ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОСТМОДЕРН

_____ Журнал нетрадиционной экологической ориентации _____

ПОТЕПЛЕНИЕ ИЛИ КОЛЛАПС?

Виктор Георгиевич Горшков
проф., доктор физ.- мат. наук

Анастасия Михайловна Макарьева
канд. физ.- мат. наук

1. Погода и климат

Точные долгосрочные предсказания погоды принципиально невозможны.

Но климат не погода.

Научный подход позволяет исследовать как характер, так и изменение устойчивости климата под воздействием человека.

Со школьной скамьи все знают, что такое климат. В тропиках — теплый климат, вблизи полюсов — холодный. В глубинах суши — континентальный. На море — морской. В пустынях — сухой климат. В каждой климатической зоне в разное время бывает разная погода. Частота возникновения различных погодных условий и составляет климат.

Предсказание погоды основано на инерционности процессов в атмосфере и океанах. Возникшие циклоны и антициклоны передвигаются в определенном направлении и распадаются не сразу. Это позволяет точно предсказывать погоду на времена порядка времен существования этих образований, которые весьма коротки и не превосходят в нескольких дней. На более длительных временах порядка месяца или целого сезона — весны, лета, осени, зимы — предсказания погоды имеют лишь вероятностный характер и делаются на основе многолетних данных о климате области. По определению, такие прогнозы не могут предсказать ничего такого, что не случалось ранее.

Точные долгосрочные предсказания погоды принципиально невозможны. Это связано с тем, что малейшее изменение начальных условий, намного меньшие точности их измерения, могут приводить к совершенно различному изменению погодных условий. Аналогом подобных явлений является маятник, остановленный в вертикальном положении, после чего он может качнуться как вправо, так и влево под воздействием ничтожных флуктуаций, измерить и предсказать которые невозможно.

Климат — это не погода. Научные данные позволяют исследовать как характер, так и изменение устойчивости климата под воздействием изменения окружающей среды, производимой людьми.

2. Устойчивость климата

Основной наблюдаемой особенностью земного климата является его устойчивость.

Именно эта устойчивость позволила жизни просуществовать на Земле миллиарды лет.

Однако эта устойчивость не физической природы.

Климат Земли, с его легко испаряющейся и легко замерзающей гидросферой, физически неустойчив.

Основной наблюдаемой особенностью земного климата является его устойчивость, позволившая жизни просуществовать на протяжении нескольких миллиардов лет. Накопленные палеоданные почти за миллиард последних лет показывают, что среднеглобальная температура земной поверхности отклонялась от современного значения +15 оС не более, чем на 5 оС в ту и другую сторону, т.е. не опускалась ниже +10 оС и не поднималась выше +20 оС. Существовавшая череда ледниковых и межледниковых периодов однозначно указывает на существование устойчивости климата. Повышение температуры вызывало действие сил, тормозящих это повышение (т.е. наступление ледников), а понижение температуры с увеличением площади ледниковых щитов приводило в действие силы, приводящие к последующему росту температуры и таянию льдов.

Анализ физических свойств окружающей среды атмосферы, океанов и континентов показывает, что климат Земли, в котором основную часть земной поверхности составляет жидкая гидросфера океанов, физически неустойчив. Количество атмосферной влаги, находящейся в непрерывном круговороте — испарении с поверхности океанов и континентов и выпадении обратно в виде дождей — жестко связано с температурой земной поверхности. С увеличением температуры количество атмосферной влаги возрастает в геометрической прогрессии, увеличиваясь вдвое при росте температуры на каждые последующие 10 оС (и, соответственно, уменьшаясь вдвое с падением температуры на каждые 10 oС). Это свойство хорошо известно и регулярно используется нами для ускорения высушивания белья, одежды и других предметов.

Атмосферная влага является основным парниковым веществом и отражает обратно тепловое излучение земной поверхности, нагревая ее. (Всем известно, что в облачные дни не бывает сильных морозов.) Поэтому с увеличением температуры экспоненциально увеличивающееся количество атмосферной влаги приводит к дальнейшему экспоненциальному возрастанию температуры. Таким образом, если процесс испарения не подвергается управлению какими-либо внешними силами, ничто не может препятствовать случайно начавшемуся процессу неограниченного повышения температуры, вплоть до полного испарения океанов. При этом простые физические оценки показывают, что температура земной поверхности достигает значений +400 оС, при которых никакая жизнь невозможна. С другой стороны, в случае случайно начавшегося процесса понижения температуры в отсутствие внешнего управления ничто не может предотвратить экспоненциальное уменьшение атмосферной влаги, вплоть до полного оледенения всей гидросферы (которая в этом состоянии сильно отражает солнечное излучение) и падению температуры земной поверхности до −100 oC, что также несовместимо с существованием жизни.

3. Естественная биота

Какие же силы стабилизируют климат Земли?

Устойчивость земного климата поддерживается естественной биотой.

Мощность солнечной энергии, затрачиваемой на транспирацию растениями, в 300 раз превосходит мощность энергопотребления всего человечества.

Естественные ненарушенные леса континентов — наиболее эффективная система управления водным режимом на суше.

На культивируемых человеком землях и акваториях высокопродуктивная «антибиота» осуществляет дестабилизацию окружающей среды.

Какие же силы управляют испарением влаги на суше и в океанах, поддерживая температуру Земли в приемлемом для жизни коридоре? Легко убедиться, что это не могут быть ни силы, связанные с неоднородностью континентов, составляющих треть земной поверхности, ни Кориолисовы силы, связанные с вращением Земли, ни силы глобальной циркуляции атмосферы и океанов. Иными словами, ни форма Земли, ни ее вращение, ни неровность ее поверхности не имеют отношения к устойчивости земного климата. Силы управления могут создаваться только самой жизнью — не нарушенными человеком сообществами фауны и флоры суши и океанов, которые составляют то, что теперь называют биотой Земли.

Процесс биотического управления окружающей средой и климатом Земли столь же сложен, как сложна сама жизнь. Однако отдельные его элементы известны и хорошо изучены. Листья деревьев лесов расположены над Землей в виде множества слоев, так что испарение с поверхности листьев может многократно превышать испарение с оголенной почвы или открытой водной поверхности. Этот полностью управляемый растениями экологический процесс испарения влаги называют транспирацией. Мощность солнечной энергии, затрачиваемой на транспирацию растениями, в 300 раз превосходит мощность энергопотребления всего человечества. В океанах глубина проникновения света зависит от замутненности клетками фито- и зоопланктона, генерирующими различного вида поверхностноактивные вещества, что позволяет регулировать испарение и температуру водной поверхности. Известно и множество очевидных, но менее изученных биотических механизмов управления окружающей средой. Все эти механизмы действуют только в не нарушенной человеком естественной биоте — не подвергавшихся вырубкам лесах, неосушенных болотах, не залитых нефтью океанах.

Чрезвычайная сложность биотического управления не позволяет человеку вторгаться в него или пытаться улучшить его механизмы. С этой точки зрения бессмысленными становятся и попытки детального изучения этих механизмов. Биотическому управлению, отлаженному за миллиарды лет, нельзя «помочь». Ему необходимо лишь не мешать.

Что же происходит с биотическим управлением сейчас? Естественные ненарушенные леса континентов — наиболее эффективная система управления водным режимом на суше. Величины испарения и осадков в тропических дождевых лесах вдвое превосходят эти же величины над поверхностью открытого океана. Биотическое управление водным режимом, осуществляемое ненарушенными лесами средних и низких широт, не менее эффективно в летние периоды, но выключено зимой и ослаблено весной и осенью. Каждую весну мы наблюдаем, как просыпается наша биота и в очередной раз пытается включить биотическое управление и восстановить окружающую нас среду в наиболее благоприятном для нашей жизни состоянии. Но мы бездумно набрасываемся на нее — рубим и уничтожаем. Наша задача — получить экономически выгодные максимальные урожаи зерна на пахотных землях и пастбищах, вырастить деревья с экономически ценной древесиной. Для описания естественных лесов используются термины с негативным эмоциональным содержанием, они именуются перестойными, содержащими гниющую древесину и т.п. Но именно такие леса, существовавшие миллиарды лет независимо от человека, представляют собой биоту, способную наиболее эффективно управлять окружающей средой.

То, что растет на обрабатываемых землях и эксплуатируемых «лесах» — это не биота. Эти виды растений и питающиеся ими люди никогда не образуют естественные сообщества и не способны к управлению окружающей средой. Более того, благодаря достигнутой высокой продуктивности подобных искусственных наборов живых организмов они оказывают разрушающее воздействие на окружающую среду, часто превосходящее управляющее воздействие естественной аборигенной биоты, которая существовала ранее на той же территории.

Человечество уже в течение нескольких тысяч лет эффективно уничтожает естественную биоту на суше. Нетронутой до последнего времени оставалась только биота открытого океана. Все пустыни на суше — это уничтоженные человеком леса путем их прямого выжигания и дальнейшего перевыпаса скота. Существующие сейчас степи, прерии и саванны — это промежуточная стадия полного уничтожения лесов. Но человеку не удается превратить пустыни в «цветущие сады» или высокопродуктивные поля на сколь-нибудь продолжительное время, сравнимое со временем существования естественных экосистем. Лишь чрезвычайно большими усилиями удается сделать это на очень ограниченных территориях и на короткий срок, после которого наступает полная деградация (опустынивание). Поэтому в пустынях (включая все территории, покрытые ледниками сейчас или в прошлом) биотическое управление просто выключено, но пустыни не разрушают окружающую среду в глобальных масштабах, чего нельзя сказать о культивируемых человеком землях и акваториях, где высокопродуктивная «антибиота» (производящая с высокой скоростью нужные человеку, но экологически бессмысленные продукты) осуществляет дестабилизацию окружающей среды.

4. Мировая «культура» уничтожения биоты

Уникальное географическое положение сделало Европу колыбелью гибельной «культуры» рубки леса.

По глобальной угрозе существованию человечества «культура» вырубки лесов превосходит «культуру» сожжения людей в средние века, «культуру» концлагерей в прошлом столетии и «культуру» терроризма сейчас.

Нарушение биотического управления в ходе уничтожения естественных экосистем приводит к хаосу, росту частоты аномальных и часто катастрофических флуктуаций окружающей среды, от которых территории Европы и США с практически полностью разрушенной естественной биотой страдают в наибольшей степени.

Если взглянуть на карту Европы, то сразу бросается в глаза уникальность расположения ее территории, изрезанной многочисленными внутренними морями. Именно эта уникальность Европы делает режим осадков в Европе менее зависимым от степени нарушенности биоты суши и замедляет (но не предотвращает) опустынивание. Именно это уникальное географическое положение обусловило возникновение, достаточно длительное существование и экспорт в другие части света европейской «культуры» уничтожения лесов с превращением их в обрабатываемые земли и сопутствующей чрезвычайно высокой плотностью численности населения, беспрецедентной по отношению ко всем другим территориям суши земного шара. Чрезмерная перенаселенность Европы привела к интенсивной эмиграции и распространению европейской культуры по всему земному шару. Традиционные аборигенные культуры бережного отношения к природе с поддержанием низкой, естественной для человека плотности численности населения были полностью уничтожены. По глобальной угрозе существованию человечества «культура» вырубки лесов превосходит «культуру» сожжения людей в средние века, «культуру» концлагерей в прошлом столетии и «культуру» терроризма сейчас. (В этом смысле имидж Европы как главного борца за права человека может быть охарактеризован как ханжеский). Открытие ископаемого топлива позволило предотвратить сокращение численности населения до естественного предела путем ускорения освоения оставшейся ненарушенной человеком природы и уничтожения естественной биоты на большей части суши.

Нарушение биотического управления в ходе уничтожения естественных экосистем приводит к хаосу, росту частоты аномальных и часто катастрофических флуктуаций окружающей среды, от которых территории Европы и США с практически полностью разрушенной естественной биотой страдают в наибольшей степени. Недавно произошедшее катастрофическое явление цунами (декабрь 2004 г.) является следствием процессов в земной коре, на которые человек не способен воздействовать. Но подъем огромных масс океанической воды на высоту нескольких десятков метров мог существенно изменить водный режим испарения, осадков и запасов атмосферной влаги в глобальных масштабах, приведя в отсутствие биотического управления (биотического сглаживания аномальных флуктуаций) к катастрофическим изменениям погоды по всему миру (как, например, снегопады в Калифорнии, последовавшие вскоре после цунами).

Наименьшим аномальным колебаниям окружающая среда подвержена в тех областях, где еще действует биотическая регуляция. Это оставшиеся дождевые тропические леса Амазонии, экваториальной Африки, Индокитая, Индонезии, Северной Автралии, Канады и России.

5. Вырубка лесов как угроза климату России

Климат северо-западной европейской части России, Сибири и Дальнего Востока поддерживается до сих пор только сохранившимся на огромных территориях ненарушенным лесным покровом.

Биотическая регуляция лесов Западной Европы полностью уничтожена сотни лет назад. В прошлом столетии, в основном, во второй его половине биотическая регуляция лесов уничтожена в Швеции и Финляндии.

Аналогичный процесс уничтожения естественных лесов достиг невиданного размаха в Ленинградской области, Карелии и на Дальнем Востоке. Слышны призывы распространить шведско-финскую технологию уничтожения естественных лесов на весь Северо-Запад и Сибирь в России.

Если естественные леса России будут уничтожены, климат России будет необратимо подорван, страна начнет превращаться в холодную пустыню, и россиянам попросту негде будет жить и тратить ожидаемые удвоенные и утроенные доходы.

Россия — это не Европа. Климат северо-западной европейской части России, Сибири и Дальнего Востока поддерживается до сих пор только сохранившимся на огромных территориях ненарушенным лесным покровом. Чрезвычайно опасно и недальновидно рассматривать российские леса как экономический запас древесины, распродавая их лесопромышленникам. В противоположность тропическим лесам, которые после вырубки не восстанавливаются, наши бореальные леса после вырубок восстанавливаются до нормального ненарушенного состояния, но за длительное время порядка сотни лет. После вырубок биотическая регуляция очевидно полностью выключается. В подрастающем лесу биотическая регуляция сильно ослаблена — все жизненные ресурсы направлены на скорейшее восстановление естественного сообщества. Совершенно так же ведет себя выздоравливающий после тяжелой болезни организм, который не способен плодотворно работать вплоть до полного выздоровления.

Лишь после того, как с позиции лесопромышленников лес становится «перезрелым и гнилым», восстанавливается естественное возрастное распределение и максимальная интенсивность биотической регуляции, которая далее может поддерживаться неограниченно долго. Лесопромышленники, заинтересованные только в экономически ценной древесине, вырубают деревья задолго до достижения лесным сообществом естественного состояния, тем самым лишая лес способности к биотической регуляции окружающей среды. Биотическая регуляция лесов Западной Европы полностью уничтожена сотни лет назад. В прошлом столетии, в основном, во второй его половине биотическая регуляция лесов уничтожена в Швеции и Финляндии.

В Финляндии за короткий промежуток времени в несколько десятков лет весь лес заменен экономически ценной древесиной на корню. Для упрощения эксплуатации леса вся территория Финляндии испещрена сетью автомобильных дорог. Число дорог на единицу площади в Финляндии наибольшая в Европе. Аналогичный процесс уничтожения естественных лесов достиг невиданного размаха в Ленинградской области, Карелии и на Дальнем Востоке. Слышны призывы распространить шведско-финскую технологию уничтожения естественных лесов на весь Северо-Запад и Сибирь в России.

Швеция и Финляндия — это прибалтийские страны. Их климат может продержаться еще некоторое время после уничтожения естественных лесов. Для России это неприемлемо. Климат России остается пригодным для жизни людей только благодаря отсутствию дорог, что не позволяет быстро уничтожить естественные леса. Нельзя переводить леса России в экономически ценную древесину на корню и надеяться удвоить или утроить посредством этого валовой национальный доход так же, как нельзя торговать водными ресурсами России. Климат России будет необратимо подорван и россиянам негде будет жить и тратить этот удвоенный и утроенный доход. Кроме того, уничтожение естественных лесов России подорвет и весь глобальный климат планеты.

6. Атмосферная двуокись углерода

CO2 важнейший по величине антропогенный загрязнитель окружающей среды и парниковый газ, второй по значению после атмосферной влаги.

Пока физически неустойчивый климат Земли остается под контролем биоты, проблемы CO2 не существует.

Но если продолжить уничтожение естественных экосистем, климатическая устойчивость будет необратимо утрачена.

В этом случае независимо от роста или сокращения выбросов CO2 в атмосферу климат Земли развалится с переходом в одно из полностью непригодных для жизни состояний, подобное Марсу или Венере.

Киотский протокол, направленный только на сокращение выбросов CO2 и не содержащий даже упоминания о необходимости сохранения и восстановления ненарушенной биоты суши и океана, является вредным документом, поддерживающим иллюзию о якобы предпринятых мерах по стабилизации окружающей среды.

До сих пор современные проблемы климата связываются с ростом атмосферной концентрации СО2 — наибольшего по своей величине антропогенного загрязнителя окружающей среды. CO2 — парниковый газ, второй по значению после атмосферной влаги (паров и облачности). Полоса поглощения CO2перекрывает лишь 20% спектра теплового излучения земной поверхности. Все остальные участки спектра (включая и полосу поглощения CO2) захватывают пары воды и облачность.

Если бы климат Земли был физически устойчив при любой температуре, то можно было бы обсуждать такие вопросы как возможные изменения приземной температуры, вызываемые ростом концентрации атмосферного CO2, сдвиг климатических зон и проч., а также выяснять, являются ли подобные изменения благоприятными для человека или нет. При биотической устойчивости климата, т.е. сохранении биотического управления окружающей средой, проблемы CO2 не существует. Во-первых, биота может компенсировать возрастание температуры, вызываемое ростом концентрации CO2, путем изменения регуляции водного режима. Во-вторых, сам атмосферный CO2 находится под жестким контролем биоты — биота способна изменять концентрацию CO2 в атмосфере на сто процентов за времена порядка десяти лет. Биота использует оба эти механизма с относительной интенсивностью, определяемой характером биотического управления, который, как было объяснено выше, не поддается расчету.

Конечно, если мы сократим выбросы СО2, мы облегчим работу биоты и ускорим возврат окружающей среды к нормальному состоянию. Киотский протокол об ограничении сжигания ископаемого топлива и выбросов CO2 в атмосферу, недавно подписанный Россией, является оправданным только в этом смысле. Если продолжать разрушать биотическое управление, уничтожая естественные леса и остальную биоту, то устойчивость климата будет необратимо разрушена. В этом случае независимо от роста или сокращения выбросов CO2 в атмосферу климат Земли развалится с переходом в одно из полностью непригодных для жизни состояний, подобное Марсу или Венере. Оценки показывают, что подобный переход может произойти в течение одного столетия.

Поэтому Киотский протокол, направленный только на сокращение выбросов CO2 и не содержащий даже упоминания о необходимости сохранения и восстановления ненарушенной биоты суши и океана и лишь увеличивающий бессмысленную экономическую нагрузку на страны, его подписавшие, является не только бесполезным, но и вредным документом, поддерживающим иллюзию о якобы предпринятых мерах по стабилизации окружающей среды. Конкретно для России было бы гораздо выгоднее, не подписывая Киотский протокол, продолжать использование своего ископаемого топлива на нужном для россиян уровне при полном прекращении уничтожения естественных российских лесов. Существующих в России запасов нефти, газа и угля вполне хватит для того, чтобы Россия смогла успеть развить любые высокотехнологические производства и достойно конкурировать с наиболее технологически развитыми странами мира.

7. Наука

По сравнению с недавним триумфальным шествием физики, захватившей все самые блестящие умы человечества, такие науки как биология, экология, климатология — основные науки о жизни и окружающей ее среде — имели весьма скромные достижения.

Были ли какие-нибудь концептуальные прорывы в нашем понимании того, что такое жизнь?

Девятнадцатый и двадцатый века ознаменовались бурным развитием экспериментальной и теоретической физики. Достоверность открытий физики подтвердилась эффективной работой базирующейся на этих открытиях техники. Электрические лампочки светили, наземный транспорт ездил, самолеты летали, космические корабли запускались и спускались обратно на Землю, ядерное оружие и ядерная энергетика действовали. Теоретическая и экспериментальная физика позволила сформулировать наиболее общие законы природы, которым подчинялись любые процессы в окружающем нас мире. Это, прежде всего, закон сохранения энергии (так называемое первое начало термодинамики) и второе начало термодинамики, которое может быть сформулировано как возможность передачи энергии только в направлении от более горячих тел к менее горячим.

Область пространственных размеров, которые имеют непосредственное отношение к жизни, ограничена. Физика и химия, которая всегда рассматривалась как часть физики, детально изучили практически всю эту область. Астрофизика, имеющая дело с межзвездными масштабами и физика элементарных частиц (физика высоких энергий в другой формулировке), изучающая масштабы, намного меньшие размеров протона, вряд ли будут востребованы в повседневной жизни в той же мере, как физика на масштабах от размеров ядра до размеров Земли, которые уже детально пройдены. Это привело к существенному охлаждению общественности к физике как науке, способной выдавать, как казалось недавно, неограниченное количество технических приложений.

Во время подобного триумфального шествия физики, захватившей все самые блестящие умы человечества, такие науки как биология, экология, климатология — основные науки о жизни и окружающей ее среде — имели весьма скромные достижения. Большой рывок сделала молекулярная биология, но все ее результаты основаны на достижениях физики и химии. Молекулярная биология по сути дела имеет дело с молекулярной анатомией клетки. Хирурги умеют разрезать тело, удалять и заменять органы. Молекулярная биология дала возможность делать то же самое на уровне макромолекул клетки. Однако развитие хирургии не привело к концептуальным прорывам в нашем понимании феномена существования человека. Аналогичным образом молекулярная биология не увеличила наше понимание того, что такое жизнь. Это следует хотя бы из того, что 99% ДНК до сих пор представляется мусором. Жизнь — фантастически сложная структура на информационном уровне. Важно не как, а что записано в информационной молекуле ДНК. В первую очередь, в ДНК записана информация об окружающей нас среде, т.е. информация об экологии и климате. Современная молекулярная биология не приближает нас к пониманию этой информации. Даже так называемые закоренелые оптимисты, считающие, что все идет как надо в положительном направлении, не могут избавиться от подозрения, что в экологии и климатологии не все в порядке, и носящиеся в воздухе идеи о надвигающихся беспрецедентных глобальных катастрофах могут иметь под собой научную основу.

8. Математические компьютерные модели

Недавние успехи компьютерной техники существенно облегчили процесс научных исследований.

Обратная сторона медали — все области знания, где прямой эксперимент невозможен, были захвачены компьютерным моделированием, включая экологию и климатологию.

Подобные модели не отличаются от полной таблицы базы данных, над значениями которых проведены хаотические математические операции.

Там, где можно поставить необходимые эксперименты, недопустимо заменять их компьютерными моделями. Там же, где необходимые эксперименты поставить невозможно, нужно использовать для достоверных прогнозов только строгие физические законы.

Успехи компьютерной техники, создание огромного количества компьютерных программ и интернета привело к беспрецедентному облегчению подбора научной литературы и всего процесса научных исследований. Это, в свою очередь, привело к широко распространившейся переоценке возможностей компьютерных расчетов, которые многим кажутся безграничными. Это проявилось в создании множества компьютерных моделей — моделей глобальной циркуляции атмосферы и океана, моделей экологических систем биоты, а также экономических, социологических и других моделей цивилизации, т.е. во всех тех областях, где, в противоположность физическим проблемам, не могут быть поставлены прямые эксперименты по проверке предсказаний моделей.

Несколько схематизируя, строятся эти модели следующим образом. Берутся экспериментальные точки из данных измерений в количестве, определяемом емкостью компьютера. Постулируются произвольные корреляционные связи, достоверность параметров которых проверяется на основе принятых статистических критериев. Далее на основе использованной базы данных и корреляционных связей делаются предсказания. Если предсказания не совпадают с дополнительными или вновь появившимися данными, увеличивается число параметров корреляционных связей до тех пор, пока совпадение не станет удовлетворительным. Например, в одной из моделей круговорот углерода между биотой и окружающей средой моделировался 1500 (одной тысячью пятьюстами) инегро-дифференциальными нелинейными уравнениями, и на основании этой модели делались предсказания, связанные с ростом концентрации CO2 в атмосфере. Другие модели принципиально не отличаются от подобной. Большинство моделей при их детальном анализе нарушают и закон сохранения энергии и второе начало термодинамики (см., например, Makarieva et al. (2004) Ecological Modelling 176: 15-26, где разбирается одна из нарушающих закон сохранения энергии моделей, опубликованных в Nature).

Подобные модели не отличаются от полной таблицы базы данных, над значениями которых проведены хаотические математические операции. Очевидно, что количество моделей безгранично, как безграничны комбинации измерений хаоса. Предсказательная сила моделей равна нулю, так как, по определению, они подогнаны для описания уже имеющихся данных. Возникли целые сообщества модельеров, которые, как и спортивные сообщества, развиваются на базе конкурентного взаимодействия по направлению достижения наилучшего результата принятым правилам. Появились «научные» журналы, публикующие только модели на базе анонимных рецензий. Любые научные статьи, написанные не по принятым правилам, отвергаются анонимными рецензентами. Сообщество модельеров подбирает спонсоров, финансирующих модельные «исследования» и публикации в научных журналах. Ученым, базирующим свои исследования на точных законах физики и не желающим участвовать в разработке моделей, приходится организовывать свои научные журналы. Перебор моделей на компьютерах занимает намного меньше времени, чем истинные научные исследования. Поэтому модельерам остается больше времени на поиски спонсоров, убеждении их в важности производимых ими моделирований и, следовательно, в получении финансирования. Истинная наука с очевидностью проигрывает моделированию по всем статьям. Наука гибнет.

Сложные компьютерные расчеты эффективны и необходимы и представляют естественную науку лишь в том случае, когда базируются на строгой физической теории, проверенной на огромном количестве разнообразных экспериментов, либо представляют собой статистическую обработку самих экспериментов. Компьютерные расчеты, основанные на строгих законах физики, позволили точно предсказать траектории полетов боевых ракет и космических кораблей, процессы в ядерных реакторах и ускорителях элементарных частиц. Компьютерная обработка экспериментов в аэродинамических трубах позволили построить оптимальные обтекаемые профили самолетов и быстроходного наземного транспорта. Когда известна теория, точность которой известна, и определены погрешности измерений, вводимых в расчеты начальных характеристик, компьютер выдает однозначные результаты.

Однако и в этих областях науки возможности компьютера часто переоценивается. В тех случаях, когда существующая теория недостаточна для получения выводов с необходимой точностью, можно услышать о замене дорогостоящих прямых экспериментов (например, в аэродинамических трубах или ядерных реакторах) компьютерным моделированием. Эти тенденции дают немедленные результаты в учащающихся катастрофах летательных аппаратов, космических кораблей и ядерных реакторов.

Возвращаясь к проблемам климата и экологии (науки о жизни и окружающей ее среде, что намного шире науки об антропогенных загрязнениях) следует подчеркнуть, что в отличие от теоретической физики предсказания климатологии и экологии, имеющие глобальный масштаб, не могут быть экспериментально проверены, так как наша планета существует лишь в единственном числе. Но эти предсказания должны быть достоверными. Поэтому можно утверждать, что достоверные прогнозы, несмотря на чрезвычайную сложность объекта — окружающая среда + жизнь, можно получить только в том подходе, который базируется на строгих законах физики. Выводы, которые не могут быть сделаны только на основе этих законов, а построены на принципиально непроверяемом компьютерном моделировании, не должны приниматься во внимание.

Таким образом, там, где можно поставить необходимые эксперименты, недопустимо заменять их компьютерными моделями. Там же, где необходимые эксперименты поставить невозможно, нужно использовать для достоверных прогнозов только строгие физические законы.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s

 
%d такие блоггеры, как: