Стратегия Разума сегодня жизненно необходима

В этой главе я много говорил об эволюции, об общей схеме мирового развития. Для того чтобы найти пути, ведущие в будущее, надо знать прошлое, представлять свое место - место человека в реализации стратегии Природы. Мне хотелось, чтобы читатель, следуя за автором, увидел наш сложный и противоречивый мир в своей целостности и почувствовал его неумолимую логику развития. И вместе с тем я хотел бы, чтобы он со мной вместе увидел, что эта «неумолимая логика развития» не делает нашу судьбу предначертанной, что взгляд естествоиспытателя не может усмотреть в истории становления человека «руки всевышнего». Император Наполеон спросил однажды великого французского математика и астронома маркиза де Лапласа: «Где же место бога в Ваших научных построениях мира?» Речь шла о знаменитой гипотезе Канта - Лапласа. Ответ был лаконичным: «Мне для ее изложения не потребовалось такой аксиомы». Я хотел бы, чтобы и видение общей картины мира также не требовало никаких аксиом, кроме законов нашей Вселенной, и предстало перед читателем в виде естественного хода естественных процессов.

Вместе с тем все эволюционные процессы имеют какую-то общую составляющую. Но она рождается законами нашей Вселенной, того мира, в котором мы живем, потому что он такой, какой он есть, - в этом состоит стратегия Природы. Неопределенность, случайность в сочетании с турбулентнообразным характером большинства протекающих в нем процессов делает непредсказуемыми детали мирового развития, сохраняя тем не менее его общий характер.

Появление Разума создает новые потенциальные возможности для направленной эволюции земной жизни. Однако этот факт сам по себе еще недостаточен для ее утверждения. Ведь Разум распределен между всеми людьми - он подобен рассеянной энергии. Значит, для того, чтобы эту потенциальную возможность превратить в реальность, необходимо придать этому Разуму определенную структуру, организованность.

Но собрать рассеянную энергию в единое целое невозможно. Таковы законы физики. А вот Разум можно! Я об этом уже рассказывал - когда возникает ситуация, в которой присутствует некоторый общий интерес, возникает общая цель, то проявляется кооперативное начало, свойственное всему живому, а Человеку особенно. В этом случае происходит объединение усилий, и в том числе объединение и умножение интеллектуальных способностей, - возникает «коллективный интеллект». Теперь, в конце XX века, такая общая цель возникла - это экологический императив!

Но для того чтобы выбирать способ действия, надо знать, что нам грозит. Вот почему первая задача, которая встает сегодня перед людьми, - это изучение экологического императива, то есть тех условий, которые его составляют, - надо знать «запретную черту»! Пришло время разработки международной научной программы, открытой для всех ученых мира, программы приобретения новых, нетрадиционных знаний, необходимых для обеспечения коэволюции человека и биосферы. Для ее реализации потребуется нестандартная организационная структура и новое мышление не только в науке, но и в политике. Некоторые фрагменты этой программы и будут предметом нашего рассказа.

Одна из особенностей современного этапа эволюции техносферы, как об этом уже говорилось, состоит в необходимости исследования биосферы как единого целого - изучения ее реакции на крупномасштабные антропогенные воздействия, порождаемые техническим могуществом цивилизации. Вот некоторые примеры.

Непрерывный рост концентрации углекислоты, возникающий из-за сжигания углеводородного топлива, приводит не только к росту средних температур, но и к изменению структуры атмосферной циркуляции, глобальному перераспределению осадков, а следовательно, и изменению продуктивности биоты.

Загрязнение океана меняет характер энергообмена океан - атмосфера и уменьшает испарение с водной поверхности - основного источника влаги на Земле.

Вырубка лесов, увеличение площади пустынь, замена естественных ценозов узкоспециализированными агроценозами, осушение болот, создание искусственных водохранилищ меняют альбедо земной поверхности и структуру естественного круговорота химических элементов. Все это влияет, и часто пагубно, на климат и продуктивность биоты.

Наконец, возможные ядерные конфликты, как это уже знает читатель, будут иметь своим следствием глобальную перестройку биосферы даже в том случае, когда в них будут задействованы лишь сотые доли ядерного потенциала, который имеется в распоряжении ядерных держав. Война с использованием атомного оружия вряд ли способна полностью уничтожить биосферу, но произойдет перестройка, и новые ее параметры, по-видимому, окажутся такими, которые исключат возможность существования в ней человека, а возможно, и всех высших животных и растений.

Поскольку судьбы человечества неотделимы от судьбы биосферы, то возникает принципиально новое направление исследований - изучение биосферы как объекта управления. Первый этап любого исследования, связанного с выбором и оценкой управляющих воздействий, требует изучения реакции управляемого объекта - в данном случае биосферы - на наши воздействия на нее. Масштаб подобных исследований выходит далеко за любые национальные рамки и требует международных усилий.

Сегодня существуют многочисленные международные научные организации, делающие полезную работу. Однако теперь речь должна идти уже о большем. Мне кажется, что пришло время создания международных институтов, которые бы представляли собой совокупность национальных лабораторий, работающих по единому плану, имеющих единую цель, формирующих единый банк экологических данных - банк, доступный для всех участников подобной исследовательской кооперации. Именно кооперации, в которую каждая исследовательская группа вносит то, что она умеет делать, в чем она занимает передовые позиции.

В это дело мы, то есть коллектив Вычислительного центра АН СССР, который я представляю, могли бы внести определенный (и очень немалый) вклад. Это работы, о которых я рассказывал в первых главах этой книги. Напомню, что у нас исследования биосферы как единого целого начались в 1972 году. Их основой мы считаем создание вычислительного комплекса, имитирующего функционирование биосферы и создание необходимой системы информационных массивов, достаточных для анализа возможных изменений параметров биосферы вследствие реализации того или иного сценария человеческой деятельности.

Основой этого вычислительного комплекса, который я назвал в этой книге системой «Гея», служила система моделей, учитывающих динамику атмосферы, ее энергетики (образование облаков, перенос радиации, выпадение осадков и т. д.), процессы взаимодействия атмосферы с поверхностным слоем океана и простейшую модель биоты, достаточную для анализа углеродного цикла.

Сейчас идет разработка более совершенной вычислительной системы и подготовка к новой серии экспериментов, которые мы предполагаем начать уже в 1987 году. Прежде всего мы собираемся продолжить изучение возможных последствий ядерной войны и уточнить проведенный анализ, опираясь на тот экспериментальный материал и исследования в области микрофизики атмосферы и океана, которые были опубликованы в последние годы; но главное, на что будут ориентированы наши исследования, - это проблемы влияния загрязнения океана на энергообмен океан - атмосфера и испарение с его поверхности. Мы предполагаем оценить те изменения климатических параметров и структуры атмосферной циркуляции, которые могут произойти, и реакцию биоты на эти изменения.

Кроме того, мы намечаем разработать инструмент, пригодный для фундаментальных исследований взаимодействия динамики литосферы с атмосферой и гидросферой, научиться изучать роль разломов земной коры на, устойчивость морских и атмосферных движений.

Мне кажется важным также начать изучение роли космических факторов на климат Земли, оценить влияние у вековых изменений характера движения Земли как небесного тела, а также возможные последствия ее столкновения с космическими странниками - крупными метеоритами.

Таким образом, мы можем сегодня сделать определенный вклад в изучение реакции биосферы на крупномасштабные антропогенные воздействия и предоставить в распоряжение международного коллектива, если он возникнет, более или менее развитый инструментарий и соответствующее математическое обеспечение, в частности, способное быть использованным при изучении и оценке некоторых предельных воздействий человека на биосферу, то есть установить некоторые характеристики той запретной границы, которую ставит биосфера возможной человеческой активности.

Мне кажется, что сейчас жизненно необходима кооперация ученых вокруг этой проблемы и разработка сценариев возможных антропогенных воздействий на биосферу, - мы обязаны уметь их предвидеть. Я хотел бы заметить, что проблема сценариев - это самостоятельная и очень непростая проблема. Разработка возможных вариантов человеческой деятельности и прежде всего антропогенных нагрузок на окружающую среду мне представляется специальной и очень важной сегодня областью фундаментальных исследований.

Вторым вопросом, который может быть предметом международных усилий, я назвал бы проблемы «локальных экологических стрессов». Дело в том, что сегодня уже вполне реальны крупные инженерные проекты, способные внести весьма существенные изменения в мировую экологическую обстановку. Я здесь имею в виду и проблему кислых дождей, и проблему реализации крупных гидротехнических проектов. Вероятно, уже в начале следующего века человеку сделается доступной возможность влиять на структуру океанических течений и реализовать проекты, бывшие еще вчера объектом фантастических домыслов, проекты, способные внести качественные изменения во всю экологическую обстановку планеты. Подобные свершения уже не могут быть компетенцией отдельных стран, ибо они влияют на условия жизни во многих странах, целых регионах и даже планеты.

Многое из того, что я перечислил, - дело будущего. Но к этому надо готовиться уже сегодня и создавать для анализа региональных проектов необходимый инструментарий, тем более что он нужен для анализа «горячих точек», которых так много на нашей Земле.

Нас многому должен научить пример Чернобыля. Но не только атомные электростанции, но и крупные химические предприятия следует отнести к подобным «горячим точкам». Наконец, существуют некоторые уникальные объекты, вроде озера Байкал в Сибири, Великих озер Африки и Северной Америки, которые являются мировым достоянием. Это некоторые абсолютные ценности планеты, и их значение для ее будущего выходит далеко за любые национальные рамки. Надо учиться предвидеть их судьбу, так же как и следствия крупномасштабных инженерных проектов и катастроф в «горячих точках». Все это требует разработки нового исследовательского инструментария и новой научной парадигмы.

Проблемы, которые я условно назвал региональными, отнюдь не более просты, чем те, которые касались биосферы в целом. Более того, они требуют нового, нетрадиционного мышления и новых форм организации исследований. Но кое-что уже делается в международном и национальном масштабах. У нас в стране тоже уже сделано немало, и мы можем внести достаточно весомый вклад в международную научную кооперацию. Так, например, мы приобрели определенный опыт количественного анализа озерных экосистем, структуры математических моделей, необходимого мониторинга окружающей среды и т. д. Успешно используется вычислительный комплекс для анализа взаимодействия подземного и поверхностного стоков воды, столь необходимого для исследования переноса различных вредных загрязнений и т. д.

Подобные исследования требуют специальной организации. Основная работа в региональных программах должна, вероятно, проводиться в национальных организациях. Но конкретные планы исследований, их методика и особенно результаты должны быть достоянием международной общественности. Поэтому для развития таких исследований также нужен специальный институт типа Венского института, системного анализа, основная задача которого - на конкретных примерах разрабатывать методы комплексного (системного) анализа крупных народнохозяйственных проблем. Но его организация, как мне представляется, требует существенного изменения. Прежде всего такой институт должен играть роль связующего звена, которое способно превращать методики и математическое обеспечение, разработанные той или иной национальной группой, в общедоступный инструмент. В настоящее же время Венский институт системного анализа (NASА) пытается вести самостоятельные исследования. Но для этого он не имеет «критической массы» и оказывается слабее практически любой национальной лаборатории. Вместо этого в подобных институтах достаточно иметь группу квалифицированных менеджеров, способных быть в курсе реализации научных программ, и небольшой вычислительный центр, играющий роль узла связи и банка знаний (программ, моделей, алгоритмов, данных и т. д.), накапливающий знания, которые будут возникать в результате коллективных усилий.

Сохранение и развитие жизни на планете связано еще с одной важнейшей проблемой - необходимостью сохранения видового и генетического разнообразия живых видов. Мало кто отдает себе отчет в серьезности этого вопроса. Совсем не зря существуют «Красные книги», которые ведут зоологи и ботаники. Это делается не только из-за любви к природе, ибо под охрану принимаются не одни только «полезные» живые виды, а все без исключения! И вообще слова «вредность» и «полезность», как оказывается, далеко не отражают реальности связей в живом веществе и того смысла и места в мире, которое занимает тот или иной вид.

Необходимо сохранять видовое и генетическое разнообразие видов животных

Феномен генетической памяти - это закодированный опыт жизни, это история становления, ее приспособления к суровым условиям в окружающем мире, это грандиозная библиотека знаний о том, как можно преодолеть те или иные трудности, приобрести те или иные свойства. И утеря любого генотипа - безвозвратная потеря бесценного тома из этой библиотеки. Именно бесценного, ибо никто никогда этот том уже не напишет.

Но генетическое и видовое разнообразие - это не только книга знаний о живом веществе, о жизни, книга, которую мы уже начинаем понемногу читать и использовать получаемые знания для блага человека. Генетическое разнообразие - это гарантия устойчивости вида. Как я уже не раз говорил, все живое непрерывно подвергается действию случайных, непредсказуемых факторов. И генетическое разнообразие защищает вид от опасности его деградации вследствие неблагоприятных условий внешней среды, обеспечивает его устойчивость.

И не только это - разнообразие популяционного генофонда прямо связано со скоростью его эволюции. Чем выше генетическое разнообразие вида, тем выше потенциальные возможности его развития. Этот факт получил даже математическое доказательство, известное как теорема Фишера.

Такая особенность природных процессов приобретает сейчас большое значение. Дело в том, что подобная зависимость имеет место и на уровне всего живого: устойчивость биоты тем выше, чем более разнообразны формы живых существ, населяющих биосферу. Более того, в известной степени этот «эффект плюрализма» проявляется и в человеческом обществе, о чем я буду рассказывать в следующем, заключительном разделе.

Итак, обеднение «организационных форм живого вещества», уменьшение разнообразия живых видов - это опасность, грозящая всему живому миру, а следовательно, и человеку. Уменьшение разнообразия - это уменьшение устойчивости, это в конечном итоге деградация биосферы. Простейший и всем известный пример - вырождение монокультур хлопчатника, пшеницы, картофеля. Высокоурожайный и эффективный сорт при небольших изменениях климатических условий или появлении какого-либо заболевания начинает быстро деградировать, и его приходится заменять новым сортом.

Исследования, проводимые в африканской саванне и заповедниках, показывают, что естественные биоценозы с большим количеством живых видов в конечном счете не только более устойчивые по отношению к разным превратностям судьбы, но и более эффективны - они обеспечивают производство большего количества биомассы на единицу площади. Исходя из этого, многие фермеры в африканской саванне отказались от разведения одного, но высокопродуктивного сорта скота, а разводят одновременно разнообразные типы буйволов, антилоп и т. д.

Существует еще одна сторона этого явления, которая стала известна нам лишь совсем недавно.

Замечательный русский биолог, человек, открывший явление хемосинтеза (возможность существования жизни, не связанной с энергией Солнца, то есть фотосинтезом, а за счет энергии химических реакций), создатель и первый директор Института экспериментальной медицины в Петербурге профессор С. Н. Виноградский обратил внимание на совершенно особую роль бактерий в биотических процессах. Великолепие видимой жизни на Земле обязано жизни невидимой - вот лейтмотив его публичной лекции, прочитанной в 1900 году. Это утверждение вряд ли кто будет оспаривать сегодня. И все же оно было лишь частью истины. Мир невидимый, мир не только микробов, но и вирусов, может быть, наряду с отбором является важнейшим фактором эволюции нашей земной жизни.

Недавно стало известно, что вирусы - вещество, стоящее на грани между живым и косным, - способны переносить генетический материал от одной живой клетки к другой, от одного организма к другому. Надо прочувствовать глубину этого факта. Он означает, что не просто случайные мутации открывают «поле возможностей» для отбора. Ему предоставляется неизмеримо более широкое поле деятельности, ибо вместе со справедливостью принципа «яблоко от яблони недалеко падает», существуют и ситуации, выраженные другой русской пословицей: «Не в мать, не в отца, а в прохожего молодца». Только «молодец» даже не ведал о том, что невидимый вирус, лишенный почти всего, что свойственно живому, похитил у него несколько особенностей, записанных на языке генетического кода, и унес их в неизвестном направлении. Затем, включив их в какую-то, ранее существовавшую цепочку нуклеотидов, принадлежащих другому организму, он, быть может, породил монстра или гения. Кто знает, может, известная шутка о том, что первая птица вылетела из яйца ящера, не так уж далека от истины!

Значит, скорость эволюции (а может быть, и ее направленность) связана с разнообразием вирусов. И кто знает, если однажды исчезнет или ослабнет эта горизонтальная связь между живыми существами, не навалятся ли на нас невыносимым грузом неизвестные болезни, потеря способности приспосабливаться к поджидающим трудностям и многое другое, о чем мы и не ведаем сегодня!

Вот почему проблемы изучения влияния разнообразия форм живого вещества столь важны для будущего человечества. Мы еще очень многого не знаем. А это означает, что мы должны всеми возможными средствами сохранять то, что уже создано природой. Природоохранительные мероприятия, имеющие своей главной задачей сохранение биологического разнообразия, должны сделаться важнейшей составляющей большой международной программы «Изучение биологического и генетического разнообразия жизни и использование этого потенциала во благо Человека».

Совершенно особое место в международных научных программах должны занимать проблемы, связанные с будущими «институтами согласия». Этим термином, как вы помните, уважаемый читатель, я называю соглашения кооперативного типа, объединяющие усилия и использующие ресурсы, принадлежащие различным самостоятельным субъектам (странам, регионам, отдельным лицам и т. д.) для достижения тех или иных общих целей.

Исследования природных систем, о которых говорилось выше, позволяют нам говорить о границах дозволенного. Но где гарантия того, что найденные учеными условия обеспечения экологической стабильности будут выполняться?

Для этого еще необходимы коллективные решения, следуя которым люди действовали бы в рамках, которые допускает природа. А интересы у людей разные, и совсем не очевидно, что рекомендации науки будут ими приняты и они придут к необходимому согласию. Такое согласие особенно важно, когда речь идет о глобальных проблемах, когда его отсутствие может грозить человечеству в целом.

Надо оставаться реалистом и отдавать себе отчет в том, что на планете и в будущем будут существовать страны с разными политическими и экономическими структурами, с разными шкалами ценностей, обусловленными традицией, географическими условиями и, конечно, социальной организацией. Возможно ли в этих условиях найти соглашения, которые всегда будут некоторыми компромиссами, способными удовлетворить то противоречивое единство, каким представляется человечество сегодня и останется в будущем, выработать рациональное коллективное поведение, которому будут добровольно следовать все страны?..

Как вы видели, я отвечаю па этот вопрос положительно, полностью отдавая себе отчет в том, что его решение тем не менее беспрецедентно сложно. Но основой моего оптимизма служат результаты той исследовательской программы, которую мы совместно с профессором Ю. Б. Гермейером наметили еще в конце 60-х годов.

В ее основе лежало достаточно очевидное соображение: если коллективное решение оказывается выгодным всем участникам той или иной конфликтной ситуации - ситуации, в которой цели сторон не тождественны, если оно в некотором смысле оптимально, то есть его нельзя улучшить одновременно для всех участников, то оно имеет шанс не только быть принятым, но и с большим основанием мы можем ожидать, что оно будет соблюдаться.

Значит, основная цель научной программы - описать и изучить особенности тех ситуаций, когда такие коллективные решения существуют.

В третьей главе я рассказал об исследованиях Ю. Б. Гермейера и И. А. Вателя, рассмотревших очень важный класс ситуаций, который мы назвали «путешественники в одной лодке». Он охватывает ситуации, типичные в повседневной экологической практике. Я рассказал также и об исследованиях, которые проводил в 1983 - 1984 годах. Они относились к анализу другого, более сложного класса, включавшего в себя и ситуации, связанные с гонкой вооружений. Во всех подобных ситуациях существовал эффективный взаимовыгодный компромисс, то есть могли быть созданы «институты согласия», могли быть найдены выгодные всем участникам конфликта кооперативные соглашения.

Эти результаты, хотя и получены на упрощенных моделях, были совершенно не очевидны заранее. Другими словами, отыскание взаимовыгодного компромисса могло быть результатом только специальным образом проведенного научного анализа. Это показывает, что институты согласия могут возникнуть только на современной научной основе, в результате специальных исследований.

Роль науки должна возрастать во всех сферах жизни. Но этот тезис, к сожалению, очень медленно внедряется в сознание людей. Чем сложнее вопрос, чем он менее понятен традиционному мышлению, чем большее влияние на судьбы людей будет оказывать его решение, тем более тщательному и глубокому анализу он должен быть подвергнут. Особенно важно научиться использовать научные подходы при выработке разнообразных межгосударственных решений, которые всегда являются компромиссами. Необходимо знать, что наука уже способна оказаться надежным поводырем.

Я рассказал о некоторых вопросах, не просто стоящих на повестке дня, но и требующих определенных организационных усилий. Разумеется, я рассуждал «со своей колокольни». Другие специалисты назовут, наверное, другие вопросы, которые могут оказаться еще более важными для экологии человека.