7.5. Условия возникновения и существования цивилизации.

Эмпирически установлено, что земная цивилизация представляет собою порождение человеческого разума и рук человека. Однако исследование путей эволюции, приведших к ее появлению, вызывает целый ряд непростых вопросов⁵⁹³. Имела ли цивилизация биологические предпосылки? Другими словами, могла ли она возникнуть на другой биологической основе, если бы не появился человек? И есть ли у него соперники, которые способны в процессе дальнейшей эволюции занять место человека? Необходим ли неуклонный рост энергии, производимой людьми, для продолжения прогресса, или он приведет к гибели всего живого в результате беспредельного увеличения производства? Как, повышая уровень жизни растущего населения Земли, прекратить загрязнение окружающей среды и опасные изменения климата?

Чтобы ответить на поставленные вопросы, следует прежде всего рассмотреть ход биологической эволюции. Наличие эволюционного прогресса в живой природе не вызывает сомнений: данные палеонтологии и генетики свидетельствуют, что жизнь развивалась от простых форм к все более сложным и совершенным⁵⁹⁴. Значительно труднее решить вопрос: что лежит в основе этого прогресса и как его количественно оценить? Одна из таких оценок была дана в 20-ЗО-х годах крупнейшим русским биологом академиком А. Н. Северцовым, Из этих оценок уже в наше время родилась теория, согласно которой в ходе прогрессивной эволюции происходит усиление энергетического обмена животных, измеряемого по скорости потребления кислорода. Исследования показали, что удельный (на килограмм массы) кислородный обмен а процессе эволюции от простейших до млекопитающих и птиц возрастает в сотни раз.

Рис. 2. Рис. 3.

Так изменялся энергетический обмен живых организмов в ходе биологической эволюции и на начальной стадии человеческой цивилизации:1 - кишечнополостные, 2 - ракообразные,3 - моллюски, 4 - рыбы, 5 - амфибии, 6 -насекомые, 7 - рептилии, 8 - млекопитающие, 9 - неворобьиные птицы, 10 - воробьиные птицы, 11 - первобытный человек, 12-человек, использующий огонь (см. Рис. 2).

Изменение величины коэффициента энцефализации у животных в процессе биологической эволюции: 1 - рыбы, 2 - земноводные, 3 - рептилии, 4 - млекопитающие, 5 - птицы, А -целурозавры, В - дельфины, С - вороны, D - попугаи, Е - человек.(см. Рис. 3)

Использование энергетической меры эволюционного процесса дает возможность количественно оценивать его скорость в реальных величинах - ваттах за миллион лет. Разумеется, узнать, каков был энергетический обмен у животных, вымерших сотни миллионов лет назад, невозможно. Поэтому отечественные исследователи А.И. Зотин и А.А. Зотин данные о ныне живущих организмах разных видов пересчитали на момент зарождения этих видов в соответствующую геологическую эпоху⁵⁹⁵. Получилось, что в кембрии (570-500 миллионов лет назад) скорость эволюции составляла приблизительно 0,005 милливатта на грамм массы за миллион лет, в ордовике (500-440 млн. лет) - 0,011, в девоне (410-350 млн. лет) -0,014. в карбоне (350-270 млн. лет)- 0,024, в триасе (230-195 млн. лет) - 0,076, в юрском периоде (195-135 млн. лет) - 0,099, в меловом (110-70 млн. лет) - 0,192 и в плейстоцене (7-2 млн. лет назад) - 0,269 мВт/г миллион лет. Хотя значения энергии определены недостаточно точно, они показывают, что биоэнергетический прогресс шел с нарастающей скоростью. Усиление энергетического обмена было чрезвычайно полезным для выживания животных в их борьбе за существование.

Возможно ли было дальнейшее усиление энергетического обмена животных, или эволюция достигла своего предела в классе птиц и прекратилась? Это вопрос далеко не праздный: температура тела млекопитающих равна 36-38°С, а птиц - 40-41°С. Дальнейшее усиление энергетического обмена и сопутствующее ему повышение температуры тела невозможно - это привело бы к свертыванию (денатурации) ряда белков и гибели организма. Существует «тепловой барьер», перешагнуть который простым повышением уровня кислородного обмена невозможно. «Природа, однако, нашла другой путь - возникновение цивилизации, появление сознания»⁵⁹⁶.

Известно, что человечество научилось использовать не только энергию, заключенную в пище, но и энергию горючих материалов, рек, ветра и Солнца, а в последние десятилетия и атомную энергию. Расчеты показали, что первобытный человек получал с пищей и расходовал не более 2000 килокалорий за сутки, с началом использования огня потребление энергии увеличилось до 5000 ккал/сутки, а сейчас в развитых странах оно превышает 200 000 ккал/сутки. «Появление человеческой цивилизации оказалось необходимым шагом эволюции, так как позволило, преодолев «тепловой барьер», наращивать потребление энергии живыми системами. Так что возникновение цивилизации - неизбежный результат прогресса, и, если бы не появился человек, на его месте, возможно, оказался бы другой вид. Об этом заставляют думать и данные о возрастании объема мозга в разных классах и типах животных»⁵⁹⁷.

Наукой установлено изменение размеров мозга в процессе эволюции благодаря применению количественных методов. В сравнительных исследованиях используют так называемый коэффициент энцефализации - удельную массу мозга животного в расчете на один грамм массы его тела. Расчет, по палеонтологическим данным, показал, что в процессе эволюции млекопитающих средняя величина этого коэффициента в эоцене была равна 0,026, в плейстоцене - 0,055, а у современных видов составляет 0,115.

Коэффициент энцефализации в разных классах позвоночных животных и в отдельных его отрядах сильно различается. В классе млекопитающих, например, представители отряда насекомоядных имеют наименьший коэффициент энцефализации, представители отрядов приматов и китообразных - наибольший (у дельфинов - 0,54). В классе птиц наименьший коэффициент энцефализации имеют страусы н куриные, наибольший - попугаи (0.34), врановые (0,33) и совы. Но особенно этот коэффициент велик, конечно, у человека - 0,77. Человек сильно обогнал другие виды и практически полностью перекрыл возможности для появления на Земле иных цивилизаций. Здесь следует принимать во внимание и количество информации, содержащейся в генетическом материале и в мозге и увеличивающейся в ходе эволюции. «Где-то во влажных джунглях каменноугольного периода появилось животное –примитивная рептилия, - у которого впервые за все время существования земной биосферы имелось больше информации в мозге, чем в генах. Эта рептилия не очень разумна, однако ее мозг представляет собой значительный поворотный момент в истории земной жизни. Два последующих скачка в эволюции мозга связаны с возникновением млекопитающих и появлением человекоподобных приматов»⁵⁹⁸.

Однако все могло быть и по-другому, так как, видимо, первыми среди позвоночных на путь увеличения массы мозга встали представители класса рептилий - динозавры, по не совсем ясным причинам вымершие около 70 миллионов лет тому назад. Коэффициент энцефализации небольших (массой 70 - 80 кг) хищных динозавров из инфраотряда целурозавров близок к показателям для современных млекопитающих и равен приблизительно 0,126. «Не исключено, что эта группа динозавров могла бы еще миллионы лет тому назад сформировать мозг, сопоставимый с человеческим, и, кто знает, сегодня на Земле существовала бы совсем иная цивилизация»⁵⁹⁹. Таким образом, процесс возникновения цивилизации пошел задолго до появления человека и продолжается до настоящего времени. Исчезновение человечества (по собственной глупости или по иной причине) не остановит его, пока на Земле сохраняются живые организмы и продолжается биологическая эволюция.

Развитие человечества сопровождается постоянным ростом уровня жизни, который требует все больше энергии. По расчетам известного российского астрофизика И.С. Шкловского и украинских исследователей И.Р. Алексеенко и Л.В. Кейсевича, количество производимой энергии за последние 200 лет удваивалось каждые 20 лет и в 80-х годах составляло примерно 610¹² Вт⁶⁰⁰. При таких темпах через 200 лет оно дойдет до 310¹⁵ Вт, а это уже один процент поступающей на Землю энергии Солнца. Дальнейшее увеличение производства энергии приведет к заметному нагреву планеты и, вполне вероятно, к таким изменениям климата, что жизнь на Земле станет невозможной. Преодолеть этот «тепловой барьер» можно, видимо, только выведя в космическое пространство энергоемкие производства.

Задача эта трудная, в настоящее время нереальная, но сегодня появилась надежда решить ее уже в обозримом будущем. В начале марта 1998 г. Национальное управление по аэронавтике США. (НАСА) сообщило, что запущенный 6 января 1997 года на окололунную орбиту робот-разведчик «Проспектор» обнаружил на Луне воду. Она хранится в виде льда, количество которого по разным оценкам составляет от 10 миллионов до 100 миллиардов тонн. Его достаточно, чтобы на целое столетие обеспечить водой несколько тысяч человек. Эксперты НАСА считают, что первое совершенно автономное внеземное поселение на Луне может быть построено уже в 2013 году. Очень может быть, что именно такие внеземные города станут индустриальными центрами нашей земной цивилизации.

В отношении биофизических оснований возникновения и развития цивилизации правомерно следующее утверждение А.И. Зотина и А.А. Зотина: «В основе биологического прогресса и развития человечества лежат глубокие термодинамические закономерности. Следует их понять и по возможности использовать. Не следует обольщаться надеждой, что все как-нибудь обойдется - законы природы неумолимы»⁶⁰¹. Вполне закономерно появление научных работ, в которых рассматриваются биофизические условия устойчивого развития цивилизации⁶⁰². Ведь цивилизация как социокультурный комплекс своим исходным основанием имеет человека, представляющего собой многоклеточный организм. Она возникает в условиях, когда отдельный организм не может выжить, что требует кооперации индивидов. Численность первобытного человеческого коллектива, аналогичного клетке, зависела от условий выживания. Расчеты показывают, что первобытное племя насчитывало порядка 40 человек, что для поддержания его жизнедеятельности требовалась территория почти 100 квадратных километров⁶⁰³.

Цивилизация возникает при условии, когда плотность населения делает невозможным выделение новых сообществ, что приводит к усложнению социальной структуры. В результате накопление вещества, энергии и информации приводит к росту энтропии, что влечет за собой снижение уровня управляемости системы. Исследования посредством биофизического моделирования показывают, что устойчивое развитие (следовательно, существование) цивилизации определяется законами термодинамики и сознательной деятельностью человека. «Предлагаемый подход к проблеме устойчивого развития цивилизаций позволяет представить закономерности их развития как проявление действия фундаментальных систем – законов термодинамики. Действие это проявляется в диалектическом единстве, что отражает свойство системности данной совокупности объектов… Нынешний этап человеческой истории характеризуется наложением двух кризисов: системного кризиса и экологического кризиса. Поэтому современная мировая цивилизация должна в ближайшее историческое время либо вступить в стадию деградации, которая скорее всего приведет к исчезновению человека как вида, либо перейти к управляемому устойчивому развитию»⁶⁰⁴. Отсюда следует, что проблема существования цивилизации должна решаться в комплексном исследовании, с привлечением естественных и социальных дисциплин.