Безотходная цивилизация

Важный компонент концепции «обратимой цивилизации» – переход на возобновляемые источники энергии.
Фото Reuters

По данным ООН, человечество сбрасывает в окружающую среду в 2000 раз больше биологических отходов, чем вся остальная биосфера. За один год из недр планеты извлекается 10 млрд. тонн природного сырья. Воздействие на Землю в результате потребления ресурсов достигло пределов геомеханической устойчивости земной поверхности в ряде регионов. Сегодня на Земле исчезает один биологический вид в час.

Человеческая цивилизация идет по крайне опасному пути, который необходимо кардинально изменить, – хотя бы во имя выживания самого человечества.

Но можно ли это сделать? Может ли развиваться цивилизация, не производя или почти не производя отходов своей деятельности?

═

Созидательное разрушение

═

Подход, при котором предметы потребления создаются только для их функционирования, но никто не заботится о том, что происходит после завершения их потребления, в эпоху появления быстро сменяющих друг друга поколений продуктов и технологий не только недальновиден – он смертельно опасен для человеческой цивилизации.

День, когда масса мусора превысит массу материи в земной коре, которая потенциально может быть превращена в продукты человеческой деятельности, стремительно приближается, и уже сегодня эти массы соизмеримы. Процессу разрушения созданного необходимо уделять не меньше внимания, чем процессу его созидания. Технологии разрушения должны быть неотъемлемой частью процесса творения. Иначе человеческой цивилизации придет конец.

Мало кто задумывался о том, что в отличие от человеческой цивилизации живое на земле и как отдельные виды, и как целое является практически безотходным. Лишь изредка удается найти остатки древних животных и в исключительных случаях – кости динозавра или мамонта. Живое превращается в живое. И даже человек, столь усердный в производстве мусора, как биологический вид на 99,999% составлявшей его на протяжении жизни материи «обратим».

То есть с точки зрения био-геоценоза человек – и все человечество – почти идеально безотходная система. Чего, к сожалению, нельзя сказать о том, что создается человеческими руками. Царство живого является превосходным примером обратимой цивилизации. Человечеству имеет смысл пристально изучить, каким образом это достигается, чтобы попытаться повторить уникальное достижение биогеоценоза (возникшее «всего лишь» в результате эволюции и отбора).

═

Жизнь как обратимая технология

═

В последние годы все яснее становится, насколько тонки, сложны и филигранно отлажены механизмы, in vivo регулирующие разрушение созданного.

Уровень биогеоценоза. Все живое (за исключением растений) поедает живое. Причем практически без остатка. И, умирая, также в конечном итоге (почти) целиком превращается в чью-то пищу.

Физиологический уровень. Ежедневно в организме животных (включая и человека) синтезируются миллионы клеток. Но, поскольку вес зрелой особи, грубо говоря, остается неизменным, это означает, что приблизительно такое же количество клеток и погибает. Сам факт синтеза белков, аминокислот – и клеток – в организме при его непрекращающемся функционировании с сохранением общей массы означает, что детектирование того, какие именно структуры должны быть удалены, отлажено чрезвычайно тонко.

Запрограммированная смерть клеток. Примерно двадцать лет назад было открыто явление запрограммированной смерти клеток. То, что запрограммированная смерть (как минимум на уровне клеток) является частью программы нормальной жизнедеятельности большинства организмов, несомненно.

Контроль за уничтожением белков. Несколько лет назад были открыты так называемые убиквинины – макромолекулы, осуществляющие контролируемое разрушение макромолекул, а также крупные белковые комплексы, протеосомы, контролирующие процесс деградации белков. Существуют и более «массовые» механизмы уничтожения биомолекул – не поодиночке, а партиями. Так, в клетках существуют везикулы (окруженные мембраной замкнутые поверхности, часто по форме близкие к сферическим), в которых находятся протеолитические ферменты. Если бы эти оболочки порвались (что может происходить как контролируемо, так и спонтанно) клетка была бы уничтожена очень быстро.

Изучение механизмов контролируемого разрушения in vivo представляется полезным, в частности, для создания технологий, функционирующих аналогичным образом.

═

Переход к обратимости

═

Первым и самым простым должен быть переход к биодеградирующим материалам. Такого рода полимерные материалы созданы, но пока еще дороги. За последние 100 лет человечество во многом перешло на синтетические материалы. Однако в настоящее время идет возврат к использованию возобновляемых биоресурсов в технике. Появилась даже специальная наука «Green Chemistry».

Следует заметить, что биологические методы эффективны и для неорганических материалов. Так, например, высокие потребительские качества китайского фарфора обусловлены наночастицами исходных глинистых минералов, которые образуются в почве за счет жизнедеятельности определенного вида червей.

Остается открытым вопрос об энергетике. И в этом направлении уже сделано очень много. Производство электроэнергии в будущем будет все более базироваться на энергии ветра, воды и солнечного излучения. Даже современная атомная энергетика будет трансформирована в термоядерную, при этом будет осуществлен ступенчатый трансфер ядерных отходов и их минимизация. Возникнет альтернатива линиям электропередачи. Вспомним, что в мире живого энергия накапливается и передается локально и только локально. Не вызывает сомнения, что локальные источники энергии и в человеческой цивилизации будут использоваться все шире. В частности, развитие двигателей на водороде может стать прообразом таких систем следующего поколения, при которых энергия передается не с помощью высоковольтных линий, а «перевозится» в контейнерах или производится на месте – причем при потреблении энергии не возникает никаких вредных выбросов в атмосферу.

═

Альтернативная цивилизация

═

Допустим на минуту, что безотходная цивилизация стала реальностью. Что дальше? В этот момент – а возможно, и раньше – возникнет проблема создания самосовершенствующихся продуктов. Элементы таких технологий уже существуют. Например, автоматическая загрузка (по умолчанию, на background) антивирусных программ во время нахождения в интернете. В почве ряда городов (в частности Москвы) обнаружены бактерии-мутанты, которые перерабатывают все или почти все побочные продукты цивилизации.

Как добиться того, чтобы созданные альтервитальные бактерия или фермент, способные по команде «пожрать» компьютер, вырвавшись из-под контроля, не уничтожили заодно и его пользователя? Или, наоборот: существующие бактерии и вирусы, мутировав, не начали пожирать или выводить из строя все подряд: от стоящих на улицах автомобилей до многоквартирных домов?

Одна из возможностей – альтервитальный синтез должен происходить при таких и только таких условиях, которые никогда не достигаются в окружающей среде (например, при температуре 90 градусов и выше). Другая – альтервитальные продукты должны быть построены из молекул, которые в живой природе не используются.

═

* * *

═

Создание обратимых технологий и только их должно постепенно стать новым стандартом, подобным тем, которые сегодня государственно регулируют, например, выхлоп автомобиля. Обратимая цивилизация возможна. Более того – абсолютно необходима, ибо альтернативы ей нет. И приступить к комплексной реализации ее необходимо as soon as possible, пока окружающая человека среда не перешла за точку, хорошо известную из теории нелинейных систем, то есть такую, из которой не будет возврата.