодня тают, 6000 лет назад были намного меньше, чем они есть сейчас. Похоже, 6000 лет назад был самый теплый и влажный период межледниковья, начавшегося 12 000 лет назад, когда закончилось последнее оледенение. В связи с этим мне бы хотелось задать два вопроса. Во-первых, если позволить концентрации углекислого газа в атмосфере увеличиваться и дальше, то придем ли мы к климату, похожему на тот, что был 6000 лет назад, когда Сахара была влажной? А во-вторых, если бы у нас была возможность выбирать между нынешним климатом, при котором Сахара суха, и климатом, который был 6000 лет назад, когда Сахара была влажной, следовало ли бы нам выбрать нынешний климат? И моя вторая ересь состоит в том, что я отвечаю на первый вопрос утвердительно, а на второй отрицательно. По мне теплый климат, который был 6000 лет назад, когда Сахара была влажной, предпочтительнее, а увеличение содержание углекислого газа в атмосфере, возможно, поможет снова сделать климат таким, каким он был тогда. Я не утверждаю, что эта еретическая идея истинна, – я не знаю. Я лишь говорю, что обдумывать это отнюдь не вредно.