- •Бібліотека «екологічна освіта» серія «стійкий розвиток»
- •1.4. Відкритість і стаціонарність системи
- •Сутнісні начала природи, або чого навчає вчення про Трійцю.
- •2.2. Креативність природи
- •2.3. Саморозвиток систем у світлі синергетики
- •2.4. Розвиток фізичних субстанцій (реальностей)
- •Примітка_____________________________________________________
- •Примітка
- •Аргументи вченого
- •5.2. Поняття про трансформаційні механізми
- •5.3. Особливості біфуркаиійних механізмів
- •5.4. Нелінійні трансформації стану системи
- •6.4. Соціальна пам'ять
- •6.5. Штучні вили пам'яті
- •7.2. Енергетичний баланс системи
- •Цифри і факти________________________________________________
- •1. Первинні фундаментальні сутності, які визначають організаційну першооснову матеріальної субстанції у Всесвіті і на Землі (інформаційні сутності першого рівня):
- •Примітка
- •Примітка__________________________________________________
- •12.2. Жива речовина
- •12.4. Екосистеми
- •Флора України, що занесена до Червоної книги
- •15.4. Особливості формування піни на природні блага
- •16.2. Класифікація процесів впливу на природу
- •16.3. Характеристика процесів порушення природи
- •16.4.2. Забруднення
- •16.4.5. Трансформація рельєфу
- •16.4.6. Вплив на біоту
- •16.4.7. Вплив на людину
- •Примітка
- •19.2. Світоглядна і методична спадщина стародавніх
- •19.5. Фізико-біологічні підходи в економіці
- •Подробиш
- •21.2. Ііілі і завдання формування моніторингу стійкого
- •21.3. Екологічний моніторинг, його сутність і вили
- •223. Форми еколого-економічних інструментів
- •2.2. Мито експортне {вивізне); стягується з товарів, що вивозяться з країни. З урахуванням екологічних аспектів можна назвати найбільш характерні випадки:
- •Цифри і факти
- •22.5. Практичні процедури управління екологізаиією
- •24.2. Мета і принципи екологічної освіти
- •Примітка
- •1. Психологічний потяг до світу природи, що ґрунтується на уявленні про взаємозв'язок світу людей і світу природи, в основі якого лежать такі положення (Деребо, 1996):
- •Рабовласники ____г феодали ____г буржуазія
- •25.3. Загальні риси інформаційної формації
- •Цифри і факти
- •Література
6.5. Штучні вили пам'яті
Матеріальні носії пам'яті. Винайдення матеріальних носіїв пам'яті (у першу чергу писемності, а потім книгодрукування) відіграло колосальну роль у процесі розвитку цивілізації. До цього системі суспільної пам'яті вдавалося вирішувати завдання інформаційної інтеграції суспільства в просторі. Інформація хоча й передавалася від покоління до покоління, але головним чином серед сучасників, тобто людей найближчих поколінь. Відсутність надійної фіксації інформації приводила до того, що поступово частина знань і навичок могла спотворюватися, розсіюватися, втрачатися. Багато дуже важливих відкриттів і винаходів доводилося здійснювати заново. На це витрачалися час і енергія суспільства.
Поява матеріальних носіїв інформації заклала основу для суспільної інформаційної інтеграції людства в часі. У принципі
157
функцію матеріальної фіксації інформації виконували будь-які об'єкти людської культури (знаряддя праці, одяг, будівлі, твори мистецтв). Адже вже саме їх довгострокове використання давало уявлення про їхні функції, будову, методи застосування. І все-таки знаковою подією стало винайдення писемності. З появою книгодрукування з'явилися об'єктивні передумови, з одного боку, для масового поширення знань, з іншого - для підключення кожного члена суспільства до колективних банків інформації. Це одразу ж позначилося на темпах суспільного прогресу, підготовляючи ґрунт для індустріальної революції. Поява нових форм фіксації інформації і комунікаційного обміну (фотографія, кіно, радіо, телебачення) стала потужним поштовхом соціального розвитку, значною мірою сприяючи його прискоренню.
Соціальна пам'ять (що охоплює, природно, і автономні пам'яті всіх членів суспільства), озброєна сучасними матеріальними носіями інформації, - це вже потужна інформаційна система, яка має колосальний потенціал і чинить величезний вплив на соціально-економічний розвиток.
Якщо соціальна пам'ять, як і пам'ять генетична, є цільною інформаційною системою, у ній, напевно, мають існувати і певні носії та одиниці пам'яті за аналогією з геном. Сучасний англійський біолог Р. Доукінс увів поняття «мем». Мем є продуктом інтегральної інформаційної системи соціальної пам'яті, що охоплює підсистеми мозку кожного члена суспільства і підсистеми матеріальних носіїв інформації. Мем являє собою стійкий елемент людської культури, який транслюється каналом лінгвістичної інформації. Якщо гени локалізовані в хромосомах, то меми — у людській пам'яті (звідси і транскрибування мем від англ. memory) і передаються від покоління до покоління за допомогою слів. Мем - це реплікатор; одиниця трансляції культурної спадщини, він передається від одного мозку до іншого за допомогою процесу імітації.
Подробиці
У якості мема можуть виступати: мелодії, ідеї, модні слівця і вислови, теорії Ч. Дарвіна, А. Енштейна та інших учених, релігії з усіма їх обрядами і молитвами, філософські вчення, переконання, забобони, жести, пози й ін. Родинні меми як цеглинки культури групуються у вищі категорії - теми, що кожним із видів культур формуються в сцени, які групуються, у свою чергу,
158
у вищу категорію - драми, мри чи ритуали, що детермінують світогляд видів культур. У кожної культури є своя мрія - модель природної і соціальної реальності, природа якої гіпотетична й складає певну систему переконань і упереджень. Фактично мрії, теми і меми - це свого роду ілюзії, які визначають поведінку людини і функціонування соціальних систем, і мають не тільки культурні, але й біологічні основи (Волков и др.( 1999).
Комп'ютер. Комп'ютер (у широкому розумінні, тобто разом з усіма його інформаційними системами) здійснив революцію насамперед у збільшенні індивідуального інформаційного потенціалу людини. Маючи на увазі класичну тріаду пам'яті (накопичувати, закріплювати і відтворювати інформацію), можна сказати, що комп'ютер на кілька порядків збільшив її параметри. Ємність комп'ютерних інформаційних систем, тобто їх здатність накопичувати інформацію, практично безмежна (у всякому разі, стосовно реальних потреб людини), не обмежені (у реальному масштабі часу) і характеристики закріплення інформації, тобто час її збереження, і нарешті, безпрецедентні показники, що характеризують темпи відтворення інформації. Саме цей показник є результуючим у тріаді пам'яті (який сенс накопичувати і зберігати (закріплювати) інформацію, якщо немає можливості її відтворення або ж це потребує багато часу).
Примітка
У сучасному суспільстві, що нагромадило величезні обсяги інформації, саме проблема відтворення інформації стала найбільш «вузькою ланкою». Досить згадати, скільки часу іде на пошук архівної довідки чи потрібної книги (не кажучи вже про потрібну фразу чи термін у ній), скільки сил витрачається на оформлення в «ручному режимі» квитка на будь-який вид транспорту, як довго обробляються результати дослідів і аналізів, і, нарешті, на скільки затягується обрахування й обґрунтування різних варіантів проектних рішень.
Задачі, на які йшли дні, місяці і роки, комп'ютер зміг вирішувати за лічені хвилини. Більш того, він зміг моделювати (а отже, відтворювати за заданою програмою інформацію, що зберігається) такі процеси, які в принципі не здатна контролювати людина з її власним потенціалом мозку. Ці процеси протікають або в нескінченно великих, або в нескінченно малих масштабах часу. Мозок людини виявився значно більш вразливим порівняно зі штучними інформаційними системами, створеними на основі комп'ютера. Людина на порядки гірше накопичує
159
(запам'ятовує) інформацію, гірше її фіксує (при легкому розладі чи перевантаженнях може взагалі все забути чи переплутати) і, нарешті, на кілька порядків програє у швидкодії відтворення накопиченої інформації, яка в людини обмежена швидкістю нормальних фізіологічних реакцій.
Саме ця обставина привела до чергової революції в розвитку інформаційних систем природи. Людина змушена була довірити комп'ютерам прийняття кінцевих рішень щодо забезпечення власної безпеки.
Примітка
Людина може ще самовпевнено тішитися, що в її* руках залишається пульт управління штучними інформаційними системами. Згадаємо принципи «не-завдання шкоди людині», якими, за задумом А. Азімова, людство має намір наділяти самокерованих роботів у майбутньому.
Уже сьогодні практично всі найважливіші вузли життєзабезпечення людства виявляються контрольованими штучними інформаційними системами. Відключення їх може привести до справжнього пекла на Землі. У цьому переконали цілком реальна ситуація Чорнобильської катастрофи і гіпотетична ситуація комп'ютерної проблеми при переході до 2000 року.
Щоб улаштувати на Землі апокаліпсис, роботам не обов'язково заподіювати пряму шкоду людству - досить забути змінити кілька цифр у потрібний час у потрібному місці чи зробити дію на одну мільйонну секунди пізніше, ніж це має відбутися...
XX століття підбило своєрідний підсумок еволюційного розвитку природи. Участь на перших ролях людини в цьому процесі займає за історичними масштабами лічені секунди, однак роль її в прискоренні розвитку природи колосальна.
Факти публікацій___________________________________________
Швейцарський інженер і філософ Г. Ейхельберг дуже образно описує темпи прогресу людства:
«Передбачається, що вік людства 600 тис. років. Уявимо собі рух людства, як марафонський біг на 60 км.
Велика частина 60-кілометрової відстані проходить дуже важким шляхом - через незаймані ліси. Ми мало знаємо цю частину, тому що лише наприкінці, на 58-59-му км бігу зустрічаємо разом з первісними знаряддями малюнки печерних людей як перші ознаки культури і тільки на останньому кілометрі шляху з'являється все більше ознак землеробства.
За двісті метрів до фінішу покрита кам'яними плитами дорога веде повз римські укріплення.
160
За сто метрів до фінішу бігун пробігає через середньовічні міста.
До фінішу залишається ще 50 метрів; там стоїть людина, розумними і розуміючими очима стежить за бігуном, — це Леонардо да Вінчі.
Залишається тільки 10 метрів! Вони починаються при світлі смолоскипів і при вбогому освітленні масляних світильників.
Але при стрімкому ривку на останніх п'яти метрах відбувається приголомшливе диво: світло заливає нічну дорогу, машини гудуть на землі й у повітрі, і вражений бігун осліплюється прожекторами фото- і телекореспонде-нтів» (Мангутов, 1973).
Але ж на момент написання цих рядків учений ще не був свідком останніх декількох сантиметрів шляху, коли з'явилися ксерокс, факс і Інтернет. Коли комп'ютер увійшов невід'ємним елементом у виробництво, побут і сервіс. Коли, не виходячи з власної квартири, людина могла побачити по телевізору зустріч нового тисячоріччя на всіх континентах Землі.
Цифри і факти
Створені людством технічні системи дозволили в 100 разів прискорити пересування, у 1000 разів збільшити енергооснащеність людини, у 1 000 000 разів підвищити швидкість запису інформації, у 10 000 000 разів - швидкість зв'язку (Петрянов-Соколов, 1984).
Це безпрецедентне збільшення темпів еволюції природи в умовах Землі, при якому постійно наростали не тільки швидкість, але й прискорення розвитку, стали можливі завдяки унікальній здатності людини постійно удосконалювати інформаційні системи накопичення, закріплення і відтворення інформації.
Інтернет. Початок нового тисячоріччя фактично є початком нового етапу розвитку інформаційних систем і еволюції природи. До цього етапу людство встигло підготуватися в останнє десятиліття минулого століття. Інтернет означає, що всі існуючі на Землі інформаційні системи (індивідуальні й асоціативні) об'єднуються в єдину інформаційну мережу. Єдиний всепланетний розум, про який говорили у своїх футуристичних прогнозах учені (напр., думаючий океан - Солярис С. Лема), став реальністю.
Штучні інформаційні системи, що саморозвиваються. Ці системи є неминучим породженням комп'ютерної цивілізації, яку людина створила в останню чверть XX століття. Фактично
161
це буде четверта ера еволюції природи в такій послідовності: нежива природа, жива природа, суспільство, штучні інформаційні системи... Однак до цієї ери людству ще потрібно дожити. У попередніх главах ми ознайомилися з механізмами, що забезпечують процеси розвитку відкритих стаціонарних систем. У наступній частині книги ми розглянемо глибинну сутність процесів, що лежать в основі феномену розвитку.
162
Розділ 7
Енергетичний базис розвитку
7.1 • Поняття про енергію та її вили
Поняття про енергію. Енергія є рушійною силою будь-яких змін, а отже, і рушійною силою процесів розвитку.
Енергія (від грец. energeia - діяльність, сила) - загальна кількісна міра різних форм руху матерії (Политехнический, 1998). У деяких енциклопедіях до вже наведеного визначення подаються додаткові ознаки енергії, що передбачають також міру «взаємодії усіх видів матерії» (Физический, 1995) або міру, «що об'єднує воєдино всі явища природи» (Новьій, 1998). Ці доповнення, як видно, варто визнати істотними, хоча вони розкривають уже окремі аспекти (наслідки) тієї сутності явища, що міститься в базовому визначенні.
Відповідно до різних форм руху матерії розглядаються різні форми енергії: механічна, внутрішня, електромагнітна, хімічна, ядерна та ін.
Примітка__________________________________________________
Зазначений подіп до певної міри умовний. Так, хімічна енергія складається з кінетичної енергії руху електронів, а також епектричної енергії взаємодії епек-тронів один з одним і з атомними ядрами. Внутрішня енергія дорівнює сумі руху мопекул щодо центра мас тіл і потенційної енергії взаємодії молекул. Теорія відносності показала, що енергія тіла нерозривно пов'язана з його масою т співвідношенням Е = тс2 (де с - швидкість світпа). Будь-яке тіло має енергію, кількість якої можна визначити за даною формулою. Ця енергія може переходити в інші види енергії при перетвореннях енергії (розладах, ядерних реакціях і т.д.) (Физический, 1995).
163
Для будь-якої замкнутої системи справедливий закон збереження енергії, відповідно до якого енергія не зникає і не виникає «з нічого»: вона лише переходить з одного виду в іншій. Якщо система не замкнута, то її енергія може змінюватися за рахунок одержання енергії ззовні чи передачі системою енергії навколишньому середовищу у вигляді роботи чи теплоти (Новьій, 1998).
Набагато складніше сформулювати поняття руху, на яке спирається визначення енергії. Згідно з існуючими визначеннями, рух є універсальним способом існування матерії, її загальним атрибутом (Философский, 1983).
У найбільш загальному вигляді, рух - це зміна взагалі, будь-яка взаємодія матеріальних об'єктів (Философский, 1983).
Таким чином, у результаті енергія може бути визначена як загальна кількісна міра різних форм зміни матерії чи взаємодії матеріальних об'єктів.
Відступ
Для філософів цілком звичними, напевно, є фрази: «рух - універсальна властивість матерії» чи «без руху матерія існувати не може». Ми сприймаємо ці постулати як аксіоми, рідко замислюючись над причинами такого нерозривного зв'язку руху і матерії.
Теорія самоорганізації систем вносить ясність у зміст звичних істин, дозволяючи по-новому поглянути на взаємозалежність і взаємозумовленість двох ключових філософських категорій.
Матерія починається з виникнення перших відкритих стаціонарних систем. Утім, можна сказати й інакше: історія перших відкритих стаціонарних систем починає відлік з виникнення матери. Саме основи функціонування подібних систем наочно ілюструють нерозривний зв'язок матерії і руху. Справа в тім, що відкриті стаціонарні системи можуть існувати, лише підтримуючи рівень гомеостазу (певну різницю потенціалів) і здійснюючи метаболізм (обмінні процеси системи із середовищем та всередині самої системи). Обидві ці функції нерозривні з рухом, тому що пов'язані з процесами переміщення речовин, енергії та інформації.
Існування матерії означає не просто рух - це рух до саморозвитку матеріальних систем. Зазначене дозволяє говорити про спеціальне призначення руху в процесі еволюції природи.
Відповідь на питання, у чому призначення руху, можна знайти в самому його визначенні. «Рух - це зміна». Отже, для відтворення змін стану системи необхідний рух.
Причиною, що викликає рух якого-небудь тіла, є енергетичний вплив.
164
Рух характеризують дві основні величини: вихідна і результуюча. Вихідною величиною є сила; результуючою величиною є робота.
Робота - величина, що характеризує кількісні і якісні зміни, які відбулися в системі під дією сили (енергетичного впливу). Якісні перетворення в системі пов'язані з перетворенням енергії з однієї форми в іншу.
Сила - це величина, що характеризує здатність енергетичного впливу виконати певний обсяг роботи. Сила визначається інтенсивністю і напрямком впливу. З видів впливу можна виділити: теплове, механічне, променеве, світлове, електричне, акустичне та ін.
Потужність - це величина, що характеризує обсяг роботи, вироблений за одиницю часу.
Будь-які зміни в системі можуть пояснюватися двома основними причинами. Одна з них пов'язана з природними процесами дисипації (необоротного розсіювання) енергії. У результаті цих процесів енергія марно втрачається, і зростає ентропія системи. Іншими словами, знижується упорядкованість системи, у ній відбуваються процеси руйнування.
Інша причина змін пов'язана з корисною витратою енергії. Подібні процеси, навпаки, ведуть до зменшення ентропії системи. Такий процес, у якому збільшується упорядкованість системи, і можна вважати здійсненням роботи.
Примітка
Тут слід зробити застереження. Не завжди кінцевим підсумком здійснення роботи однозначно є підвищення упорядкованості системи. Енергетичний імпульс, зокрема, може стати «останньою краплею», що викликала лавиноподібний процес руйнування системи. Такі явища можна спостерігати в природі, техніці, суспільних системах.
Але от про що можна говорити з певністю: будь-яке підвищення упорядкованості системи пов'язане з виконанням роботи
Отже, робота пов'язана зі змінами! що збільшують упорядкованість системи. Для того щоб уявити конкретно ці зміни, потрібно згадати, з чим пов'язаний узагалі процес упорядкованості системи, чи перехід її зі стану хаосу в стан порядку.
Як було показано раніше, порядок системи обумовлений двома основними факторами: 1) наявністю енергетичного потенціалу; 2) інформаційною упорядкованістю системи.
165
Таким чином, виконання роботи, пов'язане з підвищенням упорядкованості системи, обумовлене здійсненням двох видів діяльності:
- збільшенням енергетичного потенціалу системи;
- удосконаленням її інформаційної організованості. Збільшення енергетичного потенціалу передбачає посилення поляризації системи, тобто збільшення різниці енергетичних потенціалів: або між системою і середовищем, або між окремими частинами усередині самої системи. Прямо чи побічно це пов'язано з різними видами переміщень: елементарних частинок (фізичні види руху, наприклад: тепловий, електричний, електромагнітний, ін.), молекул і атомів (хімічний рух), твердих, рідких і газоподібних тіл (механічний рух), товарно-грошових потоків (економічний рух).
Удосконалення інформаційної упорядкованості системи обумовлює зміну просторової структури системи та інформаційної програми функціонування в часі окремих частин системи. Іншими словами, це пов'язано зі зміною системи в просторі і часі.
Питання інформаційної перебудови системи будуть докладно розглянуті в наступних главах. Тут лише відзначимо, що подібна перебудова пов'язана зі зміною рівня гомеостазу системи, зміною ступеня різноманіття і складності системи. Так чи інакше інформаційне удосконалення також пов'язане з різними видами руху, а це потребує здійснення роботи.
Види енергії. Якісна характеристика одержуваних системою енергетичних потоків пов'язана з тією часткою енергетичного імпульсу, що може бути використана на здійснення корисної роботи. Це, у свою чергу, залежить від двох факторів: по-перше, від особливостей того чи іншого виду енергії; по-друге, від здатності системи «розпорядитися» енергією, що надходить у неї.
Подробиці
І
Г. Алексєєв класифікує види енергії, узявши за основу класифікації комплексний критерій, що охоплює види матерії, форми її руху і види взаємодії.
1. Анігіляційна енергія - повна енергія системи «речовина - антиречовина», що звільняється в процесі їх сполучення та анігіляції (взаємного знищення, тобто злиття і «зникнення») у різних видах.
2. Ядерна енергія — енергія зв'язку нейтронів і протонів у ядрі, що звільняється в різних видах при розподілі важких і синтезі легких ядер; в останньому випадку ЇЇ називають «термоядерною».
ібб
3. Хімічна (логічніше - атомна) енергія - енергія системи з двох чи більше реагуючих між собою речовин. Ця енергія звільняється в результаті перебудови електронних оболонок атомів і молекул при хімічних реакціях.
4. Гравістатична енергія — потенційна енергія ультраслабкої взаємодії всіх тіл, пропорційна їхнім масам. Практичне значення має енергія тіла, яку воно накопичує, переборюючи силу земного тяжіння.
5. Електростатична енергія - потенційна енергія взаємодії електричних зарядів, тобто запас енергії електрично зарядженого тіла, що накопичується в процесі подолання ним сил електричного поля.
6. Магнітостатична енергія — потенційна енергія взаємодії «магнітних зарядів», або запас енергії, що накопичується тілом, здатним переборювати сили магнітного поля в процесі переміщення проти напрямку ДІЇ цих сил. Джерелом магнітного поля може бути постійний магніт, електричний струм.
7. Нейтриностатична енергія - потенційна енергія слабкої взаємодії «нейтринних зарядів», або запас енергії, що накопичується в процесі подолання сил р-поля - «нейтринного поля». Унаслідок величезної проникної здатності нейтрино накопичувати енергію таким способом практично неможливо.
8. Пружнісна енергія - потенційна енергія механічно пружно зміненого тіла (стиснута пружина, газ), що звільняється при знятті навантаження найчастіше у вигляді механічної енергії.
9. Теплова енергія - частина енергії теплового руху частинок тіл, яка звільняється при наявності різниці температур між даним тілом і тілами навколишнього середовища.
10. Механічна енергія - кінетична енергія тіл і окремих частинок, що вільно рухаються.
11. Електрична (електродинамічна) енергія - енергія електричного струму у всіх його формах.
12. Електромагнітна (фотонна) енергія - енергія руху фотонів електромагнітного поля.
13. Мезонна (мезонодинамічна) енергія - енергія руху мезонів (піонів) -квантів ядерного поля, шляхом обміну якими взаємодіють нуклони (теорія Юкави, 1935 p.).
14. Гравідинамічна (гравітонна) енергія - енергія руху гіпотетичних квантів гравітаційного поля - гравітонів.
15. Нейтринодинамічна енергія - енергія руху всепроникних частинок р-поля - нейтрино (Алексеев, 1983).
Необхідно відзначити важливий момент: розглянуті форми енергії відрізняються своєю ефективністю при здійсненні одиниці роботи. Це дає підставу говорити про різну якість різних форм енергїі. Найменш якісною в цьому відношенні вважається теплова енергія - виконання одиниці роботи нею спричиняє найбільші необоротні втрати енергії, так звану дисипацію енергії.
167
Інтегральна величина, що характеризує здатність системи до виконання роботи, дістала назву вільної енергії.
Поняття про вільну енергію. Поняття вільної енергії проходить «червоною ниткою» через усю теорію розвитку.
Вільна енергія ~ це енергетичний потенціал системи, що характеризує її здатність виконувати роботу. У загальному вигляді вільна енергія може бути представлена різницею внутрішньої енергії системи та енергією, що необоротно втрачається. Здійснена системою в якому-небудь процесі робота визначається втратою вільної енергії.
Подробиці_________________________________________
Поняття вільної енергії було вперше введене в термодинаміку німецьким фізиком Г. Гельмгольцем (Н. Helmholtz, 1882), використовується також термін «енергія Гельмгольца». Визначається через внутрішню енергію U, ентропію S і абсолютну температуру Г рівнянням: F — U - Т * S (у даному виразі F — вільна енергія).
Внутрішня енергія включає енергію хаотичного (теплового) руху всіх мікрочастинок системи (молекул, атомів, іонів і т.д.) та енергію взаємодії цих частинок. Кінетична енергія руху системи як цілого та ЇЇ потенційна енергія в зовнішніх силових полях до внутрішньої енергії не входять.
Величину Г • S у фізиці іноді називають зв'язаною енергією. Складова даного виразу S є мірою необоротного розсіювання енергії.
Таким чином, у поняття вільної енергії включається лише та кількість внутрішньої енергії, яку система може мобілізувати (звільнити) для виконання роботи. Можливо, саме тому цей вид енергії і називається вільною енергією. А не може бути мобілізована дисипативна енергія, яка необоротно розсіюється системою в зовнішньому середовищі.
Вільна енергія в системі звичайно акумулюється в енергоємних речовинах.
Подробиш
У біологічних організмах енергія утримується за рахунок потенційної енергії хімічних зв'язків складних органічних молекул. У результаті хімічних перетворень енергія може переходити в інші види енергії, що використовується на синтез нових сполук, для підтримання структури і функцій клітин, температури тіла, здійснення роботи.
Вихідними процесами нагромадження вільної енергії в довгих ланцюжках екосистемних перетворень енергії є процеси фотосинтезу (використання
168
сонячної енергії рослинами) і хемосинтезу (використання хімічної енергії бактеріями).
Виділення накопиченої енергії відбувається в результаті розщеплення великих органічних молекул до простих сполук.
Практично вся еволюція природи - це процес накопичення вільної енергії на планеті. Вже саме утворення речовини передбачає процес «упакування» колосальної енергії в атомі. Утворення хімічних сполук пов'язане з новим етапом компресації енергії в молекулах. Саме ця хімічна енергія, поряд із сонячною, послужила енергетичним джерелом (хемосинтез і фотосинтез), яке привело в дію інкубатор життя на нашій планеті. Розвиток життя на Землі знаменувався потужним якісним стрибком процесів накопичення вільної енергії на планеті. За допомогою живих організмів природа удосконалює технологічний процес акумулювання вільної енергії. Конвеєр починають автотрофи. Одні з них уловлюють енергію сонця (фототрофи), інші - утилізують енергію розпаду хімічних сполук (хемотрофи). Естафету переробки і «упакування» вільної енергії підхоплюють гетеротрофи. У результаті вільна енергія виявляється «упакованою» в доступні для швидкого засвоєння енергоємні висо-комолекулярні органічні сполуки. Таким чином, еволюція природи не тільки збільшувала загальну кількість накопиченої вільної енергії, удосконалювалися в якісному відношенні і форми акумулювання енергії.
Вся еволюція природи - це процес накопичення вільної енергії.
Поява на Землі людини ознаменувала новий етап розвитку технологій нагромадження вільної енергії природними системами планети. Одним із перших, кому вдалося розглянути цей феномен, був український учений Сергій Андрійович Подолинський.
Подробиці_________________________________________________
У працях С. Подолинського не зустрінеш терміна «вільна енергія». Він був введений фізиком Гельмгольцем лише в 1882 році, тобто в тому році, коли Сергій Андрійович уже важко занедужав. Однак зміст цього поняття проступає через усю канву наукової спадщини вченого. Ще в 1880 році Подолинський говорив про дві енергетичні компоненти: «накопичувану» і «розсіювану», — які, зрештою, і складають зміст вільної енергії (Подолинський, 2000).
169
Подолинський фактично зробив відкриття про підвищення інформаційної цінності енергії, хоча, природно, у той час він не міг користатися такою термінологією. «...Звичайно праця, -писав учений, - не створює речовину, і тому вся продуктивність її може полягати лише в приєднанні чогось, також не створеного працею людини, до речовини. Це «щось» є, на нашу думку, перетворена енергія» (Подолинський, 2000). До цього питання ми ще повернемося в наступних главах.
Ідеї С.А. Подолинського більш ніж на сторіччя випередили час. Його геніальні здогади заклали ту наукову основу, з позицій якої ми можемо сьогодні підійти до аналізу енергетики будь-якої відкритої стаціонарної системи.
