Рассказать в соцсетях

A- A A+

Энергетика, наука, образование: проблемы и взаимосвязи

12.05.2014 00:00 | 12.05.2014 00:00 | Просмотров: 4245 |

Статья подготовлена на основе доклада, сделанного Алексеем Маньковским на конференции «Молодёжь, Наука, Инновации», прошедшего 21-23 апреля 2014 в Казани, в котором принимали участие представители «Новой Молодёжной Политики» из Канады и Германии.

Для чего быть науке?

Затрагивая любую тему, всегда следует начинать с определений ключевых понятий. Поэтому разговор на тему непосредственно связанную с наукой, как некой совокупностью общественных институтов, нужно начинать ответив на вопрос: что такое наука и какова её роль в обществе?

Наука — средство обеспечения управления во всех сферах жизни общества, и соответственно наука является порождением культуры общества. Роль науки — решение проблем и кризисов в культуре, в рамках той концепции жизнеустройства (целей и средств их воплощения), на которую нацелена культура. Следовательно, фундаментальный вопрос, это «для чего быть науке?» — какие задачи она будет решать, с какими целями. Только после этого даётся ответ на вопрос о том, «какой быть науке» — какие медоты и средства будут использоваться для достижения целей (а какие использовать недопустимо).

При ориентации в целом на получение максимальной прибыли частными лицами или организациями, наука будет одной; при ориентации в целом на развитие творческого потенциала как личности, так и всего человечества, обеспечивая биосферно-безопасную жизнедеятельности людей, наука будет качественно иной. Вместе с тем, если наука состоятельна и действительно ориентирована на всеобщее благоденствие и развитие, то, независимо от всевозможных благих деклараций на эту тему, общество не будет непрестанно прибывать в кризисе, и тем более не будет его усугублять.

Каков-же характер науки в целом на сегодняшний день? Весьма красноречивый ответ на это даёт нынешний глобальный системный кризис (экологический, финансовый, социокультурный), как следствие того что наука ориентированна в основном на коммерцию, на идею получения максимальной прибыли. Следует отметить, что учёные также занимаются вопросами экологии и охраны окружающей среды, однако их наработки мало востребованы, потому как решающий голос всё равно за политиками. На государственном уровне гораздо чаще можно услышать о приоритетности «роста экономики», но никак не об обеспечении её экологической безопасности.

Тем не менее, необходимо уже сейчас начинать решать вопрос экологической безопасности глобальной экономики, т.к. это весьма длительный и непростой процесс.

Что для этого нужно сделать? Для этого нужно обеспечить полные (замкнутые) производственные циклы: от производства изделий, через их потребление, к их утилизации, восстановлению, и дальнейшему использованию. Это означает, что технологии производства продукции должны быть безотходными, а сами изделия должны быть приспособлены к полной утилизации после выработки своего ресурса. Однако, это приводит к повышению энергоёмкости производства и необходимости создания утилизационных и восстановительных отраслей, также требующих дополнительных энергозатрат. И именно здесь встаёт вопрос об основе технического производства — энергетике.

Экология энергетики

Для биосферно-безопасного обеспечения дополнительных энергетических мощностей, и перевода существующих мощностей в экологически безопасное русло, требуется рассмотреть влияние энергетики на экологию. Критерий экологической безопасности энергетики — устойчивость биоценозов (сохранение видового состава и разнообразия) в преемственности поколений, и показатели статистки заболеваемости видов, в том числе человечества как одного из биологических видов. Соотносясь с этим критерием, экология энергетики технической цивилизации имеет три аспекта:

  • Первое — загрязнение окружающей среды продуктами распада энергоносителей и энергоустановок, а также загрязнения при добыче энергоносителей. На этом в настоящий момент сосредоточено внимание большинства экологов, с чем связно внедрение во многих странах возобновляемых источников электроэнергии с низкими выхлопами парниковых газов (low greenhouse gas/carbon emissions) — солнечной, ветряной, геотермальной и др.

  • Второе — недопустимые излучения энергопроизводителей и энергопотребителей: разновидности электромагнитного (в т.ч. радиоактивного) и звукового излучения. Этот вопрос зачастую не рассматривается, либо рассматривается не так глубоко и детально, как первый. Например, имеет место излучение инфразвука ветряными электростанциями который влияет на физическое и психическое состояние людей [1], которое зачастую не учитывается при выборе места строительства подобного рода установок. Это касается также и линий электропередачи [2]. Однако влияние маломощных технологий, работающих на высокой частоте (например, технологий беспроводной связи — GSM, 3-4G, LTE, WiFi и тд) остаётся малоизученным, и меры безопасности при использовании этих технологий до сих пор не предусмотрены, либо носят рекоммендательный характер [3].

  • Третьим аспектом является «раскачка» природных энергопотоков техногенными энергопотоками, которая сама по себе может привести к изменению климата, тектоники, и следственно - к разрушению современной биосферы. Эта область практически не изучена, но один из примеров такой раскачки раскрыл в 80-е годы ХХ-го века профессор С.Рыбников: он провёл статистический анализ данных о запусках тяжелых космических аппаратов (сокращенно ТКА, в основном шатлов) с космодрома «Канаверал» во Флориде. В своём исследовании, он показал взаимосвязь между запусками ТКА, повышением сейсмической активности в Северной Америке, аномальными погодными условиями в США, над Атлантикой, и в Европе [4]. Согласно Рыбникову, энергия и выбросы от запуска ТКА не приводят к таким изменениям непосредственно, но являются своего рода «спусковым крючком» для природных систем, которые таким запуском выводятся из равновесия. Следует отметить, что совокупная мощность установок используемых в быту и производстве, повседневно и повсеместно, многократно превосходит один запуск шатла (хотя, в отличии от запуска шатла, более распределена). Следовательно, такого рода влияние необходимо изучать дабы избежать более серьёзных последствий.

 

Организация экологически-допустимой энергетики

Соотносясь с данным критерием экологической безопасности, возможная иерархическая организация экологически-допустимой энергетики, на данном этапе, может быть двухуровневой:

  • Первый уровень — первичные энергоустановки без использования энергоносителей с вредоносными продуктами распада. Энергия используется непосредственно, либо накапливается в безопасной форме хранения. Например, энергия идёт на расщепление воды на водород и кислород, т.к. водород является абсолютно экологически чистым топливом, а существующие технологии электролиза воды имеют очень высокий КПД (до 95% [5]). Технологии хранения энергии особенно важны учитывая непостоянный и не всегда предсказуемый характер известных на сегодняшний день возобновляемых источников электроэнергии – это касается в первую очередь ветряных и солнечных установок.
  • Второй уровень — использование накопленной (сохранённой) энергии. В случае с примером водорода, водород полученный на 1-м уровне используется как топливо на 2-м уровне.       

Роль науки

Далее встаёт вопрос о том, как развивать энергетику в этом русле? Развитие энергетики, как и развитие любой отрасли деятельности, имеет два основных направления:

  • Первый — создание и развитие (в том числе переработка, пересмотрение) фундаментальных естественно-научных теорий, на которых базируется энергетика: это касается области физики, химии, и других естественных наук.

  • Второй — разработка собственно технологий на основе существующих научных теорий. Это касается поиска источников энергии, технологий выработки энергии из источников, технологий хранения и передачи энергии от производителя к потребителю [6].

Можно сказать, что эти направления являются само собой разумеющимися для большинства людей. Однако, вопреки декларациям о приверженности развитию науки, есть множество примеров, когда господствующие в науке мнения, не смотря на наличие состоятельной альтернативы и вопреки декларациям о развитии науки, не пересматриваются крайне долго.

Несколько примеров из области физики. Всем, особенно энергетикам, хорошо известно второе начало термодинамики [7], которое постулирует невозможность построения установки с КПД равным единице («вечный двигатель второго рода»). Однако есть альтернативные господствующим, научно обоснованные взгляды на второе начало термодинамики. К.Э. Циолковский, базируясь на работах Джеймса Максвелла о поведении вертикального столба газа в гравитационном поле [8], более ста лет назад теоретически обосновал ограниченную, а не абсолютную применимость второго начала термодинамики [9], что подмывает утверждения о невозможности построения энергоустановки с КПД равным единице. Выводы Циолковского до сих пор не оспорены, и, безусловно, необходима экспериментальная проверка этих утверждений, но никоим образом не замалчивание или отбрасывание альтернативного мнения, на том лишь основании что «этого не может быть». 

Другой пример научно обоснованного взгляда на один из основных постулатов физики: опыты академика Козырева с зеркальным телескопом и крутильными весами, результаты которых не укладываются в постулат о том, что скорость света является максимально достижимой во Вселенной [10].

Также есть примеры из области технологий. Пример фундаментально новой практической разработки передачи электроэнергии — разработки команды академика Д.С. Стребкова во Всероссийском Институте Электрификации Сельского Хозяйства, основанные на технологиях разработанных Николой Тесла ещё в конце ХIX века. Речь идёт резонансных методах, которые позволяют передавать энергию по 1 проводу, с незначительными потерями в проводнике (общие потери в пределах 1%, в то время как господствующие ныне технологии передачи имеют потери — 5-6%) [11]. Естественно, безопасность таких технологий не изучена, но в силу того, что они никогда не придавались широкой огласке.

Роль образования

Выше были приведены примеры научно-обоснованных альтернативных мнений, которые за столь длительный срок после их выдвижения не были ни оспорены, ни рассмотрены по существу научным сообществом. Встаёт вопрос — что мешает своевременно пересматривать состоятельность господствующих в науке мнений и теорий? Ответ кроется в характере образования, поскольку именно система образования — в особенности начальная и средняя — формируют мировоззрения входящих в науку людей. Нынешний характер образования построен в основном на запоминании и выучивании, а научные теории преподаются как незыблемые догматы.

Однако при этом как будто бы забывается, что многие основы научных воззрений на протяжении жизни человечества неоднократно претерпевали революционные изменения, как например в эпоху Галилея. Более того, такой характер образования порождает узких специалистов, которые не в состоянии предвидеть последствий своей деятельности на жизни общества в целом, и разрешая частную техническую проблему порождаются сопутствующие экологические проблемы, в том числе загрязнение окружающей среды. Самый кричащий на сегодняшний день пример, как раз связанный с энергетикой — технологии добычи сланцевого газа через гидроразрыв пластов.

 

Альтернативным подходом к образованию является формирование у учащихся целостного мировоззрения, чтобы, будучи узким специалистом, индивид:

  • имел широкий кругозор и стремился к целостному восприятию процессов в обществе и биосфере (системный подход);
  • был способен предвидеть последствия собственных разработок;
  • имел способность творческого, свободного мышления и был способен пересматривать собственные стереотипы мировосприятия.

Это тем более актуально для данного этапа развития цивилизации, когда развиваются науки, действующие на стыке разных наук, интегрирующие в себя несколько отраслей. Эти процессы развиваются на основе изменения мышления людей в сторону большего понимания целостности, связности и взаимообусловленности разных процессов, происходящем за счёт появившейся потребности постоянно переучиваться под давлением перманентно меняющейся информационной среды. Логически этот процесс интеграции наук проходит через стадию разработки теории верхнего уровня, с помощью которой появляется возможность единообразно описывать любую отрасль. Понятийные аппараты таких теории также представляют собой языки междисциплинарного общения, которые являются «мостиками» для взаимопонимания профессионалов разных отраслей. Следовательно, именно такие теории нужно осваивать, развивать, и внедрять во все уровни системы образования.

Таким образом, проводя изменения в системе образования, можно оказывать влияние на развитие науки, а за ними последуют изменения в области энергетики, преобразуя её в биосферно-безопасное русло и обеспечивая экологическую безопасность глобальной экономической системы.

В заключении следует заметить, что характер экономической деятельности подчинён потребностям людей. Потребности же людей нравственно обусловлены, и могут быть как естественные, демографические так и искусственные, деградационные [12]. Пример того, к чему может привести дальнейшее несоответствие технического развития развитию нравственному показан в советском фильме «Кин-дза-дза» (1987 г.) [13]. Поэтому ключевую роль также играет психология личностного развития, поскольку на основе психической деятельности человека осуществляется его деятельность в обществе, и определяются его потребности. Следовательно, говоря о необходимых изменениях в системе образования, психологии личностного развития должно уделяться особое внимание, ведь именно с личностного развития начинается развитие общества.

Читайте также статью по первому докладу на форуме в Казани: «Развитие как фактор эволюции науки и общества» http://newyouthpolicy.org/ru/articles-ru/221-razvitie-kak-faktor-evolyutsii


[1] — Wind turbine noise, annoyance and self-reported health and well-being in different living environments. Eja Pedersen, Kerstin Persson Waye. 2007. http://oem.bmj.com/content/64/7/480.short

[2] — Например, в США нет норм ограничивающих прибывание/проживание возле ЛЭП. Electric and Magnetic Fields (EMF) Radiation from Power Lines. US Environmental Protection Agency http://www.epa.gov/radtown/power-lines.html

Также обстоит дело с электротранспортом, воздействие которого не берётся в счёт, хотя его отрицательное влияние отчасти изучено. http://www.ecoanaliz.ru/ecodata/2-ecocommon/79-electrotransport.html

[3] EHH Inc. The Cell Phone Problem http://www.ehhi.org/reports/cellphones/cell_phone_report_EHHI_Feb2012.pdf

[4] «Знание — сила», № 5, 1991, д.т.н. C. Рыбников, «Кувалдой по хрустальному своду».

[5] A comprehensive review on PEM water electrolysis, 2013. International Journal of Hydrogen Energy.

[6] Говоря о более долгосрочной перспективе, следует сказать о том, что востребованность разных технологий будет зависеть от концепции градостроительства. Если поселение 5-10 тысяч человек или менее, то выработку электроэнергии можно производить локально. Это освобождает от необходимости строительства многокилометровых ЛЭП, а также гораздо безопасней в аспекте защиты от катаклизмов: при наличии у каждого поселения свей автономной системы энергоснабжения, в случае отключения пострадают максимум 5-10 тысяч человек, а не миллионы как в случае с мегаполисами, которые требуют огромных энергоресурсов. Однако концепция градостроительства подчинена науке, которая в свою очередь подчинена господствующим в культуре идеям: это ещё один пример концептуальной обусловленности науки.

[7] Второе начало термодинамики. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B5_%D0%BD%D0%B0%D1%87%D0%B0%D0%BB%D0%BE_%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BA%D0%B8

[8] J. Clerk Maxwell. «On the dynamical theory of gases», 1867

[9] К.Э. Циолковский. «Второе начало термодинамики», 1914

[10] «Астрономические наблюдения посредством физических свойств времени» Козырев Н.А., Избранные Труды. 1991.

[11] «Резонансные методы  передачи и применения электрической энергии», Российская Академия Сельскохозяйственных Наук, 2008.

[12] Демографические потребности — вид потребностей индивида, удовлетворение которых обеспечивает существование индивидов и их семей и личностное развитие (еда, одежда, жильё, образование, социальные услуги, свободное время и т.д.).

[13] «Кин-дза-дза» - фильм о двух гражданах СССР которые неожиданно попадают в другую галактику, на планету Плюк, где установлена строгая олигархическая система. Цивилизация планеты высоко развита в техническом смысле, обладая технологиями получения энергии из воды, телепортации, путешествия во времени, и мощного оружия. При этом планета разорена экономически и социально, в том числе потому, что технологии использования воды в качестве топлива превратили планету в огромную пустыню в результате порочных нравов населения планеты. 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

«Новая Молодёжная Политика, 2011-2015»