- •Глава 1. Планетная система 8
- •Глава 2. Техносфера 29
- •Глава 3. Технологическое преобразование 46
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Планетная система 1.1. Эволюция
- •1.2. Современное состояние
- •1.3. Движущие силы развития
- •1. 4. Проблемы и противоречия
- •Глава 2. Техносфера
- •2.1. Модель техносферы
- •2.2. Результаты преобразования
- •2.3. Ресурсы
- •2.4. Процесс преобразования
- •2.5. Среда преобразования
- •Глава 3. Технологическое преобразование
- •3.1. Цикличность преобразований
- •3.2. Морфология преобразования
- •3.5. Проектирование преобразовательной системы
- •3.3.1. Предпроектные исследования
- •5.5.2. Выполнение проекта
- •3.3.3. Оценка результатов проектирования
- •Заключение
1.2. Современное состояние
Эволюционирующая планетная система, дополненная результатами человеческой преобразующей деятельности и свойством целенаправленности развития, составляет среду жизнедеятельности каждого отдельного человека и человеческого сообщества в целом. Анализ условий жизни и деятельности человека позволяет увидеть весь мир, всю планетную систему, законы и закономерности ее существования, тенденции развития, движущие силы, причины и следствия происходящих изменений.
В период появления и формирования человека как человека разумного (homo- sapiens) люди были частью естественной природы. Не только в действительности, но и ощущали, осознавали себя именно частицей среды. По мере расширения пределов сво- его влияния за счет развития преобразовательной деятельности в процессе "покорения" природы и создания достаточно надежной искусственной (рукотворной) оболочки, обеспечивающей относительно независимое существование, люди в своих представлениях и суждениях стали выделять себя из природной среды, считая природу, тем не менее, своей кормилицей. Однако "покорив" природу с помощью созданной искусственной среды жизнедеятельности, люди полностью выделились в независимую от природы систему (общество) не только материально, но и духовно независимую. Каждый отдельный человек также стал духовно самостоятельным, обладающим собственным пониманием мира и собственным мнением, независимым не только от природы, но и в определенной степени от общества. Он внутри общества может определять свою жизнь (строить ее) самостоятельно с учетом законов и правил, сформированных в обществе - действовать по своему усмотрению в пределах норм морали, этики и юридических законов.
В современных условиях планетную систему можно, таким образом, представить в виде четырех относительно самостоятельных, взаимосвязанных и развивающихся элементов - естественной природы, общества, человека (каждый отдельный человек как часть планетной системы) и техносферы (рис. 1). При этом человек живет и действует среди этих элементов и внутри них.
Рис. 1. Структура современной планетной системы: О, П, Т, Ч- общество, естественная природа, техносфера и человек, соответственно
Естественная природа представляет собой совокупность объектов и процессов, существующих и происходящих независимо от других элементов планетной системы и, прежде всего, от человеческой деятельности. К природе относятся поверхность и недра земли, реки, моря и океаны, атмосфера и биосфера, их действия и взаимодействия между собой. Это самая крупная по объему и массе часть планетной системы. Она является основой (фундаментом) для других элементов и обеспечивает их всем необходимым для своего существования и развития.
Множество людей, связанных друг с другом некоторыми отношениями и объединенных некоторой общностью экономических, политических, национальных, профессиональных, функциональных, интеллектуальных и духовных интересов, составляют общество. Оно неоднородно и состоит из государств, наций, социальных групп и слоев. Каждый человек, входящий в общество, отличается собственно от общества. Человека и общество можно рассматривать как разные элементы планетной системы, так как они, имея общие и одинаковые свойства, одновременно отличаются друг от друга отдельными параметрами и интересами. Общество, например, в отличие от человека обладает так называемым "кооперативным" эффектом (эффект массы людей).
Техносфера представляет собой совокупность объектов и процессов, созданных человеком в процессе своего исторического развития. К техносфере могут быть отнесены машины, аппараты, инструменты, приборы, строения, дороги, подземные и подводные сооружения, сельскохозяйственные угодья (поля, луга), искусственные водоемы, лесопарки, выведенные человеком породы животных, сорта растений, микроорганизмы, пища и одежда, процессы преобразования материалов вещества, энергии, информации и т. п. К элементам техносферы могут быть отнесены все объекты и процессы, созданные в результате преобразующей деятельности людей. Домашние животные, например, выведены человеком в течение многотысячелетней селекционной работы. Поля для выращивания сельскохозяйственных растений стали собственно полями после того, как человек очистил природную территорию от природных же растений, взрыхлил, увлажнил и удобрил почву. Сельскохозяйственные растения, выращиваемые на полях, получены путем селекционной деятельности и путем изменения их генетического кода. Домашние животные, поля, культурные пастбища, выращиваемые человеком растения, фруктово-ягодные сады в естественной природе не встречаются и, следовательно, принадлежат техносфере. Пища, одежда, жилище современного человека также являются элементами техносферы, поскольку они созданы в результате трудовой (интеллектуальный, физический и духовный труд) деятельности. Исходным материалом для них служит либо природное сырье, подвергаемое многократной обработке, либо сырье и полуфабрикаты, созданные в процессе предыдущей деятельности людей (сельскохозяйственные растения, продукты животноводства, льняное, хлопчатобумажное, шерстяное, синтетическое волокно, кожа, кирпич, бетон, пиломатериалы, кровельное железо и др.). Применение для непосредственного употребления продуктов естественной природы (дикорастущие ягоды и растения, например) стало для современного человека чем-то необычным и относительно редким. Практически все свои потребности люди удовлетворяют с помощью процессов и средств, созданных ими самими.
Отличие между элементами природы и техносферы состоит в том, что первые существуют сами по себе, автономно, а элементы техносферы разрушаются, прекращают свое действие и существование под влиянием природной системы, если человек прекращает их обслуживать и поддерживать в работоспособном состоянии.
Элементы планетной системы - природа, техносфера, общество и человек - непосредственно взаимодействуют друг с другом. Человек для удовлетворения своих потребностей формирует интересы и цели общества, к которому он принадлежит. Общество в свою очередь влияет на формирование интересов и потребностей каждого человека. Человек и общество вместе создают искусственную среду жизнедеятельности, которая обеспечивает удовлетворение практически всех их потребностей.
Природа в свою очередь определяет облик техносферы. Ее форма, состав, структура приспособлены человеком под природу. Элементы техносферы, испытывая воздействие среды и функционируя в ней, имеют определенный характер и свойства. Кроме того, все элементы техносферы устроены в соответствие с законами природы и не противоречат им.
Непосредственное воздействие человека и общества на природу без участия элементов искусственного происхождения не велико. Практически любое воздействие на природу осуществляется через созданные человеком инструменты, машины, сооружения. С другой стороны непосредственное воздействие природы на человека и общество с течением времени также уменьшается. Люди получают от природы все необходимое для своей жизни через созданный ими искусственный мир, техносистемы. Исключением из этого можно считать, например: атмосферный воздух для дыхания и эстетическое воздействие природы на человека и общество. Значение природы для человека и общества, а также их непосредственное взаимное физическое влияние, уменьшаются.
Результаты эволюционных изменений планетной системы состоят в том, что доля техносферы в удовлетворении потребностей человека и общества в современном мире приближается к единице
Пт =Т / П+Т,
где Пт - относительное количество удовлетворяемых человеческих и общественных потребностей; Т - абсолютное количество потребностей, удовлетворяемых с помощью техносистем; П - абсолютное количество потребностей, удовлетворяемых непосредственно с помощью естественной природы.
Техносфера неуклонно отделяет человека и общество от природы. Степень влияния человека на природу непрерывно усиливается, но не непосредственно, а через технику, через техносферу. Можно выделить две значимых для человека и общества цепочки взаимодействия элементов планетной системы:
(О, Ч) > Т > (О, Ч),
(О,Ч)>Т>П>(О,Ч).
Взаимодействие по первой схеме состоит в следующем: человек и общество развивают техносферу и применяют ее элементы для удовлетворения своих потребностей. Человек обслуживает, совершенствует и создает новые процессы и средства, развивает техносферу качественно и расширяет ее количественно. Техносфера становится более приспособленной к потребностям человека и удовлетворяет их все лучше: пища становится более питательной и сбалансированной, одежда и жилище становятся более удобными и комфортными, улучшается и расширяется энергетическое и информационное обеспечение человека.
К негативным результатам непосредственного действия техносферы на общество и человека могут быть отнесены: непосредственное электромагнитное, радиоактивное, химическое воздействие и связанные с этим техногенный травматизм и болезни, подчинение биологического ритма человека ритму созданной им техносферы, увеличение затрат общества на создание техносистем, поддержание их в работоспособном состоянии и устранение отрицательных последствий деятельности и др.
Взаимодействия по второй цепочке дополнены влиянием техносферы на природу: изменением состояния биосферы; ее количественных и качественных параметров и свойств; изменением геологических, атмосферных и гидросферных характеристик поверхностного слоя земли, состава атмосферы, воды, круговорота вещества в природе, обмена веществом и энергией с космическим пространством и т. д. Изменения естественной природы, происходящие под воздействием техносферы, влияют и на жизнь человека как биологического существа. Все результаты действия измененной планетной системы на естественную природу, общество и человека могут рассматриваться как информация для внесения изменений в преобразующую деятельность человечества - обратная связь.
Планетная система разделена на части в определенной степени условно, поскольку каждый элемент не только взаимодействует с другими, но и состоит из них. Так, техносфера, во-первых, построена из природных материалов (вещества), с помощью энергии, накопленной в природе, и в соответствии с ее естественными законами. Во-вторых, она содержит в себе физический труд и мысли каждого человека и общества в целом. Природа не только образует среду существования общества, человека и техносистем, определяя их внешние черты и содержание, но и испытывает воздействие со стороны человека, общества и техносферы, становясь в определенной степени их частью.
Человек тоже является одновременно и природным, и техногенным, и социальным образованием: тело человека (его основа) создано природой; в процессе эволюции, осуществляя преобразовательную деятельность, человек не только развил мыслительные способности, но и изменил свое тело - оно приспособлено к жизни в техносфере, а в природных условиях человек вряд ли сможет выжить без привычной одежды, пищи, жилища, инструментов и машин; человек одновременно и часть общества, поскольку формирование его мировосприятия и правил поведения происходит под воздействием и по правилам общества. Аналогично можно говорить и об обществе.
Обобщая сказанное, планетную систему можно рассматривать не просто как совокупность взаимодействующих автономных ее частей, а как систему "вросших" друг в друга элементов
(рис. 2).
Рис. 2. Схема взаимного "проникновения" элементов планетарной системы
При этом могут быть выделены различные комбинации сочетаний элементов, которые имеют свои особенности, характеристики и свойства. Это следующие сочетания (зоны общего взаимного влияния):
природа - человек;
техносфера - человек;
общество - человек;
природа - техносфера;
природа - общество;
общество - техносфера;
природа - человек - техносфера;
природа - общество - техносфера;
человек - техносфера - общество;
-человек - природа - общество;
природа - человек - общество - техносфера.
Последнее сочетание представляет собой планетную систему, предыдущие - ее части, изучением которых занимаются различные науки и которые определяют соответствующие области знаний, исследований и преобразований. Области знаний, связанные прямо или в сочетании с другими областями с естественной природой изучаются физикой, химией, биологией и их относительно самостоятельными частями, выделившимися в отдельные области знаний - естественные науки (природоведческий комплекс наук). Обществоведческие науки исследуют проблемы, явления и закономерности общественного развития в том числе во взаимосвязи с другими науками и областями знаний. Особое место в современном мире занимают науки о человеке и его взаимном влиянии на другие части планетной системы (человековедческий комплекс наук).
Изучение явлений, законов и закономерностей существования и развития преобразовательной деятельности и техносферы в целом относится к компетенции технологических наук - специальных технологий, общей технологии и наук, связанных с влиянием техносистем на природу, общество и человека в комплексе с естественными, социальными и человековедческими науками.
Деление всего знания (информации) на части, на отдельные области знаний и отдельные науки, также как деление планетной системы, носит в определенной степени условный характер. В современном мире ни одна наука не может рассматриваться отдельно и обособленно. Любое открытие в физике, химии, или биологии имеет свое приложение в преобразовательной деятельности, а ее результаты, в свою очередь, оказывают влияние на социальную область знаний, жизнь человека и природу. Система социальных наук формирует знания об обществе и определяет тенденции развития, приоритетные направления, которые стимулируют развитие преобразовательной деятельности и направления развития естественных наук. Преобразовательная деятельность и ее результаты, специальные и общая технология не только формируют приоритетные направления естественных наук, но и создают для них все необходимые средства и процессы. Одновременно технология как наука о преобразовательной деятельности влияет на социальную жизнь, жизнь каждого человека, экономику, политику, здравоохранение, образование т. д. - на материальное, духовное и интеллектуальное состояние человека и общества.
Определяющим условием развития всей системы знаний об окружающем мире являются потребности и приоритеты общества и человека как части общества и планетной системы. В самом общем виде можно рассматривать процесс расширения системы знаний в виде следующей последовательности:
формирование потребностей и целей человека и общества;
изучение возможностей удовлетворения потребностей и достижения целей, выявление препятствий и противоречий, поиск принципиальных направлений и усло- вий обеспечения потребностей и целей за счет развития системы наук и инновацион- ной деятельности;
построение системы процессов и средств достижения целей, осуществление преобразовательной деятельности;
анализ качества удовлетворения потребностей, выявление недостатков и по следствий преобразующей деятельности, уточнение потребностей и целей, формирова- ние новых требований к преобразующей системе.
Вся система знаний, включающая естественные, социальные, гуманитарные (человековедческие) и технологические области, может рассматриваться как инструмент и как условие осуществления преобразующей деятельности, результатом которой являются удовлетворенные потребности и достигнутые цели.
Современная система знаний, представлений и суждений о мире, которую В. И. Вернадский обозначил как "ноосферу", сопоставимую по мощности с геологическими силами природы, олицетворяет уровень развития человека и общества. Ее можно представить в виде глобальной мыслительной системы, в формировании и применении результатов которой принимает участие каждый человек и общество в целом. Это своего рода человеческий планетный разум, система накопления, хранения и преобразования информации. Однако мощность ноосферы, ее возможности не могут быть реализованы непосредственно. Своеобразным инструментом реализации возможностей ноосферы, существующих и возникающих в ней мысленных образов, является преобразующая деятельность людей, которая осуществляется в большинстве своем с помощью технических средств, выполняющих какие-либо функции в определенной последовательности и по определенным правилам. Совокупность преобразовательных процессов и средств, с помощью которых выполняются эти процессы, составляет в настоящее время глобальную (планетную) систему - техносферу. Техносфера это инструмент материализации (овеществления) образов и представлений, возникающих в ноосфере и направленных на удовлетворение потребностей людей, которые тоже могут рассматриваться как элементы ноосферы. Именно техносфера делает ноосферу "геологической силой" планеты.
Осознание глобальности человеческой мыслительной и преобразующей деятельности (ноосферы и техносферы) пришло в двадцатом столетии. Пристальное внимание к результатам человеческой деятельности вызвано заметными изменениями в природной среде, которые произошли в последние полтора столетия. Эти изменения носят необратимый характер и чаще всего оказывают негативное воздействие не только на природу, но и на человека. Сокращение численности и полное вымирание многих видов животных и растений, загрязнение поверхностных слоев земли, рек и водоемов, уменьшение содержания кислорода в атмосфере и увеличение содержания в ней веществ техногенного происхождения, уменьшение площадей лесов, повышение уровня электромагнитного и радиоактивного загрязнения и так далее вызваны неоптимальным применением множества изобретений, сделанных людьми. Начиная от парового двигателя и заканчивая инновациями в генетике человечество придумало, испытало и внедрило в реальности новейшие сверхмощные виды военной техники, космические аппараты, телевидение, вычислительные машины, атомные электростанции и оружие, новые виды организмов и др. Важнейшим показателем роста объемов преобразовательной деятельности и расширения техносферы является значительное увеличение потребления энергии и объемов перерабатываемой информации.
В современных условиях ни одно крупное изобретение новых материалов, процессов, средств органического или неорганического вида невозможно без научных открытий и исследований. Часто научные открытия в момент их появления не находят практического применения, а попытки их применения не всегда воспринимаются обществом. Однако с течением времени процессы и объекты, созданные на основе научных открытий, становятся непременным атрибутом быта или преобразовательной деятельности. Характерной особенностью современности является сокращение временного интервала между моментом появления научного открытия и его практическим применением.
Преобразующая деятельность, получившая в наше время значительное ускорение за счет интенсификации научных исследований, оказывает влияние на все стороны жизни людей. Чем большим преобразовательным потенциалом обладает общество, тем выше в нем материальный уровень жизни каждого человека. Материальная обеспеченность создается путем разработки новых, более дешевых, качественных и разнообразных продуктов питания, одежды, бытовой техники, предметов интерьера дома, формирование "индустрии" досуга, отдыха и развлечений. Высокий потенциал преобразовательной системы увеличивает количество свободного времени человека, которое он расходует на удовлетворение своих духовных (эмоциональных) и интеллектуальных потребностей. Повышается в целом общий уровень культуры в обществе, полнее раскрываются способности людей, что в свою очередь стимулирует развитие преобразующей деятельности и наук о природе, человеке, обществе и собственно самой техносфере. Образовался своего рода единый процесс развития планетной системы: потребности вызывают к жизни преобразовательные техносистемы (процессы и средства), которые обеспечивают интеллектуально - духовное развитие людей и рост их культуры, а высокий уровень культуры общества вызывает к жизни новые, более высокие потребности, стимулирует преобразовательную деятельность и науки.
Преобразующая деятельность, осуществляемая, в том числе, на основе научных открытий, так или иначе связана с повышением уровня жизни людей. Однако процессы и средства удовлетворяющие желание людей жить надежнее, комфортнее, получать положительные эмоции, создаются практически всегда либо без учета сопутствующих и неизбежных результатов (последствий), либо этими последствиями пренебрегают, так как положительные (требуемые) результаты "перевешивают" последствия ("лес рубят - щепки летят" ). Как упоминалось выше, преобразовательная деятельность, ориентированная на выживание в неблагоприятных условиях природной среды, сменилась другими целями - главным стало повышение качества жизни людей, удовлетворение всех их желаний и требований (потребностей). Эта стратегия преобразующей деятельности привела к появлению глобальных проблем человечества. Осознание причин возникновения этих проблем и их неблагоприятных последствий в будущем привело к формированию образа стратегии гармоничного развития преобразовательной деятельности с учетом "интересов" всех элементов планетной системы. Но понимание необходимости гармоничного развития преобразующей деятельности не привело пока к ее существенному изменению. Люди, по-прежнему, формируя техносистемы и техносферу в целом недостаточно внимания уделяют последствиям их действия.
Причины недостаточно интенсивного осуществления стратегии гармоничного развития связаны с социально-экономическими и политическими устремлениями отдельных людей и государств. Стремление человека быть более обеспеченными по сравнению с другими людьми определяет принципы его практической деятельности -достигнуть более высокого социального и экономического положения независимо от того, какими это будет сделано средствами и какие последствия будет иметь для природы и для других людей. Нужно только соблюсти действующие юридические законы. Нормы морали и этики либо не устанавливают правил действия, либо не препятствуют таким действиям (часто они даже поощряют их). Так предприниматель стремиться получить наибольшую прибыль (это главное), все остальное не так важно. Политик также достигает своих политических целей (это главное) любыми не противоречащими законам средствами. Другие участники социального процесса (члены общества) действуют исходя из принципа обеспечения благоприятных материальных и эмоциональных условий жизни. Главное для них заработать средства для создания хороших условий собственной жизни. Часто люди, выполняя какую-либо социальную, политическую или преобразовательную функцию, за которую они получают денежное вознаграждение, не представляют себе (или не желают знать) последствия своей собственной деятельности.
В межгосударственных экономических и политических отношениях приоритет также отдается достижению преимуществ, преобладанию над другими государствами через создание конкурентоспособных товаров, обеспечивающих доминирование на мировом рынке, путем формирования высокоразвитой системы преобразующей деятельности, научно-технического и производственного потенциала. Однако преобразующая деятельность, имеющая небольшие негативные последствия, требует больших затрат средств, что ведет к снижению эффективности производства продукции и делает его нерентабельным. Поэтому реализация стратегии гармоничного развития вызывает значительные затруднения.
Современное состояние планетной системы отражает определенный уровень культуры человечества в целом, его внутреннюю сущность, характер, общественные и человеческие приоритеты и ценности. Материальная культура общества, представленная техносферой, полностью отражает уровень общей культуры общества, ее духовной и интеллектуальной составляющих, как в зеркале отражает внутренний мир разума и страстей человека, его желаний и поступков. Человечество в силу своих мыслительных способностей, пользуясь техносферой как инструментом, удовлетворяет потребности за счет использования ресурсов природы, которые, как правило, не восполняются, а последствия преобразований часто необратимо изменяют сложившийся баланс экосистемы.
Преобразующая деятельность может быть одновременно представлена и как функция, и как аргумент культурно-исторического развития, поскольку люди, совершенствуя техносферу, развивают и себя, свои мыслительные способности.
Краткий анализ современной планетной системы позволяет сделать вывод, что все ее элементы находятся в тесной взаимосвязи. Результатом преобразующей деятельности человека стала технологическая среда - техносфера, а ее масштабы достигли глобальных планетных размеров. Каждое преобразующее действие человека отражается на всех других элементах. Положительные для человека результаты одновременно сопровождаются зачастую отрицательным воздействием на природу и самого человека, либо непосредственно, либо через посредника - природу. Процесс формирования и изменения планетной системы происходит с одной стороны случайно и хаотично, в пределах небольших исторических периодов, а с другой стороны закономерно и необратимо в масштабах эволюционного периода развития цивилизации.