/
Автор: Бестужев-Лада И.В. Фесенко Р.А.
Теги: история науки развитие науки сборник статей наука и техника
Год: 1969
Текст
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«МИР»
Составители:
И. В. БЕСТУЖЕВ-ЛАДА, Р. А. ФЕСЕНКО
В переводе книги принимали участие:
Я В. БЕРЛИН, С. Ф. ГАНСОВСКИЙ, В. И. ГЕНКИН,
А. Д. ИОРДАНСКИЙ, В. Е. КЕЙЛИН, Б. И. КИКОТЬ,
В П. НЕМЧИНОВ, Л. С. СОЛОДКИН, Г. С. ХОЗИН,
В Г. ЧЕРНОВ, А. Г. ШАХНАЗАРОВ, А. В. ШИЛЕЙКО
ГОРИЗОНТЫ
НА У НИ
ТЕХНИКИ
Сборник статей
Перевод с английского
Под редакцией
и с предисловием
Г. С. ПОСПЕЛОВА
и В. И. МАКСИМЕНКО
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР»
МОСКВА 1969
УДК (087.61)001.18
Редакция научно-популярной
и научно-фантастической литературы
Ияд. 2-1
Предисловие
В последнее время у нас и за рубежом появляется
много публикаций, в которых даются прогнозы
науки, техники, экономики и даже политической кар-
тины мира.
Неоднократно выступали с прогнозами науки акаде-
мики М. В. Келдыш, М. Д. Миллионщиков, А. М. Ру-
мянцев, В. М. Глушков п другие.
Слова прогноз, прогнозирование, прог-
ностика все чаще встречаются в нашей практике.
Что же такое прогноз научно-технического про-
гресса?
Существуют различные определения данного поня-
тия. Не без основания, например, считается, что это —
развитая система аргументированных представлений о
вероятном будущем науки и техники или предсказание
будущего на основе предыстории и настоящего или, на-
конец, под прогнозом понимается организованное пред-
ставление о возможных состояниях и путях развития
науки и техники в будущем при обязательном учете
различных вариантов отношений стран на мировой
арене в области политики, экономики, научно-техниче-
ского сотрудничества и т. д.
Чем же вызвана необходимость прогнозов науки и
техники? Прежде всего это- обусловливается научно-
технической революцией, гигантским ростом п ролью
пауки в жизни общества. Современная наука стала
важным фактором преобразования мира. Выдающиеся
достижения атомной энергетики, ракетной техники, ра-
диоэлектроники, кибернетики, космических исследова-
ний показывают, что прогресс человечества во многом
зависит от успехов науки. А наука стремительно раз-
вивается. В современных условиях при принятии реше-
ний по долгосрочному планированию экономических,
5
политических, научных и других мероприятий необхо-
димо опираться на всесторонний анализ многочислен-
ных факторов, способствующих или затрудняющих ре-
шение задач, стоящих перед страной или группой
стран.
Темпы научно-технического прогресса последних де-
сятилетий необычайно высоки. Усложнилась взаимо-
связь процессов развития науки, техники, экономики,
политики, возросла стоимость проведения научных ис-
следований и особенно создания новой техники. Недавно
швейцарский инженер Густав Зйхельберг написал кни-
гу «Человек и техника». В ней довольно остроумно изо-
бражена динамика развития человеческого общества и
показаны темпы нашего движения вперед. Представьте
себе развитие мира до наших дней в виде марафонского
бега на дистанцию 60 километров. Каждый километр
этой дистанции будем считать равным 10 тысячам лет.
Этот символический бег выглядит следующим образом.
На большей части пути бегунов — лишь девственные
леса. Здесь человечество мало чего достигло. Позади
58—59 километров, и только тогда появляются первые
признаки культуры: орудия первобытного человека, пе-
щерные рисунки. Но вот последний километр пути!
Появляются первые земледельцы. 300 метров до фини-
ша — дорога из каменных плит ведет бегунов мимо еги-
петских пирамид и Древнеримских укреплений. 100 мет-
ров до финиша*— появляются средневековые городские
строения, слышны крики сжигаемых на кострах жертв
инквизиции. До финиша остается 50 метров. Здесь
Г. Эйхельберг определил место для человека с умными
и все понимающими глазами — Леонардо да Винчи.
Минуя его, бегуны следуют дальше. Вот всего 10 мет-
ров до финиша. Марафонцы бегут при свете факелов и
тусклом мерцании масляных ламп. Еще 5 метров пути
и свершилось чудо — электрический свет освещает до-
рогу, на смену экипажам появляются автомобили, слы-
шен шум самолетов и видно грибовидное облако атом-
ного взрыва над Хиросимой. Бегунов ослепили юпите-
рами, их окружили репортеры радио и телевидения,
корреспонденты...
Вы ужо, наверное, заметили, что последние 10 мет-
ров этой символической дистанции, где произошло
столько событий, составляют всего 100 лет мировой
в
истории. Человечество достигло всего этого только бла-
годаря тому, что здесь слились воедино производствен-
ная и научная деятельность человека.
Темпы научно-технического прогресса наглядно ха-
рактеризуются такими показателями, как резкое сокра-
щение разрыва во времени между формулировкой но-
вых научных идей и их практической реализацией. Так,
например, если идея создания телефона была сформу-
лирована в 1820 году, а выполнена в опытном образце
в 1876 году, то есть через 56 лет, то радио преодолело
этот путь за 35, радар — за 15, телевизор —- за 14, лазер
п мазер — за 9, атомная бомба — за 6, а транзистор
всего за 5 лет.
Нарастающие темпы научно-технического прогресса
вынуждают осуществлять всесторонний прогноз, пре-
жде чем приступать к составлению народно-хозяйствен-
ных планов на любой период. При этом прогноз не яв-
ляется окончательной рекомендацией или выбором.
Это — лишь многовариантная, как можно более объек-
тивная картина будущего. В нем указываются варианты
наиболее правдоподобные. Включение в план тех или
иных данных прогноза — право планирующих органов.
Иногда думают, что прогнозирование появилось
только сейчас. Это, конечно, не так. Вспомним план
ГОЭЛРО. Ведь до того, как план был утвержден, про-
водился долгосрочный прогноз технического прогресса,
физики, промышленности, строительства городов и т. п.
Наше поколение является свидетелем реализации этого
прогноза. В последующие годы прогнозирование нахо-
дило достойное место при разработке гигантских планов
строительства коммунистического общества в нашей
стране. Однако в те годы оно основывалось главным
образом на опыте, знаниях, интуиции, творческой фан-
тазии людей, составлявших прогнозы. Современные
условия значительно отличаются от прошлых лет. Сей-
час нужны новые методы прогнозирования научно-тех-
нического прогресса. Развитие математики, кибернети-
ки, экономико-математических методов, наличие бы-
стродействующих электронных вычислительных машин
(ЭВМ) позволяет совершенствовать методики прогно-
зирования.
Все существующие методики прогноза развития на-
уки, на наш взгляд, можно условно разделить на два
7
класса: методы прогноза наукометрических характери-
стик и методы прогноза содержательной стороны раз-
вития научных направлений*
Наукометрические характеристики обычно числовые
и поэтому могут быть представлены в виде функций
времени п для их прогноза используются, как правило,
экстраполяционные методы. К паукометрическим ха-
рактеристикам относятся, например, такие, как коли-
чество ученых, работающих в том пли ином научном
направлении, ассигнования на прикладные и фундамен-
тальные исследования, приток новых научных кадров,
взаимосвязи между науками и т. п. У нас в СССР и за
рубежом уже накопился достаточный опыт применения
методов прогноза наукометрических характеристик.
Методы прогноза содержательной стороны научных
исследований обычно базируются па экспертных оцен-
ках. Их задача обеспечить прогноз вероятных науч-
ных достижений, выявить перспективные направления
той пли иной пауки, определить возможные смежные
или стыковые направления исследований, оценить пер-
спективы их развития и т. д. Сказанное не исключает
возможности применения для этих целей также мате-
матических и формально-логических методов. Напро-
тив, методы прогнозирования содержательной стороны
науки должны разрабатываться с учетом теории графов
в части построения иерархических структур ветвления
науки математической логики и теории планирования
эксперимента, с учетом разработки анкет и общего
плана опроса экспертов, а также вероятности-статистп-
ческпх методов для обработки результатов опроса.
Существует ряд методик прогнозирования науки на
основе экспертных оценок. Наиболее известный у пас-
метод Делфи1, разработанный сотрудниками фирмы
«Рэнд корпорейшн» 1 2. Этот метод предусматривает по-
1 По названию древнегреческого города Дельфы, где при
храме Аполлона с IX в. до н. э. по IV в. н. э. существовал из-
вестный Дсльфпйскпй оракул.
2 Rand Corporation — в переводе на русск. «Корпорация
исследования и развития». Это научно-исследовательская орга-
низация, тесно связанная с Министерством обороны США, за-
нимающаяся теоретическими и прикладными исследованиями,
направленными на разработку важнейших военно-стратегиче-
ских проблем и повышение эффективности руководства воен-
ной машиной США.
8
лучение статистически обработанных распределений
индивидуальных оценок экспертов относительно време-
ни возможного свершения тех или иных событий, ха-
рактеризующих научно-технический прогресс. Метод
экспертных оценок удобно использовать совместно с
иерархическими структурами ветвления наук, о чем
юворится, в частности, в статье У. Свагера «Мате-
риалы».
Предлагаемая читателю книга «Горизонты науки и
техники» также посвящена прогнозам. В основу ее по-
ложен сборник статей «Мир в 1984 году», изданный в
Англии, а затем с некоторыми изменениями в Австрии.
Это прогнозы видных ученых и руководителей круп-
нейших промышленных организаций США, Англии,
Франции и других стран. До опубликования книги
«Мир в 1984 году» все включенные в нее статьи печа-
тались в английском журнале «Нью Сайнтист».
Книга знакомит читателя с мнением широкого кру-
га специалистов о перспективах развития науки и тех-
ники, начиная от космических исследований и кончая
проблемами транспорта. Пытаясь предсказать мир бу-
дущего, каждый из авторов пользуется самыми раз-
личными методами и приемами.
В сборнике четырнадцать глав. Первая — посвящена
будущему науки. Основной здесь является статья
О. Хелмера, одного из разработчиков метода Делфи.
Вместе со своими коллегами из фирмы «Рэнд корпо-
рейшн» он провел опрос 20 специалистов. Прогнозы ка-
сались разнообразных научных проблем, начиная с
опреснения морской воды и кончая регулированием де-
мографических процессов. Автор приводит данные о
возможных сроках решения более 30 важнейших науч-
ных проблем. Любопытны взгляды О. Хелмера на пер-
спективы развития ЭВМ, возможное применение ма-
тематических методов при решении социально-экономи-
ческих проблем, на организацию работы научных
коллективов, порядок обмена научной информацией и
т. д. По мнению Хелмера, это будет способствовать про-
грессу. Следует, однако, подчеркнуть, что только в со-
циалистических странах такой путь позволит добиться
новых успехов во многих областях и повысить тем
самым благосостояние народа. В капиталистическом
мире эти успехи будут служить орудием усиления
9
эксплуатации и способствовать порабощению других
народов.
О перспективах развития образования в Англии пи-
шет Б. Боуден. Он считает, что в будущем всем необ-
ходимо непрерывно учиться, постоянно совершенствуя
свою квалификацию, и ставит в пример систему обра-
зования в СССР.
И. Раби анализирует факторы, способствующие бур-
ному росту достижений науки, и дает прогнозы по не-
которым научным направлениям. Раби считает, что в
будущем управление промышленностью должно быть
поставлено на научную основу и ученые все больше
станут интересоваться решением задач промышленно-
сти. Рассматривая проблему дифференциации науки,
Раби показывает необходимость помимо ученых — спе-
циалистов в одной узкой области иметь в будущем уче-
ных, которые могли бы также обозревать все в целом.
,Д. Кинг-Хил утверждает, что темпы научно-техни-
ческого прогресса в 1984 году по сравнению с предше-
ствующим прогнозу периодом в 40 лет вырастут вдвое.
Он предполагает, что к середине 80-х годов нашего ве-
ка разрушительная мощь оружия увеличится в мил-
лион раз. Если учесть, что за минувшее сорокалетие
она уже возросла примерно в миллион раз, то, по мне-
нию Кинг-Хила, над человечеством нависла большая
угроза в случае развязывания глобальной ядерной
войны.
Д. Кокрофт знакомит читателя с перспективами ре-
шения проблемы разработки общей теории гравитаци-
онных сил, изучения явлений, связанных с сильными и
слабыми ядернымп взаимодействиями, укрепления со-
трудничества оптпкоастрономов и радиоастрономов,
проведения работ в области классической физики, хи-
мии, биологии, развития исследований в области лазе-
ров и микроминиатюризации.
Н. Винер, основатель кибернетики, утверждает, что
«мы находимся на грани, за которой в ближайшем бу-
дущем следует ожидать появления новой более унифи-
цированной физики, где квантовая теория п теория от-
носительности окажутся пересмотренными, а процессы
рождения п разрушения фундаментальных частиц бу-
дут иметь природу квантовых скачков». В статье содер-
жатся интересные предположения об использовании
10
нуклеиновых кислот в физике твердого тела и для хра-
нения информации в ЭВМ, о научном понимании теле-
патических феноменов, о возможностях лечения или
полного уничтожения человеческих недугов.
Ф. Пресс высказывает мнение о положении науки
и ученых в будущем. Он подчеркивает, что можно до-
стигнуть значительных успехов, если сократить воен-
ные расходы и передать высвободившиеся средства уче-
ным. Пресс считает, что будущее науки за творческими
коллективами, однако, останутся и ученые-одиночки,
решающие небольшие проблемы.
Во второй главе рассмотрены проблемы космических
последований. Р. Симеиз утверждает, что без прогнози-
рования невозможно решать задачи освоения космиче-
ского пространства. Прогнозирование помогает не
только видеть перспективу, но и устанавливать
этапиость решения проблемы, оно обеспечивает также
четкую формулировку главной проблемы и показы-
вает пути ее решения во взаимной связи с другими
задачами.
Профессор X. Мэсси делает попытку сформулиро-
вать основные задачи научных исследований в космосе:
организацию солнечных патрулей в виде искусственных
спутников, оснащенных приборами, фиксирующими
интенсивность солнечной ультрафиолетовой и рентгенов-
ской радиации в различных диапазонах волн, и пред-
сказание погоды. Он считает возможным создание к
1984 году сети спутников метеорологической службы,
объединенной во всемирную систему. Интересные
проблемы стоят перед радиоастрономией и ее новым раз-
делом — коротковолновой астрономией, например, про-
ведение наблюдений за радиошумами как внегалакти-
ческими, .так и поступающими из нашей Галактики.
С космических кораблей будет проводиться наблюдение
за ультрафиолетовым и рентгеновским излучениями
звезд и других небесных тел. Появятся орбитальные об-
серватории, а это в свою очередь выдвинет новую науч-
ную проблему — изучение жизни человека в орбиталь-
ных станциях. Успехам последований в космосе будет
способствовать развитие быстродействующих вычисли-
тельных машин, микроминиатюризации и электроники
вообще, а также совершенствование средств связи на
основе мазерных и лазерных устройств.
11
Дж. Гросс считает, что к 1984 году исследование
космического пространства станет регулярным и орга-
низованным видом человеческой деятельности.
В главе, посвященной средствам связи, К. Штейн-
бух, Д. Пирс, Дж. Барри и Дж. Клейр на основе ана-
лиза современных средств связи и вычислительных
систем приводят прогнозы пх развития. Считается, что
существующие средства связи будут неуклонно совер-
шенствоваться. Телефонные аппараты станут мини-
атюрнее, номерной диск уступит место клавиатуре,
улучшится качество телефонной связи, возможно вне-
дрение видеотелефона. К числу важнейших проблем,
решение которых ожидается в ближайшие 20 лет, уче-
ные относят следующие: прямое телевизионное ве-
щание с помощью искусственных спутников Земли, со-
здание информационных банков и информационной
сети, программированное обучение через систему авто-
матических телефонных станций.
Прогнозу собственно вычислительной техники по-
священа четвертая глава книги. Считается, что вычис-
лительные машины станут в 10, а возможно, и в 100 раз
дешевле существующих. Затраты на средства матема-
тического обеспечения будут снижаться с относительно
мепыпей скоростью. Если сейчас стоимость самой вы-
числительной машины относится к стоимости матема-
тического обеспечения как 50/50, то это отношение из-
менится и станет равным 30/70. Возрастет абсолютная
производительность средств вычислительной техники.
Увеличится также отношение производительности
средств вычислительной техники к их размерам, сто-
имости п способности инженеров-системотехников ис-
пользовать эту технику.
В связи с развитием техники топких пленок и мо-
лекулярной электроники ожидается радикальное умень-
шение размеров элементов вычислительных машин.
Предполагается, что время выполнения операции сло-
жения уменьшится на три порядка, а быстродействие
отдельных узлов достигнет предела, определяемого ско-
ростью распространения сигналов. Ожидаются суще-
ственные усовершенствования внешних запоминающих
устройств большой емкости.
Прогнозы развития вычислительной техники полу-
чены двумя путями. В одном случае использовался на-
12
укометрический метод, в другом — метод Делфи. Есте-
ственно, что были получены различные результаты.
Считается, что данные, полученные по методу Делфи,—
это гипотезы, а прогноз, полученный с помощью экстра-
поляции, — попытка доказать эти гипотезы.
Проблемы энергетики исследуются в пятой главе.
Д-р Али Булент Кембл прогнозирует развитие энер-
гетики па основе данных Комиссии Междуведомствен-
ных Энергетических Исследований. Первым шагом Ко-
миссии было изучение состояния проблем энергетики.
С этой целью было подготовлено 80 докладов в основ-
ном учеными из различных правительственных учреж-
дений. Затем эти доклады были изучены 160 рецен-
зентами. Позднее 200 наиболее крупных специалистов
в 20 секциях обсуждали доклады и обзоры рецензентов.
В заключение был создан Комитет из ученых, экономи-
стов, инженеров в составе 31 человека для разработки
проекта рекомендаций и выводов. После этого проект
рассматривала специальная комиссия. В результате по-
явился доклад президенту США «Энергетические ис-
следования п национальный прогресс». В докладе го-
ворится, что запасы добываемого из земных недр топ-
лива могут быть исчерпаны на протяжении текущего
и следующего столетий, высказывается мысль о появ-
лении настоятельной необходимости развития других
направлений энергетики.
Прогнозирование материалов рассматривается в
восьмой главе. Учитывая важность новых материалов
для прогресса науки и техники, остановимся на этих
проблемах несколько подробнее. В настоящее время в
США прогнозирование развития новых материалов в
основном ведется по отдельным отраслям пауки и тех-
ники раздельно. Делаются так называемые частные
прогнозы. Однако необходима разработка методов про-
гнозирования материалов, при использовании которых
охватывались бы все технические, экономические, со-
циальные и другие факторы, определяющие состояние
системы материалов будущего. Ведь прогноз крупного
достижения в одной пз частей системы материалов не-
избежно вызывает реакцию среди конкурирующих ви-
дов материалов п частей системы, и это необходима
учитывать.
Фирма «Томпсон Рамо Вулдридж» осуществила про-
гнозирование на основе опроса экспертов. Указывается,
что к 1970 году при изготовлении лопастей газовых
турбин будут широко использоваться прочные комби-
нированные материалы на основе нитевидных кристал-
лов, к 1971 году будут разработаны высокопрочные
пластики, способные заменить металлы при температу-
ре до 284° С, и т. д.
В США рассмотрены перспективы развития различ-
ных видов материалов: использования марганца в про-
изводстве стали, алюминия — в строительстве, высо-
котемпературных сплавов — при создании космических
аппаратов, пластиков — в быту, меди — в установках
теплопередачи.
Предполагается, что предел прочности на разрыв
обыкновенной конструкционной стали к 1984 году до-
стигнет 7000 кг/см2, тогда как сейчас предел прочности
составляет 2300 кг/см2 и Л1йпь для высокопрочных ста-
лей 2800—3100 кг/см2. Предел прочности низколеги-
рованных сталей, широко используемых в самолето-
и автомобилестроении, возрастет примерно в два раза,
то есть до 23 000 кг/см2 при сохранении вязкости па
нынешнем уровне. Предел прочности -высокопрочных
сталей достигнет 31 000 кг/см2. Широкое распростране-
ние получит порошковая металлургия, производствен-
ные процессы будут полностью автоматизированы. Най-
дут применение новые керамические материалы, имею-
щие необходимые жаропрочные свойства. Большинство
новых строительных материалов будет получено из вы-
сокомолекулярных полимеров.
Ожидается прогресс в области создания биологиче-
ских материалов. Больших успехов добьется микробио-
логия. Она позволит людям освободиться от болезней,
достигнуть долголетия, получить новые продукты пита-
ния. Можно, очевидно, ожидать появления антибиоти-
ков для лечения рака, будут решены проблемы побоч-
ного действия медикаментов, обнаружены различные
новые витамины и гормоны. Люди научатся управлять
ростом растений с помощью химикалиев на всех ста-
диях развития и смогут использовать эти познания
также для продления своей жизни. Кроме того, поя-
вятся лекарства от психических заболеваний и безвред-
ные средства для регулирования рождаемости;
14
Предполагается, что медицинские работники еще
шире будут использовать для диагностики вычислитель-
ную технику.
В результате тесного взаимодействия естественных
п технических наук возникло новое научное направле-
ние — бионика. Она занимается изучением организмов
человека и животных как больших систем и использует
полученные результаты в различных областях. Управ-
ление средой — часть задач бионики. Одна из них —
обеспечение оптимальных условий жизни в открытых
и закрытых (например, человек в космическом кораб-
ле) системах. Однако предсказать сколько-нибудь оп-
ределенное положение через 20 лет оказалось не под
силу экспертам. Не без основания считается, что ус-
пехи еще невелики, тенденции не наметились, однако,
полагают, возможности бионики огромны.
Предполагается, что к 1984 году человечество будет
располагать более могучими методами изменения кле-
точной наследственности и это приведет к важным по-
следствиям в области медицины и сельского хозяйства.
Зеленое растение — самое сложное в природе уст-
ройство синтеза. Если бы удалось в искусственной си-
стеме воспроизвести процессы синтеза, протекающие в
зеленом растении, то число веществ, производимых в
промышленных масштабах, резко увеличилось бы, кро-
ме того, мы получили бы новый источник энергии.
Будут продолжены исследования в области ткане-
вых культур, чтобы обеспечить медицину такими важ-
ными веществами, как гормоны, антигены, антитела,
ферменты. Но к 1984 году намного расширятся возмож-
ности синтеза биологических продуктов без посредства
клеток, например, с помощью пептидных связей, ко-
торые сейчас революционизируют искусственный син-
тез белковоподобных веществ.
В главе, посвященной проблемам народонаселения,
высказываются предположения, что в 1985 году насе-
ление земного * шара будет составлять 5 030 млн. чело-
век, то есть увеличится по сравнению с 1965 годом на
52%. Это так называемый усредненный прогноз. Кро-
ме того, приводится заниженный прогноз — 4 645 млн.
человек, то есть увеличение населения мира на 40%.
В качестве завышенного прогноза называется цифра
7 150 млн. человек в 2000 году.
15
Проблемам будущих городов и жилищ посвящена
отдельная глава. Утверждается, что к 1984 году в мире
будет несколько гигантских городов —- Большое Токио,
Нью-Йорк, Лондон, Калькутта и др. Сопоставляются
два противоположных взгляда на планировку и типы
городов: вертикальный и линейный ряд жилищ. Счи-
тается, что будут строиться в осно/ном не слишком до-
рогие дома. Широкое применение в строительстве най-
дут новые материалы: пенопласт, керамика, пластики,
прессованное дерево п др.
Увеличение численности населения в будущем вы-
двигает проблему питания п развития сельского хозяй-
ства. Высказывается предположение, что в связи с ро-
стом населения необходимо в два с четвертью раза по-
высить современное производство продуктов питания
в развивающихся странах, а для всего мира в целом —
в одну и три четверти раза. По мнению авторов данной
главы, можно решить проблему питания населения
мира за счет технического прогресса, интенсивной об-
работки земли и освоения целинных земель. Высказы-
ваются предположения о широком использовании
природных богатств морей и океанов для питания насе-
ления.
Последняя глава книги посвящена проблемам тран-
спорта. Утверждается, что горожанам не придется хо-
дить пешком на расстояния более 400 м. Считается, что
будет создана группа пешеходных транспортных средств
типа ленточных транспортеров. Пассажиры смогут вхо-
дить и сходить с них на ходу. Уменьшение трения за
счет использования тонких воздушных пленок низкого
давления позволит уменьшить вес и стоимость такого
транспортера. В метро появятся непрерывные поезда,
с городских улиц исчезнут загрязняющие воздух ав-
тобусы. На всех магистралях городов будет создан
электронно-управляемый поток движения электромо -
билей.
Такова попытка зарубежных ученых дать прогноз
научно-технического прогресса на 1984 год. Разумеется,
пх прогнозы являются субъективным мнением авторов,
и не могут в полной мере отражать пути действитель-
ного развития науки и техники. В капиталистическом
мире не может быть планового хозяйства, следовательно,
там нет условий для эффективной реализации прогно-
ив
зов. Отсутствует централизованный, государственный и
плановый подход к решению задач. Стремясь разрешить
эти противоречия, капиталистический мир пытается
вводить элементы планирования и государственного
контроля за развитием науки, экономики, техники. Это,
конечно, полумеры. Они не могут дать должного эф-
фекта, так как частнособственнический характер капи-
талистической экономики не позволяет управлять нау-
кой в масштабах государства, в интересах народа.
США стремятся максимально использовать дости-
жения науки и техники для агрессивных целей и осна-
щения вооруженных сил новейшим оружием: Хироси-
ма и Нагасаки, воина во Вьетнаме являются наглядны-
ми примерами этого. Достижения науки используются
также для экономического порабощения пародов.
У нас, естественно, другие цели и взгляды на прог-
нозы. Построение коммунистического общества требует
обоснованного долгосрочного планирования. Наше пла-
новое хозяйство и наше общество создают все-необхо-
димые условия для прогнозирования п разработки на
этой основе обоснованных долгосрочных планов разви-
тия экономики, науки и техники. В тезисах ЦК КПСС
«50 лет Великой Октябрьской социалистической рево-
люции» говорится: «XX век — век грандиозной научно-
технической революции. Идет все ускоряющийся про-
цесс превращения пауки в непосредственную произво-
дительную силу. Но только социалистическое общество
открывает возможности широкого и планомерного раз-
вертывания научных исследований, использования их
достижений в интересах человека труда, для успеш-
ного решения выдвигаемых научно-технической рево-
люцией социальных проблем».
Разумеется, читатель пе найдет в прогнозах ответов
па все интересующие его вопросы. Однако попытки
предсказать будущее по сравнительно большому диа-
пазону отраслей пауки и техники, надо полагать, при-
влекут внимание'широкого круга читателей. Некоторые
данные заинтересуют и специалистов в области прогно-
зирования научно-технического прогресса. При исполь-
зовании прогнозов, естественно, следует учитывать
условия, в которых они получены.
Г. С. Поспелов
В. И. Максименко
2 Зак. 1400
1. БУДУЩЕЕ НАУДИ
ОЛАФ ХЕЛМЕР, доктор математики и
логики, главный математик «Рэнд кор-
порейшн»
ПАУКА
Кто-то сказал, что в наше время живет 90% всех
когда-лпбо существовавших на Земле ученых. Попро-
сту говоря, это означает, что профессия ученого —
профессия нашего века. Развитие науки идет быстры-
ми темпами, методы ее множатся, а расширение сферы
действия подобно взрыву.
Сейчас мы находимся на середине столь удивитель-
ного марша науки, и очевидно, что ее грядущее со-
стояние будет в корне отличаться от нынешнего. Мно-
гое из того, что может быть сказано о ее будущем, —
всего лишь предположения, тем не менее можно
различить общие направления развития науки, кото-
рые дают хорошую основу для размышлений. Рассмот-
рим некоторые из этих направлений и их развитие в
последней трети XX века.
На сегодняшний день во всем мире насчитывается
примерно 5 .млн. ученых и инженеров-исследователей.
Только за счет роста населения эта цифра должна уве-
личиться к 2000 году до 10 млн. Кроме tforo, установ-
лено, что в нашем столетии отношение числа ученых и
инженеров к общему количеству населения удваи-
вается каждые 20 лет. Если даже скорость этого про-
цесса несколько уменьшится, можно ожидать, что к
2000 году в мире будет 25 млн. ученых и пнжеперов-
исследователей.
Еще один фактор, существенно влияющий па ре-
зультативность научной работы, — это увеличение так
называемой производительности труда индивидуального
2* 19
Фиг. 1. По крайней мере до конца этого века развитие науки
будет идти по экспоненциальному закону. К 2000 году количе-
ство ученых и инженеров возрастет в 5 раз, а производитель-
ность их труда удвоится главным образом благодаря исполь”
зованию вычислительных машин.
исследователя. И хотя пока мы имеем весьма смутное
представленпе о том, что следует понимать под произ-
водительностью труда ученого, бесспорно, что она стре-
мительно растет благодаря появлению быстродействую-
щих вычислительных машин п все более сложных
научных приборов. По соображениям, хотя бы часть ко-
торых будет ясна из дальнейшего, я твердо убежден,
что еще далеко то время, когда влияние этого фактора
начнет уменьшаться. Предположим, что к концу века
производительность труда каждого ученого удвоится (а
это очень осторожная оценка!), тогда окажется, что об-
щая результативность научной и инженерной работы
к 2000 году возрастет в 10 раз.
В настоящее время в науке совершаются два рево-
люционных преобразования. Одно из них можно на-
звать второй революцией в области вычислительной
техники. Для завершения первой революции понадоби-
лось ровно двадцать лет: с середины 40-х до середины
20
Фиг. 2. Для развития вычислительных машин в оставшиеся
десятилетия XX века характерно увеличение их скорости,
миниатюризация и снижение стоимости. Автоматизация про-
граммирования и использование специальных устройств ото-
бражения приведут к настоящему симбиозу человека и ма-
шины.
60-х годов. В течение этого времени вычислительная
машина из простого счетного устройства превратилась
в чрезвычайно гибкое орудие для научных исследова-
ний и обработки информации. Более того, размеры и
стоимость отдельных узлов вычислительных машин
уменьшились соответственно в 100 и 100 000 раз, а их
быстродействие увеличилось в 100 000 раз.
Подобные тенденции будут продолжаться еще ка-
кое-то время. После оснащения вычислительных машин
приспособлениями для передачи данных на большие
расстояния и одновременного решения нескольких
задач, в следующем десятилетии ежегодная миро-
вая производительность вычислительных машин увели-
чится в два раза. Вторая революция в области вычис-
лительной техники добавит существенно новый оттенок
к этому виду национального богатства. Он заключается
в слиянии двух различных тенденций, сочетание кото-
21
рых самым заметным образом повлияет на весь процесс
планирования будущего. Первая тенденция —относи-
тельная автоматизация вычислительных машин, в ре-
зультате которой многочисленные громоздкие процеду-
ры программирования упростятся п будет осуществлена
непосредственная связь между исследователем и маши-
ной» Вторая тенденция связана с изобретением мно-
жества чрезвычайно гибких устройств отображения,
соединенных с вычислительной машиной и позволяю-
щих проектировщику в процессе конструирования ви-
деть в действии своп идеи. Обе тенденции, а осуществ-
ление их уже пе за горами, положат начало действи-
тельному симбиозу человека и машины, при котором
интеллектуальная мощь человеческого разума увели-
чится за счет сотрудничества с машиной.
Второй происходящий в настоящее время переворот
имеет совершенно иной характер: он более сложен, и
потенциальное влияние его еще более значительно.
Я имею в виду перевооружение социально-экономиче-
ских наук математическими методами обработки дан-
ных. Начаты поиски комплексного подхода к решению
социально-экономических проблем, в частности с по-
мощью использования методов исследования операций.
Методы исследования операций впервые возникли бла-
годаря чрезвычайным обстоятельствам второй мировой
войны; с тех пор они продолжают развиваться и стали
общепризнанными при выполнении коммерческих и
промышленных расчетов.
Среди основных методов исследования операций,
которые при использовании в области социально-эко-
номических наук дадут хорошие результаты, можно
назвать построение математических моделей обществен-
ных явлений и специальный математический метод
обработки мнений экспертов — последний будет описан
ниже более подробно. Методы исследования операций
развиваются и непрерывно совершенствуются благо-
даря использованию вычислительных машин, а в ре-
зультате второй революции в вычислительной технике
потенциальное значение подобных методов можег
возрасти еще на порядок. Следует отметить, что при
автоматическом доступе к центральным хранилищам
информации и использовании соответствующих соци-
ально-экономических моделей можно обеспечить неточ-
ные науки возможностью обработки и расшифровки
огромных массивов информации.
Один из новых методов, применяемых в исследова-
нии операций, основан па использовании интуитив-
ных суждений групп экспертов. Он продолжает разви-
ваться, совершенствуется с целью согласования мнений
отдельных информированных экспертов и уже стал
известным под названием метода Делфи. Здесь пред-
полагается использование ряда вопросников; в каждом
из них содержится информация и мнения, полученные
из предыдущего опроса. Некоторые вопросы могут, на-
пример, состоять в выяснении соображений, по кото-
рым были высказаны ранее какие-то мнения. Каждый
из участников опроса может пересмотреть и при жела-
нии изменить свои прежние оценки. Выяснение мне-
ний каждого из экспертов и последующий анализ
каждым участником всей совокупности причин, пред-
ставленных отдельными экспертами, стимулируют
опрашиваемых к учету тех соображений, которыми они
могли, хотя бы и неумышленно, пренебречь, а также к
учету факторов, которые они с первого взгляда были
склонны опустить как незначительные.
При использовании метода Делфи необходимо при-
нимать во внимание, что прогнозы будущего в значи-
тельной степени основаны на личных оценках отдель-
ных специалистов, а не на выводах из хорошо разра-
ботанной теории. Даже когда в нашем распоряжении
имеется формальная математическая модель (так об-
стоит дело, например,, для различных аспектов на-
циональной экономики), то п в этом случае исходные
предположения, области применимости модели и рас-
шифровка выходных данных—.все подвергается интуи-
тивному вмешательству человека, который может
провести соответствующее исследование, чтобы оправ-
дать данное применение модели. Отсутствие конкретной
теоретической основы и как следствие неизбежность, с
которой приходится в той или иной степени полагаться
на интуитивные суждения, ставят нас перед выбором:
либо мы можем неопределенно долго ожидать появле-
ния соответствующей теории, которая дала бы нам
возможность решать социально-экономические пробле-
мы так же уверенно, как мы решаем задачи по физике
и химии, или мы можем делать все возможное в
23
существующей, по оощему мнению неудовлетворитель-
ной, ситуации, пытаясь получить интуитивные прог-
нозы специалистов и используя затем их суждения как
можно более систематично. Применение метода Делфи
является попыткой следовать по второму пути.
Первое крупное применение метода Делфп при про-
гнозировании отдаленного будущего было предпринято
три года назад фирмой «Рэнд корпорейшн». В данной
статье приводятся выдержки из полученных результа-
тов. В настоящее время готовится еще одно подобное
исследование.
Существуют и другие методы исследования опера-
ций, которые могут быть перенесены из сферы
физических в сферу социально-экономических наук. Од-
нако два выделенных метода: моделирование и мате-
матическая обработка мнении информированных спе-
циалистов — эффективные, хотя п достаточно грубые
средства для исследования будущего и, следовательно,
для его планирования.
В будущем пути развития науки могут существен-
но измениться. Эти перемены глубоко затронут тради-
ционный образ жизни ученого.
Конференции. Целесообразность проведения
конференций начала снижаться еще десятки лет назад.
Теперь, когда в конференциях, как правило, участвуют
тысячи человек, положение стало просто нелепым.
Численность научных собраний необходимо уменьшить
до разумных пределов. Следует также найти новые воз-
можности для более конструктивного использования
способностей и знаний участников конференций. Ис-
следования по выработке нового стиля работы конфе-
ренций уже начаты, и можно с уверенностью предска-
зать — особенно при наличии электронно-вычислитель-
ных машин и устройств отображения, — что возникнут
новые формы проведения конференций, делегаты кото-
рых будут уже не зрителями, а активными участни-
ками.
С п м б и о з исследователя и вычисли-
тельной м а ш и н ы. В результате второй революции
в вычислительной технике, о которой упоминалось ра^
нее, использование исследователем специальных пане-
лей, соединенных с вычислительными машинами, рабо-
тающими в режиме разделения времени, и накопите-
£4
лями информации, а также математических моделей
войдет в повседневную практику. Таким образом, ма-
шина возвысится до роли квазиколлеги, и производи*
тельность при таком объединении человека и машины
будет несравненно выше производительности современ*
кого ученого (ранее я приводил коэффициент 2 как
крайне осторожную оценку).
Межотраслевое сотрудничество. Уже
сегодня заметно, что сложные проблемы, связанные с
будущим нашего общества, затрагивают многие отрас-
ли науки и что их решение потребует сотрудничества
ученых п инженеров самых различных специальностей.
До сих пор сотрудничество не шло далее пустых раз-
говоров, частично потому, что эффективные методы по-
ощрения п облегчения совместных штурмов сложных
проблем находятся еще в стадии разработки. Однако
весьма перспективны в этом направлении такие квази-
эксперпментальпые методы, как операционные игры и
различные способы моделирования. Было доказано, что
сама окружающая обстановка в лаборатории моделиро-
вания облегчает связь между различными отраслями
знании. Более того, общение с людьми, придерживаю-
щимися противоположных взглядов, открывает перед
специалистом возможность по-новому переосмыслить
проблему — возможность, которая в ином случае
ускользнула бы от его внимания. Сегодняшние успехи
обещают многое, и, особенно, когда подобное общение
специалистов (даже находящихся в различных геогра-
фических пунктах) будет осуществляться с помощью
вычислительных машин, обеспечивающих непосред-
ственный доступ к центральному хранилищу информа-
ции, организация межотраслевых коллективов ученых
как метод решения фундаментальных проблем станет
общепринятой нормой.
Университетские реформы. В настоящее
время университеты не в состоянии организовать под-
линное межотраслевое сотрудничество в значительной
степени потому, что студентов не вдохновляет перспек-
тива посвящать слишком много времепп занятиям, не
находящим должной оценки при существующей систе-
ме вознаграждений. Несмотря на то что первые межот-
раслевые исследования проводятся в промышленности
и организациях, финансируемых правительством, уже
£5
Год
I960
2000
20Ю
2020
Никогда
f990
f970
t080
Экономически выгодное
опреснение морской воды
Эффективный, простой и недорогой
контроль рождаемости
t синтетические материалы
сверхлегкихконструкции
тический перевод с иностранных языков
Пересадка естественных и искусственных органов^
Надежные прогнозы погоды | |
централизованные автоматические системы хранения
и поиска информации со свободным доступом
Устранение противоречии между квантовой теорией и
теорией относительности, упрощениетеории злементариых
Создание искусственных органов человека с электронными элементами
Широкое применение ненаркотических стимуля-
торов для изменения поведения и характера
'Создание лазеров, работающих в диапазоне
рентгеновских и у-лучей | |
Управляемая ^термоядерная реакция
Искусственное зарождение жизни
(на стадии самовоспроизводящихся молекул}
Экономически выгодное использование I
дна океана । | |
Управление погодой в отдельных районах,
сроизводство синтетического белка
для питания । |
излечение психических заболевании
спомошыо лекарств и физиотерапии
Всеобщая биохимическая иммунизация
против микробных и вирусных болезней
Возможность исправления некото-
рых наследственных дефектов
3ко ком и чески выгодное выращивание пищевых продуктов
на дне океана (не менее 20% мирового потребления пищи)
биохимическая стимуляция роста новых органов и
частей человеческого тела
Использование лекарств для усиления
мыслительных способностей человека
^/становление' симбиоза
человек - машина
Химический контроль над старением,
продлевающий жизнь на бйлет ।
проолеоающии жизнь^ на залет .
Двухсторонняя связь с неземными цивилизациями
Выращиваний „разумных" животных, спо-
собных выполнять неквалифицированную
Экономически целесообразная возможность создания многих
элементов из субатомных „строительных панелей"
Управление земным тяготением за счет
изменения гравитационного поля
Прямое фиксирование знаний в человеческом мозгу ИВВ
Использование анабиоза для
путешествий во времени
Использование телепатии для связи
Ф и г. 3. Главные достижения науки, предсказанные группой из 20 экспертов. Высшая точка каждой по-
лоски — это вероятный срок некоторого научного открытия. Длина полосы представляет мнение полови-
ны экспертов группы. Концы полосок отражают крайние мнения четвертой части экспертов группы.
ясно видно, что необходимы такие административные
реформы п перестройка учебных программ, которые по-
зволят университетам стать лидерами межотраслевых
исследований.
Публикации. Научные и технические публика-
ции в том виде, в каком они существуют сейчас, как и
конференции, совершенно изживают себя. Имеются две
основные причины, побуждающие ученых и инженеров
к публикации своих работ в технических журналах: си-
стема поощрений (здесь также университетские тради-
ции являются основным, хотя и не единственным, пре-
пятствием) и насущная необходимость в общении со
всем научным миром. К счастью, можно ожидать ра-
дикальных изменений методов связи между учеными,
хотя вполне возможно, что потребуется еще лет десять
для реального прогресса в этом направлении. Тради-
ционная форма общения с помощью печатного слова
постепенно начнет заменяться такими формами связи,
когда материал, предназначенный для распространения
и записанный на специальных носителях, будет направ-
ляться в центральное хранилище информации. Чтобы
этот материал стал доступным для исследователей, не-
обходимо разработать чрезвычайно сложные устройства
для поиска информации.
Популяризация науки. Несмотря на то что
увеличение объема научных знаний, казалось бы, мо-
жет привести к расширению пропасти между учеными
и неспециалистами, я рискую утверждать, что по край-
ней мере в 80-х годах этого века мы вступим в новую
эру популяризации науки. Сами ученые, чтобы иметь
возможность эффективно общаться между собой через
отраслевые границы, будут нуждаться в сообщениях о
том, чем занимаются их коллеги в других областях
науки. Этому поможет использование обучаемых вы-
числительных машин и быстродействующих систем по-
иска информации, так что легко можно будет получить
информацию о развитии какой-либо отрасли пауки для
тех, кто не является специалистом именно в этой обла-
сти. Впоследствии такие возможности станут общедо-
ступными, во многих домах будут установлены специ-
альные панели, связанные с центральными хранили-
щами информации, и многие люди, у которых,
по-впдимому, будет все больше свободного времени,. с
28
готовностью займутся, как новым хобби, приобретением
научных знаний.
Многие достижения науки могут быть предсказаны
с большой вероятностью. Однако оцепить сроки их осу-
ществления не так легко. На фиг. 3 показана диаграм-
ма, на которой представлены ожидаемые сроки реализа-
ции тех или иных достижений. Приведенные на диа-
грамме результаты были получены путем опроса
методом Делфи примерно 20 ученых разных специаль-
ностей. На диаграмме показаны как средние сроки (по
окончательным ответам экспертов), так и интервал, в
который попало 50% ответов (так называемый средне-
квадратичный интервал). Например, по вопросу № 13
(искусственное зарождение жизни) одна четверть экс-
пертов полагала, что успех будет впервые достигнут к
1979 году, вторая четверть — между 1979 и 1989 года-
ми, третья — между 1989 и 2000 годами. Остальные
25% экспертов полагали, что это произойдет не раньше
2000 года пли же не случится вообще. (Нет сомнения,
что если бы опросить сегодня этих же экспертов, им бы
захотелось пересмотреть некоторые из своих оценок, в
особенности по тем вопросам, по которым за прошед-
шие годы достигнуты заметные успехи или, наоборот,
выявились серьезные препятствия.)
ФРЭНК ПРЕСС, профессор геофизики,
директор сейсмологической лаборато*
рии Калифорнийского технологическо-
го института
МИР УЧЕНОГО
Как специалист, который надеется остаться актив-
ным (хотя и заканчивающим свою научную карьеру)
еще и через двадцать лет, я хотел бы поразмыслить
о положении науки и ученых в будущем. В этой связи
возникает множество вопросов. Сохранится ли, напри-
мер, тенденция к дроблению наук на все более мелкие
разделы, которая уже сейчас приводит к появлению
весьма узких специалистов? Станем ли мы свидетелями
29
массы мелких открытий или коллективная работа боль-
ших групп ученых, позволяющая объединить таланты^
знания п опыт многих, приведет к грандиозным откры-
тиям? Удержится лп нынешний высокий темп роста го-
сударственных субсидий на нужды науки или замед-
лится? Будет ли это замедление означать (например,
в США), что правительство станет уделять меньше
внимания таким огромным мероприятиям, как космиче-
ские полеты или создание гигантских ускорителей? Ка-
кая судьба ждет ученого-одиночку и его исследования?
Приведет ли дальнейшее развитие к тому, что пред-
ставители разных научных дисциплин начнут соревно-
ваться между собой за увеличение государственной под-
держки? Как, наконец, изменится роль ученого в об-
щественной жизни? Увидим ли мы появление нового
племени — ученых-политиков, и если увидим, то будут
ли это ученые-творцы или-они смогут лишь понимать
и оценивать работу других специалистов?
К сожалению, чрезвычайно трудно ответить на все
эти вопросы. Большинство прогнозов опирается на от-
четливые тенденции настоящего — особенно на те, что
могут остаться неизменными п через двадцать лет. Что
же касается положения ученого сегодня, здесь нет ни-
чего определенного и устоявшегося. Сегодняшние тен-
денции еще не вполне наметились, отсутствует доста-
точно прочная база для прогнозирования. Но так или
иначе надо попытаться бросить взгляд в будущее, хотя
возможно, что через двадцать лет автор и пожалеет о
своей решимости.
Думается, что наука и техника не перестанут пре-
успевать. Во-первых, они, как и сейчас, будут знаме-
нем национального престижа и, во-вторых, — что го-
раздо важнее — освободятся большие суммы государ-
ственного бюджета в связи с сокращением военных
расходов. Грандиозные проекты по-прежнему будут в
почете. Многие ученые выступят против ненужного ра-
сточительства (а оно нередко бывает заметной чертой
различных проектов), но большинство с радостью ста-
нут под золотой дождь, оплодотворяющий научные ис-
следования.
Не сделается антикварной редкостью и ученый-оди-
ночка со своей небольшой проблемой. Множество клас-
сных специалистов предпочтут именно такую форму
30
работы: для одних это будет вопрос лпчных склонно-
стей, для других — возможность полнее выразить свою
творческую индивидуальность. Не останутся без вни-
мания групповые исследования со специалистами, пе-
рекрывающими своими знаниями границы между смеж-
ными дисциплинами. Физик будет работать в биологии,
знаток теории информации внесет вклад в географию.
Некоторые забытые участки знания вновь оживут бла-
годаря вторжению со стороны. Классическая физика
может быть продвинута вперед инженером или геоло-
гом. Биологические пли океанографические институты
опубликуют, пожалуй, не меньше трудов по матема-
тике, чем собственно математические центры. Социаль-
ные науки, поддержанные достижениями естественных
наук и укрепившиеся благодаря авторитету последних,
привлекут широкий интерес и получат существенную
государственную поддержку.
Ближайшее двадцатилетие увидит также и крупные
научные предприятия, созданные трудом сотен тысяч
рабочих, в которых будут участвовать тысячи ученых.
Исследование Луны с помощью лунных вездеходов че-
рез два десятилетия станет историей, и мы обратим
свои взоры к Марсу. Физика высоких энергий проверит
своп теории благодаря устройствам высокой сложности
и стоимости, биологи получат заказы от национальных
космических управлений, а подводные исследователь-
ские корабли превзойдут по размерам многие крупные
современные коммерческие надводные суда.
Вряд лп сильно изменятся формы отношений уче-
ных с правительством. Скорее всего мы не увидим уче-
ных, которые одновременно станут и государственными
деятелями. Специалисты в отдельных отраслях знаний
будут занимать то же положение, что и сейчас, высту-
пая в качестве консультантов на совещаниях и дискус-
сиях высокого уровня. Вероятно также, 'что их мнение
будет учитываться при определении расходов па иссле-
довательские работы в той пли другой области. Не сле-
дует опасаться и большой конкуренции в отношении
субсидий. Скорее нас ожидают урожайные в этом смы-
сле годы с быстрой поступью науки и меньшим конт-
ролем за расходованием средств. В этой связи ожи-
дается много напрасных трат, по гораздо меньше, чем
тратится сегодня на военные цели.
31
Будут сделаны великие открытия, и, хотя по нынеш-
ним мерам они потребуют колоссальных денег, эти
деньги наука получит.
АЙСИДОР И. РАБИ, профессор физики,
Колумбийский университет, Нью-Йорк
УЧЕНЫЙ И ОБЩЕСТВО
«За чистую математику, которая никогда не найдет
себе применения!» — этот знаменитый тост приписы-
вают математику Дж. Г. Харди. Здесь слово примене-
ние означает именно то, что оно означает в физике, от
рождения связанной с опытом. Математика для Харди
является целью самой в себе, с ее внутренними эсте-
тическими красотами, не относящимися к каким-либо
общечеловеческим целям или чувствам. Если бы не
война с ее последствиями, это отношение к математике
стало бы господствующим и нашло бы свое отражение
в некоторых разделах физики. Уже не впервые в ин-
теллектуальной истории мода пытается господствовать
над функцией.
Несмотря па высокомерие математиков, их работы
находят все большее применение в «чистых» п при-
кладных пауках. Это одновременно порождает новые
проблемы для математиков. Математика не единствен-
ная наука, которая процветает таким косвенным путем.
Можно сказать, что все науки совершенствуются го-
раздо быстрее, чем об этом думают те, кто ими поль-
зуется.
Ученые не очень-то охотно предсказывают будущее.
Это лучше делают герберты уэллсы и олдосы хаксли.
По меткому выражению Чарлза Сноу, будущее нахо-
дится скорее «в костях ученых», нежели на кончике вих
языка. Наука может быть двигателем социальных, эко-
номических, военных, промышленных и духовных из-
менений. Пользуясь метафорой, можно сказать, что
вплоть до начала второй мировой войны ученый едва
приподнимал голову над рулем ведомого им автомо-
биля.
32
Причины этого одновременно просты и непрости-
тельны. Интервалы между открытиями и их примене-
нием были длительными, число ученых — незначитель-
ным, получаемая ими поддержка — мизерной.
В настоящее время основные условия переменились,
темпы применения научных достижений ускорились,
число ученых стало большим и продолжает расти. На-
ука получает более или менее основательную поддерж-
ку, и по крайней мере некоторые ученые коснулись ру-
левого управления. Эти перемены к лучшему. Сейчас
вряд ли существует хоть одна государственная пробле-
ма, которая не содержала бы научного аспекта. Пра-
вительства уделяют все больше внимания сельскому
хозяйству, здравоохранению, медицине. Наука прони-
кает во все области, начиная от термоядерных процес-
сов до методов обучения и питания. В международных
делах научный потенциал страны становится символом
престижа государства, потому что здесь заключено его
будущее могущество. Кроме всего сказанного, высокую
оценку получила научная объективность при подходе
к решению различных проблем, даже тех (а может
быть, именно тех!), в которых важную роль играют
случай и элементы индивидуальной человеческой пси-
хологии.
По-впдимому, нет пи одной страны, где бы система
образования не нуждалась в коренной реформе, для
того чтобы обеспечить настоящие и будущие требова-
ния общества. В связи с быстрым развитием многих
научных направлений только наиболее квалифициро-
ванные ученые в состоянии оказать в своей области
помощь работникам просвещения. Приходится только
удивляться, как долго в школьных программах продол-
жают бытовать обветшалые., устаревшие сведения!
Ученый не может быть достаточно полезным, если
он остается посторонним наблюдателем и консультан-
том, потому что в таком случае он не может выявить
ситуаций, в которых наука оказалась бы наиболее эф-
фективной.
Ученые не только обеспечивают общество специаль-
ными знаниями, но и привносят известную организо-
ванность, новые идеи, уверенность в прогрессе в ка-
ждом направлении и, более того, создают уверенность
в предвидении изменений и эволюции в текущих делах.
3 Зак. 1400
33
Я думаю, что еще больше ученых включатся в упра-
вление промышленностью и станут участниками кон-
сультативных советов при правительствах.
Если бы преподавание наук в школе носило более
гуманитарный характер, школьное образование могло
бы стать основой любой деятельности, а не только пре-
подавательской или научно-исследовательской. Воспи-
тание новых людей, у которых современная научная
культура сочеталась бы с. культурой классической, при-
вело бы к новому скачку в развитии современной ци-
вилизации.
Без такого сочетания мы вряд ли сможем решить
проблемы нашего века с его термоядерной опасностью
и автоматизацией, развивающимися в условиях, когда
на земном шаре все еще существуют недоверие и неве-
жество, эпидемии и голод. Уже сейчас многие люди
стремятся сделать мир более устроенным.
Наука сама по себе очень нуждается в объединении
и унификации. Однако ее развитие идет в противопо-
ложном направлении. Например, теоретическая физика
развивается отдельно от экспериментальной. В каждой
из этих областей физики имеются более узкие специа-
лизации — физика элементарных частиц, ядерная фи-
зика, физика твердого тела, физика плазмы,- теория
поля и теория рассеяния, статистическая механика
п пр. Только выпускник университета знает понемногу
обо всем. По мере увеличения числа физиков каждый
из них становится самостоятельным и независимым.
Такое разобщение еще больше усугубляет отход от-
дельного ученого в его философских и социальных взгля-
дах от того, что мы называем целями гуманизма.
Мы должны считать расширение знаний хорошим
делом, и, для того чтобы наука развивалась, специали-
зация совершенно необходима. Однако нам нужны и
такие люди, которые бы могли обозревать все в целом.
В этой области свое веское слово должны сказать уни-
верситеты. Если каждый из них будет функциониро-
вать как единый коллектив, а не как группа разрознен-
ных преподавателей, ученые-специалисты обнаружат
между своими науками новые связи и возможности
контактов, и учащиеся в конце концов смогут поднять
голову, чтобы научиться видеть далеко вперед.
34
БЕРТРАМ В. БОУДЕН, директор Ман-
честерского научно-технического кол-
леджа
УЧИТЬСЯ всю жизнь
Более пятидесяти лет назад Герберт Уэллс сказал,
что весь мир вовлечен в гонку — гонку образования и
катастроф. Если все люди не получат должного обра-
зования, которое позволит им наилучшим образом при-
ложить свои способности, то никогда ни отдельная лич-
ность, ни страна в целом не достигнут высокого уровня
жизни и не займут своего места в современном мире.
Эта мысль сейчас столь же истинна, как и тогда.
Люди должны получать удовольствие от работы и от
досуга, а образование подготовит их к тому и дру-
гому.
Проблемы образования уже много лет волнуют об-
щественность. При благоприятных условиях к 1984 году
в Англии будут ликвидированы последние из приходя-
щих ныне в упадок трущобных школ, хотя, возможно,
многие классы, особенно в начальной школе, все еще
будут более многочисленными, чем следовало бы. Си-
стема народного образования нуждается в преподавате-
лях. Сейчас создается впечатление, будто молодые учи-
тельницы бросают школу и выходят замуж чуть ли не
сразу же после получения диплома. Рождаемость бы-
стро растет, и, что бы мы ни предпринимали, крайне
трудно обеспечить всех наших детей учителями. При-
дется привлекать преподавателей, которые были бы за-
няты неполный рабочий день, и различных доброволь-
ных помощников.
В 1984 году университеты, несомненно, станут го-
раздо крупнее, чем сейчас. Может быть, к тому времени
английская молодежь получит больше шансов попасть
в университет, чем, например, канадская, хотя даже
тогда Англия вряд ли сможет предоставить лучшие
возможности для молодежи, чем СССР или США. В этих
странах каждый третий молодой человек учится в ка-
ком-нибудь высшем учебном заведении. В Англии та-
кое счастье выпадает лишь на долю каждого двенадца-
того. Мы не сможем решить наши проблемы, пока не
осознаем, что русские и американские университеты
3*
35
сейчас не только больше наших, но и растут намного
быстрее.
Через 20 лет, я надеюсь, в Англии появится много
различных учебных заведений, но мы не будем копиро-
вать традиции Оксфорда и Кембриджа XIX века.
В СССР на некоторых крупных заводах и при исследо-
вательских организациях созданы специализированные
институты, которые, судя по всему, очень полезны и
эффективны. Советские, американские и многие евро-
пейские университеты намерены играть большую роль
в развитии общества, поэтому связи между наукой,
промышленностью и правительством там тесны, много-
сторонни и всеобъемлющи.
Самое главное изменение в системе образования за
ближайшие 20 лет будет связано с тем, что все, нако-
нец, поймут необходимость продолжать образование всю
жизнь. Это одинаково справедливо по отношению к тем,
кто уже имеет образование, и к тем, кто его еще не по-
лучил. Все рабочие должны иметь возможность повы-
шать квалификацию, чтобы трудиться в индустриаль-
ном мире завтрашнего дня. Если в кратчайшее время
для этого не будут созданы все условия, то задолго до
1984 года у нас может оказаться два миллиона неква-
лифицированных рабочих, которым негде будет рабо-
тать, и такого же количества квалифицированных спе-
циалистов нам будет недоставать.
Нельзя примириться с подобным расточительством
людских ресурсов, с такой плохой организацией. Каж-
дый представитель трудящегося населения, от управ-
ляющего до курьера, должен выиграть, а не проиграть
от появления новых машин, изменяющих облик заво-
дов. На производстве, вероятно, нужно будет меньше
рабочих, чем сейчас, большее число людей будет рабо-
тать в сфере обслуживания, но каждому понадобится
хорошая подготовка в молодости и неоднократная пере-
подготовка в зрелом возрасте. Сумма научных знаний
в мире удваивается примерно каждые десять лет. Все
ученые знают, что им суждено всегда более или менее
отставать, как бы они ни старались быть в курсе веек
последних событий. В некоторых странах уже давно при-
знали важность организации групп усовершенствования
специалистов, которые, например, в Массачусетском,
технологическом институте во время каникул собирают
36
больше слушателей, чем там есть студентов в учебное
время. Управляющие могут проходить годичные курсы
при университете в возрасте 30—35 лет и вторично —
спустя десять лет.
Организация курсов повышения квалификации спе-
циалистов на протяжении всей их жизни — задача
очень сложная. Необычность ее для Англии затрудняет
ее признание, но во многих странах переподготовка спе-
циалистов проводится в очень больших масштабах:
в Швеции, например, в 20 раз больше, чем в Англии,
а в СССР и США прилагают все усилия, чтобы предо-
ставить рабочим средних лет такие возможности про-
должать образование, каких они не имели в молодости.
В СССР каждый рабочий, принятый в специальный за-
очный институт и удовлетворительно сдающий все экза-
мены, по закону имеет право на оплачиваемый отпуск,
во время которого он может посещать институт, поль-
зоваться библиотеками и лабораториями и консультиро-
ваться с преподавателями. Другим странам в ближай-
шие несколько лет также придется разработать такие
образовательные системы, которые охватили бы адми-
нистративных работников, мастеров, рабочих и ремес-
ленников.
ДЕСМОНД КИНГ-ХИЛИ, Королевский
авиационный научно-исследовательский
центр, Великобритания
БЕССМЕРТИЕ ИЛИ САМОСОЖЖЕНИЕ?
Мир через двадцать лет...
Можно предположить, что в наступающем двадца-
тилетии поступь научно-технического прогресса будет
вдвое скорее, чем в течение прошедших сорока лет. На-
дежный способ прогнозирования состоит в том, чтобы
проследить изменения в прошлом — от середины 20-х
до середины 60-х годов и экстраполировать их темп
в будущее, учитывая удвоенную скорость. К сожале-
нию, результаты не обнадеживают. Взрывчатая сила
оружия за минувшее сорокалетие увеличилась пример-
но в миллион раз, а к середине 80-х годов нашего века
57
экстраполяция предполагает увеличение еще по мень-
шей мере в миллион раз. Если и сейчас человечество
имеет мало шансов выжить в случае большого военного
конфликта, через двадцать лет эта возможность будет
равна нулю.
Обескураживает также и то, что исследования кос-
моса до сих пор не принесли нам свидетельств о су-
ществовании других цивилизаций, хотя логика и фило-
софия подсказывают, что такие цивилизации должны
быть во Вселенной. Не означает'ли это, что любой эво-
люционный процесс несет в себе смертный приговор?
Не может ли оказаться, что технические возможности
самоуничтожения, самосожжения, возникают раньше,
чем та или иная цивилизация вырабатывает меры обуз-
дания агрессивных импульсов, порожденных длитель-
ной эпохой конкурентной борьбы за существование?
Каждый здравомыслящий человек отвергнет, пожалуй,
такую мысль, поскольку наша собственная эволюция
снабдила нас, кроме всего прочего, врожденным опти-
мизмом. Циник мог бы сказать, что этот оптимизм —
всего лишь боязнь смотреть правде в глаза. Но, как
бы там ни было оптимисты существуют, и я тоже при-
надлежу к их числу.
Я убежден, что и через двадцать лет человечество
будет жить на Земле, владеть ею и что шаги познания
не замедлятся. А если так, то какой же будет жизнь
через 20 лет? Сегодня ситуация парадоксальна: с одной
стороны, существует группа стран с катастрофически
недоедающим населением, положение которого может
еще ухудшиться в связи с большой рождаемостью; с
другой — высокоразвитые державы, расходующие ог-
ромные суммы на вооружение. Будет ли так и впредь?
Будет ли продолжаться это бесчеловечное равнодушие
к судьбам обездоленной половины мира, или через два
десятилетия существование голода на земле покажется
человечеству столь же ненормальным и противоестест-
венным, как сегодня выглядит, например, работор-
говля? Хочется надеяться на лучшее, и необходимо,
чтобы люди уже сейчас, кроме государственного и на-
ционального патриотизма, стали вырабатывать в себе
патриотизм мировой, начали сознавать свою принад-
лежность к большой семье человечества.
3$
Как помочь этому? Некоторые считают, что боль-
шую роль могла бы сыграть здесь всеобъемлющая ми-
ровая религия. Сомневаюсь, что из этого что-нибудь
получилось бы. Вера в сверхъестественные силы будет
падать, поскольку множество важных социальных во-
просов может быть разрешено только в том случае,
если люди будут обращаться к логике, здравому смыс-
лу, а не к застывшим догмам той или иной секты. Се-
годня религия имеет значение лишь в качестве некой
психотерапии, помогая тем, кто отчаялся и не верит
в собственные силы. Но если человечеству удастся
справиться с нищетой, порождающей безнадежность,
если наука шагнет так далеко, что будут найдены объ-
ективные биологические причины психических заболе-
ваний, то и эти формы мистических верований пе бу-
дут нужны людям.
Не отказ от знания (что п представляет собой рели-
гия), а наоборот, знание с его успехами и станет тем,
что объединит мир. И прежде всего познание человека,
человеческого организма, его возможностей — то, что
касается каждого из нас.
Легче, конечно, говорить о будущих триумфах в тех
областях науки, которые получают сейчас наиболее
широкую финансовую поддержку от государства: фи-
зике, математике и др. Но в ближайшие двадцать лет
положение не обязательно останется неизменным —
на первое место могут выйти медицина и биология.
Трудно даже предсказать объем и значение будущих
открытий.
Большие надежды, следует возлагать на изучение
проблем старения. Поскольку его начало столь неуло-
вимо, старение может быть следствием мельчайших
биохимических изменений, которые, когда мы выявим
их, окажутся поддающимися контролю. Если так, то
дегенерация вовсе не будет уделом человека, прибли-
жающегося к старости, резко возрастет период зрело-
сти, период силы и опыта, когда личность наиболее
ценна для общества.
В течение4 последнего десятилетия осуществилась
одна из древнейших надежд человечества — полет в
космос. Приближающиеся двадцать лет приведут к осу-
ществлению другой — дадут людям «эликсир жизни».
Проблемы долголетия и даже бессмертия станут тогда
39
предметом научного исследования, а не только темой
научно-фантастических произведений.
Это очень большая задача. Решение ее и будет от-
ветом на альтернативу — «бессмертие или самосожже-
ние». Ответом в пользу первого.
ДЖОН КОКРОФТ, директор Черчилль-
колледжа, Кембридж
ЛУЧШЕ ПОНИМАТЬ СИЛЫ ПРИРОДЫ
Одна из самых актуальных проблем современной
науки — выявление связей между четырьмя главными
силами Вселенной: гравитационной, электромагнитной,
а также сильными и слабыми ядерными взаимодейст-
виями. Очевидно, общая теория гравитационных сил
будет создана еще не скоро. Тем не менее явления, свя-
занные с сильными и слабыми ядерными взаимодейст-
виями, изучаются довольно успешно. Мы уже получили
много сведений о массах и спинах мезонов в пучках и
возбужденных состояниях нуклонов, лучше понимаем
их симметрию и структуру, которые, вероятно, связаны
с значительными ядерными силами. Это позволит нам
составить динамическую картину сильно взаимодейст-
вующих частиц с дискретными массами.
Опыты, проведенные в Брукхейвене и Европейском
центре ядерных исследований, с пучками нейтрино вы-
соких энергий, которые образуются в результате рас-
пада пи-мезонов, показали, что при очень слабом вза-
имодействии нейтрино с ядрами образуются пи-мезоны.
Таким образом, существование двух видов нейтрино
подтвердилось. Сейчас исследуется механизм взаимо-
действия нейтрино с ядрами и его вариаций в зависи-
мости от энергии нейтрино. Новое поколение ядерных
ускорителей, создающих пучки протонов с энергией
300 млрд, эв позволит успешно продолжить опыты. Од-
нако такие ускорители вряд ли вступят в строй раньше
1972 года.
Другой нерешенный вопрос касается роли мю-ме-
зона, который слабо взаимодействует с ядрами и, оче-
видно, во многом напоминает тяжелый электрон.
40
Получение сильного пучка протонов с энергией
300 млрд, эв не только расширит сферу экспериментов,
по и поможет открыть новые виды ядерных явлений.
Космологические теории, а также гипотезы о рож-
дении и развитии звезд, очевидно, будут более надеж-
но обоснованы благодаря сотрудничеству специалистов
в области оптической и радиоастрономии. Их успешной
работе, безусловно, помогут сверхмощные радиотеле-
скопы с высокой разрешающей способностью. С по-
мощью оптических телескопов диаметром около 4 м,
которые, очевидно, скоро начнут действовать в южном
полушарии, будут расшифрованы данные, полученные
радиотелескопами. Примером такого сотрудничества
служит открытие, сделанное в обсерватории Маунт Па-
ломар, когда был обнаружен новый мощный источник
радиоизлучений. По мнению профессора Фреда Хойла,
он явился результатом гравитационного коллапса це-
лой галактики. Инструментальное оснащение исследо-
ваний улучшится за счет установки на искусственных
спутниках Земли телескопов диаметром 0,9 м с точно-
стью стабилизации 1 сек дуги. В результате астрономы
смогут получать фотоснимки, свободные от атмосфер-
ных помех, а также регистрировать ультрафиолетовые
и мягкие рентгеновские излучения. Накопленные дан-
ные о расположении удаленных звезд дадут возмож-
ность разработать более достоверные теории происхож-
дения Вселенной.
Исследования происхождения жизни на нашей пла-
нете, основанные на изучении минералов, возраст ко-
торых насчитывает три биллиона лет, и механизма син-
теза сложных молекул в первобытном океане попол-
нятся добавочным экспериментальным материалом
после доставки приборов на Марс, если, конечно, там
существуют сложные молекулы.
Без сомнения, будут продолжены исследования
в тех областях классической физики, где фундамен-
тальные законы уже хорошо известны: механике жид-
костей, магнитогидродинамике, теории сверхпроводимо-
сти, геофизике, физике твердых тел.
В магнитогидродинамике будут продолжены работы
по изучению поведения высокотемпературных плазм и
их многочисленных неустойчивостей. Уже сейчас вы-
является возможность подавления некоторых неустой-
чивостей путем создания магнитных полей, но ученым
предстоит преодолеть еще много трудностей, пока по-
явятся перспективы практического создания реактора
для ядерного синтеза. Сейчас невозможно предсказать,
добьемся ли мы этого к 1984 году. Может быть, еще
раньше разработают новые методы практического при-
менения магнитогидродинамики, например прямое пре-
образование высокой температуры в электроэнергию,
для чего потребуются весьма скромные температуры
плазмы, порядка нескольких тысяч градусов.
Специалисты в области физики твердого тела смо-
гут более точно определять границы между чистой и
прикладной наукой. С помощью таких инструментов,
как электронный микроскоп и микроскоп ионного поля,
а также метода электронного рассеивания из кристал-
лов ученые получат новые данные о поведении метал-
лов и сплавов. К 1984 году в качестве средств связи
будут использовать лазеры, так как модулированные
световые пучки можно применять для передачи инфор-
мации. Это позволит улучшить частотные стандарты,
кроме того, лазеры станут необходимыми приборами
в геодезии и метеорологии. Большой прогресс ожи-
дается в области микроминиатюризации электронных
схем и приборов и в разработке запоминающих
устройств, основанных на использовании явления сверх-
проводимости. Это приведет к созданию меньших по
размерам, более надежных, более дешевых и более бы-
стродействующих вычислительных машин.
Химики также достигнут огромных успехов. Дезок-
сирибонуклеиновая кислота (ДНК) уже была биосин-
тезирована из четырех составных компонентов, соеди-
ненных с полимеризованными ферментами и природной
ДНК в качестве шаблона, а генетически неэффектив-
ные бактерии уже превращают неэффективную ДНК
в эффективную. Очевидно, будут достигнуты некото-
рые успехи в излечении врожденных пороков у чело-
века. Очень перспективны в ближайшем будущем ра-
боты с генетическими структурами вредных насекомых
и выращивание вирусов или модификация их структур.
Большой прогресс намечается в контроле рождаемости
с помощью биохимических средств. К 1984 году можно
ожидать успешного применения этого метода во многих
странах.
42
НОРБЕРТ ВИНЕР
ДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ В ФИЗИКЕ
И БИОЛОГИИ
Взявшись за эту тему, я вынужден высказать ряд
различных предположений. Если эти предположения
справедливы, то во многих случаях они будут претво-
рены в жизнь еще задолго до наступления 1984 года.
Не придерживаясь этой даты, я попытаюсь описать на-
правления, в которых будут развиваться фундаменталь-
ные науки, и в частности теория динамических систем.
Самая большая ошибка всех предсказаний — это черес-
чур узкое проецирование в будущее сегодняшних воз-
можностей науки. Вещи, о которых я собираюсь гово-
рить, находятся сейчас в стадии возникновения. Опп
привлекли мое внимание в результате обобщения мно-
гих работ, проводимых во всем мире.
Создается ощущение, что многочисленность элемен-
тарных частиц в современной физике совершенно не-
допустима и мы находимся на грани, за которой в бли-
жайшем будущем следует ожидать появления новой,
более унифицированной физики, где квантовая теория
и теория относительности окажутся пересмотренными,
а процессы рождения и разрушения фундаментальных
частиц будут иметь природу квантовых скачков. Суще-
ствуют также ясные свидетельства того, что квантовая
физика рассматривает лишь весьма грубые проявления
событий, имеющих значительно более тонкую времен-
ную и пространственную структуру. В дальнейшем кван-
товые представления в большой степени будут погло-
щены классической теорией детерминизма, в которой
всякая неопределенность возникает исключительно из-
за нашей неспособности оперировать с‘явлениями весь-
ма малых масштабов какими-либо иными методами, кроме
статистических. В такой детерминистской теории по-
просту исчезнут многие существенные трудности, свя-
занные с теорией относительности, поскольку отмечен-
ная выше микромасштабная система будет описываться
непрерывно изменяющимися переменными и не будет
требовать рассмотрения действия на расстоянии.
Основные проблемы биологии также должны быть
связаны с системами и их организацией в пространстве
45
и времени. Огромную роль здесь должна сыграть само-
организация. Мое предсказание для науки о жизни сво-
дится к тому, что она пи в коей мере не будет погло-
щаться физикой. Наоборот, биология будет все более
ассимилировать различные разделы физики.
Многое в современной науке говорит о будущем
биологии, и это заставляет меня сомневаться в том, что
необходимо проводить четкую грань между фундамен-
тальной наукой и ее техническими приложениями.
Один из примеров — непрерывно растущий интерес к
нуклеиновым кислотам и их воспроизведению. Воз-
можно, комплексы нуклеиновых кислот играют решаю-
щую роль не только для генетической, но, по всей ве-
роятности, и для нервной памяти. С точки зрения
физиологии ясно и то, что генетика, вирусология и ис-
следования природы рака — это всего лишь отдельные
ветви химии нуклеиновых кислот, или, точнее, раздела
этой науки, занимающегося исследованием структур.
Я убежден, что химия нуклеиновых кислот займется со
временем изучением ферментов, иммунными реакциями
и другими близкими вопросами. Д-р Эдмонд Дьюэп
как-то указал мне на то, что расстройство нервной си-
стемы, наблюдаемое при шизофрении и других психи-
ческих болезнях, не может быть совершенно независи-
мым от того типа генетических изменений, которые
имеют место при заболеваниях раком.
Возвращаясь к вопросу о нервной памяти и той
роли, которую играют здесь комплексы нуклеиновых
кислот, я считаю вполне возможным использование спо-
собности комплексов нуклеиновых кислот к запомина-
нию при проектировании устройств памяти вычисли-
тельных машин. Физика твердого тела переживает сей-
час период своего расцвета, и вполне вероятно, что
последующие поколения будут использовать нуклеино-
вые кислоты как ценные технические материалы.
Я совершенно убежден, что теория динамических
систем имеет самое прямое отношение к проблемам ор-
ганизации биологических структур. Выявление особого
значения нуклеиновых кислот для нервной системы
подсказывает, что возникнет новая неврология, в кото-
рой процессы долговременного хранения информации
будут, по всей вероятности, в значительно большей сте-
пени зависеть от нуклеиновых кислот и связанных с
44
ними веществ. Сама нервная система будет во все боль-
шей степени рассматриваться не как статическое обра-
зование, а как живая система, изменяющая свою внут-
реннюю структуру по мере накопления опыта. Здесь
мы будем вынуждены отрешиться от привычки, свой-
ственной всем биологам, заниматься преимущественно
клеткой. Несмотря на то что общее количество нерв-
ных клеток не увеличивается с момента рождения,
происходит непрерывный рост и реорганизация систе-
мы взаимных соединений между нервными клетками.
Изучая кратковременные явления, мы по-прежнему вы-
деляем нервную систему со всеми ее связями, сущест-
вующими на данный момент времени, как основу
чувств, движений и _рефлексов. Однако мы не можем
рассматривать нервную систему как вычислительную
машину с неизменяемой структурой. Всякий раз надо
учитывать взаимодействие между тем, что проф.
Ф. Шмитт из Массачусетского технологического инсти-
тута называет «сухой» нейрофизиологией, оперирую-
щей с установившимися структурами нервных сетей, и
соответственно «мокрой» физиологией, которая все
больше централизуется вокруг нуклеиновых кислот.
По мере увеличения наших знаний о памяти и ее
механизме психология, ранее бывшая наукой феноме-
нологической, оказывается тесно связанной с нейрофи-
зиологией. Многие соображения до настоящего времени
основывались па достаточно скандальной основе. Так,
например, изучение непосредственной связи на расстоя-
нии между различными нервными системами, вероятно
с помощью каких-то- неизвестных излучений, стало те-
перь объектом подлинно научного анализа, свободного
от антинаучных предположений, сводившихся к тому,
что мы имеем дело здесь .с чем-то не имеющим физиче-
ского описания. Заглядывая в будущее,, я твердо верю,
что паука либо найдет адекватное физическое толкова-
ние телепатических феноменов, если, конечно, они дей-
ствительно существуют, что, по-моему, вполне веро-
ятно, либо полностью и окончательно исключит их пз
сферы своих 'интересов.
Главное значение теории динамических систем за-
ключается, на мой взгляд, не столько в том влиянии,
которое она оказывает па физиологию, но и в открываю-
щихся здесь новых возможностях лечения или полного
уничтожения человеческих недугов. Группа сотрудни-
ков Главной больницы штата Массачусетс и Массачу-
сетского технологического института, пользуясь новей-
шими методами усиления и преобразования нервных
импульсов, исследует возможность регистрации входя-
щих и выходящих сигналов на высших уровнях нерв-
ной системы, минуя сенсорные органы и мышечные
эффекты. Это важно для создания искусственных орга-
нов. Благодаря использованию существующих нервных
каналов человек получает возможность пользоваться
такими органами достаточно свободно и естественно.
Аналогичные методы начинают развиваться и в тера-
пии. Так, например, д-р Дж. Лайман и его сотрудники
в Лос-Анджелесе разрабатывают новый метод лечения
диабета, который состоит в том, что содержание сахара
в крови измеряется непрерывно, а инсулин вводится не
в определенные часы, а в те моменты, когда возникает
реальная физиологическая потребность. Искусственный
гомеостазис подобного рода представляет собой непо-
средственное развитие идеи, заложенной в конструкцию
искусственного стимулятора сердечной деятельности.
Основное значение подобных работ состоит, на мой
взгляд, не столько в получении новых методов устране-
ния физиологических недостатков, сколько в получении
мощной экспериментальной базы для развития новой
медицины.
2. КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
РОБЕРТ СИМЕНС, заместитель дирек-
тора Национального управления США
по аэронавтике и исследованиям кос-
мического пространства (НАСА)
КОСМОС
Освоение космоса принимает все более широкий
размах. В настоящее время эта область деятельности
охватывает самые передовые отрасли инженерного дела
и техники, связи, навигации, астрономии, геологии, ме-
теорологии, физиологии и биологии, отрасли науки, за-
нимающиеся изучением взаимодействия человека, ди-
намических систем и машин, деятельности человека и
живых организмов. Космические исследования связаны
также с разработкой средств и методов руководства
крупными проектами, с внешней политикой и диплома-
тией, финансовой политикой, почти со всеми отраслями
промышленного производства и рядом социальных наук.
Чтобы слить воедино такое множество сфер многогран-
ной деятельности человека и создать экономически
обоснованные, четко скоординированные и быстро раз-
вивающиеся программы, приходится принимать весьма
серьезные решения. Во многих случаях решения по
кардинальным вопросам принимаются до того, как пол-
ностью выяснены все факторы, от которых зависит
успех. В ходе работ по претворению й жизнь этих ре-
шений необходимы многочисленные проверки и согла-
сования.
Например, если человек хочет определить истинную
природу вещества лунной поверхности, вполне естест-
венно его желание отправиться на Луну. А для этого
уже необходимо проектирование и конструирование ап-
парата, который получил название «лунный модуль».
Он оснащен посадочным устройством, напоминающим
47
треногу. При проектировании и строительстве аппарата
были полностью учтены условия того района лунной
поверхности, в котором намечено совершить посадку.
Такой аппарат уже создан и вскоре должен быть запу-
щен на Луну. Только тогда конструкторы космического
корабля точно узнают, что представляет собой лунная
поверхность и как нужно конструировать посадочное
устройство и «ноги» космического корабля. Очень ча-
сто, для того чтобы узнать, как нужно что-либо делать,
приходится сначала просто сделать это. В случае с «но-
гами» посадочного устройства для лунного аппарата и
во многих других риск можно уменьшить благодаря
предварительным исследованиям.
Техническое прогнозирование — самый необходи-
мый метод в работе. К прогнозированию прибегают
буквально всегда во всевозможных вариантах. Оно осо-
бенно важно в работе промышленных предприятий,
участвующих в подготовке космического проекта. И тем
не менее эффективным зачастую оказывается метод,
прямо противоположный тому, что понимается под тех-
ническим прогнозированием. В подобных случаях за
отправную точку принимают будущий полет, план ко-
торого обсуждают в мельчайших подробностях. Затем
оценивают все варианты реализации программы, мыс-
ленно двигаясь назад от конечной цели, стремясь оп-
ределить все явные или скрытые трудности на этом
пути. Именно выяснение характера трудностей и долж-
но быть положено в основу обширной программы лабо-
раторных исследований. Все проблемы затем четко фор-
мулируют, чтобы легче было наступать на них все бо-
лее узким фронтом. В конце концов затруднения на
пути к поставленной цели оформляются в ряд осуще-
ствимых инженерных проектов и серию выполнимых
испытаний.
В процессе изучения электромагнитных излучений
Земли было установлено, что практически любая гор-
ная порода, почва или растительность обладает своеоб-
разным «почерком». Анализируя элоктромагпитые
излучения, можно даже определить изменение химиче-
ского состояния одинаковых видов растений. Практи-
ческое применение этого эффекта весьма многообразно.
Так, по характеру изображений па фотографиях, сде-
ланных в инфракрасных лучах, можно определить со-
£8
стояние деревьев в лесном массиве (здоровые, пора-
женные болезнью или засохшие). Различные организа-
ции, осуществляющие надзор за лесами, сейчас имеют
в своем распоряжении новое средство определения эпи-
демий деревьев — обзор с самолетов. Это позволяет про-
водить борьбу с эпидемиями на огромных лесных мас-
сивах. Однако более ощутимые результаты сулит ин-
фракрасное фотографирование с борта космического
аппарата, обозревающего всю поверхность планеты. Эта
идея может положить начало множеству практических
мероприятий. Прежде всего более глубокое изучение
электромагнитных почерков нужных (а иногда и жиз-
ненно важных) полезных ископаемых и тщательный их
анализ позволят обнаружить из космоса большое число
месторождений и уточнить их характеристики. Для оп-
ределения и регистрации свойств полезных ископаемых
надо разработать соответствующие приборы. Кроме
того, необходимо создать космический аппарат, на ко-
тором можно было бы испытать один или несколько
приборов для изучения ресурсов нашей планеты. Вы-
двигалось немало предложений эффективного использо-
вания возможностей человека в космическом простран-
стве в интересах науки и техники, однако большинство
из них требовало значительной продолжительности по-
летов. Более экономичным и благоприятным путем осу-
ществления этой проблемы было бы создание системы
обеспечения жизнедеятельности, рассчитанной на дли-
тельный срок службы, а не частые запуски космических
аппаратов для доставки всего необходимого на борт пи-
лотируемого корабля. Создание соответствующей си-
стемы жизнеобеспечения позволило бы осуществить бо-
лее дррзкие планы, такие, как освоение планет солнеч-
ной системы.
Даже когда речь идет о разработке и' распростране-
нии идей, об уточнении подходов к решению проблем
путем прохождения последовательных этапов исследо-
ваний, во многих случаях невозможно полностью осво-
бодиться от элементов чистой теории. Классическим
примером этого могут служить поиски внеземной жиз-
ни. Несмотря на интенсивные исследования, проводи-
мые в земных условиях, в работе над такой проблемой
нельзя обойтись без теоретических предпосылок. Весь
смысл ее и сводится к предположению, что вне Земли
к 4 Зак. 1400
49
должна существовать жизнь, а если она не существует,
то огромный интерес представляют условия, препят-
ствующие ее возникновению. О формах существования
жизни в настоящее время можно высказывать множе-
ство различных гипотез.
Хотя считалось, что высадка космонавтов на Луне
и возвращение их на Землю станут осуществимы в
1970 году, в 1961 году подобный проект казался еще
совершенно невыполнимым. Ни одна из программ не
была в какой-либо степени «аварийной», то есть такой,
в которой решается множество неясных проблем одно-
временно. Программа «Аполлон» никогда не ставилась
в зависимость от революционного скачка в развитии
техники, которого можно было бы ожидать. Например,
при проектировании лунного посадочного отсека «Апол-
лона» было решено использовать для энергоснабжения
топливные элементы, но одновременно учитывалось, что,
если эти элементы не будут разработаны в скором време-
ни, придется довольствоваться химическими батареями.
Одна из сложнейших проблем — обеспечение жиз-
недеятельности экипажа на большом удалении от Земли
в течение по крайней мере десяти дней. Любая деталь
корабля, направленного к Луне, должна работать с аб-
солютной надежностью в течение одной-двух недель.
Ракетные двигатели, рассчитанные на тягу 700 т каж-
дый, применяются в связках, но еще большим достиже-
нием будет совершенствование криогенных двигателей,
расходующих около 100 т жидкого водорода на еди-
ницу объема. Несмотря на то что для межконтинен-,
тальных баллистических ракет созданы очень точные
системы наведения, совершенно новой проблемой стало
включение человека в замкнутый контур управления
космическим кораблем и связанное с этим использова-
ние инерциальной системы наведения в течение десяти
дней полета, бортового цифрового счетно-решающего
устройства и секстанта с точностью измерений до не-
скольких угловых секунд. Программа полета преду-
сматривает сближение и стыковку аппаратов на орбите
вокруг Луны. Возвращаясь с Луны, корабль будет вхо-
дить в атмосферу со скоростью порядка 11 000 м!сек.
Эта скорость почти в два раза превышает максималь-
ные величины, полученные в 1961 году на небольшим
испытательных моделях.
60
К настоящему времени все упомянутые проблемы
решены и считаются технически осуществимыми. Для
крупных проектов исключительно важно техническое
совершенствование по этапам. Вероятно, можно до бе-
сконечности заниматься усовершенствованиями и уточ-
нениями, но если полет назначен на 1969 год, проекты
корабля и других технических средств должны быть
проработаны в деталях к 1965 или 1966 году, чтобы са-
мым тщательным образом испытать их. При подготовке
полетов к планетам временные рамки должны строго
выдерживаться, поскольку возможности старта вследст-
вие благоприятного взаимного расположения Земли и
планеты открываются через определенные промежутки
времени. Это можно сравнить с прыжком на движущу-
юся машину, которая проходит мимо вас в определен-
ное время, причем иногда на большей скорости.
Существует еще много направлений развития космо-
навтики. Некоторые из них связаны с решением таких
прикладных задач, как картография земной поверхно-
сти и геодезия, прогнозы погоды, изучение ресурсов
планеты, астрономические и другие научные наблюде-
ния, ретрансляция радио- и телевизионных передач.
Многие из таких задач будут решать спутники на око-
лоземных орбитах, и для этого не потребуется ради-
кальных технических усовершенствований.
Несколько дерзновенных проектов связано с поле-
тами к другим планетам Солнечной системы. Начиная
с 1961 года был проведен ряд запусков сравнительно
несложных аппаратов-зондов вокруг Солнца и для ис-
следований окрестностей Марса и Венеры L
Стремление человека больше знать о планетах, и
особенно о своих ближайших соседях — Марсе и Ве-
нере, постоянно растет. Мы не только хотим выяснить,
из каких веществ они состоят, как развивались и какая
там погода, но и получить данные о жизни на этих
планетах. Предварительные исследования по программе
«Вояджер» начались в 1962 году. С тех пор про-
ект неоднократно уточнялся, и современный план
1 Статья была написана до полета советской станции «Ве-
нера-4», совершившей в ноябре 1967 года плавный спуск и
мягкую посадку на поверхность Венеры и выполнившей не-
посредственные измерения физических параметров в атмос-
фере планеты. — Прим, перев.
4* 51
предусматрпвает использование ракеты-посителя «Са-
1урн-У», которая будет испытана в проекте «Аполлон»,
для «сдвоенных» запусков систем «Вояджер», каждая
из которых будет включать аппарат для вывода на ор-
биту вокруг Марса и аппарат для посадки на поверх-
ность планеты. Одновременный запуск двух таких си-
стем позволит почти полностью использовать возмож-
ности ракеты «Сатурн-V», довольно подробно исследо-
вать поверхность планеты с орбиты и детально изучить
два участка с помощью аппаратов, способных совер-
шить посадку. Тем самым повысится вероятность мак-
мального успеха эксперимента.
В начале 60-х годов считалось, что атмосферное дав-
ление на поверхности Марса порядка 85 мбар, поэтому
«Вояджер» проектировали с таким расчетом, что за де-
сять дней до подлета к планете аппарат выбросит поса-
дочную капсулу. Это необходимо для того, чтобы кап-
сула могла погасить скорость и раскрыть парашют для
торможения непосредственно при Посадке. Когда «Ма-
ринер-I V» в 1964 году обогнул Марс, данные рефрак-
ции телеметрических сигналов в результате ухода ап-
парата за диск планеты и появления с другой стороны
показали, что атмосфера Марса более разреженная, чем
предполагали. На основе информации, полученной с
помощью «Маринера-IV» и в результате наблюдений
с Земли с помощью телескопов, была вычислена новая
величина атмосферного давления на поверхности пла-
неты — всего 5—10 мбар. В связи с этим потребовалось
внести коренные изменения в конструкцию аппаратов,
предназначенных для вхождения в атмосферу Марса и
посадки на поверхность плапеты. На эллиптическую ор-
биту вокруг Марса предполагается вывести космиче-
ские аппараты, где они останутся до двух лет. После
получения достаточно качественных фотоснимков райо-
нов посадки с борта аппаратов, движущихся по орбите,
будут сброшены посадочные капсулы, которые войдут
в атмосферу со скоростью менее 5000 м!сек в отличие
от ранее предполагаемой скорости снижения 7000 м!сек.
Меньшая скорость снижения обеспечит более точное
управление спуском и более пологую траекторию сни-
жения. Несмотря па разреженную атмосферу, почти
вся энергия посадочной капсулы будет погашена за
счет аэродинамического торможения, и к началу по-
52
следнего этапа спуска скорость уменьшится до вели-
чины порядка 300 м)сек. Здесь-то и будут включены
тормозные двигатели, которые должны обеспечить не-
посредственный мягкий контакт с поверхностью пла-
неты.
Не известны нп состав марсианской атмосферы, ни
температура на поверхности планеты. Исследовались
десять возможных моделей атмосферы Марса с различ-
ным составом углекислого газа, азота и аргона.и раз-
личными температурами поверхности, от —73 до +2°С
и давлением от 5 до 20 мбар, Ученые предполагают на-
личие в атмосфере Марса сильных ветров со скоростью
от 70 до 140 м/сек. В 1969 году еще один аппарат «Ма-
ринер» должен передать на Землю уточненные данные
об атмосфере планеты и ряд других сведений L
В связи с проектами межпланетных полетов возни-
кает проблема стерилизации космического аппарата.
Стремясь обнаружить внеземную жизнь, мы можем пе-
ренести земные организмы па другие планеты. Правда,
занесенные на Луну микроорганизмы смогут выжить
разве что глубоко под поверхностью Луны. Заражение
Марса земными организмами может повлечь за собой бо-
лее серьезные последствия, и поэтому следует изучить
методы стерилизации всех посадочных капсул, которые
когда-либо будут направлены к планетам. Наиболее
практическим методом признан нагрев всех деталей
капсулы до температуры, которую не выносят земные
организмы, и дальнейшее хранение капсулы в усло-
виях, обеспечивающих стерилизацию вплоть до выхода
нз атмосферы Земли. Установить с какой-либо точностью
необходимый тепловой цикл невозможно, п поэтому,
вполне очевидно, надо начинать тепловую обработку с
очень высоких температур, а затем снижать их по мере
того, как будет накоплен соответствующий опыт. Сна-
чала был принят цикл обработки при температуре
135° С в течение 24 часов с последующей проверкой де-
талей после трехкратного нагрева их при температуре
145° С в течение 36 часов. Были разработаны также
1 Запущенный 14 июня 1967 года «Марипер-V» прошел
19 октября на расстоянии нескольких тысяч миль от планеты
и передал на Землю около 40 000 различных измерений. —
Прим, перев.
63
методы герметизации стерильных компонентов в специ-
альных контейнерах, которые остаются закрытыми
вплоть до выхода за пределы земной атмосферы.
В 1966 году температура обработки была снижена до
125° С в течение 53 часов с квалификационным испы-
танием при температуре 135° С. Сейчас считается до-
статочным цикл 125° С в течение 24 часов. К концу
1967 года квалификационные испытания на стерилиза-
цию прошли многие виды оборудования для будущих
космических аппаратов, включая сопротивления и тран-
зисторы, детали энергетических систем, солнечные ба-
тареи, тормозные двигатели и посадочные парашюты.
Очевидно, самой трудной проблемой при проектиро-
вании космического аппарата для исследования планет
является разработка системы связи, способной переда-
вать на Землю с огромных расстояний всю необходи-
мую информацию и не потребляющей слишком много
энергии. Вблизи Марса солнечные батареи могут дать
только половину энергии, которую они вырабатывают
вблизи Земли,, и поэтому межпланетной энергетической
установке придется работать несколько лет. Послать
радиосигнал из окрестностей Марса к Земле нетрудно,
однако в процессе движения он настолько ослабнет, что
скорость передачи информации из космоса станет очень
низкой и не сможет отвечать практически допустимой
приемной мощности наземной аппаратуры. Более эф-
фективным для этой цели был бы лазер, так как он об-
разует очень тонкий и остронаправленный луч — «ка-
рандаш», который не так быстро ослабевает при дви-
жении в межпланетном пространстве. К сожалению, до
сих пор еще не разработан пи один метод точного на-
правления луча лазера с Марса на приемное устрой-
ство на Земле, и, кроме того, в большинстве случаев
сигналы лазера значительно ослабляются при прохож-
дении через атмосферу Земли.
Лаборатория реактивного движения при Калифор-
нийском технологическом институте провела интенсив-
ные исследования возможных видов информации, кото-
рые можно будет передавать с борта межпланетного
корабля с учетом общего объема информации, опреде-
ляемого задачами полета и скоростью передачи этой
информации на Землю. В 1964 году скорость передачи
информации с «Марппера-IV» была равна 8 бит!сек.
54
Несмотря на то что уровень фоновых шумов в районе
Марса невелик, каждый фотоснимок поверхности пла-
неты приходилось передавать на Землю строка за стро-
кой в течение восьми часов. Специалисты по техниче-
скому прогнозированию из Лаборатории реактивного
движения внимательно проанализировали получен-
ные снимки и сравнили их разрешающую способность
с разрешающей способностью, которая может быть по-
лучена в течение менее продолжительной передачи с
более высоким темпом. Исследовательским аппаратом
«Вояджер» придется передать очень подробные телеви-
зионные снимки поверхности Марса, поэтому оборудо-
вание для связи у аппаратов «Вояджер» должно быть
более совершенным, чем у «Маринера-IV». Посадочная
капсула «Вояджера» сможет передавать информацию
на Землю со скоростью от 600 до 2600 бит!сек непо-
средственно с поверхности- Марса, а оборудование на
борту орбитального отсека сможет регистрировать ин-
формацию в запоминающем устройстве емкостью до
109 бит со скоростью 50 000—200 000 бит/сек. Эти ор-
битальные аппараты возьмут на себя основную работу
по связи с Землей. Они будут передавать на Зем-
лю информацию с минимальной скоростью 8 000—
15 000 бит!сек.
Постепенное усложнение оборудования современных
ракет создает благоприятные условия для усовершен-
ствования крупных систем в будущих космических ап-
паратах. Как уже говорилось, наиболее важно для бу-
дущих пилотируемых кораблей совершенствование си-
стем жизнеобеспечения* со сроком использования более
двух недель. Регенерации пищи не потребуется, посколь-
ку на борт космического корабля можно взять запас из
расчета 0,7 кг в день на человека. Воду и воздух можно
получить путем регенерации. Космонавту* потребуется
около 5 кг воды в день, а разработка систем фильтра-
ции жидких отходов его жизнедеятельности не пред-
ставляет сложной проблемы. Однако, хотя в лаборатор-
ных условиях и,можно разлагать углекислый газ на уг-
лерод и кислород, система регенерации воздуха на борту
космического корабля все еще нуждается в усовершен-
ствованиях и интенсивных испытаниях в условиях по-
лета.
55
Решение проблемы энерговооруженности — главное
условие преодоления препятствий, стоящих на пути ос-
воения человеком удаленных районов космического
пространства. Как и в первые полвека развития авиа-
ции, основным лимитирующим фактором космических
полетов являются энергетические возможности, и осо-
бенно мощность двигательных установок. Именно по-
этому полеты приходится привязывать к благоприят-
ным «окнам» для запусков, когда общая энергия ра-
кет-носителей, необходимая для выполнения программ,
составляет минимальную для данных условий вели-
чину.
Если бы была создана энергетическая система, спо-
собная сообщить космическому кораблю постоянное
ускорение величиной g (равное земному притяжению),
можно было бы совершать пилотируемый полет на
Марс и обратно всего за неделю. Для такого полета
пригодно оборудование, которое уже несколько лет на-
ходится в эксплуатации. Например, можно было бы
воспользоваться капсулой «Джемпни» с системой жиз-
необеспечения, которая использовалась в двухнедель-
ном полете, состоявшемся в 1965 году. К сожалению,
энергетической установки для таких полетов пока не
существует и специалисты даже не видят реальных пу-
тей овладения подобной энергией. Посадка на Марс с
помощью ядерпого ракетного двигателя «Нерва» по-
требует полета продолжительностью от 14 до 18 меся-
цев. Все исследования и испытания надежности дви-
гателя «Нерва» уже закопчены, однако к созданию об-
разца для летных испытаний еще не приступали. До
того как ядерпые двигатели вступят в эксплуатацию,
потребуется еще по крайней мере десять лет проекти-
рования, производства и испытаний.
Задолго до начала космической эры сварщики и лу-
дильщики уже применяли на практике эффект бомбар-
дировки ионами металла. В настоящее время ионные
ракетные двигатели уже применяются в космических
экспериментах, однако они смогут успешно конкуриро-
вать с ядерными двигателями, только когда их вес на
единицу мощности уменьшится по крайней мере на по-
рядок. Только после создания энергетической системы
небольшого веса, способной перерабатывать в тягу де-
сятки мегаватт электроэнергии и рассчитанной на мно-
36
голетний срок службы, от начала проектирования до
летных испытаний будет проходить 20—25 лет.
С такими энергетическими возможностями электро-
реактивных двигателей пилотируемый космический ап-
парат для исследований Марса и Венеры, рассчитанный
на продолжительность полета до 700 дней, можно-было
бы использовать со сравнительно небольшими измене-
ниями для полетов такой же продолжительности к
Юпитеру и даже к Сатурну. Для полетов на столь зна-
чительные расстояния от Солнца потребуется выраба-
тывать всю необходимую энергию непосредственно на
борту космического корабля. Полет с использованием
фотонных двигателей и за счет преобразования элек-
троэнергии, вырабатываемой бортовыми солнечными ба-
тареями, невозможен в «затемненных» периферических
районах Солнечной системы. Но будущие поколения
отправятся туда, вероятно, в следующем веке. Для та-
кого полета потребуется концентрация находчивости,
технического потенциала и организационных способно-
стей не одного государства, а всего общества планеты
Земля.
ФРЕД ХОГ1Л, профессор, Кембридж-
ский университет
НОВАЯ ФИЗИКА И АСТРОНОМИЯ
Многое из того, -что произойдет в астрономии до
1984 года, будет зависеть от результатов слияния клас-
сической астрономии и новых наук. К 1984 году раз-
личие между оптической астромомией и радиоастроно-
мией, по-видимому, исчезнет. Уже сейчас решение ряда
интересных проблем немыслимо без тесного взаимодей-
ствия этих отраслей науки. Более того, оптическая
астрономия начинает все шире оперировать категория-
ми радиоэлектроники, а методы, которыми обычно поль-
зуются радиоастрономы, утратили свою таинственность.
Отождествления радиозвезд с оптическими объек-
тами — замечательный результат такого сотрудничест-
ва. Направляя оптические телескопы в ту часть неба,
На которую указывают радиоастрономы, оптические
57
астрономы почти ежедневно открывают замечательные
явления. До настоящего времени таким образом исследо-
вано около ста наиболее интенсивных источников радио-
излучения, и большинство из них отождествлено с ви-
димыми в телескоп звездами. В последующие десятиле-
тия эта работа будет продолжена и распространится на
более слабые источники радиоизлучения. За 5—10 лет,
вероятно, будет создана классификация радиозвезд по
их радиояркости. Только после этого мы сможем ре-
шить вопрос, относятся ли радиозвезды к ранней исто-
рии Вселенной или мы наблюдаем лишь оболочку того,
что существовало два-три миллиарда лет назад. В лю-
бом случае ответ представляет для космологии огром-
ный интерес.
Отношение астрономии к нынешним исследованиям
космического пространства более неопределенно, хотя
в одном случае имеется обнадеживающий пример со-
трудничества: за пределами Солнечной системы обна-
ружены объекты, излучающие рентгеновы и гамма-
лучи. Наблюдения, выполненные на космических
кораблях, дают основания предполагать, что потоки
космических лучей нужно разделить на внутригалакти-
ческие и внегалактические, а это в свою очередь имеет
отношение к вопросу о происхождении космических
лучей. Являются ли они результатом взрыва Сверхно-
вой или еще более мощной космической катастрофы?
Может оказаться, что возникновение космических лу-
чей связано с рождением новых галактик.
Рассматривая взаимосвязь астрономии и физики,
нужно отметить, что в последние десятилетия физики
смотрели на астрономов довольно скептически. Астро-
номов считали чудаковатыми людьми, которые живут
в горах, спят дни напролет, высказывают странные
идеи и никогда не имеют дела ни с чем определенным.
Все это объясняется следующим образом. Физика имеет
дело с частицами и их взаимодействиями. Все взаимо-
действия локальны и могут быть обнаружены в ло-
кальном эсперименте. Следовательно, все физические
законы можно открыть, не выходя из лаборатории.
В этом отношении астрономы не могут предложить ни-
чего фундаментального.
Я не считаю эти соображения вескими. Что можно
открыть в локальном эксперименте, кроме локальных
58
взаимодействий между частицами? Взаимодействия на
больших расстояних, вроде тех, которые можно пред-
видеть и в которых локальные силы могут определяться
структурой всей Вселенной, оказываются вне поля на-
блюдения, потому что мы не можем заставить Вселен-
ную вертеться вокруг нашей лаборатории. Если наряду
с локальными взаимодействиями существуют также вза-
имодействия на больших расстояних, причем последние
остаются необнаруженными, то тогда основные законы
физики представляются гибридами изящества и урод-
ства, оформленными в набор рецептов, вроде тех, кото-
рые имеются во всех современных аптеках. И физика с
ее бесчисленными странными числами и константами,
которые она изобретает для характеристики взаимодей-
ствий и других количественных изменений, действи-
тельно становится уродливой.
Я подозреваю, что взаимодействия на больших рас-
стояниях существуют п многие константы в действи-
тельности подвержены медленным изменениям во
времени. Эти изменения очень малы по сравнению со
скоростью разбегания галактик. Поэтому точные значе-
ния мировых постоянных не абсолютны — они просто
принадлежат эпохе, в которой мы случайно живем.
Вероятно, это и есть мой долгосрочный прогноз —
астрономия в один прекрасный день начнет революцию
в физике. Это может произойти к 1984 году.
О ЧЕЛОВЕКЕ И ГАЛАКТИКЕ
Меня всегда очень интересовала и будет интересо-
вать еще много лет проблема общения с цивилизация-
ми, существующими на других планетных системах.
Поговорим о полете в космическое пространство.
Даже приближенная оценка возможности путешествия
на отдаленные планетные системы показывает, насколь-
ко трудно его осуществление. Стоимость планируемого
цолета на Луну почти баснословная: небольшие усо-
вершенствования современной ракетной техники и не-
большие конструктивные доработки, необходимые для
полета на Луну, оцениваются в 10 млрд, долларов.
Если все же допустить, что в результате значительного
прогресса техники можно развить в десять раз большую
скорость по сравнению с максимально достижимой в
59
настоящее время, все равно потребовалось бы десять
тысяч лет, чтобы достичь даже самой ближайшей звез-
ды. Поиск ближайшей населенной планеты может про-
длиться миллион лет.
Против полета в глубины космоса существует убе-
дительный биологический аргумент. Если бы подобный
полет смогли осуществить мы, он был бы возможен и
для кого-нибудь еще. Фантастически неправдоподобно,
чтобы мы оказались первыми в этой области. Еще до
нас на Землю должно было бы прибыть много пришель-
цев из других миров. Почему же они улетели? Ведь
наша планета представляет значительную реальную
ценность. Вполне очевидно, что человек вообще никогда
не смог бы появиться на Земле, если бы она была засе-
лена пришельцами извне. Так как ничего этого не слу-
чилось, можно сделать вывод, что космический полет не
просто труден, но вообще невозможен. Подобные аргу-
менты я люблю использовать не только в процессе
размышлений, но даже в серьезных научных работах.
Мое знакомство с научными проблемами, в частно-
сти в области астрономии, позволяет сделать вывод,
что из нескольких альтернативных путей неправильным
бывает обычно тот, который заводит в тупик, у кото-
рого отсутствуют интересные следствия. По-видимому,
по мере более глубокого понимания нами всех физи-
ческих законов они становятся более простыми и изящ-
ными, а их следствия — более многочисленными и слож-
ными. Любое предлагаемое изменение формулировки
физического закона, которое упрощает его, но увеличи-
вает сложность вытекающих из него следствий, обла-
дает большой вероятностью улучшить существующее
состояние. Если бы путешествие по Галактике было
возможно (во что я не верю), все планеты были бы
заселены живыми существами, которым удалось бы
первыми покинуть собственные системы и проникнуть
в глубины космического пространства.
Интересен вопрос: выгодно ли заселение родом че-
ловеческим всей Галактики? Вместо 10 млрд, человек,
которые будут населять Землю к 2000 году, их число
сможет увеличиться до 1016 или 1017 человек. Но пред-
ставляет ли интерес простое увеличение их .числа?
Я этого не думаю. Гораздо лучше, чтобы человечество
оставалось на своей планете, а другие цивилизации —.
60
на своих. В этом случае могли бы существовать мил-
лионы самых различных планет с различными цивили-
зациями. Все это я называю «космическим зоопар-
ком». Именно этот путь я бы и выбрал, если бы мне
предоставили право решать. А реальное положение
вряд ли менее интересно и менее многообразно, чем
то, которое мы могли бы создать по своему вкусу.
А как же насчет общения? В этом, конечно, ничего
плохого нет. Действительно, развитие цивилизации
тесно связано с общением. Известно, что человечество
продвигается вперед не только за счет способности ин-
дивидуального мозга осмысливать непосредственно
окружающие его вещи, а еще и за счет усвоения ин-
дивидуумами знаний и культуры всего рода, усвоения
мыслей давно умерших людей, например работ Ньюто-
на в науке или откровений Бетховена в музыке. Здесь
и заложены особые возможности человеческого рода.
Ио каким образом осуществить все это в более гранди-
озных масштабах, то есть научиться воспринимать мыс-
ли и понятия других миров? Как могли бы различные
существа, населяющие всю Галактику и находящиеся
на более высокой, чем мы, ступени развития, объеди-
нить свои достижения? Здесь возможны два варианта.
Первый: ио чисто техническим причинам общение ме-
жду различными планетными системами окажется не-
осуществимым. И второй: такое общение технически
осуществимо. Выберем наиболее интересный вариант,
используя только что предложенный мною критерий.
Надеюсь, все согласятся с тем, что перспектива обще-
ния между внеземными цивилизациями куда более ин-
тересна, чем мрачные прогнозы о невозможности вза-
имного обмена информацией. Однако, по-моему, осу-
ществление' этого варианта скорее просто счастливый
случай, чем реальность.
Что касается технической стороны, то здесь все
обстоит 1ак, как хотелось бы. Общение почти навер-
няка осуществимо. Современная техника не отвечает
веем требованиям, но того, что нам необходимо, вполне
можно достичь; Предположим, что уже построен прибор
по типу радиотелескопа, предназначенный, однако, как
для передачи, так и для приема радиосигналов. Пред-
положим далее, что построено также большое вогнутое
металлическое зеркало диаметром 305 л/, по с точностью
61
профиля, как у 64-метрового телескопа. Я полагаю, что
с помощью такого прибора можно было бы передать
разумную информацию к ближайшей звезде, удаленной
от нас на четыре световых года, а может быть, и
дальше. Это значит, что наши передачи могли бы вы-
деляться не только на фоне солнечного излучения, но
также и на общем фоне космических радиоволн, кото-
рые и изучает радиоастрономия.
Если бы мы умели передавать сообщения на рас-
стояние в десять раз большее, они дошли бы до бли-
жайшей тысячи звезд. А если бы мы еще в 100 раз
улучшили аппаратуру (я вполне допускаю это), тогда
можно было бы связаться с миллионом ближайших
звезд. Где-то среди них, по-моему, и находится разы-
скиваемый нами сосед. В большие глубины космоса
нет нужды продвигаться, так как сосед мог бы ре-
транслировать нашу информацию более отдаленным со-
седям и так далее. Вначале нам нужно сказать только
что-нибудь вроде: «Ребята, мы здесь!» Ни о чем другом
и говорить не пришлось бы.
Время, необходимое для обмена информацией, ко-
нечно, гораздо меньше длительности космического по-
лета. Последний может потребовать миллиона лет, а
обмен информацией — нескольких столетий. Ясно, что
этот проект не относится к числу быстро осуществи-
мых. Но зачем он нужен? Каким образом данная логи-
ческая ситуация могла бы соответствовать запросам
человека, как могла бы она удовлетворить мою или
вашу личную любознательность? Развитие умственных
процессов важно наблюдать в течение столетий или
даже тысячелетий. Оглядываясь на временной масштаб
развития человеческой культуры, мы видим, что не-
скольких столетий вполне достаточно для этих целей.
Конечно, это касается только больших проблем. Я счи-
таю, что обмен информацией мог бы повлиять на буду-
щее развитие человеческой культуры, и именно по этой
причине никоим образом не нужно непрерывно бормо-
тать в межзвездное пространство.
Каково же положение на сегодняшний день? То, что
сигналы из космического пространства в один прекрас-
ный день будут приняты, я предсказал шесть иди семь
лет назад. По моему предложению в Национальной
радиоастрономической обсерватории в Грин Бэнк (штат
62
Восточная Вирджиния) была осуществлена попытка
принять кодированные сигналы от ближайших звезд.
Правда, антенна была недостаточно велика, частота
сигнала, по-моему, недостаточно высока, а полоса про-
пускания — недостаточно узка для осуществления дан-
ного проекта. Я не намерен критиковать радиоастроно-
мов, а хочу просто подчеркнуть, как трудно будет уга-
дать, даже если кто-то и пошлет к нам сообщение.
Да и кому это нужно? Солнечная система суще-
ствует уже около 5 млрд. лет. Можно ли всерьез пред-
положить, что сигналы посылались в направлении Зем-
ли в течение всего этого времени, несмотря на отсут-
ствие ответа? Предположив это, мы приписали бы
своим соседям гораздо большую сознательность по срав-
нению с нашей собственной. Я не думаю, что какое-
либо современное правительство утвердит проект меж-
звездной связи, который может окупиться только через
несколько столетий. Можем ли мы в таком случае
предположить, что кто-то другой будет посылать к нам
сигналы в течение нескольких миллиардов лет? Мы
предполагали также, что достаточно направить наши
телескопы на звезды, чтобы легко и просто принимать
сигналы. И, как я только что указал, даже это не было
выполнено правильно и тщательно.
Теперь можно перейти к дальнейшим рассужде-
ниям. Все, конечно, знакомы с обычной телефонной
книгой. Если вам необходимо поговорить с кем-нибудь
по телефону, вы находите его номер и набираете на
телефонном диске соответствующий код. Я думаю, что
аналогичное положение существует в Галактике в те-
чение миллиардов лет, то есть все время происходит
обширный обмен информацией, а мы и не подозреваем
об этом, точно так же как пигмеи в африканских лесах
не подозревают о радиоволнах, которые. со скоростью
света проносятся вокруг Земли. По моему предположе-
нию, в галактическом справочнике может быть мил-
лион или более абонентов. Нам необходимо внести в
такой справочник свое имя. Мы сможем достичь этого
В' течение следующих нескольких столетий. Вот тогда
мы окажемся на первой ступеньке некой лестницы. Но-
вый абонент, конечно, один из более слабых собратьев,
так как его познания только сейчас привели его на бо-
лее высокую ступень развития. Я подозреваю, что по-
63
ложеипе рода человеческого будет похоже на положение
ребенка, которого первый раз привели в детский
сад.
Но как жаль, скажете вы, что мы никогда не уви-
дим другие планеты, что мы никогда не увидим на-
ших компаньонов по «космическому зоопарку». Но по-
чему же так? Обмен информацией не означает только
разговор или передачу математических символов — воз-
можен обмен телевизионными изображениями. Нет ни-
каких причин, мешающих нам рассмотреть другие пла-
неты, как, например, мы можем рассмотреть нашу соб-
ственную на синераме.
ХАРРИ МЭССИ, профессор, Универси-
тетский колледж, Лондон
ЗАДАЧА НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В КОСМОСЕ
Темпы развития научных исследований космической
среды, окружающей Землю, за истекшие годы были
весьма стремительными и продолжают нарастать. В све-
те этих успехов двадцать лет представляются весьма
большим отрезком времени, и при попытке научного
прогноза па столь значительный срок самые новатор-
ские и выдающиеся открытия могут остаться незаме-
ченными. Однако можно достаточно четко проследить
многие направления, по которым развивается исследо-
вание космоса в настоящее время.
Земная атмосфера и окружающая ее зона межпла-
нетного пространства находятся под сильнейшим воз-
действием Солнца. Под влиянием его ультрафиолетовой
и рентгеновской радиации возникла ионосфера Земли,
которая имеет столь важное значение для радиосвязи.
Эти виды радиации обусловливают образование многие
других составных частей земной атмосферы и ее пове-
дение. Под их воздействием образуются, например, озон
и атомарный кислород. Потоки заряженных частиц, ис-
пускаемые Солнцем, воздействуют на верхние слои
ионосферы, порождают магнитные бури и полярное
сияние, а также изменяют интенсивность космических
лучей, поступающих на Землю. Влияние Солнца на
нашу планету, особенно через посредство рентгенов-
ской радиации и корпускулярных потоков, не постоян-
но: оно подвержено гюлурегулярным циклическим из-
менениям с продолжительностью цикла 11 лет — за
20 лет завершаются почти два цикла.
Ни один из видов солнечной радиации, упомянутых
выше, нельзя наблюдать с поверхности Земли; их нуж-
но изучать с помощью приборов, установленных на
космических кораблях. Еще до истечения двадцатилет-
него срока будут организованы солнечные патрули в
виде искусственных спутников, оснащенных приборами,
которые будут непрерывно фиксировать интенсивность
солнечной ультрафиолетовой и рентгеновской радиации
в различных диапазонах длин волн. Эта информация
будет регулярно передаваться на Землю по командам,
поступающим от широко развитой международной сети
станций. Важность такой систематически поступающей
информации как для лучшего понимания нами поведе-
ния Солнца, так и для уяснения характера его воздей-
ствия па земную атмосферу, будет огромна. На неко-
торых спутниках будут установлены приборы для ре-
гистрации различных характеристик атмосферы. Коро-
че говоря, изучение электромагнитной радиации Солнца
и ее воздействия на атмосферу Земли достигнет по
своей регулярности уровня синоптических наблюдений.
Благодаря тому что наблюдения будут проводиться па
протяжении двух полных циклов солнечной активно-
сти, станут ясными основные характеристики радиации
Солнца и начнется изучение ее «микроструктуры».
Изучение корпускулярных потоков и их влияния
на атмосферу Земли будет продвигаться менее успеш-
но: магнитное поле Земли вынуждает заряженные ча-
стицы (корпускулы) в их движении от* Солнца следо-
вать по весьма сложным траекториям. Картина услож-
няется также .местными магнитными явлениями в
эмиссионных зонах поверхности Солнца. Через два-
дцать лет мы, конечно, будем яснее понимать различ-
ные процессы, однако было бы чрезмерным ожидать,
что мы сможем в деталях уяснить хотя бы главнейшие
характеристики таких явлений, как магнитные бури,
полярное сияние и большие пояса корпускулярной ра-
диации. Для регистрации солнечной корпускулярной
5 Зак. 1400
радиации на орбиты с очень большим эксцентрисите-
том будут запущены патрульные спутники; весьма воз-
можно также, что для этой цели будут созданы лунные
обсерватории либо на поверхности Луны, либо в виде
ее спутников, либо те и другие.
Приборы, установленные на спутниках метеороло-
гической службы, прочно и полностью объединенных
в единую всемирную систему, будут обращены к Земле.
Через двадцать лет регулярная информация о погод-
ных условиях, поступающая с этих спутников, станет
важнейшим источником данных для прогноза погоды.
Такие данные будут доступны для всех районов зем-
ного шара, без тех огромных пробелов, которые неиз-
бежно существуют при наблюдениях с поверхности
Земли, вследствие того что значительная часть нашей
планеты покрыта океанами и пустынями. Надежность
прогнозов значительно возрастет и распространится на
более длительные отрезки времени. Ценность между-
народного сотрудничества в этом направлении настоль-
ко очевидна, что оно обязательно будет развиваться па
благо всего человечества.
Как это ни парадоксально, но слои атмосферы выше
предела досягаемости аэростатов (20 км) и до высот
порядка 150—200 км изучены менее детально, так как
на таких высотах искусственные спутники не могут
долго вращаться. Вначале потребуется по-прежнему
запускать вертикальные ракеты-зонды, продолжитель-
ность пребывания которых на нужных высотах состав-
ляет всего несколько минут, однако позднее, вероятно,
будут разработаны средства, позволяющие компенсиро-
вать воздействие трения атмосферной среды на спут-
ники, в результате чего они смогут оставаться на срав-
нительно низких орбитах в течение длительного
времени.
К 1984 году радиоастрономы, наверное, обнаружат,
что результативные наблюдения с поверхности Земли
чрезвычайно затрудняются помехами от многих источ-
ников. Так или иначе к тому времени будет разрабо-
тана обширная программа регистрации радиошумов —
как поступающих из нашей Галактики, так и внегалак-
тических, — частота которых настолько низка, что они
не могут проникнуть через земную ионосферу. Для это-
66
го потребуется применение сложных и обширных ан-
тенн, развертываемых в космосе с помощью двух или
нескольких спутников. Аналогичная методика позволит
осуществить наблюдения без влияния земных помех и
в других диапазонах частот.
Говоря о помехах, нельзя умолчать еще об одном:
не будут ли осуществлены в дальнейшем такие гигант-
ские изменения космического окружения Земли, кото-
рые создадут внеземные источники помех значительной
мощности не только для радиоастрономических наблю-
дений, но и для других мероприятий как научного, так
и общего характера? В течение двадцатилетнего пе-
риода эта проблема достигнет такого размаха, что уста-
новление надлежащей системы контроля, которая све-
ла бы до минимума опасности, сопряженные с подоб-
ными изменениями космической среды, станет темой
многих международных совещаний.
Новый и к тому времени прочно установившийся
раздел радиоастрономии — коротковолновая астроно-
мия — будет заниматься наблюдением с космических
кораблей ультрафиолетового и рентгеновского излуче-
ний звезд и других небесных тел. Орбитальные обсер-
ватории такого назначения станут столь же обычным
явлением, как и солнечно-радиационные патрули и ла-
боратории для наблюдений за атмосферой. Они будут
оснащены сложной аппаратурой, с тем чтобы данные
наблюдений, передаваемые на Землю, были уже обра-
ботаны и облечены в форму, удобную для их изучения.
Вероятно, наиболее захватывающим будет изучение
проблемы жизни вне Земли. На Луну и в особенности
па Марс будут доставлены приборы, способные обнару-
жить наличие живых организмов. Положительные сиг-
налы, полученные от таких приборов, будут иметь
огромное значение и могут повести к коренной пере-
оценке смысла и природы жизни.
Развернется научное исследование Луны и ближай-
ших к Земле планет; оно, несомненно, принесет нам
много неожиданных открытий, которые изменят наши
взгляды на происхождение Солнечной системы.
Еще одним направлением, в котором будут приме-
нены методы космических исследований, явится изу-
чение природы тяготения. Эта проблема технически
5*
61
более сложна, чем многие другие. Однако усовершен-
ствование прецизионных атомных часов продвинется на-
столько далеко, что с их помощью можно будет сопо-
ставлять отсчеты времени па борту спутников п на по-
верхности Земли. Подобные измерения необходимы для
проверки теорий гравитации.
Технические возможности проведения научных экс-
периментов в космосе расширятся благодаря усовер-
шенствованию быстродействующих вычислительных ма-
шин и анализаторов, успехам микроминиатюризации и
электроники вообще, а также развитию средств связи
на основе мазерных и лазерных устройств. Космиче-
ские корабли будут использоваться в качестве автома-
тических лабораторий для проведения исследований
в условиях высокого вакуума.
И наконец, расширение космических исследований
будет в значительной мере способствовать взаимопо-
ниманию между странами и народами, поскольку к
1984 году международное сотрудничество между уче-
ными-теоретпками и инженерами в силу необходимости
станет весьма тесным.
ДЖЕРАЛД ГРОСС, генеральный секре-
тарь Международного союза электро-
связи
РОЛЬ СРЕДСТВ СВЯЗИ В ИССЛЕДОВАНИИ КОСМОСА
Средства связи имеют огромное значение при изу-
чении космического пространства. Отказы электронной
аппаратуры составляют 90% всех происшедших до по-
следнего времени аварий космического оборудования.
Между тем современная связь без электроники немыс-
лима. Можно с уверенностью сказать, что электронная
аппаратура нуждается в усовершенствовании больше,
чем любой другой вид космической техники. Ни для
одной области деятельности человека такое усовершен-
ствование не является столь жизненно важным, как
для исследования космоса.
К, 1984 году исследование космического простран-
ства станет регулярным и организованным видом чело-
68
веческой деятельности: космические зонды дальнего
действия устремятся к границам Солнечной системы;
одни возвратятся через несколько месяцев, другие про-
сто умолкнут и исчезнут, выполнив свою задачу. К тому
времени будут разработаны тщательно согласованные
программы более интенсивной разведки ближайших
пространств Солнечной системы и ряда специализиро-
ванных исследований с конкретными задачами.
Через двадцать лет большинство станций управле-
ния космическими кораблями будет размещено, по всей
вероятности, не на Земле, а на поверхности Луны, при-
чем все они будут автоматическими. Это сопряжено с
созданием невообразимо сложной сети связи, обеспе-
чивающей контакт космических зондов дальнего дей-
ствия со своими базами и осуществляющей непрерыв-
ное управление менее отдаленными космическими ко-
раблями и передачу огромного потока информации с
Луны на Землю.
Лунная база. К концу 70-х годов нашего века, по
всей вероятности, значительно продвинется освоение
Луны как Базы Космических Исследований № 1. По-
чему именно Луна? Прежде всего, Луна обладает все-
ми преимуществами как естественная стартовая пло-
щадка и база управления, находящаяся за пределами
влияния земной атмосферы. Она несравненно больше
любого мыслимого искусственного спутника, а то, что
она всегда обращена к Земле одной стороной, необы-
чайно упрощает задачу связи с Землей на сверхвысо-
ких частотах. Поскольку на Луне нет атмосферы, там
не будет таких явлений, как фединг, тропосферное и
ионосферное рассеяние и селективные частотные эф-
фекты, обусловленных наличием в атмосфере молекул
газа и частиц пыли. Отсутствие атмосферы на Луно
означает также отсутствие ветров, что в сочетании с
малой силой тяжести создает условия *для использова-
ния антенн совершенно необычайных, неосуществимых
на Земле конструкций.
Лунная база будет действовать как ретрансляцион-
ная и кодирующая станция для связи с объектами во
внешнем космическом пространстве на сверхвысоких
частотах вплоть до сотен гигагерц (1011 гц). Дальность
космической связи расширяется благодаря применению
лазеров, вследствие высокой стабильности частоты их
69
сигналов и огромной энергии, которую они способны
конденсировать в своем луче.
Космическая связь. Луна станет базой исследования
космоса и станцией, обеспечивающей связь с космиче-
скими кораблями. Она будет оснащена самым различ-
ным оборудованием — начиная с систем, работающих в
широком диапазоне частот и поддерживающих связь
с близкими кораблями, ведущими измерения и деталь-
ные наблюдения, и кончая приборами, позволяющими
вести особо точно контролируемые направленные пе-
редачи для связи с кораблями, устремляющимися к от-
даленным границам Солнечной системы.
Поддержание контакта с космическими зондами
дальнего действия — задача колоссальной сложности.
Уже сейчас можно предвидеть две основные трудно-
сти, которые возникнут при ее решении. Одна опреде-
ляется максимальной дальностью приема радиосигналов,
которая зависит от эффективной излучаемой мощности
передатчика и сложности приемных устройств. Однако
так или иначе дальность эффективного приема сигна-
лов в свободном космическом пространстве всегда бу-
дет конечной величиной. Если для системы связи, рабо-
тающей на частоте 12 000 Мгц, допустима потеря мощ-
ности передачи в размере 200 дб, она может обеспечить
связь в открытом пространстве на дистанции 16 000 км.
Для обеспечения связи на расстоянии 1 000 000 км по-
требуется система еще более терпимая к потерям —
в пределах свыше 230 дб. Подобная аппаратура уже из-
вестна, так что при условии усовершенствования пре-
образователей энергии для космических кораблей
(направление связи корабль—база обычно слабее ввиду
ограниченности источников энергии на кораблях) мы
можем рассчитывать, что к 1984 году расстояния, изме-
ряемые многими миллионами километров, окажутся в
пределах дальности действия нашей радиоаппаратуры.
Другой фактор, ограничивающий дальность связи, —
это уровень радиошумов, поступающих из пашей Га-
лактики, и в особенности от Солнца, которые будут за-
глушать слабые сигналы в приемных устройствах. Впро-
чем, сужение полосы частот и кодирование сигналов
снижают влияние шумов; во всяком случае, дальность
радиосвязи, предвидимая на основе расчетов напряжен-
ности поля, уже сейчас представляется весьма большой.
70
Можно предвидеть использование промежуточных
ретрансляторов или реле. Это будут космические ко-
рабли, движущиеся по расчетным орбитам в отдален-
ных пространствах Солнечной системы на пределе даль-
ности прямой радиосвязи с Луной. Поскольку такие
корабли должны одновременно служить и станциями
слежения и маяками, оснащение их будет весьма слож-
ным.
Вторая трудность при поддержании контакта с кос-
мическими зондами — это увеличение времени, необ-
ходимого для распространения радиосигналов на боль-
шие расстояния. В обычном телефонном разговоре
нетерпимо запаздывание сигнала даже на одну секун-
ду. Если счесть приемлемым запаздывание сигнала на
1000 сек в каждом из двух направлений, можно будет
поддерживать связь с кораблем, находящимся на рас-
стоянии 300 млн. км от базовой станции. Эта дальность
примерно равна двойному максимальному расстоянию
от Земли до Солнца. Между передачей вопроса и прие-
мом ответа пройдет более получаса. В таких условиях,
когда может пройти полчаса, прежде чем база ответит
на какое-нибудь несложное, но очень срочное сообще-
ние, экипажу космического корабля потребуются до-
вольно крепкие нервы, чтобы не поддаться чувству
одиночества в беспредельном космосе.
Расстояния, о которых я только что говорил, сегодня
кажутся колоссальными, тем не менее они будут освое-
ны задолго до того, как человек вырвется за пределы
Солнечной системы. Среднее удаление Земли от Солнца
равно немногим менее 150 000 000 км, но расстояние до
Сатурна равно уже 1418 000 000 км, а до Нептуна —
4 469 000 000 км. Космический корабль, отправляю-
щийся в такие далекие рейсы, надолго расстанется с
Землей, и получение информации от негр окажется чрез-
вычайно трудным делом. Время передачи сигналов на
огромные расстояния становится слишком большим, но
мы не можем ожидать чудес от радиоинженеров. Не су-
ществует способов заставить радиосигналы распростра-
няться со скоростью, превышающей скорость света.
Загадочные сигналы. Дальнейшее развитие должна
получить теория модуляции. Демодуляция представляет
собой процесс извлечения уже известных форм или
формы модуляции из той или иной передачи. Однако
71
в процессе исследования космоса будет продолжаться
поиск разумной жизни во Вселепной, поэтому космиче-
ские корабли должны быть оснащены устройствами для
обнаружения преднамеренной модуляции в том или
ином электромагнитном излучении, воспринятом радио-
аппаратурой корабля; это важно, даже если способ мо-
дуляции и содержание, которое она несет, будут для
нас совершенно неизвестными.
Международный союз электросвязи. В заключение
нужно отметить, что для уяснения различных аспектов
проблемы связи при исследовании космоса потребуется
во многом изменить функции и структуру Междуна-
родного союза электросвязи (МСЭ). В 1963 году на
Конференции по космической связи приступать к ре-
шению этой задачи было, видимо, еще рано; однако
совершенно очевидно, что коренные различия между
земной и внеземной связью потребуют и различных
средств и способов их осуществления. До тех пор пока
космическая связь работает по схеме Земля — космос —
Земля, эта проблема не столь неотложна, однако, как
только связь Земли с космосом начнет осуществляться
через лунную базу, мы будем вынуждены признать
наличие двух раздельных направлений работы МСЭ.
Этот союз, созданный в 1865 году (и названный Ме-
ждународным телеграфным союзом) для поддержания
и расширения международного сотрудничества в об-
ласти усовершенствования и рационального использо-
вания средств связи всех видов, конечно, проявит не-
посредственный интерес к освоению космического про-
странства. Международная организация будет особенно
необходима для предотвращения взаимных помех и не-
совместимости между космической и земной системами
связи (в том числе системами, использующими спут-
ники связи), а также для планирования эффективного
развития средств связи такого типа.
3. СРЕДСТВА СВЯЗИ
ДЖОН Р. ПИРС, доктор, руководитель
отдела научных исследований в обла-
сти связи фирмы «Белл телефон»
СВЯЗЬ
В наши дни ни один благоразумный человек ни
на работе, ни в частной жизни не может обойтись без
соответствующего планирования. Составление планов
и прогнозов в современном мире стало не только цен-
ным, по и необходимым.
В то же время история показывает, что планирова-
нию свойственны ошибки. Современный мир с его про-
блемами является продуктом открытий и изобретений.
Благодаря серьезным и, вероятно, непредвиденным
успехам сельскохозяйственных наук, освободившим от
фермерского труда значительную часть населения, и в
результате широкого использования таких изобретений,
как автомобиль, самолет, электроэнергия, телефонная
связь и телевидение, наша жизнь отличается от жизни
людей сто лет назад. Разве могли они предусмотреть
в своих планах то, что сейчас нас окружает?
Важность разработки планов и ошибки, присущие
планированию, составят лишь часть тех вопросов, на
которых я намерен остановиться. Большое внимание
я хочу уделить значению технической .подготовленно-
сти, то есть наличию такой системы управления и
такого комплекса технических средств для исследований,
разработок и производства, которые не только обеспе-
чивают выпуск новых необходимых изделий, но и де-
лают возможным быстрое и эффективное их примене-
ние. Таким образом можно содействовать быстрому
введению новшеств и ускорять рост производства при
минимальных затратах.
75
Фиг. 1. Экспоненциальный рост валового национального про-
дукта, населения и числа телефонов во времени при логариф-
мическом масштабе осп ординат выражается почти прямыми
линиями. Подобные экстраполяции позволяют судить об общих
тенденциях роста.
численность населения США (mohj
Если рассмотреть развитие телефонной связи за
большой промежуток времени, можно заметить некото-
рые отклонения от экспоненциальной-зависимости. Так,
в США после 1931 года общее количество телефонов
заметно уменьшилось, что можно объяснить периодом
депрессии. Несколько меньшее отклонение от экспо-
ненты, наблюдаемое в 1945 году, очевидно, связано с
второй мировой войной. Таким образом, при планиро-
вании необходимо в максимально возможной степени
учитывать экономические условия и крупные полити-
ческие потрясения.
Общий плавный рост числа телефонов отчасти объ-
ясняется влиянием многих факторов и многообразием
видов использования телефонной связи. Например, тем-
пы роста количества межконтинентальных телефонных
переговоров в год за последнее время составили 17%.
Число внутренних междугородных переговоров увели-
чивается ежегодно на 14%. Однако в 1962 году наблю-
дался неожиданный, хотя и небольшой рост .общего
междугородного обмена. Это нарушение равномерности
74
< вязано с введением в 1962 году телефонного обслужи-
вания больших площадей по единообразному тарифу
и автоматической абонентской телеграфной связи по
телефонным линиям. Однако эти виды обслуживания,
вызвав некоторое увеличение телефонного трафика, не
смогли заметно изменить темпы роста телефонной свя-
зи. Возможная причина лишь небольшого увеличения
общего объема телефонных переговоров заключается в
том, что новые формы обслуживания только расширили
область использования уже существующего вида связи.
Результаты перемен более ощутимы при расширении
новых видов связи, таких, как телевидение.
Развитие телевидения выражается в увеличении
числа каналов высокочастотной связи. В 1947 году об-
щая длина телевизионных каналов в США была ни-
чтожной, к 1954 году кривая роста этой величины до-
стигла насыщения, а в последующий период ежегодное
увеличение длины телевизионных каналов равнялось
10—15%. Можно предвидеть новый скачок в развитии
телевидения. Причины этого следующие: во-первых,
усиленное использование телевидения в промышленно-
сти и для обучения в школах и колледжах; во-вторых,
новые способы финансирования программ коммуналь-
ного и бытового обслуживания; в-третьих, передача
телевизионных программ по каналам дециметрового
диапазона, вводимым в действие в настоящее время.
Четвертой причиной возможного z роста телевидения
является расширение телевизионного приема на обще-
ственные антенны, благодаря чему можно распределить
большее число каналов и на более обширных террито-
риях, чем это допускает вещание, при котором число
передаваемых программ ограничивается требованием
задания частотных каналов, исключающего помехи.
Постоянное расширение телефонной связи соответ-
ствует как принципу технической подготовленности,
так и планированию. В 1939 году была введена в экс-
плуатацию коаксиальная кабельная система — первое
звено американской сети высокочастотной связи с по-
лосой, достаточно широкой для телевизионных передач.
Разработка этой системы была целиком оправдана тре-
бованиями телефонии, однако я убежден, что при про-
ектировании была учтена возможность использования
73
ее для телевидения. И действительно, эта система обес-
печивала связь между телевизионными центрами вплоть
до 1950 года, когда были введены в действие широко-
полосные системы сантиметрового диапазона.
Разработка сантиметровой системы связи TD-2 так-
же оправдывалась нуждами телефонного трафика. В на-
стоящее время около 60% междугородных разговоров
обслуживаются СВЧ-системами. Предполагалось также,
что система TD-2 станет в дальнейшем выгодным сред-
ством связи между телецентрами, поскольку трудоем-
кость установки и капитальные затраты для СВЧ-си-
стем меньше, чем для кабельных систем связи.
Хотя люди смогли предвидеть пригодность, даже не-
обходимость коаксиальных кабельных систем и радио-
релейных линий связи для развития телевидения, я не
уверен, что всей мудрости мира достаточно, чтобы
предсказать, когда наступит насыщение телевизионных
каналов и какими темпами будет происходить их рост.
Для успешного развития телевизионной сетп и удов-
летворения предвидимых требований необходимы соот-
ветствующие технические средства, достаточные капи-
таловложения и быстрая реакция предприятий, произ-
водящих и устанавливающих аппаратуру.
В экспоненциальных кривых увеличения производ-
ства оборудования высокочастотной связи скрыты мно-
гообразные и поразительно быстро происходящие пере-
мены. Например, один из видов аппаратуры уплотне-
ния в 1950 году считался ценной новинкой. Годовой
выпуск этой аппаратуры в 1960 году был очень велик,
а к 1965 году она практически сошла со сцены.
Подобные быстрые технические изменения в нема-
лой степени влияют на разработку высокочастотной
аппаратуры и оказывают сильное воздействие па раз-
витие телефонной связи. Растущий трафик требует
расширения телефонного обслуживания. Новые техниче-
ские средства, используемые для увеличения числа те-
лефонных цепей, — кабели, кабельные системы уплот-
нения, коаксиальные кабели и радиорелейные линии,
емкость которых быстро растет, — сделали телефонные
линии дешевыми. Это в свою очередь увеличило по-
требность в линиях дальней связи и позволило еще
больше сократить стоимость связи за счет экономич-
ного использования частотной шкалы. Прогресс в обла-
76
сти связи, который обеспечил расширение телефонной
сети, одновременно привел к появлению широкополос-
ных систем для передачи изображений и пригодных
для скоростной передачи данных.
Теперь мне хотелось бы перейти к проблеме техни-
ческой подготовленности. Она должна найти отражение
в природе планирования, которое нам предстоит про-
вести, и в выборе направления, по которому будет раз-
виваться связь как определенный элемент жизни об-
щества. Рассмотрим два весьма отличающихся друг от
друга вида связи: массовую, типичной разновидностью
которой является телевидение, и индивидуальную, ха-
рактерным примером которой служит телефон.
По мере технического усовершенствования массовая
связь за счет обслуживания все более мелких групп
абонентов приобретает все больше черт индивидуальной
связи, а индивидуальная, напротив, тяготеет к объеди-
нению все больших и больших коллективов. Это угро-
жает существованию обоих названных видов. Однако
различие в природе массовой и индивидуальной связи
все еще заметно.
Важно также учесть ряд уже появившихся или
ожидаемых технических новшеств, которые еще недо-
статочно полно используются в сферах как массовой,
так и индивидуальной связи, например широкое рас-
пространение полупроводниковых приборов, начавшее-
ся с появления транзисторов, и два достижения, заслу-
живающие особого внимания. Речь идет о расширении
используемого спектра в сторону более высоких частот
и .создании на отдельных кремниевых кристаллах це-
лых схем, состоящих из множества соединенных между
собой элементов. Причем надежность и стоимость та-
ких схем сравнимы с надежностью и стоимостью от-
дельных транзисторов.
К важным техническим достижениям относятся,
также возможность передачи телевизионных программ
и сотен тысяч телефонных разговоров в миллиметровом
Диапазоне с помощью полых трубок, или волноводов;
расширение спектра радиопередач до частот, превы-
шающих 10 Ггц (длина волны менее 3 сля); расшире-
ние сферы действия радиостанций сантиметрового диа-
пазона с помощью искусственных спутников Земли и,
наконец, возможность получения линий связи большой
77
емкости за счет использования когерентного излучения
лазеров. Какое же воздействие на общество могут ока-
зать перечисленные технические достижения?
Рассмотрим массовую связь. Технический прогресс,
несомненно, приведет к появлению большего числа те-
левизионных программ. Некоторые крупные американ-
ские города, такие, как Нью-Йорк и Лос-Анджелес,
принимают телевизионные передачи по 12 и более
каналам. Однако телевизионных каналов еще недоста-
точно для приема такого же количества программ в
любом городе. Это, помимо всего прочего, привело бы
к появлению помех.
Поскольку в городах, расположенных в долинах пли
закрытых холмами, прием телевизионных программ не-
возможен, местные предприниматели стали сооружать
высокие антенны на вершинах близлежащих холмов.
Принятые этими антеннами сигналы усиливаются и пе-
редаются в город по кабелю. При этом распределитель-
ное оборудование иногда арендуется у систем высоко-
частотной связи, а иногда создается заново. Такая
система получила название телевизионой сети с обще-
ственной антенной (ТОА).
На этом, однако, развитие телевидения с обществен-
ными антеннами пе остановилось. Выяснилось, что,
используя высокие антенны, установленные на возвы-
шенностях, можно принимать сигналы отдаленных те-
лецентров и, таким образом, обеспечивать владельцев
телевизоров программами, передаваемыми из несколь-
ких городов. Кроме того, поскольку кабели, используе-
мые в системе ТОА, могут передавать 12 программ и
более, то иногда некоторое количество каналов остает-
ся незанятым и их без больших затрат можно использо-
вать для передач местных новостей, прогнозов погоды,
то есть программ, интерес к которым ограничен дан-
ной местностью.
Единственным способом снабдить большим количе-
ством телевизионных программ мелкие и крупные го-
рода является, на мой взгляд, использование провод-
ного телевизионного вещания, которое могло бы обес-
печить организацию дешевых каналов как для местных
передач, так и для междугородной телевизионной сети.
Лишь спутники связи могут сравниться с проводным
вещанием в деле увеличения числа принимаемых про-
78
грамм. Особенно эффективным может быть использова-
ние спутников связи в развивающихся странах, где
собственная телевизионная сеть либо отсутствует, ^либо
развита очень слабо.
Незанятые каналы системы ТОА создают и другие
возможности. В течение ночи по одному каналу можно
передавать содержание всех газет страны, если, конеч-
но, разработать соответствующее устройство для за-
писи получаемой информации. В настоящее время эта
возможность практически еще не осуществима. Запись
на бумаге, вероятно, не выгодна, но не исключено, что
содержание газеты можно записать на магнитную лен-
ту или переснять на фотопленку. Изображение газеты
может быть показано на экране, подобном телевизион-
ному, либо телевизор должен настраиваться на запись
требуемых газет. Для того чтобы такие способы записи
стали экономически оправданными, их необходимо в
значительной степени усовершенствовать. Это требует
разработки новой аппаратуры и более высокого уровня
технической подготовленности.
До сих пор речь шла о массовой связи — передаче
информации от немногих к многим. Как уже отмеча-
лось, этот вид связи будет развиваться по пути исполь-
зования проводного вещания и, возможно, введет в
практику передачу и запись накапливаемой информа-
ции, напечатанной или записанной на магнитную ленту.
Перейдем , теперь к рассмотрению других видов связи.
Один из важных видов связи — связь по замкнутому
каналу с использованием самостоятельных линий. Сю-
да относятся телевизионные установки для контролиро-
вания производственных процессов, фиксации неис-
правностей кабеля, лежащего на океанском дне, теле-
визионная- связь между учебными аудиториями или
больничными помещениями. Значение этих видов связи
со временем будет увеличиваться, но их влияние ни-
когда не сможет сравниться с тем, которое оказывает
на жизнь общества телефонная связь пли телевидение.
Особенно заметно увеличивается значение отдельных
сетей промышленной связи, нередко использующих ли-
нейное и коммутационное оборудование систем высоко-
частотной связи.
Существенным успехам в развитии связи способ-
ствует появление интегральных схем, которые уже
79
Фиг. 2. Для будущих систем связи харак-
терно непосредственное соединение с элект-
ронными вычислительными машинами и по-
явление видеотелефонной сети. Слева пока-
зано устройство индикации для связи с ЭВМ,
разработанное фирмой «Эллиот-отомейшн».
Подобные системы будут повседневно ис-
пользоваться для быстрого получения ин-
формации о наличии свободных мест в го-
стиницах, услугах туристических бюро, про-
гнозов погоды для любой точки земного шара
и т. д. Справа — видеотелефон фирмы «Белл
телефон». Промышленный выпуск его нач-
нется, когда будет решен ряд проблем, свя-
занных с разработкой аппаратуры, а нали-
чие линий связи большой емкости позволит
сделать видеотелефонную связь достаточно
дешевой.
используются в лабораторных условиях, но еще не по-
лучили широкого распространения. Когда они станут
доступны в более широких масштабах, можно будет со-
здавать устройства, по сложности не уступающие боль-
шим электронным машинам, а малые размеры позволят
им поместиться в телефонном аппарате, автомобиле
или даже в кармане. Они будут дешевы, экономичны,
долговечность их будет измеряться десятками лет, а
80
при выходе из строя такой прибор можно, не ремонти-
руя, заменить новым.
Какие же перспективы откроет создание подобных
приборов? Если мы'сумеем использовать достаточное
количество радиочастот, можно будет оборудовать теле-
фонами автомобили и даже иметь карманные телефо-
ны. Сам телефон приобретет новые функции независи-
мо от того, установлен ли он в учреждении, дома или
в автомобиле. В частности, все шире станет использо-
ваться связь по телефону с электронно-вычислитель-
ными машинами.
Такая тенденция уже намечается. Можно узнать о
наличии билетов на самолет или о состоянии банков-
ского счета, запросив об этом электронную машину.
Человек опрашивает машину, пользуясь тем же клю-
чом тонального вызова, которым он набирает номер.
^Импульсы номерного диска проходят лишь до цент-
ральной телефонной станции, в то время как сигналы
, тонального набора могут передаваться к электронно-
вычислительным машинам по любой линии связи.
Подобное использование вычислительных машин
расширится прежде всего в деловой сфере, а затем и в
быту. Вместо того чтобы обращаться к человеку,
6 Зак 1400
81
папример портье отеля или экскурсоводу, мы сможем
получить справку об услугах гостиниц и ресторанов,
спортивных соревнованиях, прогнозе погоды в любом
районе и т. д., обратившись непосредственно к элек-
тронной вычислительной машине.
Некоторые вопросы можно задавать с помощью
ключа тонального набора и получать при этом устный
ответ. Однако, для того чтобы получить ответ в виде
текста, удобного для визуального восприятия, необхо-
дима сложная клавиатура. Применение микроэлектро-
ники сделает эти устройства сравнительно деше-
выми.
Такой вид связи откроет широкий доступ к книгам
и другим печатным материалам, причем легкость ис-
пользования и широта охвата при этом превосходят
возможности библиотек и энциклопедий. В деловой сфе-
ре перспективы нового метода особенно велики — напе-
чатанные секретарем документы выдаются по мере не-
обходимости, а исправления вносятся без перепечатки
всего текста. В школах описанная система позволит
ученику следовать обучающей программе, заложенной
в вычислительной машине, как это уже делается в не-
которых университетах. Не исключено, что обучение
по таким программам сможет осуществляться в домаш-
них условиях.
Оконечная аппаратура для указанных видов связи
па основе микроэлектронных схем будет выпускаться в
достаточно широком масштабе. Подобная же аппарату-
ра сделает возможной видеотелефонную связь. В США
фирмой «Белл систем» создано устройство, позволяю-
щее видеть собеседника во время телефонного разгово-
ра. В моем рабочем кабинете есть один из первых
образцов этого устройства. С его помощью я могу свя-
заться с 30 абонентами в Мюррей Хилле (штат Нью-
Джерси), где я работаю, и в Холмделе, удаленном от
Мюррей Хилла примерно на 50 км. Этот вид связи ста-
нет широко доступным после успешного решения ряда
проблем.
Наряду с разработкой интегральных схем для ви-
деотелефонной связи очень важно наличие линий связи
большой емкости. Осуществление видеотелефонной свя-
зи в каждом направлении требует емкости линии, не-
обходимой для 100 телефонных разговоров..Чтобы уде-
82
шевить этот вид связи, нам предстоит найти более де-
шевые средства передачи широкополосных сигналов.
В перспективе у нас имеются такие возможности.
Быстродействующие полупроводниковые приборы и ин-
тегральные схемы позволяют методом кодо-импульсной
модуляции экономично преобразовать шпрокополсспые
видеосигналы в последовательность импульсов, которые
можно передавать, используя самые различные линии
связи, в том числе коаксиальные кабели.
Достижения в области физики полупроводников по-
зволят экономично использовать более высокий диапа-
зон частот — свыше 10 Ггц (1010 гц). Ркроме того, в
миллиметровом диапазоне частот по волноводу диамет-
ром 5 см можно передавать тысячи видеотелефонных
разговоров. Наконец, прогресс в конструировании ра-
кет-носителей и электронной аппаратуры искусствен-
ных спутников связи свидетельствует о возможности
запуска спутника связи весом около тонны, с помощью
которого можно организовать вначале сотни, а позже и
тысячи видеотелефонных каналов между различными
телефонными станциями.
Когда трафик видеотелефонной связи станет доста-
точно большим, использование перечисленных выше
технических достижений позволит еще больше увели-
чить диапазон частот, что удешевит как видеотелефон-
ную, так п обычную телефонную связь и системы пере-
дачи информации. Увеличение количества сигналов,
передаваемых по одной системе, делает электросвязь
более экономичной. Таким образом, в сфере индивиду-
альной связи я предвижу появление более сложной и
универсальной оконечной аппаратуры и более дешевых
линий связи, причем это развитие будет тесно связано
с использованием быстродействующих и гибких элек-
тронных систем коммутации, выполненных на основе
интегральных схем.
Использование дешевой сети высокочастотной связи,
очевидно, выйдет за пределы телефонии и позволит
передавать не только слышимую, но и видимую и, воз-
можно, осязаемую информацию. С помощью высокоча-
стотной связи можно на расстоянии управлять элек-
тронными вычислительными машинами и различными
механизмами. Я убежден, что совещания и конферен-
ции будут проводиться без обязательного группирования
6* 83
их участников в одном месте, но с использованием всех
привычных средств: таблиц, схем, чертежей и т. п.
Телефонная связь, автомобиль, телевидение и элек-
троэнергия подняли человечество на более высокую
ступень развития. Чтобы пользоваться всеми удобства-
ми быта, не нужно жить в самом центре больших горо-
дов. И все же мы еще летим на самолете, чтобы встре-
титься с кем-то, быть свидетелями или участниками
определенных событий. Усовершенствованная связь по-
зволит нам в будущем отказаться от многих утомитель-
ных поездок. Мы сможем жить там, где нам нравится,
путешествовать для собственного удовольствия, а для
работы использовать связь.
Каков наш путь в будущее? Нелегко предсказать
начало фантастических темпов развития в результате
эффективного введения какого-либо нового вида связи
и не менее трудно предугадать время и уровень, при
котором первоначальный темп начнет замедляться. На-
личие финансовых и технических ресурсов необходимо
даже в большей степени, чем планирование, ибо техни-
ческая подготовленность позволяет быстро развивать
новые виды связи в ответ на возникающую в них необ-
ходимость. Таким образом, мы должны не только пла-
нировать со всей возможной энергией и предусмотри-
тельностью, но и быть готовыми к неизбежным откло-
нениям от планов, к появлению самых неожиданных
возможностей.
КАРЛ ШТЕЙНБУХ, профессор, Выс-
шая техническая школа, Карлсруэ,
ФРГ
СВЯЗЬ В 2000 ГОДУ
Прогнозы всегда приблизительны, причем особенно
ненадежно прогнозирование процессов, для которых ре-
шающим фактором являются поступки отдельных лю-
дей. Поведение коллективов можно предсказывать уже
с большей точностью, а виды коллективной деятельно-
сти, изменения которых стабилизируются крупными ка-
питаловложениями п постоянной организационной
структурой, в еще большей степени поддаются прогно-
зированию. Особенно благоприятные возможности для
84
составления прогнозов предоставляет сфера техниче-
ского развития, осуществляемого в широких масштабах.
Изучая основные направления исследовательских и
конструкторских работ, можно с большой точностью
предсказать развитие новых важнейших областей тех-
ники (ядерной, космической и электронно-вычислитель-
ных машин) за много лет до их появления.
Внимательно исследуя тенденции развития совре-
менной техники, можно с большой уверенностью пред-
сказывать появление определенных новшеств. Как пра-
вило, труднее всего не решение вопроса, появится ли
то или иное новшество вообще, а выяснение сроков
его появления и экономического эффекта в результате
его внедрения.
Мы будем рассматривать предполагаемые техниче-
ские нововведения не с позиций инженера, конструи-
рующего новую аппаратуру, а с точки зрения потреби-
теля. Поэтому создание новых технических средств
(усовершенствование деталей и схем, миниатюриза-
ция) будет оставлено без внимания.
Существующая техника связи неуклонно совершен-
ствуется. Телефонные аппараты, например, станут ми-
ниатюрнее, изящнее, номерной диск уступит место
клавиатуре, улучшится акустическое качество телефон-
ной связи. Появятся телефонные аппараты, которые не
будут ограничивать свободу движения абонента длиной
кабеля. Весьма вероятно, что акустическую телефон-
ную связь дополнит видеотелефонная.
Телевизионное вещание станет преимущественно
цветным, а черно-белые телевизоры будут применяться
лишь для специальных целей. Не исключена возмож-
ность появления объемного телевидения. Можно пред-
видеть также использование телевизионной связи для
ускорения доставки писем и газет, скажем, путем вы-
свечивания их изображения на телеэкране и записи на
светочувствительную бумагу. Системы электросвязи
позволят сократить количество деловых поездок п пе-
ресылок различных документов. В частности, линии
двусторонней' групповой видеотелефонной связи сде-
лают ненужными традиционные конференции и свя-
занные с ними перемещения.
Однако наиболее впечатляющий прогресс ожидается
от применения вычислительной техники. Производство
83
электронно-вычислительных машин (ЭВМ) будет, оче-
видно, развиваться самыми высокими темпами, опере-
жая автомобильную и строительную промышленность.
Вычислительные устройства будут управлять многочис-
ленными производственными процессами подобно тому,
как нервная система регулирует все функции живого
организма. Вычислительные машины найдут примене-
ние в обрабатывающей промышленности, станут участ-
никами процесса обучения, помогут в научных иссле-
дованиях, обеспечат технический прогресс, войдут в
сферу деловой жизни и многие другие области челове-
ческой деятельности. Способность общества противо-
стоять конкуренции прежде всего будет определяться
присущим ему уровнем развития вычислительной тех-
ники.
Вычислительные машины найдут широкое примене-
ние в сфере личной и общественной жизни, в том числе
для хранения и поиска информации по юридическим
вопросам, управления воздушным сообщением, пере-
писи населения, в библиотечном деле и для ведения
документации. Запрашивать машину можно будет в
письменной форме, а иногда устно и в той же форме
получать ответ. Чтобы обеспечить возможно более гиб-
кую реакцию машин, позволяющую приспосабливаться
к конкретным условиям работы, им не будут задаваться
жесткие программы.
Со временем электронные приборы смогут помочь
людям с поврежденными органами чувств,. Например,
фотоэлектронные элементы позволят слепым «читать»
обычный рукописный или печатный текст.
Отметив указанные выше перспективы развития со-
временной техники связи, рассмотрим несколько более
подробно следующие четыре аспекта:
1. Прямое телевизионное вещание с помощью искус-
ственных спутников Земли (ИСЗ). Возможно, что в
Европе этот вид связи не получит широкого распро-
странения.
2. Информационные банки. Появление таких хра-
нилищ информации ожидается в ближайшие 20 лет.
3. Информационные сети. Предполагается, что эти
сети свяжут между собой информационные банки (так-
же в ближайшие 20 лет).
86
4. Программированное обучение через систему АТС.
Ожидается, что этот метод обучения получит распро-
странение менее чем через 20 лет.
Прямое телевизионное вещание с помощью ИСЗ.
Этот вид связи предполагает трансляцию широковеща-
тельных телевизионных программ передатчиками, уста-
новленными на борту ИСЗ, вращающегося со скоростью,
равной угловой скорости Земли. Для осуществления
такой связи требуется разрешить ряд проблем. Чтобы
лучи остронаправленных телевизионных антенн не про-
шли мимо цели, высота спутника над поверхностью
Земли должна быть стабилизирована на уровне
36 000 км. На борту спутника необходимо иметь источ-
ник питания, способный обеспечить нормальную работу
передатчика. Так как на поверхность Земли должен
поступать достаточно мощный сигнал, требуется мощ-
ность передатчика порядка 50 кет, что во много раз
превышает возможности современной аппаратуры спут-
ников. Телевизоры необходимо подключать к высоко-
эффективным приемным антеннам (например, к пара-
болическим антеннам диаметром 1—2 м) и снабжать
очень чувствительными предусилителями. Не исклю-
чено, что подобное дополнительное оборудование будет
стоить не меньше обычного черно-белого телевизион-
ного приемника.
Один передатчик, установленный на борту ИСЗ, мо-
жет обеспечить телевизионными программами терри-
торию в несколько миллионов квадратных километров,
например всю Центральную Европу или значительную
часть США. Таким образом преодолевается главный
недостаток современных систем телевидения — невоз-
можность передачи широковещательных программ на
дальние расстояния. Телевидение станет интернацио-
нальным средством связи.
Хотя технические трудности при практическом ис-
пользовании телесвязи через ИСЗ велики, их нельзя
считать непреодолимыми. Однако я не думаю, что в
ближайшем будущем она получит широкое распростра-
нение в Европе — для этого нет достаточных побуди-
тельных причин. Местные телевизионные станции удов-
летворяют потребности большинства телезрителей, обес-
печивают высокое качество передач и требуют меньших
затрат. Дополнительные трудности в использовании
87
Внешние источники
информации
Получатели
матери аль/ кон-
ференций
Агентства печа-
ти______
Редакции
Apxuffb!
Статистичес-
кие управления
Патентные
бюро
Институты об
шественного нне
ния
поиска
Линии.
но, сует «J
роиство "Ч
ми си нте
за речи)
цешиср
оатоа
| Телефонная сет^
[Агентства леча\
I ти |
Экспорта
Book
селекции
Статистичес-
кие управления
Суды
Правительствен
ные учреждения
Иностранные ин
формационные
банки
местный ввод информации
Газеты,
журналы,
книги,
отчеты об
Запоминающее устройство
большой емкости
(на магнитной ленте или
диска*)
Научно-исследо-
вательские ине-
тититы
Потентные
бюло
Обучающие
ЗВМ
Иностранные ин
формационные
банки
местный выход
Читаю
щее
исследования*, кА ,,^5SL-, а
Официальные ^ рЙои
документы, ств0
микрофильмы
и тд
Выходные
донные в
i мГк Форме от
крытого
текста
>
Фпг. 1. Гипотетическая схема информационного банка.
телесвязи через ИСЗ — это различия во временных
поясах и телевизионных стандартах, а также языко-
вые барьеры. В менее развитых районах земного шара,
где еще нет собственной телевизионной широкове-
щательной сети, для систем прямого телевидения с
помощью ИСЗ открываются более благоприятные воз-
можности.
Информационные банки. Мы условимся называть
информационным банком специальную вычислительную
машину с очень большой емкостью запоминающего
устройства, которая классифицирует, кодирует, хранит
поступающую информацию и выдает ее по требованию
(фиг. 1). Подобный информационный банк выполняет
88
с информацией почти те же операции, которые обыч-
ный банк производит с деньгами. В банк поступают дан-
ные из самых различных источников, и в его функции
входит снабжение любой необходимой информацией
потребителей, находящихся в самых различных местах.
Работа информационного банка отличается следую-
щими особенностями:
1. Классификация и хранение полученной информа-
ции, а также поиск и выдача требуемых данных обычно
осуществляются без помощи человека (хотя не исклю-
чается возможность обращения к человеку за информа-
цией по отдельным специальным вопросам).
2. Автоматическая обработка данных позволяет при-
нимать и выдавать информацию с очень высокой ско-
ростью. Характерное преимущество информационного
банка — возможность мгновенного получения информа-
ции.
3. Не только местные, но и удаленные источники и
потребители информации могут быть связаны с инфор-
мационными банками с помощью телетайпных и теле-
фонных каналов и линий оргасвязи. Со временем в ин-
формационных банках будут использоваться автомати-
ческие устройства для распознавания и синтеза речи.
Одновременно информационные банки смогут ре-
шать для своих абонентов обычные свойственные вы-
числительным машинам задачи, реализуя, таким обра-
зом, идею вычислительной системы общественного поль-
зования.
Предполагается, что будут созданы специализиро-
ванные информационные банки, например, для крими-
налистов (распознавание преступников), метеорологи-
ческой службы, бюро технической информации (в том
числе патентной), медицинских учреждений, юридиче-
ских организаций (информация о судебных решениях
и справки по различным правовым вопросам). Очевид-
но, со временем информационные банки будут орга-
низованы в региональные системы, которые затем
свяжутся друг с другом линиями дальней связи. Орга-
низация информационных банков, без сомнения,
потребует решения ряда сложных общественных и по-
литических проблем, связанных с возможностью пред-
намеренной дезинформации. Прежде чем передать ин-
формационным системам ведение банковских и палого-
89
вых операций, а также других дел, необходимо преду-
смотреть определенные юридические меры, подкреплен-
ные соответствующими техническими средствами, рег-
ламентирующие доступ к информационным банкам и
устанавливающие порядок обращения с хранящейся в
них информацией. К определенным видам информации
получат доступ лишь те абоненты, которые имеют на то
специальное разрешение, причем каждый запрос этой
информации будет зарегистрирован.
Информационные сети. Весьма вероятно, что после
создания большого числа информационных банков они
будут объединены в информационные сети (анало-
гично энергетическим). Прообразы таких сетей уже
существуют в виде системы «Интерпола» \ информа-
ционных сетей международных агентств печати, систем
информации о наличии мест на самолеты, службы про-
гнозов погоды, банковских систем. Обмен информацией
между различными центрами будет полностью автома-
тизирован. Если какой-либо информационный банк не
сможет дать требуемую информацию, он автоматиче-
ски запросит другой банк. Скорость обращения инфор-
мации в таких сетях может быть очень высокой. Пред-
полагается, что будет существовать несколько, типов ин-
формационных сетей, в том числе местные и общие,
охватывающие весь земной шар; специализированные
и универсальные; общественные и ограниченного поль-
зования.
Информационные сети будут использовать современ-
ные многоканальные системы связи (например, волно-
водные) и межконтинентальные системы передачи дан-
ных с помощью ИСЗ.
Программированное обучение через систему АТС.
В будущем использование технических средств связи
для обучения еще более расширится. В частности, по
радио и телевидению будет передаваться много образо-
вательных программ.
Метод программированного обучения имеет ряд пре-
имуществ: им можно пользоваться в любое время и в
любом месте, не нужно заранее договариваться с пре-
подавателем. При обучении большому количеству дис-
циплин, сопровождаемом высокими требованиями к
1 Международная полицейская организация.— Прим, перев.
90
Ф и г. 2. Схема программированного обучения через систему
АТС.
уровню преподавания, обучающие ЭВМ являются эф-
фективным,-хотя и весьма дорогим средством. В то же
время одна ЭВМ может обслуживать сотни учеников.
Вероятно, будет создана специальная сеть связи, с по-
мощью которой, воспользовавшись номерным диском,
учащийся в любой момент из большого числа различ-
ных обучающих программ сможет выбрать нужную.
Подобную обучающую сеть следует либо организовать
на основе уже имеющейся сети телефонной связи, либо
оформить в виде самостоятельной системы. Одно из
возможных технических решений этой проблемы про-
иллюстрировано на фиг. 2.
91
Обучающая ЭВМ, с которой может связаться боль-
шое число абонентов, находится в здании телефонной
станции и соединена с последней блоком связи. Набо-
ром определенного номера можно выбрать соответ-
ствующую программу. Блок связи снабжен запоминаю-
щим устройством, в которое с большой скоростью за-
писывается программа, выбранная из памяти ЭВМ.
С этого момента программа поступает в распоряжение
абонента. С помощью других блоков связи ЭВМ может
обслуживать множество учеников. Большое число або-
нентов, имеющих доступ к обучающей машине, позво-
ляет использовать ЭВМ высокого класса, способную
одновременно предоставлять учащимся большое число
программ через многочисленные блоки связи.
ДЖОН Д. КЛЭР, Лаборатория связи,
Харлоу
ДЕЦЕНТРАЛИЗАЦИЯ С ПОМОЩЬЮ ДАЛЬНЕЙ
РАДИОТЕЛЕВИЗИОННОЙ СВЯЗИ
Вероятность использования в наступающем двадца-
тилетии дальней радиотелевизионной связи больше за-
висит от потребностей и запросов общества, чем от
технических возможностей производства. Это видно
хотя бы на примере телефона. Сначала он появился на
столе директора как символ власти, а затем стал ис-
пользоваться домашними хозяйками для решения по-
вседневных бытовых вопросов.
Развитие высокочастотных систем связи вызвано
все возрастающей потребностью в них, а это в свою
очередь обусловливает их выгодность. Наглядной ил-
люстрацией может служить необычайная быстрота, с
которой был полностью загружен первый трансатлан-
тический подводный кабель связи. Но может оказаться,
что к 1984 году потребность в установлении прямой
связи на любом расстоянии не будет в достаточной
степени удовлетворена и сроки наших прогнозов ока-
жутся несостоятельными. Эта неопределенность еще
больше усугубляется в связи с быстрым появлением
02
новых научных открытии и технических достижений и
уменьшением времени их освоения.
В Великобритании при составлении правительствен-
ного доклада по вопросам городского транспорта было
принято во внимание много факторов: ежегодное про-
изводство автомобилей, наличный транспорт, жизнен-
ный уровень населения, методы строительства и прирост
населения. Справедливо подчеркивалась серьезность
проблем, создаваемых личным транспортом. Однако в
случае широкого применения дальней радиотелевизи-
онной связи с одновременной децентрализацией населе-
ния можно ожидать хотя бы частичного решения этих
проблем.
В любом случае транспортная сеть будет нуждаться
в специальной системе контроля, использующей авто-
матическое оборудование наблюдения и обмена инфор-
мацией между станциями наблюдения п центрами кон-
троля.
Влияние автоматизации на развитие систем связи
будет огромным. Легче всего составлять прогнозы по
промышленным процессам, хотя здесь термин автома-
тизация применяется реже. Такой процесс, как добыча
и использование природного газа, будет автоматически
контролироваться, начиная с места добычи и кончая
распределением между потребителями. Сплошная авто-
матизация может очень изменить существующие в на-
стоящее время связи между населением и промышлен-
ностью. Будет снято основное ограничение, определяв-
шее размещение населения, и децентрализацию можно
будет произвести наиболее рациональным способом.
Вытекающие отсюда требования к более сложной
сети дальней радиотелевизионной связи приведут к
созданию многих новых служб. Чтобы исключить не-
обходимость личных встреч рабочего персонала при ре-
шении производственных вопросов и не собирать уча-
стников конференций в одном месте, дальняя радиоте-
левизионная связь может быть выполнена в виде
цветного телевидения с высокой разрешающей способ-
ностью, объединенного с качественным радиозвуковым
каналом, причем каждый оттенок и нюанс должны
быть переданы точно.
Решение технических проблем передачи изображе-
ния и звука, а также конструирование соответствующих
9,3
приемо-передающих устройств возможны уже сейчас,
хотя в наступающем двадцатилетии соответствующая
техника должна стать экономически более доступной.
Однако главная проблема здесь — согласование переме-
щения камеры с поведением собеседника, так как очень
неприятно и неловко разговаривать по радиотелеви-
зионному каналу с отвернувшимся от тебя человеком.
В настоящее время обслуживание проводимой по теле-
видению конференции потребовало бы целой армии
технического персонала, снабженного студийным обо-
рудованием и отслеживающего перемещение взгляда
того, кто говорит. Решению данной проблемы могут
способствовать эксперименты с сервосистемами, отсле-
живающими поворот глазного яблока.
Подстройка широкополосных характеристик приемо-
передающей сети применительно к двусторонней связи
потребует личного цифрового дешифратора, срабаты-
вающего от голоса, изображения или факсимиле. Та же
сеть связи должна быть приспособлена для передачи
текста в пределах децентрализованного предприятия.
Может быть использована система передачи информа-
ции на пишущую машинку адресата, в результате ис-
чезнут хлопоты, связанные с получением, хранением,
сортировкой, регистрацией и отправкой корреспонден-
ции. Можно предусмотреть систему выдачи справоч-
ных данных по требованию, выполненную либо на твер-
дых элементах, либо на электронно-лучевых трубках.
Системы радиотелевизионной связи личного поль-
зования неминуемо возникают вследствие развития
промышленных систем связи. Можно уверенно сказать,
что скоро в нашу повседневную жизнь войдет сочета-
ние телефона с видеоканалом. Применение оптико-
электрических преобразователей совместно с сетью
дальней радиотелевизионной связи позволит осуще-
ствить дистанционное снятие показаний со счетчиков и
автоматическую передачу информации на банковские
счета. Станет возможным непосредственное оприходо-
вание банковских счетов в магазинах и автоматическая
передача данных на кредитную карту.
Если оправдаются предсказанные здесь прогнозы
и окажется возможным планировать размещение про-
мышленных объектов вдали от населенных пунктов,
это позволит найти приемлемые решения проблем бу-
94=
дущего и не заниматься перестройкой переполненных
городов. Если новые возможности увязать с будущими
требованиями к личной связи, то к 1984 году следует
ожидать широкого внедрения сети дальней радиотеле-
визионной связи, которая займет очень важное место
в жизни общества.
ДЖЕРАЛД БЭРРИ, телевизионная сеть
«Granada TV»
МАССОВЫЕ СРЕДСТВА СВЯЗИ В 1984 ГОДУ
Сейчас трудно предсказать, какие типы и конст-
рукции устройств дальней радиотелевизионной связи
будут применяться в 1980-х годах. Очень многое будет
зависеть от случая. На предстоящее десятилетие уже
наметилась тенденция создания наручных радиоприем-
ников, питаемых за счет тепла человеческого тела, пор-
тативных цветных телевизоров, домашних телевизоров,
встроенных в стены комнат или переносимых из ком-
наты в комнату и подвешиваемых наподобие картин, —
количество всевозможных вариантов и усовершенство-
ваний кажется безграничным.
Начнем с того, что через двадцать лет почти навер-
няка и в печатании и в распространении новостей про-
изойдет техническая революция, сравнимая по своему
значению с началом книгопечатания. Немыслимым ана-
хронизмом станет продажа газет из фургонов или рас-
кладка их по почтовым ящикам. Уже сейчас, с внедре-
нием фотокомпозицпонных методов взамен высокой
печати и с появлением возможности одновременного
набора и печати одной и той же газеты в нескольких
местах, удаленных друг от друга на тысячи километ-
ров, старая, громоздкая технология издания газет близ-
ка к своему закату. Конечно, полный переворот в по-
лиграфической промышленности наступил бы гораздо
быстрее, если бы не миллионные капиталовложения в
устаревшее оборудование. Изменения в полиграфиче-
ской промышленности в связи с освоением офсетных
методов печати столь велики, что они могут оказать
95
радикальное воздействие на всю экономику газетной
индустрии. Поскольку сами по себе эти методы хорошо
приспособлены к особенностям местных и региональ-
ных издательств, одним из последствий их внедрения
может оказаться развитие журналистики на местах и
ослабление позиций газетных монополий.
Все сказанное выше относится к ближайшему буду-
щему. Каковы перспективы на более длительный пе-
риод? Сейчас трудно себе представить, что именно по-
влияет на развитие печатного дела. В отдаленном бу-
дущем газета станет электронной, если только здесь
применим термин газета в современном его понимании.
Источниками новостей станут телевизионные экраны,
стенные панели, личные телетайпы или иные устрой-
ства; передавать их будет специальная служба телеви-
дения. «Читатель» сможет, набрав цифровой код, по-
лучить «страницу» текста, изучать ее сколько угодно,
«перелистывать» страницы от начала до кенца и обрат-
но, заказать позапрошлый пли прошлогодний номер
любой газеты. Подписчик книжных изданий сможет
читать все книги, начиная от нашумевшего романа и
кончая подстрочным примечанием на какой-то странице
издания, представляющего собой библиографическую
редкость.
К 1984 году журналистика, если понимать под этим
словом все, что относится сейчас к изданию массовых,
а частично и отраслевых газет, прочно перейдет в
руки телевидения. Никакими средствами нельзя до-
стичь большей оперативности, чем, когда, сидя в своей
комнате, вы наблюдаете людей и события, как если бы
они происходили на ваших глазах, хотя на самом деле
они могут происходить где-нибудь на поверхности
Лупы.
К 1984 году передачи цветного телевидения одно-
временно по нескольким каналам смогут проводиться
непрерывно весь день. По телевидению станут переда-
вать заседания парламентов. Через систему Евровиде-
ния, спутники связи или с помощью более новых изо-
бретений будут проводить немедленные репортажи со-
бытий, происходящих в любом месте земного шара или
даже за его пределами.
Телевидение найдет широкое применение в системе
образования. В школах, институтах и университетах
телевидение станет ежедневным помощником препода-
вателей. В ближайшие двадцать лет откажутся от уна-
следованной еще со средних веков системы, когда про-
фессор связан с одной университетской кафедрой.
Появятся межуниверситетские лекции и курсы. Для
сидящих перед телевизорами студентов-заочников бу-
дут читать бессчетное число самых различных курсов.
Созданию какого мира будут способствовать все опи-
санные нововведения? Подобно тому как авиация ре-
волюционизировала дипломатию и торговлю, сменив
послания, передаваемые с помощью тихоходного флота
и почтовых голубей, на личные встречи государствен-
ных деятелей и торговых представителей, так и радио-
телевизионная связь может все изменить и позволит
премьер-министрам и руководителям торговых фирм
отказаться от кресел самолета. И хотя сверхзвуковой
самолет за 7 часов доставит в Лондон жителя противо-
положной стороны земного шара, сочетание телефона
с телевизором сделает нерациональным дальнее путе-
шествие. Какая-то часть деловых встреч в 1984 году
будет все еще основана на личном контакте. Что ка-
сается путешествий, предпринимаемых для отдыха и
развлечения, — скорее всего притягательная сила цвет-
ного объемного изображения отступит перед желанием
и возможностью самому все попробовать и ощутить.
Существует еще одно направление, развития кото-
рого следует ожидать в ближайшем будущем. Речь идет
об индивидуальном хранении информации в запоми-
нающих * устройствах и безграничных возможностях,
возникающих в результате этого. В предстоящем два-
дцатилетии, а возможно, и гораздо раньше, индиви-
дуальное хранение информации станет повседневной
практикой нашего быта. Семейные аппараты для записи
изображения на магнитную ленту вот-вот поступят к
пам, и тысячи людей смогут составлять свои личные
или коллективные программы. Будут процветать мест-
ные телевизионные станции и народные театры, то
есть возникнут предпосылки для совершенствования
творческой жизни местных коллективов.
7 Зак. 1400
4. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
ГАСАН ОЗБЕКХАН, директор по пла-
нированию компании «Систем диве-
лопмент корпорейшн», США
АВТОМАТИКА
Автоматика — одно из наиболее значительных явле-
ний современности. Поэтому не удивительно, что за
прошедшие годы предпринято множество попыток пред-
сказать на ближайшие 10—20 лет как пути дальней-
шего развития самой автоматики, так и ее влияние на
общество и отдельные человеческие судьбы. Поводом
для некоторых предсказаний был страх, для дру-
гих — любопытство. Встречались также люди, пытав-
шиеся использовать прогнозы развития автоматики как
обоснования для политики. Картины будущего автома-
тизированного мира, которые рисовал каждый, отлича-
лись в отдельных деталях в зависимости от исходных
соображений. Все, однако, соглашались в том, что воз-
действие автоматики на нашу жизнь после 1975 года
будет весьма существенным.
В области автоматики уже сейчас действуют дви-
жущие силы, в конечном счете определяющие ее-*раз-
витие. Лишь немногие среди тех, кто пытался нарисо-
вать будущее автоматики, пошли настолько далеко,
чтобы проследить, каким образом выдвигаемые предпо-
ложения оправдываются с позиций реального анализа
этих сил.
Цель настоящей статьи — вкратце обсудить совре-
менное значение термина автоматика. Такое обсужде-
ние позволит нам высказать некоторые мысли относи-
тельно развития области применения средств автома-
тики и его ожидаемых результатов. Мы будем рассмат-
ривать эти области в свете современной технической
эволюции. Кроме того, мы постараемся исследовать
98
влияние автоматики на человеческое оощество в не-
сколько более отдаленном будущем.
Человек всегда управлял машинами сам. Отличи-
тельное свойство современной автоматики в том, что
функции управления возлагаются на машины, которые
в свою очередь управляют другими машинами. Ранее
считалось, что для управления всякой промышленной
установкой нужно выполнять следующие четыре вида
операций, традиционных для производственного про-
цесса:
1. Обрабатывать материалы (это и есть сам произ-
водственный процесс).
2. Составлять программы (технологические карты),
с помощью которых затем будет производиться наст-
ройка станков.
3. Выполнять настройку станков.
4. Выполнять простую обработку информации.
Все эти операции можно автоматизировать. Однако
нужно, чтобы выполняющие их машины были взаимо-
связаны между собой — составляли единое целое. Ма-
шины должны иметь также наперед заданный внутрен-
ний приказ (отражающий логику их работы) и меха-
низм самонастройки, или обратной связи. Подобные
требования означают, что в автоматике мы имеем дело
с системами и что для изучения таких систем может
быть использован аппарат теории автоматического уп-
равления. Современная теория автоматического управ-
ления развивается по двум направлениям: автоматиза-
ция производственных процессов и интерпретация об-
становки. Начиная с сороковых годов нашего столетия
появилась возможность широко использовать в обоих
направлениях универсальные цифровые вычислитель-
ные машины с внутренним программированием. Итак,
направления развития автоматики и бее то, что мы
можем ожидать как результат ее развития, опреде-
ляются двумя основными функциями — автоматизацией
производственных процессов и интерпретацией обста-
новки. Первая из этих функций имеет большую историю
'и известна лучше. Понятие интерпретация обстановки
требует еще некоторых пояснений. Интерпретация об-
становки заключается в установлении взаимодействия
между вычислительной машиной и внешней средой.
Такое взаимодействие нужно для того, чтобы вычисли-
7*
99
тельная машина могла должным образом реагировать
на изменения, происходящие во внешней среде.
Интерпретация обстановки осуществляется по спе-
циальным программам. Простые программы, очевидно,
обеспечивают получение только весьма неполной кар-
тины истинных процессов, протекающих во внешней
среде. Эти процессы можно описывать только двоич-
ными кодами — единственная форма, в которой инфор-
мация воспринимается вычислительными машинами.
Но чем сложнее программа, тем полнее картина внеш-
ней обстановки. Так прочерчиваются новые границы —
более обширные по сравнению с предыдущими. В каж-
дом случае границы определяются языком, на котором
написана программа. Итак, задача интерпретации об-
становки — это задача последовательного расширения
границ с целью снабдить машину информацией, все в
большей и большей степени приближающейся к неко-
торой требующейся машине внутренней схеме, или об-
разу. Такая задача может быть решена путем исполь-
зования нескольких программ, образующих единую
последовательность. По мере приближения к стадии не-
посредственного ввода информации в машину каждая
из этих программ обеспечивает получение все более
простой картины внешней обстановки.
Создавая последовательности программ, мы полу-
чаем возможность интерпретировать обстановку все
возрастающей сложности. Так возникает понятие языка
более высокого уровня. Интерпретация усложняющейся
обстановки, связанная с увеличением сложности про-
грамм, требует в свою очередь увеличения быстродей-
ствия процессоров1.
Попросту говоря, увиличить сложность програм-
мы — это значит увеличить объем работы. Увеличение
же быстродействия процессора позволяет в допустимые
сроки выполнить больший объем работы. Теоретически
совершенно безразлично, достигаются ли заданные
границы за счет последовательного соединения не-
скольких интерпретирующих устройств или в резуль-
1 Процессором называется часть вычислительной машины,
выполняющая собственно вычисления, в отличие от устройств
массовой памяти, устройств ввода-вывода и других, несущих
вспомогательные функции. — Прим, перев.
100
тате построения одной чрезвычайно сложной програм-
мы, полностью реализуемой в пределах единой системы.
Мы хотим подчеркнуть только, что уже сейчас мо-
жет быть разработана и в ближайшем будущем по-
строена система, обладающая весьма развитой способ-
ностью к интерпретации.
Машина выполняет те или иные действия в соот-
ветствии с введенной в нее программой. При этом про-
грамма переводится на внутренний язык машины —
машина интерпретирует программу. Существуют про-
граммы для интерпретации других программ. Таким же
точно образом человек интерпретирует окружающую
его обстановку, которая представляет собой его собст-
венное восприятие внешнего мира. По мере развития
способности машин к интерпретации, границы явлений,
допускающих интерпретацию, становятся все более
сложными. Мы понимаем это скорее в неявной, чем в
явной форме. Язык, которым пользуются машины при
описании обстановки, становится менее понятным, а
сама обстановка эволюционирует в сторону усложнения
окружающего нас мира.
Задача систем, подобных описанным выше, — уве-
личение скорости интерпретации как за счет усовер-
шенствования оборудования (создания более быстро-
действующих переключательных элементов), так и за
счет усовершенствования математического обеспече-
ния \ Совершенствование средств математического обе-
спечения в свою очередь позволяет более эффективно
использовать оборудование. И то и другое необходимо,
если мы хотим отображать явления повышающейся
сложности. Итак, развитие современной автоматики
определяется совершенствованием оборудования цифро-
вых вычислительных машин и созданием новых, более
эффективных средств математического обеспечения.
1 При работе с современными вычислительными машинами
широко используются так называемые стандартные программы,
т. е. программы, составленные раз и навсегда для решения
большого круга задач. Программы записываются на специаль-
ных символических языках. Наконец, имеются программы для
перевода с символического языка на язык машины и для орга-
низации вычислительных процессов (программы-диспетчеры).
Все это, вместе взятое, получило название средств математи-
ческого обеспечения. — Прим, перев.
101
Таблица 1
Основные функции вычислительных машин
и предполагаемые области их применения
Основные функции
Области применения
ДИНАМИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ
Адаптивная организация памяти
Организация данных
Разработка базовых массивов данных
Разработка и развитие системы цен
Развитие структур
классификация
Идентификация различных факторов
Идентификация связи
ПЛАНИРОВАНИЕ (I)
ПРОИЗВОДСТВО (I)
ОБУЧЕНИЕ (I)
ОБМЕН (I)
ТОРГОВЛЯ
ВЫХОД ЗА СУЩЕСТВУЮЩИЕ ГРАНИЦЫ
Взаимосвязи
Связь с внешним миром
Создание вычислительных сетей
Создание систем связи
Доступ на расстоянии
Работа в реальном времени
Дистанционное управление
Коммутация
Интерпретирующие системы
РАЗМЕЩЕНИЕ
Разделение возможностей
Одновременное использование
Разделение времени
Работа во взаимодействии с системой
Работа в реальном времени
Планирование машинного времени
Управление вычислительным процессом
ОБРАБОТКА ДАННЫХ
ПРОИЗВОДСТВО (II)
ОБУЧЕНИЕ (II)
ОБМЕН (II)
СОСТАВЛЕНИЕ РАСПИСАНИИ В ОБЛАСТИ СВЯ-
ЗИ (I)
СОСТАВЛЕНИЕ РАСПИСАНИЙ В ОБЛАСТИ
ТРАНСПОРТА (I)
ПЛАНИРОВАНИЕ (II)
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ (I)
СОСТАВЛЕНИЕ РАСПИСАНИЙ В ОБЛАСТИ
ТРАНСПОРТА (II)
СОСТАВЛЕНИЕ РАСПИСАНИЙ В ОБЛАСТИ СВЯ-
ЗИ (II)
ПОИСК И СОРТИРОВКА
Поиск
Нахождение экстремума
Нахождение минимаксов
Информационный поиск
Измерение степени соответствия
Распознавание текстов
Реферирование
Составление выписок
Принятие решений
Решения по машинам
Программа
Решения о значениях
Эвристический выбор
МОДЕЛИРОВАНИЕ
Аналитическое моделирование
Модели производственных процессов
Оценочные испытания
Усовершенствование систем
Предсказание характеристик систем
Продолжение табл. 1
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ (II)
БИБЛИОТЕКИ
ОБУЧЕНИЕ (III)
ОБМЕН (III)
ПЛАНИРОВАНИЕ (III)
СОСТАВЛЕНИЕ РАСПИСАНИЙ В ОБЛАСТИ
ТРАНСПОРТА (III)
СОСТАВЛЕНИЕ РАСПИСАНИЙ В ОБЛАСТИ СВЯ-
ЗИ (III)
Таблица 2
' Основные ожидаемые результаты от внедрения вычислительных машин, вероятные сроки и препятствия
к их реализации
Л „ Вероятный срок Вероятные препятствия к Основные ожидаемые результаты наступления реализации
ПЛАНИРОВАНИЕ’ Задачи высокой сложности, решаемые во всех обла- стях применения (I) Средства для восприятия и осмысливания окружаю- щей обстановки (II) Исследование степени реализуемости долгосрочных прогнозов (III) 1980—2000 1975—1980 Проблемы записи информации в форме, доступной для механическо- го распознавания и считывания
ПРОИЗВОДСТВО Замена человека на посту управления производ- ственными процессами чувствительными автома- тическими устройствами (I) Адаптивное управление складским хозяйством и административными системами (I) Многоцелевые или универсальные региональные (а в дальнейшем глобальные) взаимосвязанные средства (II) Роботы для производства и обслуживания (I) 1966—? 1975—1980 Маловероятны 1975—1985 Высокая стоимость перевозок; уменьшение стоимости процессов обработки
ОБМЕН
Общее упрощение общения с машиной и хранения
информации с использованием новых удельных
оценок (I)
Кредитные системы, системы труда, торговли, меж-
дународные деловые отношения, особенно на ком-
мерческом уровне (II)
Системы автоматизированных рынков, охваченные
единой сетью связи, с оконечными установками,
которые могут быть смонтированы на дому у
абонентов (III)
ТОРГОВЛЯ
Оформление сделок; автоматизация поиска данных
и подбора аргументов при спорах, идентифика-
ция аргументов и конфликтных ситуаций
ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ
Все области применения
Информационные службы с применением вычисли-
тельных машин — взаимосвязанные хранилища
данных, автоматизация деловых архивов
Автоматизированная диагностика (в медицине, об-
ществоведении, механике и т. п.)
Продолжение табл. 2
1990—2000
1975—1980 Стоимость доставки покупок; стои- мость средств связи при условии,
1975—1980 что они используются эпизодически Автоматическое определение смыс-
1975—1985 ла на основе инструктивных дан- ных
1980—1995 Организация вычислительной служ- бы маловероятна, поскольку стои-
1970—1975 мость процессоров уменьшается быстрее стоимости средств связи
1980—1990
УЧЕБА И ОБУЧЕНИЕ
Региональные или мировые учебные центры, до-
ступ к которым возможен с домашних оконечных
установок (II)
Усовершенствование отдельных курсов
Массовое обучение с привлечением вычислитель-
ных машин (I и III)
Симбиоз человека и машины (I, II и III)
Развитие знаний (I)
СОСТАВЛЕНИЕ РАСПИСАНИЙ В ОБЛАСТИ СВЯЗИ
Передача по всем видам связи (I)
Скоростная передача сообщений ’(II)
Экспериментальные и контрольные устройства (III)
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ
Системы комплексного планирования (I)
Принятие решений по распределению ресурсов,
дающему оптимальную прибыль (II)
Составление расписаний в области транспорта
Массовые скоростные перевозки (I)
Управление воздушным движением (II)
Усовершенствование методов решения задач из об-
ласти смешанных перевозок (III)
БИБЛИОТЕКИ
Поиск информации с домашних установок (изго-^
товление копий)
Реферирование и репродуцирование текстов
Ответы на вопросы
Автоматическое составление библиографий
1985—? 1975—1980 1970—1975 1985—? 1985-? Мировые или большие региональные центры маловероятны из-за высо- кой стоимости средств связи при низкой стоимости процессоров Проблемы представления
В стадии разработки 1990—? 1960—1975 Организация чисто цифровых си- стем связи
1970—1980 1980—2000 1975—1985 1975—1985 1970—1980 1975—1980 Малая скорость переключений в механических системах
1985—? 1975—1980 1975—1980 1970—1975 Стоимость средств связи по сравне- нию со стоимостью печатающих устройств Автоматическое определение смыс- ла вопроса
Действующие здесь силы — это увеличение быстродей-
ствия и уменьшение стоимости.
По мере развития технологии вычислительных ма-
шин и совершенствования средств математического обе-
спечения выявляются новые виды работ, которые можно
поручить машинам. Эти работы определяют новые об-
ласти применения. Основные функции вычислительных
машин и предполагаемые области их применения пере-
числены в табл. 1. Эта таблица представляет собой по-
пытку как можно более полно осветить следующую
группу вопросов:
1. Развитие наиболее характерных для современного
состояния автоматики функций.
2. Обоснованные этим развитием области примене-
ния средств автоматики.
В табл. 2 более подробно перечислены предполагае-
мые области применения вычислительных машин, а
также вероятные сроки и препятствия к их реализации.
Главными движущими силами, которые учитыва-
лись при составлении прогнозов, были экономика, тех-
ника и социальное развитие. Действуют они, конечно,
не одинаково. В дальнейшем мы опишем влияние этих
сил, исходя из шести предположений, отражающих раз-
витие аппаратурной части автоматических систем и
средств математического обеспечения. Были выбраны
те предположения, которые допускают в настоящее
время построение достаточно обоснованных прогнозов.
1, К 1975 году аппаратурные средства вычислитель-
ной техники станут по меньшей мере в 10, а возможно,
и в 100 раз дешевле существующих. Затраты на сред-
ства математического обеспечения будут снижаться с
относительно меньшей скоростью.
Таков основной экономический прогноз. Новейшие
исследования показывают, что стоимость хранения од-
ной двоичной единицы информации в запоминающих
устройствах на магнитных сердечниках снизится по
сравнению с тем, что мы имеем сегодня, па 2,5%. Сто-
имость хранения одной двоичной единицы информации
на магнитной ленте должна снизиться на 3—5 поряд-
ков. Затраты на средства математического обеспечения,
в огромной степени зависящие от производительности
труда программиста, начнут уменьшаться только после
108
того, как будут созданы новые методы программирова-
ния, и в первую очередь символические языки более
высокого уровня. Сегодня стоимость самой вычисли-
тельной машины относится к стоимости средств ма-
тематического обеспечения как 50/50. К 1975 году это
отношение изменится и достигнет величины 30/70. Ин-
тересно отметить, что 10 лет назад оно было равно
70/30.
2. Возрастет абсолютная производительность средств
вычислительной техники. Возрастет также отношение
производительности средств вычислительной техники к
их размерам, стоимости и способности инженеров-сис-
темотехников использовать эти средства.
Поскольку в настоящее время не существует единой
меры производительности технических средств, мы вы-
нуждены остановиться по меньшей мере на четырех
способах определения этой производительности.
Прежде всего, в связи с развитием техники тонких
пленок и молекулярной электроники к 1975 году ожи-
дается радикальное уменьшение размеров элементов. Это
позволит устанавливать аппаратуру весьма большой про-
изводительности в обычных конторских помещениях.
Во-вторых, ожидается, что время выполнения опе-
рации сложения уменьшится по меньшей мере на три
порядка. Длительность цикла обращения к памяти
уменьшится на 6%, а быстродействие отдельных эле-
ментов достигнет предела, определяемого скоростью
распространения сигналов.
В-третьих, ожидаются существенные усовершенст-
вования внешних запоминающих устройств большой
емкости. Плотность записи на магнитную ленту достиг-
нет 600 бит!мм. Появятся запоминающие устройства
большой емкости на дисках, обеспечивающие возмож-
ность одновременного обращения к нескольким дискам.
Будут созданы дешевые запоминающие устройства на
магнитных картах емкостью в миллионы бит. Наконец,
будут разработаны фотографические запоминающие
f устройства емкостью порядка 200000 бит!см2. В ре-
зультате к 1975 году окажется экономически оправдан-
ным построение систем с общей емкостью памяти по-
рядка миллиарда бит. Наличие дешевых запоминающих
устройств очень большой емкости в сочетании с бы-
109
стродействующими схемными элементами позволит осу-
ществлять передачу с высокой скоростью больших мас-
сивов данных между внутренними и внешними устрой-
ствами памяти.
Наконец, наличие дешевых схемных элементов поз-
волит изготовителям вычислительных машин строить
системы, отличающиеся высокой степенью параллелиз-
ма при обработке данных. Благодаря введению большей
схемной избыточности значительно возрастет надеж-
ность.
Эффект от увеличения производительности зависит
также и от способа применения. Эксперименты, свя-
занные с моделированием, будут требовать меньше вре-
мени, позволят учитывать большее количество перемен-
ных, а также увеличить сложность самих моделей.
В связи с увеличением производительности при одно-
временном уменьшении стоимости для потребителя бу-
дет экономически целесообразно работать в непосредст-
венном контакте с машиной даже при решении отно-
сительно простых задач.
3. Средства вычислительной техники станут разно-
образнее. Это обеспечит повышение гибкости при их
объединении в системы.
В результате действия двух отмеченных выше тен-
денций изготовитель получит большую свободу при
разработке структур вычислительных машин, что ока-
жет существенное влияние на разработку средств мате-
матического обеспечения. Изготовители технических
средств предложат потребителям самый широкий ас-
сортимент размеров, быстродействия и стоимости запо-
минающих устройств. В настоящее время разрабаты-
ваются многопроцессорные системы, состоящие из не-
скольких вычислительных машин, каждая из которых
работает по самостоятельной программе. Машины объ-
единены каналами связи, что позволяет осуществить их
совместную работу. Такие системы можно применять в
тех случаях, когда требуются эпизодические увеличе-
ния производительности, превышающие возможности
каждой отдельной машины, или когда при решении
типовых задач требуются независимые запоминающие
устройства. По сравнению с обычными машинами в мно-
гопроцессорных системах большая часть операций по
диспетчеризации и организации вычислительного про-
110
цесса будет выполняться оборудованием самой системы.
Несмотря на это, есть все основания предполагать, что
в течение ближайших пяти лет проблема математиче-
ского обеспечения по-прежнему останется очень труд-
ной.
4. К 1975 году мы будем располагать более произ-
водительным, гибким и дешевым оборудованием для
связи человека с машиной, а также соответствующими
средствами математического обеспечения.
Из всего сказанного выше следует, что возможности
машин значительно возрастут. По мере накопления
опыта эксплуатации средств вычислительной техники
растет их популярность. Многие начинают видеть в вы-
числительных машинах средство для решения стоящих
перед ними проблем. Поэтому все новые и новые груп-
пы абонентов, главным образом не программистов, бу-
дут стремиться работать в непосредственном контакте
с машиной. Подобные контакты станут возможными
благодаря созданию оптических устройств для чтения
рукописных текстов; более быстродействующих и более
гибких устройств для чтения печатного текста, способ-
ных распознавать различные шрифты и надежно рабо-
тать при скорости порядка 10 000 знаков!сек; дешевых
и гибких запросно-ответных станций с клавиатурой и
устройствами отображения, использующими световое
перо \ а в случае необходимости — двухкоординатные
графопостроители; сравнительно дешевых быстродейст-
вующих печатающих устройств на основе электронно-
лучевых трубок, работающих со скоростью свыше 3000
строк!мин; устройств для заполнения документов, до-
1 Световым пером называется устройство, состоящее из
электронно-лучевой трубки, стержня с фотоэлементами и элект-
ронной следящей системы. При приближении стержня (свето-
вого пера) к пятну света на экране трубки последнее попадает
в поле зрения фотоэлементов и следящая система начинает
работать таким образом, что при перемещениях стержня пе-
ремещается также и световое пятно, а в машину поступают
сигналы, определяющие координаты пятна (и стержня) в каж-
дый данный момент времени. Устройство может быть исполь-
зовано для ввода в машину чертежей, графиков, схем и дру-
гих графических изображений. Световое перо дает также воз-
можность вносить исправления в изображения, создаваемые
машиной на экране трубки. — Прим, перев.
111
Фиг. 1. Данные о техническом прогрессе в области автома-
тики, полученные исследователями фирмы «Рэнд корпорейшн»
на основе опроса специалистов по методу Делфи. Каждый спе-
циалист давал наиболее вероятную, по его мнению, оценку
срока наступления того или иного события. Среднему значе-
нию по всем оценкам соответствует на диаграмме точка, где
черная полоска имеет наибольшую ширину. Полная длина
интервала между самой ранней и самой поздней оценками
делилась на четыре равные части. Точки, соответствующие
оценкам «ранней» четверти, на диаграмме не показаны. Не
показаны также точки, соответствующие оценкам «поздней»
четверти. Черная полоска на диаграмме объединяет точки, со-
ответствующие двум «средним» четвертям полйого интервала.
112
1. Увеличение в 10 раз капитальных вложений в производ-
ство вычислительных машин для автоматической обработки
данных.
2. Управление воздушным транспортом — прокладка и пред-
сказание маршрутов для всех самолетов.
3. Прямая связь между магазинами и банками для оформле-
ния платежных операций.
4. Широкое использование простых обучающих машин.
5. Автоматизация конторских работ, в результате которой
штат конторских работников уменьшится на одну четверть.
6. Образование становится почетным и интересным занятием
в свободное время.
7. Широкое использование обучающих машин.
8. Автоматический поиск библиографических материалов и
изготовление копий в библиотеках.
9. Автоматический поиск юридической информации.
10. Автоматический перевод с учетом правил грамматики.
11. Автоматизация процессов при ускоренных перевозках.
12. Автоматическое принятие решений при администрировании
и планировании.
13. Электронное протезирование (радиолокаторы для слепых,
искусственные конечности).
14. Автоматическая диагностика заболеваний.
15. Создание поточных линий, управляемых вычислительными
машинами, работающими на основе самообучения.
16. Широкое автоматическое обслуживание (роботы).
17. Широкое использование вычислительных машин при рас-
чете налогов.
18. Появление машин, -которые могут пройти интеллектуаль-
ную проверку с оценкой выше 150.
19. Создание универсального языка для автоматической связи.
20. Использование автоматических устройств для передачи и
подсчета данных при голосовании.
21. Автоматизированные шоссейные дороги, индивидуальные
автоводители на автомобилях.
22. Автоматическая передача и печать на дому газет и жур-
налов.
23. Осуществление непосредственной электромеханической свя-
зи между Человеком и машиной.
24. Международные соглашения, гарантирующие некоторый
экономический минимум для всего населения земного шара
в результате увеличения продукции за счет автоматизации.
25. Централизованная (возможно, спонтанно развивающаяся)
система непосредственного общения.
8 Зак. 1400 ИЗ
пускающих в случае необходимости возможность тира-
жирования; устройств отображения, имеющих более вы-
сокую яркость изображения, большую разрешающую
способность, меньший состав оборудования и значи-
тельно большую гибкость.
Развитие средств математического обеспечения по-
зволит удовлетворить запросы к системам связи между
человеком и машиной за счет введения более произво-
дительных символических языков высшего уровня,
а также большего разнообразия специализированных
языков. Это позволит абонентам, не имеющим специ-
альной подготовки в области программирования, взаи-
модействовать с отдельными блоками вычислительной
системы и даже с различными машинами, причем або-
нент каждый раз сможет выбирать наиболее удобный
ему язык.
5. Организация работы машин в режиме разделения
времени 1 позволит осуществить совместную работу не-
скольких машин. Некоторые из них могут даже и не
иметь средств разделения времени. Машины будут со-
ставлять единые сети, объединенные каналами связи
с унифицированными носителями.
1 В режиме разделения времени машина одновременно ре-
шает несколько задач. Смысл подобной организации в том,
что пока в центральном процессоре выполняются вычисления
для одной задачи, внешние устройства машины осуществляют
ввод или вывод данных, относящихся к другим задачам. Это
позволяет существенно повысить коэффициент полезного ис-
пользования устройств машины. Каждой задаче присваивается
приоритет. В первую очередь решаются задачи с более высо-
ким приоритетом. Однако, если какая-либо задача ожидает
своей очереди слишком долго, ее приоритет автоматически по-
вышается. Для этого с помощью электронных часов регистри-
руется время нахождения каждой задачи на очереди. Каждое
устройство машины также имеет свой приоритет. Обычно са-
мый высокий приоритет присваивается устройствам ввода-вы-
вода, а самый низкий — центральному процессору. Регулирова-
ние очереди, автоматическое распределение между задачами
емкости запоминающего устройства и определение готовности
каждого устройства осуществляются по специальной програм-
ме-диспетчеру. В режиме разделения времени каждый абонент
может работать так, как если бы машина была полностью пре-
доставлена ему одному. В то же время программа-диспетчер
дает возможность абонентам обмениваться информацией. —*
Прим, перев.
114
Технически вычислительные сети могут быть созда-
ны уже сегодня, однако пока этому препятствуют ад-
министративные и экономические соображения. Ра-
зумно предположить, что в связи со снижением стои-
мости оборудования и возрастанием требований к обра-
ботке больших объемов информации от удаленных
объектов, создание к 1975 году так называемой инфор-
мационной службы станет вполне реальным.
6. Стоимость вычислительного оборудования умень-
шится особенно резко по сравнению со стоимостью цен-
трализованных систем связи.
По мере развития информационной службы будет
увеличиваться число отдельных информационных пун-
ктов, составляющих единую развитую сеть. Затраты на
передачу и прпем сообщений абонентами информацион-
ных пунктов из-за высокой стоимости систем связи
значительно выше затрат на само информационное об-
служивание. Кроме того, затраты на прием и передачу
сообщений резко увеличиваются с увеличением длины
канала связи, поэтому территория, где имеются потен-
циальные абоненты, должна быть покрыта сетью ин-
формационных пунктов достаточно равномерно. Следо-
вательно, на каждом этапе информационная служба
будет представлять собой некоторое количество процес-
соров, связанных друг с другом телефонными линиями
большой протяженности.
Расстояния между отдельными процессорами будут
достаточно велики. Однако можно ожидать, что к 1975
году даже самый удаленный абонент сможет связаться с
ближайшим информационным пунктом по обычному (не
снабженному усилителями) телефонному каналу. Толь-
ко в тех случаях, когда получаемая информация стареет
относительно быстро по сравнению с частотой запросов,
окажется экономически оправданным »обращаться к
централизованным хранилищам информации, располо-
женным на больших расстояниях от абонентов \
1 При организации информационной службы каждый або-
нент получает в свое распоряжение определенный объем (стра-
ницу) общего запоминающего устройства информационного
пункта. По его требованию на эту страницу переписывают-
ся те или иные данные из централизованного хранилища
8* 115
Анализ шести рассмотренных выше предположений
относптельно развития вычислительной техники позво-
лил составить табл. 1. Интересно сравнить ее с диа-
граммой, показанной в первой главе. Последняя состав-
лена на основе метода Делфи, развитого О. Хелмером
(см. стр. 23). По методу Делфи прогнозы состав-
ляются не с помощью логической экстраполяции, кото-
рой мы пользовались в данной работе, а на основании
опроса специалистов. Легко заметить, что обе фигуры
имеют много общего и предлагают полезные, хотя и
фундаментально различные средства исследования бу-
дущего автоматики.
Наибольший интерес представляют, пожалуй, имен-
но различия между двумя предсказаниями. Предсказа-
ния Хелмера — скорее всего гипотезы, а наши суть не
что иное, как попытка доказать эти гипотезы. Если
учесть также возможные препятствия на пути развития
автоматики (указанные в табл. 1), то можно уточнить
результаты, полученные методом Делфи и сделать бо-
лее достоверные выводы.
ЛИОНЕЛЬ БУРНОНВИЛЬ, фирма
«Буль», Франция
ИДЕАЛЬНАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
Для инженера — специалиста по электронным систе-
мам обработки данных чрезвычайно трудно высказать
публично свою точку зрения по поводу того, каким
будет состояние данной области техники в 1984 году.
Чтобы быть добросовестным, такой инженер должен
сдерживать свое воображение, которое может оказаться
столь же пылким, как и у неспециалиста, и ограничить-
информации. Естественно, что размер абонементной платы уве-
личивается пропорционально объему абонированной памяти.
Поэтому, когда потребность в данных какого-либо вида возни-
кает относительно редко, а сами данные быстро устаревают,
абоненту выгоднее не сохранять эти данные на своей стра-
нице, а обращаться каждый раз непосредственно в централи*
зованное хранилище. — Пр им. пер ев.
116
ся тем, что можно предсказать исходя из логических
соображений. Он должен быть честным в своих рас-
суждениях, чтобы уберечь других от ложных надежд,
а себя самого — от прозвища «мечтатель», которое не
замедлят присвоить ему коллеги.
Двадцать лет бурного развития вычислительной
техники дают все основания оптимистически оценивать
ее будущее. Рано или поздно мы, возможно, начнем
получать в обмен на затраченные усилия меньшую от-
дачу, но пока (хотя подчас и встречаются отдельные
препятствия) нет никаких признаков, что кривая об-
щего прогресса вычислительной техники может пойти
на убыль.
Подойдем теперь непосредственно к нашей теме.
Сейчас в среде специалистов по системам обработки
данных бытует известная шутка. Смысл ее в том, что
каждый потребитель средств вычислительной техники
хочет, чтобы его машина «мгновенно решала любую
задачу, не требовала затрат и к тому же обходилась
без программирования и даже без предварительного
анализа задач». В какой же степени машины будущего
смогут приблизиться к этому идеалу?
Машина, решающая любую задачу. Честно говоря,
такие машины существуют уже сегодня. Благодаря
использованию магнитных лент электронные устрой-
ства, снабженные запоминающими системами большой
емкости, хранящими сложные программы, обеспечи-
вают полностью автоматическую обработку данных.
Машины такого типа обладают самыми разнообразны-
ми возможностями. Единственное, чего они пока еще
не могут делать, — это отличать данные, имеющие
смысл, от бессмысленных и самостоятельно выбирать
правила решения задач, -Через двадцать лет с по-
мощью машины можно будет регулировать уличное
движение в большом городе. Для этого требуется только
определить, какая именно информация нужна машине
и какие именно математические, логические и стати-
стические закономерности нужно привлечь к решению
подобной задачи. Тенденция развития вычислительной
техники, несомненно, в том, чтобы данные обрабаты-
вались по мере их поступления и в том самом месте,
где они возникают. Наша цель — исключить при обра-
ботке данных какие бы то ни было промежуточные
117
этапы, и прежде всего операции по переписыванию
информации, требующие вмешательства человека. На
этом пути достигнуты уже определенные успехи, в чис-
ле которых можно отметить появление машин, рабо-
тающих в реальном масштабе времени, и устройств
для считывания данных с документов. Область при-
менения машин будет расширяться по мере создания
недорогих считывающих устройств и, возможно,
устройств для ввода информации с рукописных доку-
ментов и непосредственно с голоса. Но тут лучше
остановиться. Иначе мы рискуем перейти в область
научной фантастики.
В нашем распоряжении уже сейчас имеются запо-
минающие устройства большой емкости. Однако, когда
дело касается хранения данных, у нас есть все основа-
ния быть недовольными этими устройствами. Магнит-
ная лента позволяет хранить данные с большой линей-
ной плотностью. Но при поиске время обращения
относительно велико. Совершенно отсутствуют двух- и
трехмерные устройства, которые могут обеспечить до-
статочную емкость при приемлемой стоимости. Если бы
удалось найти носитель информации с такой же плот-
ностью, как у магнитной ленты, и с таким же време-
нем обращения, как у электронных устройств, был бы
достигнут существенный прогресс в повышении уни-
версальности вычислительных машин. До сих пор, од-
нако, имеются опасения, что машина, столкнувшись
с большим массивом данных, окажется не в состоянии
выбрать из них те, что нужны для решения задачи.
В мозгу человека (трехмерное запоминающее устрой-
ство) реализуется принцип произвольного обращения,
однако мы наделены способностью выбирать среди со-
держимого нашей памяти только то, что имеет непо-
средственное отношение к создавшейся обстановке.
Нужно, чтобы машина могла делать то же самое и при
этом не просматривала все без исключения данные,
хранящиеся в ее устройствах. Короче говоря, машина
должна действовать эвристически.
Машина, работающая мгновенно. Для идеальной
машины скорость обработки данных имеет весьма су-
щественное значение. За истекшие двадцать лет в этой
области был достигнут огромный прогресс. Будет ли
быстродействие и в дальнейшем увеличиваться таки-
118
ми же темпами? Здесь перед нами встает непреодоли-
мое препятствие — конечность скорости света, а сле-
довательно, и конечность скорости передачи электри-
ческих сигналов. Сейчас в вычислительной технике мы
измеряем время в микросекундах. За одну микросе-
кунду свет проходит 300 м. Но мы уже начинаем из-
мерять время в наносекундах (10~9 сек). За одну нано-
секунду свет проходит 30 см. Чтобы быстродействие
продолжало увеличиваться, размеры машин должны
уменьшаться. Можно также строить вычислительные
системы в виде совокупности малых специализирован-
ных машин, приспособленных для параллельной пере-
дачи больших массивов информации. Сигналы должны
передаваться не по проводам. Возможно, для этого бу-
дут использовать световые сигналы, то есть лазеры.
Скорость обработки информации еще не решает всей
проблемы. Важна также скорость, с которой данные по-
ступают в машину и выводятся из нее. Мы уже видели
на примере магнитной ленты, как эти скорости согла-
суются для достижения максимальной эффективности.
Честно говоря, ничто сегодня не дает уверенности, что
скорость выполнения операций ввода-вывода намного
увеличится в ближайшем будущем. Возьмем, например,
скорость печати данных. За истекшие двадцать лет она
увеличилась со 150 строк)мин до 1000 строк)мин. До-
стигнем ли мы скоростей 6000 или 60 000 строк)мин.
заменив современные полумеханические устройства
полностью электронными? Пока в этой области меньше
всего успехов, но в будущем все может измениться.
Дешевая машина.* Судя по всему, стоимость вычи-
слительных машин не увеличивается пропорционально
росту их эффективности. Более того, различные техни-
ческие усовершенствования (например, магнитные леп-
ты) приводят к понижению стоимости машин при дан-
ной эффективности. Я думаю, однако, что, только ис-
пользуя совершенно новые принципы, мы сможем по-
лучить сколько-нибудь значительное снижение стоимо-
сти и в конечном итоге создать машину размером с за-
писную книжку. Будет ли это достинуто за двадцать
лет? По всей вероятности, нет.
Машина, простая в обращении. Программирование —
это та тяжелая дань, которую мы платим за возмож-
ность выполнять автоматическую обработку данных.
119
Усилия специалистов, направленные на облегчение этой
ноши, весьма похвальны. Созданы символические и уп-
рощенные языки и стандартные программы, позволив-
шие автоматизировать отдельные этапы программиро-
вания. Пока это только начало. В 1984 году заказчику,
желающему решить задачу, достаточно будет заполнить
анкету. На основании его ответов машина составит пол-
ную программу, объединяя в единое целое имеющиеся
заготовки. Можно возразить, что при большом количе-
стве различных задач анкеты окажутся длинными и че-
ресчур подробными. Очень может быть. Но представим
себе специализированную машину-программиста, кото-
рая будет вести беседу с заказчиком и, основываясь на
уже полученных ответах, задавать только относящиеся
к делу вопросы. Она же будет сообщать заказчику, ко-
нечно в вежливой форме, о всех допущенных им про-
тиворечиях. Но мы снова переходим в область научной
фантастики — значит, пора остановиться.
И все же закончим мы на оптимистической ноте.
Нет никаких оснований бояться замедления прогресса
в области создания систем автоматической обработки
данных. 1984 год может принести даже большие чу-
деса, чем мы представляем себе сегодня.
АРТУР Л, СЭМЮЭЛЬ, Исследователь-
ский центр фирмы ИБМ, Нью-Йорк
ПРОЩАЙ, КАНЦЕЛЯРИЯ!
Кое-кто будет удивлен, узнав, что принцип действия
современных цифровых вычислительных машин на са-
мом деле очень стар —1984 год будет ознаменован
празднованием 150-й годовщины изобретения первой
вычислительной машины — аналитической машины ан-
гличанина Чарльза Беббеджа. С позиций современной
науки и техники 150 лет — очень большой срок. На пер-
вый взгляд кажется недопустимо много — потратить
150 лет на то, чтобы новая идея начала приносить
богатый урожай. К сожалению, Чарльз Беббедж опередпл
120
свое время, и потребовалось 100 лет технического раз-
вития, для того чтобы цифровая вычислительная ма-
шина наконец увидела свет. Теперь, спустя 20 лет, по-
зади уже несколько поколений вычислительных машин
и у нас есть все основания составить более осмыслен-
ный прогноз, чем, например, в 1948 году.
Какими будут вычислительные машины в 1984 году?
Они не станут больше. Вычислительные машины все
время уменьшаются, то есть уменьшаются их геомет-
рические размеры, однако способность производить вы-
числения остается неизменной. В машинах будущего
мы получим доступ к запоминающим устройствам ог-
ромного объема, способным вместить всю информацию,
накопленную человечеством, но технически это воз-
можно уже сегодня. Машины не станут и много бы-
стрее. Их быстродействие может увеличиться в сто и
даже в тысячу раз, но не случится ничего похожего на
увеличение быстродействия в миллион раз, как это про-
изошло за истекшее двадцатилетие. Конечность скоро-
сти света и дискретная природа материи и энергии ог-
раничивают возможности увеличения скорости вычис-
лений. Мы достаточно подробно изучили принципы ор-
ганизации структур вычислительных машин. Именно в
этой области можно ожидать самых удивительных пе-
ремен, по они интересуют конструктора вычислитель-
ной машины, а не ее потребителя.
Большим переменам — а они действительно будут
большими — подвергнутся способы использования вы-
числительных машин.* Сильно изменится степень про-
никновения вычислительной техники в структуру
общества. Постараемся показать, в чем же состоят эти
перемены.
Прежде всего, есть все основания надеяться, что че-
рез двадцать лет будут решены две на редкость серь-
езные проблемы. Первая из них —• проблема обучения.
Ё настоящее время вычислительные машины не обуча-
ются на опыте. Когда машине дается новая задача, за-
дается также способ ее решения. Мы пишем на языке
машины новый набор команд —- программу — и совсем
не учитываем того, похожа ли новая на ту, которая
была только что решена. Это еще не все. Если не при-
няты специальные меры для сохранения информации,
121
мы переписываем один и тот же набор команд и тра-
тим машинное время на вычисления уже однажды под-
считанных данных. Если такая же точно задача дается
человеку, мы, конечно, ждем от него, что он будет
учиться на опыте. Проблема обучения машин должна
быть решена в течение ближайших двадцати лет, и тог-
да приносимая ими польза увеличится во много раз.
Вторая трудность заключена в самой природе тех
команд, которые мы даем машине. Современная маши-
на воспринимает только повелительные предложения.
Машина ведет себя как раб, исполняющий приказы, ли-
шенный возможности задавать вопросы, предлагать
свою информацию и обсуждать соображения за или
против выбранного метода решения. Короче говоря, мы
не можем беседовать с машиной. Здесь также можно
ожидать, что практическое решение проблемы появит-
ся гораздо раньше, чем через двадцать лет.
А пока эти две трудности еще не устранены, чтобы
писать команды для машин, мы вынуждены содержать
поистине целую армию программистов. Когда рассмот-
ренные выше проблемы будут решены, программиро-
вание в том виде, как его понимают сегодня, переста-
нет существовать, а машина станет умным и надежным
помощником человека.
Третья трудность, не имеющая столь принципиаль-
ного характера, также будет устранена в ближайшие
годы. Нужно создать простые входные и выходные
устройства, которые позволят человеку общаться с ма-
шиной, используя для этого свои глаза и уши. Сегодня
все упирается в стоимость, но со временем можно ожи-
дать появления дешевых и удобных оконечных уст-
ройств, которые к тому же будут портативными. Обще-
ние с машиной станет таким же простым и естествен-
ным, как общение с человеком. Вычислительные
машины станут столь же удобными в обращении и столь
же доступными, как современный телефон. Телефоны,
к тому времени, конечно, портативные, будут связаны
между собой по радио, так что соединиться с вычисли-
тельной машиной по телефону можно будет из любого
пункта. Радиовидеофоны также достигнут высокой
стадии развития, но они распространятся не так ши-
роко и останутся еще достаточно громоздкими. Поэтому
122
связь с вычислительной машиной по радиовидеофону
будет возможна только со специальных станций.
Связь с централизованной установкой окажется не-
обходимой также для выполнения еще и другой функ-
ции, которая будет возложена на вычислительные
машины общественного пользования. Я имею в виду
информационный поиск. Все содержимое больших цен-
тральных хранилищ (или по крайней мере определен-
ная его часть) будет доступно для каждого. Можно бу-
дет заглянуть в отдел фантастики центральной библио-
теки, приятно провести вечер за просмотром любого,
когда-либо отснятого фильма (конечно, за соответствую-
щую плату, поскольку Голливуд все еще останется ком-
мерческим предприятием) или затребовать цифры про-
изводства меди в Боливии за прошедшие несколько
дней — и все это с помощью одного и того же оконеч-
ного устройства. В наиболее развитых странах исчезнут
библиотеки, за исключением некоторых, сохраняемых
как музеи. Большая часть знаний человечества будет
храниться в форме, пригодной для ввода в машины.
Точнее, в такой форме будут храниться все записанные
знания, поскольку искусство программировать машины
для чтения печатных и рукописных текстов также бу-
дет освоено. В связи с ограниченной емкостью памяти
мы будем вынуждены хранить информацию в сжатой
форме, доступной только машинам, а машины по мере
надобности будут переводить ее в форму, доступную
человеку.
Последствия сосредоточения больших массивов ин-
формации и возможности свободного доступа к пей
в ряде отраслей, таких, например, как агрономия, ме-.
дицина или юриспруденция, окажутся поистине огром-
ными. Но это уже совсем другая тема.
Машины будут выполнять еще одну чрезвычайно
важную функцию — перевод с одного языка на другой.
Каждый сможет не только получать из центрального
хранилища материалы на любом языке по выбору.
В употребление войдет также автоматический перевод
телефонного разговора. Правда, пользование услугами
подобного рода не найдет широкого распространения
как по соображениям стоимости, так и в связи с общей
тенденцией к переходу на универсальный язык. Тем не
менее можно будет связаться по телефону с любой точ-
123
кой земного шара и беседовать с человеком, говорящим
на другом языке. Перевод будет производиться с не-
значительным запаздыванием, так как при переводе
отдельных фраз нужно изменять порядок слов.
Развитие обучающих машин дойдет до такой ста-
дии, что потребуются машины-наставники большой мощ-
ности, каждая из которых будет управлять несколь-
кими малыми обучающими машинами и сопоставлять
получаемые от них данные. Машины-наставники на ос-
нове опыта будут изменять методы обучения. С по-
мощью частных вычислительных машин можно будет
получать образование на дому, но человеческая при-
рода не изменится и по-прежнему нужны будут школы
с лабораториями, классами и учителями, чтобы подго-
нять учеников.
До сих пор мы говорили об индивидуальных потре-
бителях и их личных нуждах. Но вычислительным ма-
шинам суждено сыграть еще более значительную роль
в управлении проектированием и производственными
процессами. Координация и планирование в любом деле,
будь то финансовая деятельность, управление заводом,
строительство большого здания или управление стра-
ной, требуют сейчас выполнения фантастических объе-
мов бумажной работы. Через двадцать лет бумажной
работы не станет. Вместо этого непосредственный об-
мен данными с вычислительной машиной позволит по-
лучить необходимую информацию, вводить в действие
различные процессы (полностью управляемые вычисли-
тельными машинами меньшей производительности) и
в конечном итоге издавать то небольшое количество
инструкций, которое еще будет необходимо для управ-
ления остающимся небольшим штатом исполнителей —
людей.
Техника управления высокоавтоматизированными
производственными процессами при условии, что это
управление будет поручено простым вычислительным
машинам, достигнет высокой степени совершенства и
количество рабочих на заводах резко уменьшится. Ос-
вободившаяся рабочая сила будет направлена в сферу
обслуживания. Какая-то часть освободившихся работ-
ников займется конструированием и обслуживанием
машин. Рабочая неделя будет сокращена до четырех
дней.
В заключение — несколько слов о серьезных успе-
хах вычислительных машин на интеллектуальном но<
прище. Чемпионы мира по шашкам, шахматам и го
несомненно, будут обречены на поражение со стороны
вычислительных машин. Но, как ни странно, эти три
игры не потеряют своего значения ни как интеллекту-
альное развлечение, ни как предмет профессиональной
деятельности. Верно, матчи между людьми станут ме-
нее популярными. Но зато каждый сможет узнать точ-
ную оценку своего мастерства и получит возможность
повышать это мастерство, играя со своей вычислитель-
ной машиной.
Машины будут широко привлекаться к композиции
и аранжировке музыкальных произведений, хотя бы
для любительских концертов, и многие станут соперни-
чать друг с другом при оценке музыкальных произве-
дений, которые может создать их собственная машина
или программа. Что касается литературы, здесь ма-
шины все еще будут новичками. Вычислительные ма-
шины не внесут, вопреки распространенному мнению,
существенного вклада в математику и другие науки, и
по той или иной причине все попытки снабдить ма-
шину истинно творческими способностями будут обре-
чены на неудачу.
1 Национальная японская игра, отдаленно напоминающая
шахматы. — Прим, пер ев.
5. ЭНЕРГЕТИКА БУДУЩЕГО
АЛИ БУ ЛЕНТ КЭМБЛ, доктор, дирек*
тор отдела науки и техники Института
оборонных исследований, США
ЭНЕРГИЯ
Отключение электропитания на севере США в но-
ябре 1965 года, парализовавшее жизнь на территории
с 30-миллионным населением, может служить драмати-
ческим свидетельством нашей зависимости от энергии.
Энергия настолько проникла во все сферы нашей жизни,
что ее потребление мы считаем само собой разумею-
щимся. Вместе с тем количество и виды контролируе-
мой человеком энергии оказывали на протяжении всей
истории решающее влияние на его образ жизни и об-
щий уровень прогресса. Первобытный человек имел
в своем распоряжении только энергию собственных му-
скулов, примерно 0,1 л. с., и ежедневно расходовал не
более 2—3 ккал. После покорения огня, приручения жи-
вотных и культивирования полезных растений еже-
дневное потребление энергии (включая сжигаемую в ка-
честве топлива древесину и поглощаемую домашним
скотом пищу), по приближенным оценкам, достигло
10 ккал. В результате того, что человек подчинил себе
и стал использовать энергию падающей воды, угля,
нефти и газа, эта цифра подскочила до захватывающей
дух высоты — 192 ккал на человека ежедневно (для
США в 1965 году). Повышение жизненного уровня на-
столько тесно связано с потребляемой энергией, что при
сравнительном анализе условий жизни современного че-
ловека и его палеолитических предков исходят из ко-
лоссального различия в ежедневном расходовании энер-
гии.
Освоение новых источников энергии дозволило соз-
дать величайшую городскую цивилизацию в Евразии и
Америке и сыграло решающую роль в. значительном
126
увеличении народонаселения, производительности тру-
да и всеобщего благосостояния. Теперь в нашем распо-
ряжении появился еще один источник — ядерная энер-
гия, — который в сочетании с электроникой и автома-
тикой предвещает настоящую творческую революцию.
Подобно тому как промышленная революция освободила
человека от тяжелого физического труда, творческая
революция освободит его от выполнения утомительно
однообразных производственных операций, создаст
больший простор для творческого воображения, изо-
бретательности и культурных запросов.
Вместе с тем использование и расходование энер-
гии в дополнение к многим старым проблемам создали
массу новых. Ядерную энергию можно использовать и
как оружие массового уничтожения, и для мирных, со-
зидательных целей. Уголь, питавший железные дороги
и обеспечивший освоение Запада в США, сегодня стал
причиной физической и экономической гибели Аппа-
лачского угледобывающего района. Работающий на неф-
тепродуктах автомобиль, который способствовал небы-
валому промышленному подъему в первой половине
XX столетия, сейчас заражает наши города удушли-
выми испарениями. Неравномерность распределения
источников энергии в различных частях земного шара
усложняет многие проблемы, стоящие перед человече-
ством.
Предсказание будущего расхода энергии затруднено
многими неопределенностями. Например, наступление
века вычислительных машин предвещало значительное
увеличение потребляемой энергии на питание и воз-
душное охлаждение тысяч электронных ламп, однако
переход на транзисторы снизил эту предполагаемую по-
требность. Но, поскольку в.век вычислительных машин
общество будет в основном городским, что связано с из-
быточным потреблением электроэнергии, мы без вся-
кого риска можем предполагать последующее возра-
стание потребляемой энергии.
При составлении прогнозов по энергетике целесо-
образно рассмдтреть как социальные, так и технологи-
ческие аспекты. Наука не всегда опережает техноло-
гию. Например, с научной точки зрения мы очень мало
знаем о химической кинетике реакций углеводородов
с воздухом, хотя автомобильные двигатели внутреннего
127
сгорания работают вполне удовлетворительно. Неудачи
Джеймса Уатта с его первыми паровыми машинами по-
казывают, какое важное значение имеет уровень техно-
логии; Уатту нужны были не таблицы для пара и не
мольеровские диаграммы энтропии и энтальпии, а про-
стое оборудование — сверлильный станок, позволивший
изготовить неискривленные, качественные цилиндры
для поршневого двигателя. Сто лет спустя шлифоваль-
ные станки для обработки внутренних поверхностей
цилиндров были крайне необходимым оборудованием
для создания двигателей внутреннего сгорания.
Даже то, что возможно с научной точки зрения п
технически осуществимо, не обязательно сразу находит
применение. Катодно-лучевые трубки были известны
приблизительно с 1870 года, но тогда в них еще не ощу-
щали потребности, так как обществу в гораздо большей
степени были нужны другие электрические устройства:
электродвигатели, электрогенераторы и электроосвеще-
ние. Почему общество уделяло внимание двигателям и
электродуговому освещению? В основном потому, что
эти устройства были необходимы для широкой индуст-
риализации. Следовательно, из того, что осуществимо
с научной точки зрения, в производство идет лишь не-
обходимое обществу.
На протяжении текущего и следующего столетий
мы еще не почувствуем недостатка в топливе. Однако
при любых оценках на более длительный период нужно
проводить грань между приходящими в истощение и
неисчерпаемыми источниками энергии: запасы угля .и
нефти иссякают, в то время как солнечная энергия не-
истощима. Мы не можем точно определить запасы топ-
лива на Земле, но в наших силах дать квалифициро-
ванную оценку этих запасов. Ожидаемая потребность в
энергии превышает все известные нам запасы разведан-
ных источников газообразного и жидкого топлива, но
опа намного меньше оцениваемых суммарных ресурсов.
К громадным запасам топливных ископаемых и
расщепляющихся элементов (запасы урана и тория в
земной коре могут обеспечить человечество энергией
на протяжении 3,3 млрд, лет при ежегодном потребле-
нии 3, 78.1018 ккал} следует добавить также источники
энергии, практически неисчерпаемые по своей природе,
но сравнительно мало используемые в настоящее время.
128
Гидравлическая мощность рек Соединенных Штатов
оценивается в 134 млн. кет. Мощность приливов и от-
ливов, очень редко используемая в настоящее время,
составляет для земного шара 1100 млн. кет. Еще одним
источником, кроме Голландии и отдельных хозяйств,
мало где используемым, является энергия ветра, оце-
ниваемая в 20 000 млн. кет. Ценным источником энер-
гии может оказаться и температурный перепад между
земной корой и океаном, хотя он вызывает только
ограниченный интерес. По приближенным оценкам, этот
источник позволит получить мощность около 1700
млн. кет, в то время как пять геотермических участков
на территории США могут дать около 2,3 млн. кет.
Если удастся овладеть управляемой термоядерной
реакцией синтеза, то прибавится еще один громадный
потенциальный источник энергии: небольшое количе-
ство дейтерия, содержащегося в морской воде, может
обеспечить человечество энергией на протяжении од-
ного миллиарда лет даже при сравнительно высоком
ежегодном потреблении — около 3,78.1018 ккал.
Вероятно, величайшим неисчерпаемым источником
энергии является Солнце; поток солнечных лучей на
квадратный метр поверхности эквивалентен 1,355 кет
при семипроцентном сезонном колебании вследствие
эллиптичности земной орбиты. Отсюда следует, что па-
дающий на Землю поток солнечной энергии приблизи-
тельно равен 17 • 1013 кет, но атмосферное поглощение
значительно снижает поступающую на земную поверх-
ность энергию. По приближенным оценкам, падающая
па поверхность США. солнечная энергия по крайней
мере в 1000 раз превышает национальное потребле-
ние топливной и гидроэнергетической мощности. Суще-
ствует мнение, что если собирать солнечную энергию
только на поверхности, равной 2% общей площади
США, то даже при коэффициенте полезного действия
преобразующих электрических и тепловых устройств,
равном 10%, этой энергии будет достаточно, чтобы в
пять раз увеличить потребление энергии в стране.
Однако распределение энергии все еще будет играть
важную роль, хотя бы потому, что в отдельных местах
земного шара некоторые источники энергии обходятся
дешевле. Таким образом, оценивая национальные за-
пасы энергии, следует определять, будет ли государство
9 Зак. 1400
12D
вносить свой вклад в мировые энергетические ресурсы
или только потреблять энергию.
Запасы различных источников энергии неодинаковы.
С точки зрения потенциальной опасности — приближаю-
щейся нехватки добываемого из земных недр газооб-
разного и жидкого топлива — имеет смысл классифици-
ровать источники энергии по следующим категориям:
доказанные, обещающие, предполагаемые и умозритель-
ные. Доказанные системы технологически и экономи-
чески обоснованы. Обещающие хотя и не нашли еще
промышленного применения, но уже изучаются на экс-
периментальной основе. Предполагаемые системы —
это те, которые осуществимы с научной точки зрения,
но до сих пор не подвергались даже лабораторным ис-
пытаниям. К умозрительным системам относятся такие,
которые еще не имеют достаточного научного обосно-
вания.
Источник энергии можно выбрать по следующей
схеме. Предположим, найден дешевый способ газифи-
кации угля, позволивший облегчить его использование
и снизить стоимость природного газа. Предположим за-
тем, что изобретены экономически выгодные топливные
элементы на углеводородном газе. Тогда каждый при-
обрел бы домашний электрогенератор, работающий от
индивидуальных топливных элементов. Вполне воз-
можно (хотя, по общему мнению, это маловероятно),
что в этом случае все отключили бы свои квартиры от
общих линий электропитания и просто покупали бы газ
для получения электричества, распределяемого только
по имеющейся в данной квартире электропроводке.
Можно представить себе и прямо противоположное.
Чтобы избежать загрязнения воздуха, озеленить скверы
и избежать транспортных перевозок угольного шлака,
вводят дополнительный налог на сжигающие уголь теп-
лоэлектроцентрали. Далее, если силовые кабели с кри-
огенным охлаждением станут технологически осущест-
вимы, стоимость ядерных топливных элементов сни-
зится, а компании по ядерной энергетике установят
льготные тарифы, это приведет к тому, что вся энерге-
тика будет основана только на электричестве.
Любой научно-исследовательской программе должен
предшествовать анализ экономических выгод и затрат.
Однако, кроме финансовой стороны, необходимо также
130
Доказанные системы Обещающие системы Предполагаемые сисЛпемы Умозрительные системы
Электростанции различного типа Специальные системы Энергия Солнца Управляемая термоядерная реакция Вращение Земли
Расщепляющееся ядерное топливо Ископаемое топливо Гчдрсэнергия Топливные элементы Пловление ледников
Уголь Природный газ Нефть магнитогидро • динамика Изменение погоды
Исследование исследование Исследование Исследование Водный. резервуар Пазовые турбины Электро гидро- динамики Поглощение нейтрино
Добыча Дабыио Добыча Добыча Аэрогенероторы Термоэлектроника
Транспортировка Транспортировка Транспортировка Транспортировка геотермическая энергия Термоэлектричество
Атомная электростанция Электростанция на твердом топливе Тепловая электростанция Тепловая электростанция Гидротурбо- генератор Энергия приливов и отливов Реакторы-размнажи menu на быстры* нейтронах
Электричество Электричество Электричество Электричество Двигатели внутреннего сгорания Горючие сланцы
Передача Передача Передача Передача Передача Паровые мошины Получение из угля жидких топлив Газификация угля
Потребитель j
Ф и г. 1. Полный перечень энергосистем, начиная от действующих и кончая чисто умозрительными. Обе-
щающие — это такие системы, которые не нашли еще промышленного применения, но изучаются в лабо-
раторных условиях. Предполагаемые системы научно обоснованы, но не прошли еще экспериментальной
проверки. О существовании умозрительных систем можно предполагать! что они еще не имеют доста-
точного научного обоснования.
принимать во внимание потребности общества и нации
опальные ресурсы. Научные исследования могут реко-
мендовать как экономически наиболее выгодный один
способ получения энергии, а для реализации все же бу-
дет выбрана экономически менее выгодная система.
Поразительным примером неожиданной экономиче-
ской рентабельности является сочетание производства
ядерной энергии и опреснения воды: оказалось, что
ядерные силовые установки особенно экономичны толь-
ко при большой потребляемой мощности, в то время
как опреснение воды требует громадных затрат тепло-
вой энергии. Такое удачное сочетание не всегда легко
предсказать, поэтому окончательное решение ио при-
нятию новой энергетической системы может быть вы-
несено только после создания экспериментального об-
разца и проведения реального экономического анализа.
Среди обещающих энергосистем такая рекомендация
более всего относится к магнитогидродипамическим
электросиловым генераторам.
Стоимость научно-исследовательских и опытно-кон-
структорских работ по энергосистемам может оказаться
чрезвычайно высокой: на изучение вопросов мирного
применения ядерной энергии и разработку атомных
электростанций в США было затрачено 1250 млн. дол-
ларов. Вполне понятно, что отдельным промышленным
фирмам нелегко изыскивать такие средства. Резуль-
таты исследований могут оказаться такими, что част-
ные фирмы не смогут возместить своих затрат: эконо-
мический эффект от их внедрения может быть реализо-
ван только в отдаленном будущем.
Основные возможные направления исследований
в области энергетики показаны в таблице, помещенной
на фиг. 2. Вертикальные столбцы составлены несколько
произвольно, здесь перечислены основные научные дис-
циплины, в то время как в горизонтальных графах по-
казаны виды энергии, развитие которых зависит от до-
стижений в конкретных научных дисциплинах. Точ-
ками отмечены исследования, которые могут привести
к техническим и технологическим усовершенствова-
ниям.
Изучение таблицы позволяет сделать интересный
вывод: почти все виды энергетики во многом зависят
от усовершенствования конструкций приборов и обору-
132
дования, в то время как эта область находится в пе-
чальном забвении на инженерных факультетах учебных
заведений. Из таблицы также видно, что научно-иссле-
довательские и опытно-конструкторские работы в
области энергетики могут представлять интерес одно-
временно для многих потребителей. Например, исследо-
вания свойств материалов имеют также большое значе-
ние для отраслей промышленности, занятых добычей
угля, нефти, газа, сланцев и урана; изучение явлений
переноса представляет интерес для двигателей внутрен-
него сгорания, термоэлектрических и термоэлектронных
преобразователей, газовых турбин, топливных элемен-
тов, преобразователей солнечной энергии и магнитогид-
родинамических генераторов. Такая универсальность
должна особенно заинтересовать те страны, отрасли
промышленности или научно-исследовательские инсти-
туты, которые хотят получить максимальные выгоды
при минимальных затратах на научные изыскания п
разработки в области энергетики.
Результаты военных и космических исследований
можно использовать в мирной энергетике. Исследова-
ния, предпринятые для разработки ядерных бомб,
привели к появлению атомных электростанций. Иссле-
дования и работы по созданию водородных бомб спо-
собствовали нашему пониманию физики плазмы и
магнитогидродинамики. В экспериментальных магнито-
гидродинамических электрогенераторах используются
электромагниты с криогенным охлаждением, они не
имеют подвижных деталей и могут работать на дешевом
тойливе. На протяжении последующих десятилетий
появится новая область применения физики плазмы и
магнитогидродинамики — силовые электрогенераторы на
управляемой термоядерной реакции. Космические ис-
следования ускорили прогресс в области термоэлектри-
чества: теперь можно конструировать бесшумные и эко-
номичные термоэлектрические холодильники и уста-
новки для кондиционирования воздуха. Такое техниче-
ское новшество позволит кондиционировать воздух в
старых научных корпусах без установки дополнитель-
ного электросилового оборудования.
Военные и космические силовые системы состав-
ляют важную часть общей энергетики. Но, так как для
военного и космического применения преобразователи
133
энергии проектируются так, чтобы получить максималь-
ную мощность при минимальном объеме, они сильно от-
личаются от стационарных энергосиловых установок,
обеспечивающих электроэнергией мирные отрасли. Ана-
лиз плотности энергии для преобразователей, основан-
ных на сжигании химических топлив, показал, что в па-
ровых машинах плотность получаемой энергии на литр
объема составляет 1 кет, в то время как в двигателях
внутреннего сгорания она может быть в сто раз больше.
Турбореактивные двигатели могут иметь плотность
энергии около 1 Мет на литр объема, в то время как
ракетные двигатели, работающие на жидком водороде
и жидком кислороде, при точно таком же объеме ка-
меры сгорания обладают в сто раз большей мощностью.
Дальнейшее усовершенствование устройств, работаю-
щих на сжигании химических топлив, возможно после
изучения взрывов газообразных смесей, причем лабо-
раторные эксперименты показывают, что здесь дости-
гаются плотности энергии до 10 Мет на литр объема.
Широко применяемые сейчас химические ракеты об-
ладают высоким отношением тягового усилия к массе
при низком удельном импульсе. К другой подгруппе
относятся двигательные устройства, использующие в ка-
честве рабочей среды плазму. Эти двигатели имеют
сравнительно низкое отношение тягового усилия к мас-
се при высоком удельном импульсе, что делает их осо-
бенно удобными для применения на больших высотах
или в космическом пространстве. Громадный интерес
вызвали бы устройства с высокой удельной мощностью,
но их в настоящее время мы еще плохо себе представ-
ляем.
Серьезная проблема в области энергетики — загряз-
нение воздуха и водных путей стационарными тепло-
электроцентралями и транспортными средствами, ра-
ботающими за счет сжигания нефти и керосина.
Значительные исследования посвящены дожиганию
Фиг. 2. Точками обозначены основные направления исследо-
ваний, которые могут привести к техническим или техноло-
гическим усовершенствованиям. Почти все виды энергетики
заинтересованы в усовершенствованиях приборов и оборудо-
вания. Для повышения эффективности и взаимозаменяемости
такого рода исследования должны быть проведены с учетом
многих потребителей.
135
топлива в выхлопных газах транспортных устройств,
по весьма возможно, что наилучшим решением все-
таки окажется транспорт с электроприводом. Такой
транспорт сможет применять усовершенствованные ак-
кумуляторы или топливные элементы или черпать элек-
троэнергию от проводов или других систем дистанцион-
ной передачи электромагнитной энергии. Автомобили
с электроприводом, конечно, имеют много недостатков:
они тяжелы, у них сравнительно малое ускорение, не-
большая мощность, они медленно набирают скорость.
Кроме того, они более дорогие. Понадобятся аккумуля-
торные батареи с более высокой плотностью энергии,
которые можно было бы легко сменить и быстро пере-
зарядить. Следует упомянуть также о психологических
и экономических проблемах: водителям придется приоб-
ретать новые навыки, потребуются станции техниче-
ского обслуживания совершенно иного типа, чем совре-
менные. Однако электрические автомобили позволят
не только снизить загрязненность воздуха, но и умень-
шить шум на улицах.
Можно сделать еще несколько чисто умозрительных
предположений о дальнейшем развитии энергетики.
После разработки соответствующих технических уст-
ройств можно будет использовать громадное количе-
ство атмосферной энергии. Падающая на Землю лучи-
стая энергия Солнца, о которой мы уже упоминала
ранее, поглощается или рассеивается атмосферой. На
образование обычного урагана затрачивается 30 000
млн. кет. Непрерывное испарение воды на земном шаре
расходует 35 000 млрд. кет. Если сконденсировать пары
воды в резервуар объемом один кубический километр,
помещенный на высоте 1000 м, то при сбрасывании
этой воды можно получить энергию 2400 млн. кет*ч.
Подсчитано, что на земном шаре ежегодно в виде осад-
ков выпадает 435 000 км3 воды. Если этой водой запол-
нить резервуар, размещенный на километровой высоте,
то можно получить энергию 100 000 млн. кет • ч.
Вращение небесных тел, имеющих магнитное поле,
создает электродвижущую силу в результате так
называемой униполярной (гомополярной) индукции.
Наша Земля, совершающая полный оборот за 24 часа,
имеет магнитное поле около 0,1 гс. Кинетическая энер-
гия вращения Земли составляет громадную величину —
136
61, 74 • 1024 ккал. Если использовать земной шар в каче-
стве ротора естественного электрогенератора с положи-
тельными клеммами на полюсах и отрицательными —
на экваторе, то получим напряжение около 100 000 в.
Однако, чтобы использовать такой генератор, нужно
изобрести технологически осуществимую схему.
Умозрительно можно себе представить также источ-
ник энергии, работающий на нейтрино. Предполагают,
что на поверхность Земли падает поток нейтрино, по
мощности почти не уступающий потоку солнечной энер-
гии. Поскольку нейтрино очень слабо взаимодействует
с материей, этот поток свободно проходит через облач-
ный покров и, кроме того, предоставлен в наше распо-
ряжение и днем и ночью. Однако сейчас не известно,
каким образом можно тормозить нейтрино. Существует
еще целый ряд умозрительных схем применения и ис-
пользования энергии, но в настоящее время все они от-
носятся к области научной фантастики.
По многочисленным и разнообразным проблемам
энергетики можно составить прогнозы на будущее. За-
пасы угля значительны, однако количество газообраз-
ного и жидкого топлива ограниченно, и в начале сле-
дующего столетия следует ожидать повышения их
стоимости. Поэтому в ближайшем будущем начнется
эксплуатация месторождений горючих сланцев. Замена
используемых видов топлива, полпая электрификация
экономики, газификация угля или получение из него
жидких топлив могут опровергнуть этот прогноз. По-
требность в ядерном топливе определится в зависимо-
сти от типа применяемых энергосиловых установок;
вполне понятно, что производство ядерных реакторов
будет совершенствоваться.
Доказанные энергетические системы станут более
совершенными. Например, в паросиловых установках
уменьшится удельный расход тепла, а в двигателях
внутреннего сгорания будут использоваться ламинар-
ные смеси. Громадный научный и технический прогресс
коснется всех систем прямого преобразования энергии,
в частностй магнитогидродинамических генераторов,
топливных элементов, термоэлектричества и термоэлек-
троники. За счет технических нововведений и законо-
дательных актов будет уменьшена загрязненность воз-
духа и снижен шум, создаваемый энергетическими
137
установками. Создадут мощные ядерные опреснители
морской воды. Передача электричества на расстояние
улучшится за счет применения силовых кабелей с крио-
генным охлаждением и техники сверхвысоковольтных
передач, а накопление и хранение электроэнергии ста-
нет областью бурного технического и технологического
развития. В заключение можно предсказать более широ-
кое применение вычислительной техники, анализа си-
стем и методов исследования операций при проектиро-
вании новых заводов и для наиболее оптимального со-
четания энергосистем.
При осуществлении этих оптимистических прогно-
зов может возникнуть серьезное затруднение — отсут-
ствие у наиболее талантливой части молодых инжене-
ров заинтересованности и желания посвятить себя ре-
шению стоящих перед энергетикой проблем. Вероятно,
необходима переориентация некоторых учебных заве-
дений, а также сотрудничество между правительствен-
ными учреждениями, академическими институтами и
промышленными предприятиями. С этим, безусловно,
согласятся все, кто считает, что каждая страна должна
разумно подойти к организации учреждения, призван-
ного решать проблемы, стоящие перед энергетикой.
Из приведенного обзора можно сделать вывод, что
между энергетикой и обществом существует тесная вза-
имосвязь. Каждая страна должна иметь разнообразные
источники топлива и различные виды энергосистем для
удовлетворения своих многочисленных нужд. Залог
всего этого — хорошо продуманная программа научны к
исследований, технологических изысканий и опытно-
конструкторских работ, которая полностью удовлетво-
ряла бы всем социально-экономическим требованиям.
ГАРОЛЬД ХАРТЛИ, Центральное уп-
равление электричеством, Лондон
ЭНЕРГЕТИКА БУДУЩЕГО НА НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ
Политика каждой страны, и передовой, и отсталой,
основана на развитии экономики. А это развитие все-
цело зависит от наличия энергии, которая, подобно кро-
веносной системе, питает всю промышленность п облег-
138
чает домашний быт. Поэтому энергетика занимает очень
важное место в любых экономических прогнозах. Роль
энергии для экономического процветания иллюстриру-
ется на фиг. 1, где для пятидесяти стран точками обо-
значены размеры национального дохода и количество
потребляемой энергии на душу населения. Эти две ве-
личины в какой-то степени взаимосвязаны. Избыток
энергии обеспечивает процветание, а с повышением
жизненного уровня увеличивается потребление энергии.
Различные климатические условия и отсутствие досто-
верных данных по потреблению местных видов топлива
(дрова, солома, сухой навоз), которые все еще играют
важную роль в экономике многих развивающихся стран,
несколько усложняют общую картину. Однако на ри-
рунке совершенно четко видна зависимость благосостоя-
ния от количества потребляемой энергии.
Сколько энергии будет расходоваться во всем мире
в 1984 году? Это зависит от потребления энергии на
душу населения и роста народонаселения. Если сохра-
нятся современные тенденции развития, то расход про-
мышленных видов энергии на душу населения составит
около 2,25 т (в пересчете на уголь), а при прогнозиру-
емой численности населения земного шара 4500 млн.
человек общее потребление энергии будет эквивалентно
расходу 10 000 млн. т угля без учета местных источни-
ков энергии. В 1961 году общее потребление энергии
в пересчете на уголь составило 4600 млн. т, включая
энергию, полученную от гидроэлектростанций.
Совсем не просто оценить пропорциональное рас-
пределение различных источников энергии в будущем,
при этом необходимо принимать во внимание приведен-
ные в табл. 1 тенденции потребления, изменения стои-
мости различных видов энергии, экономический про-
гресс в ядерной энергетике и в области магнптогидро-
динамических генераторов.
Очень характерно для нашего столетия повышение
спроса — как в промышленности, так и в быту — на бо-
лее сложные виды энергии: электроэнергию, жидкое
топливо, газ, удобные в обращении бездымные топлива.
В 1900 году почти 90% энергии потреблялось в таком
непереработапном виде, как уголь пли дрова, к 1929
году эта цифра упала до 50%, а в 1961 году около 85%
всей энергии поступило в переработанном виде. В наши
139
2000
ЮОО
500
33
. го
4/5
• .29
’\>3 -V6
зо г 'я
,? ’*3
'4/ 2
37 *
* *Ю
*49
.24
47
38
-г?
3 гб**50
40
48 25 'л
* \*
9 Ю *3
Л.
• 44
27*
я
f?
-35
•4
*32
О
/3
0,2 0,5 1 2 5
$ <з
Среднее потребление энергии на Op tup населения в пересчете на уголь.
Фиг. 1. Зависимость национального дохода от количества по-
требляемой энергии для некоторых стран в 1958 году. (Источ-
ник: Статистическое бюро ООН.)
1. Австралия 17. Иран 34. Парагвай
2. Австрия 18. Ирландия 35. Перу
3. Бельгия и Люксембург 19. Исландия 36. Португалия
4. Бирма 20. Испания 37. Пуэрто-Рико
5. Бразилия 21. Италия 38. США
6. Великобритания 22. Канада 39. Турция
7. Венесуэла 23. Колумбия 40. Филиппины
8. Гаити 24. Куба 41. Финляндия
9. Гана 25. Марокко 42. Франция
10. Гватемала 26. Мексика 43. ФРГ
11. Гондурас 27. Нигерия 44. Цейлон
12. Греция 28. Нидерланды 45. Чили
13. Дания 29. Новая Зеландия 46. Швейцария
14. Доминиканская 30. Норвегия 47. Швеция
Республика 31. ОАР 48. Эквадор
15. Индия 32. Пакистан 49. ЮАР
16. Ирак 33. Панама 50. Япония
140
дни около четверти всей потребляемой энергии расхо-
дуется в виде электричества. Электродвигатели заме-
нили паровые машины, и для электричества, наиболее
сложного вида энергии, нашлось множество примене-
ний. Природный газ, потребляемый во все возрастаю-
щих количествах, тоже перерабатывают, подвергая очи-
стке от серы.
Таблица 1
Мировое потребление различных источников энергии (в %)
Год Твердое топливо Жидкое топливо Природный газ Гидроэлектро- станции
1929 76,0 14,1 4,3 5,6
1937 70,0 17,0 6,0 7,0
1950 58,5 23,8 10,2 7,5
1961 47,3 30,3 14,6 7,8
1 В этой таблице и повсюду в статье мощность гидроэлектростанций
дается в пересчете на сэкономленный уголь, исходя из среднего к. п. д.
тепловых электростанций.
При составлении прогноза па 1984 год необходимо
учесть различные тенденции потребления для трех
групп стран. Из табл. 2 видно, что 49% населения зем-
ного шара потребляет 88% энергии. Несомненно, что
такому положению способствует близость источников
энергии к этим странам.
Если сохранится ежегодный семипроцентный при-
рост потребляемой, электроэнергии, то к 1984 году уро-
вень ее потребления достигнет 10 000. млрд. квт*ч.
Если предположить, что 10% электроэнергии будет вы-
работано на атомных электростанциях, вклад ядерной
энергетики в пересчете на уголь составит около 400
млн. г. Вряд ли стоит ожидать к 1984 году значитель-
ного вклада в энергетику от использования магнито-
гидродинамических генераторов.
Учитывая все сказанное выше, можно представить
себе такие ‘ изменения в потреблении различных источ-
ников энергии с 1961 по 1984 год, которые показаны
на фиг. 2. Эти оценки, возможно, неточны, и прогнозы,
несомненно, могут оказаться иными. В 80-х годах мы
выясним, какой из них был правильным. Технический
141
прогресс может внести совершенно неожиданные по-
правки в наши прогнозы. При оценке потребления твер-
дых топлив учитывались быстрые темпы развития со-
циалистических стран, на долю которых в настоящее
время приходится 50% мировой добычи твердого топ-
лива при ежегодном приросте 12%. В ближайшие 20
лет ожидается также увеличение потребления угля
в США.
Таблица 2
% от общего населения земного шара (1961 год) % от мирового потребления энергии Средний еже- годный при- рост энергии, потребляемой на душу населения, на 1951 — 1961 год, %
Социалисти- 33,0 20 10,4
ческие страны Западная 9,5 31 2,4
Европа США 6,5 37 0,44
Данные по мировым запасам энергии не отражают
энергетических проблем, возникающих перед отдель-
ными странами. Распределение потребляемой энергии
зависит от доступности местных источников. Среди пе-
редовых стран экспортировать энергию будет в первую
очередь СССР. Европейские страны и Япония сильно
зависят от импорта нефти, и даже США в конечном
счете будут ввозить энергию. Неравномерность распре-
деления энергии между отдельными странами иллю-
стрируется следующим выводом, показывающим при-
мерное распределение 90% существующих и прогнози-
руемых ресурсов энергии:
Уголь.............СССР, КНР, США
Нефть.............СССР, Средний Восток, США
Природный газ • • СССР, Северная Америка,
Средний Восток, Северная
Африка, Нидерланды
142
196t =4599
Фиг. 2. Мировое потребление энергии в 1961 и 1984 годах в
пересчете на уголь (млн. т).
Здесь нет сравнительных оценок гидроэнергетических
ресурсов, которые на первый взгляд должны быть рас-
пределены более равномерно. Однако основные источ-
ники гидроэнергии находятся в СССР и США. Передо-
вые страны могли бы покрыть свой дефицит за счет
оплачиваемого импорта энергии, но в этом случае поток
энергии могут затруднить различные пошлины.
Сейчас много говорят о технической помощи разви-
вающимся странам. Но как они справятся с платой за
энергию? Даже в тех развивающихся странах, где об-
щее потребление энергии увеличивается, бурный рост
населения сводит это преимущество на нет. Кроме не-
скольких стран с большими запасами нефти, в частно-
сти стран Ближнего Востока и Африки, развивающиеся
страны не имеют таких источников энергии, которые
соответствовали бы численности населения или пло-
щади этих государств, а транспортирование энергии на
большие расстояния очень дорого. Исключение состав-
ляют только нефтепроводы, газопроводы и перевозка
нефти танкерами.
Для передовых стран энергетика не является непре-
одолимой преградой, но для развивающихся стран она
может стать серьезным тормозом. Транспортирование
113
энергии в виде ядерного топлива ооходится дешевле,
поэтому атомные электростанции в будущем смогут в
какой-то степени удовлетворить потребности стран,
столкнувшихся с нехваткой энергетических ресурсов.
Для развивающихся стран большие возможности
таят в себе так называемые «новые» источники энер-
гии: геотермическое тепло, использование силы ветра,
энергия солнечных лучей. Однако геотермическое тепло
доступно только в нескольких точках земного шара.
Энергия ветра непостоянна, а хранение ее слишком до-
рого, если только опа не используется для накачивания
воды в резервуар. Напротив, солнечное излучение имеет
большие возможности применительно к бытовым целям,
и, несомненно, этот вид энергии найдет практическое
применение в будущем. Развивающиеся страны с их
плотным населением, живущим в маленьких городах и
деревнях, будут ощущать недостаток энергии для осве-
щения, питания, кустарной промышленности, иррига-
ции, местной переработки сахара, хлопка^ джута и т. д.
Энергия на нужды транспорта также важна для разви-
тия экономики слаборазвитых стран. Поэтому решение
энергетических проблем должно быть одной из первых
задач технической помощи, которая ставит своей целью
сократить к 1984 году разрыв между передовыми и
слаборазвитыми странами.
ЯН ФЭЛЛЗ, доцент Ньюкаслского уни-
верситета, Великобритания
НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Превращение энергии из одного вида в другой было
основной заботой человека на протяжении всего его
существования. Использование тепла от огня, превра-
щение потенциальной энергии изогнутого лука в смер-
тельно опасную кинетическую энергию стрелы, получе-
ние все возрастающих по силе взрывов — все это про-
цессы превращения энергии.
Электричество, по-видимому, наиболее совершенный
промежуточный вид энергии. Оно может быть легко и
быстро превращено в тецло, свет, кинетическую энер-
гию, радиоволны и т. д. и легко сохраняется в удобном
для использования виде.
Удваивание количества потребляемой электроэнер-
гии за каждое десятилетие означает, что в 1984 году по
крайней мере три четверти потребляемой электроэнер-
гии будет выработано еще не построенными в настоя-
щее время электростанциями. Вполне понятна ценность
разработки новых, более эффективных методов генери-
рования электроэнергии.
К. п. д. мощных электрогенераторов близок к 37%,
в основном за счет строительства крупных теплоэлек-
троцентралей (500 Мет) с увеличением температуры
перегретого пара. Эта тенденция останется, но малове-
роятно, что будут строить электростанции мощностью
более 750 Мет, так как в этом случае возникнет серьез-
ная проблема их экономичности.
К 1984 году к. п. д. должен возрасти до 45—48%.
Если будут успешно развиваться магнитогидродинами-
ческие методы выработки электроэнергии, изменится
вся область мощных электрогенераторов. Большие уси-
лия по созданию магнитогидродинамических генерато-
ров предприняты по обе стороны Атлантического оке-
ана. Сорокамегаваттная атомная электростанция уже
создана в США, аналогичная станция проектируется
Центральным управлением электричеством Великобри-
тании. Эти системы сравнительно просты, но они важны
с точки зрения будущего развития. В следующем два-
дцатилетии во второй системе магнитогидродинамиче-
скрго генератора, основанной на неравновесных процес-
сах и в настоящее время еще находящейся на стадии
исследования, рабочие температуры будут снижены до
уровней, допускаемых конструкционными материалами.
В 1984 году силовые электростанции, как атомные,
так и работающие на ископаемом топливе, будут иметь
на выходе магнитогидродинамический генератор, рабо-
тающий либо как обычная парогенераторная установка
с к. п. д. от 60 до 65%, либо в сочетании с термоэлект-
ронной — термоэлектрической системой, обеспечиваю-
щей еще более высокий к. п. д.
Это техническое новшество может оказать влияние
на строительство атомных электростанций. Если ока-
жется, что магнитогпдродинамический генератор легче
10 Зак. 1400
стыкуется с системами, работающими на обычном
топливе, и хуже — с системами, работающими на ядер-
ном топливе, возможно, придется пересмотреть про-
граммы строительства силовых электростанций.
В любом случае появление магнитогидродинамиче-
ских генераторов в корне изменит современное проекти-
рование электростанций и откроет новые возможности
в конструировании обычных парогенераторных систем.
Разделение процессов сжигания топлива и теплопере-
дачи или применение систем с высокой скоростью теп-
лопередачи, осуществимой в устройствах прерывистого
сжигания топлива, может привести к созданию тепло-
электроцентралей высокой мощности, сходных с уже
существующими, но более компактных.
Другой многообещающей разработкой могутч ока-
заться эффективные бесшумные электрогенераторы на
топливных элементах. Уже сейчас в нашем распоряже-
нии имеются элементы, работающие на таком топливе,
как водород, метан, легкие углеводороды, метанол, гид-
разин и даже деготь. Для таких преобразователей энер-
гии вполне реален к. п. д., равный 60%, и весьма веро-
ятно, что в следующем десятилетии будут успешно
решены проблемы длительной и надежной работы, рабо-
тоспособности при низких температурах и использова-
ния химически более инертных топлив. Преимуществом
топливных элементов является их бесшумность, высо-
кий к. п. д., эффективная работа на множестве топлив
и возможность увеличения мощности за счет сборки
более крупных элементов. Основной их недостаток —
малое выходное напряжение постоянного тока. Однако
с помощью полупроводниковых преобразователей можно
будет получить удобный в обращении переменный ток.
Последние сообщения о легких высокоскоростных
электродвигателях постоянного тока уже сейчас позво-
ляют предсказать направления революционных измене-
ний в системах силового привода. Развитие топливных
элементов в предстоящем двадцатилетии может приве-
сти к совершенно новым принципам конструирования
автомобилей, когда электродвигатель, питаемый от топ-
ливных элементов, будет находиться в ступице каждого
колеса. Система силовой передачи в том виде, в каком
она существует сегодня, будет ликвидирована, а это
приведет к повышению до максимума момента врагце-
146
ния при минимальной скорости двигателя, отсутствию
отравляющих воздух выхлопных газов, прекращению
расхода топлива при вынужденных остановках. Кон-
структор автомобиля сможет переключить все свое вни-
мание на пассажиров и водителя. На железнодорожном
транспорте главным преимуществом силовых устройств,
работающих на топливных элементах, помимо высокого
к. п. д., будет ликвидация линий электропитания, а это
резко повысит автономность и маневренность тран-
спорта.
Чрезвычайно выгодны топливные элементы для за-
мены обычных дизель-электрогенераторов мощностью
до 10 кет. Бесшумная работа и повышение к. п. д. с 10
до 60% делают весьма привлекательным использование
топливных элементов в качестве силовых установок на
яхтах, катерах, отдаленных фермах и в автофургонах.
К 1984 году проблема шума, создаваемого навесными
моторами небольших лодок, может быть успешно ре-
шена внедрением электродвигателей. Уже сейчас запла-
нировано создание подводных лодок, оснащенных топ-
ливными элементами.
К 1984 году в корне изменится система питания бы-
товых электроприборов. В жилых домах и на неболь-
ших предприятиях будут установлены источники элек-
троэнергии, работающие от нагнетаемых газообразных
углеводородов. Системы распределения газа намного де-
шевле систем распределения электроэнергии. В Вели-
кобритании новый процесс газификации нефти позво-
ляет получить газ, пригодный для использования в
топливных элементах, а возрастающее снабжение при-
родным газом еще более будет способствовать приме-
нению топливных элементов для бытовых нужд в
1984 году. Кроме того, рабочим диапазоном для угле-
водородных топлив станет диапазон температур от
200 до 400° С, и поэтому каждый электрогенератор
сможет удобно сочетаться с системой центрального
отопления, что повысит эффективность использования
тепла.
Создание работающих на природном газе топливных
элементов положит конец бессмысленному сжиганию на
нефтепромыслах сопутствующих нефти природных га-
зов. Газ будет использоваться во все возрастающих ко-
личествах для выработки электроэнергии, для приведе-
10* 147
ния в действие различных насосов в системах местного
электроснабжения. Будут использованы также термо-
электронные и термоэлектрические генераторы, кото-
рые, невзирая на их тепловую природу и невозможность
получения к. п. д. выше 15—20%, удобны в эксплуата-
ции из-за отсутствия движущихся частей. В 1984 году
в развивающихся странах, особенно в странах с засуш-
ливым климатом, будут успешно работать местные си-
стемы электропитания, электроприводы на топливных
элементах, а также ирригационные системы с термо-
электронными и термоэлектрическими генераторами,
преобразующими лучистую энергию Солнца.
Термоэлектронные и термоэлектрические преобразо-
ватели, помимо их применения в развивающихся стра-
нах и безусловного применения на межпланетных ко-
раблях, почти определенно будут использоваться при
утилизации отходов тепла на больших индустриальных
заводах. Например, средний сталелитейный завод за
счет использования тепловых потерь от раскаленного
металла сможет полностью обеспечить электроэнергией
свое внутризаводское освещение, вентиляцию и работу
электронасосов.
В предстоящем двадцатилетии наверняка изменятся
методы хранения электричества. Работающие на газооб-
разном топливе миниатюрные, размером с обычную за-
жигалку, топливные элементы будут служить низко-
вольтными источниками постоянного тока для освеще-
ния, переносных приемников и различных портативных
устройств. В больших масштабах можно запасать энер-
гию в химической форме (например, в виде кислорода
или водорода). В периоды максимальных нагрузок или
в аварийных случаях химическая энергия может быть
легко преобразована в электрическую — громоздкие ре-
зервные электростанции станут ненужными. Современ-
ный способ накопления энергии путем перекачивания
воды применим только в некоторых (чаще всего уда-
ленных) местах земного шара.
Существует множество специальных применений
новых методов выработки электроэнергии. Одним из
наиболее интересных является использование биохими-
ческих топливных элементов, которые превращают по-
лучаемое от биохимических систем топливо в электро-
энергию. Помещенный в организме небольшой биохи-
148
мический топливный элемент мог бы вырабатывать
достаточное количество энергии, чтобы стимулировать
работу сердца.
Перечисленные выше методы выработки электро-
энергии на самом деле не новы. Гроув создал топлив-
ный элемент в 1842 году, а Фарадей осуществил магни-
тогидродинамический эксперимент еще до 1840 года.
Причем тогда речь шла скорее о вероятности, чем о
возможности практического использования этих явле-
ний. Создание новых материалов и желание наилучшим
образом использовать истощаемые источники энергии
стимулируют поиски ученых в этом направлении. Объ-
единенное воздействие экономической необходимости и
технологической изобретательности, несомненно, при-
ведет в наступающем двадцатилетии к созданию более
удобных и экономичных электрогенераторов и осуще-
ствлению по крайней мере некоторых из предсказан-
ных здесь нововведений.
6. НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
УИЛЬЯМ Л. СВ АГ ЕР, заместитель за-
ведующего отделом исследований про-
блем экономики и систем информации
Мемориального института Ваттеля в
г. Колумбус (шт. Огайо), США
МАТЕРИАЛЫ
Каждый ученый и инженер, работающий в области
изучения материалов, постоянно сталкивается с необхо-
димостью использования прогнозов. Конструкторы
обычно опираются на прогнозы свойств и цен различ-
ных материалов, в то время как металлурги-исследова-
тели, химики по полимерам и другие специалисты, за-
нятые разработками новых видов материалов, в свою
очередь учитывают будущие требования конструкторов.
Такие прогнозы необходимы для принятия решений
в повседневной исследовательской и конструкторской
работе. Правда, некоторые из них всего лишь комплекс
недостаточно обоснованных предположений, но тем не
менее это прогнозы.
Многие специалисты, осознающие необходимость
составления точных прогнозов, разочарованы всем, что
было сделано до настоящего времени. Одни недовольны
предыдущими прогнозами экономистов и специалистов
в области рынков; другие были введены в заблуждение
учеными и инженерами, чьи предположения не учиты-
вали влияния перемен, происходящих в технике и эко-
номике. Конечно, невозможно одновременно охватить
все технические, экономические и социальные факторы,
определяющие состояние системы материалов буду-
щего. Но если общие прогнозы, затрагивающие широ-
кий круг проблем, пока еще ненадежны, то частные
прогнозы по конкретным отраслям науки пли техники,
используемые для планирования и принятия решений,
разрабатываются уже давно. Они. конечно, лучше, чем
160
склонно предполагать большинство руководящих ад-
министративных работников, хотя, возможно, и хуже,
чем утверждают сами прогнозисты.
При составлении прогнозов по узким дисциплинам
используется в основном одинаковый подход. Прогнози-
руется общее состояние экономики, подсчитываются
возможные потребности в товарах и услугах, оцени-
вается спрос на материалы, определяется возможный
объем предложений с учетом вероятных усовершенст-
вований технологии производства, и в том случае, если
предполагаемый объем предложений ниже объема по-
требностей, исследуются новые достижения науки с точ-
ки зрения их использования для увеличения производ-
ства данного продукта или продуктов-заменителей.
Подобный подход позволяет составлять прогнозы
спроса, предложения и изменения структуры спроса.
Однако он не обеспечивает надежных прогнозов для
второстепенных металлов, сплавов, составов и прочих
материалов — области, подвергающейся быстрым изме-
нениям в результате прогресса науки и техники. Обыч-
но это дорогие материалы, потребность в которых изме-
ряется подчас не в тоннах, а в килограммах; исполь-
зуются они в течение незначительного периода времени
в высокоспециализированных видах производства и при
прогнозировании требуют особого внимания. В этой об-
ласти многие специалисты пытаются отыскать новые
пути и методы составления прогнозов.
Цели новейших исследований при прогнозировании
материалов следующие: улучшение качества прогнозов
предполагаемого соотношения спроса и предложения;
обеспечение ученых и конструкторов информацией
относительно свойств и характеристик материалов бу-
дущего; определение технологических, экономических
и социальных перемен, оказывающих влияние на от-
дельные части всей системы материалов; и установле-
ние степени этого влияния.
Ключевым показателем, используемым экономиста-
ми для измерения спроса на товары и услуги, является
валовой национальный продукт (ВНП). Экстраполяция
тенденций изменения объема ВНП — простейший спо-
соб прогнозирования этого показателя. Несколько более
сложно раздельное прогнозирование трех производст-
венных факторов, перемножение которых позволяет
151
рассчитать объем ВНП: численности рабочей силы,
среднего числа рабочих часов и производительности тру-
да. Прогнозирование изменений производительности
труда, как и непосредственное прогнозирование объема
ВНП, усложняется тем, что трудно выбрать базовый
период для выявления тенденций, которые могли бы
быть экстраполированы в будущее. Другой подход —
это прогнозирование компонентов спроса, сумма кото-
рых определяет чистый конечный спрос: личного по-
требления, затрат на жилищное строительство, общих
капиталовложений, государственных затрат на приоб-
ретение товаров и услуг, чистого экспорта (весь экс-
порт за вычетом импорта) и чистых изменений запасов.
Технические прогнозы должны быть основаны на
изучении тех достижений, коммерческого применения
которых можно ожидать в прогнозируемом году, или
на осведомленности о настоящих и будущих потребно-
стях, которые можно удовлетворить в результате прак-
тической реализации существующих научных знаний,
или на одновременном учете обоих положений. Ясно,
что основное требование к прогнозисту — это его ин-
формированность. Кроме того, оп должен обладать до-
статочным воображением и уметь предвидеть и, нако-
нец, быть в какой-то степени прагматистом, чтобы
отличать разумное и возможное.
В период с 1960 по 1975 год ожидается рост исполь-
зования пластиков и изделий из резины в производстве
домашней мебели. С учетом предполагающегося увели-
чения всех затрат отрасли (что соответствует росту
объема производства) это должно привести к удвоению
общей стоимости резины и пластиков, потребляемых
в изготовлении мебели.
К другим важным изменениям можно отнести ухуд-
шение позиций стали, продукции деревообрабатываю-
щей промышленности и цветных металлов в строитель-
стве по сравнению с такими материалами, как камень,
керамика, и пластики, использование которых будет
расти. Ожидается, что потребление стали на доллар
продукции автомобилестроения будет сокращаться, но
общий объем потребления стали в денежном выраже-
нии возрастет вследствие увеличения объема производ-
ства автомобилей. В некоторых отраслях (автомобиле-
строение, производство конструкционных деталей) цвет-
152
ные металлы будут вытеснять сталь, в других (строи-
тельство, производство предметов быта) их положение
ухудшится, например по сравнению с пластиками.
Для конструкторов, инженеров и ученых, специали-
зирующихся в области изучения материалов, необхо-
димы специальные прогнозы, которые позволили бы
предвидеть вероятные технологические методы произ-
водства различных видов материалов через 5—20 лет.
В прошлом проектировщики полагались на два основ-
ных метода: интуитивную оценку и экстраполяцию су-
ществующих тенденций. Наиболее совершенным и систе-
матизированным способом интуитивного прогнозирова-
ния является метод Делфи, разработанный О. Хелмером
и др. Методы экстраполяции существующих тенденций
весьма многообразны. Возможна, например, экстрапо-
ляция отдельных свойств конструкционных материалов,
таких, как изменение прочности; экстраполяция пара-
метров удельного импульса топлива1; экстраполяция
тенденций изменения мощности ускорителей частиц.
Фирма «Томпсон Рамо Вулдридж» сообщила не-
давно о проведении исследования, основанного на ис-
пользовании модифицированного метода Делфи. Два-
дцати наиболее компетентным и творчески мыслящим
ученым этой фирмы было предложено принять участие
в предсказании важнейших достижений последующих
20 лет. Среди прочих было разработано несколько про-
гнозов, касающихся проблем материалов. В частности,
эти прогнозы содержали предположение, что к 1970
году при изготовлении лопастей газовых турбин будут
широко использоваться прочные комбинированные ма-
териалы па основе нитевидных кристаллов; к 1971 году
будут разработаны высокопрочные пластики, способные
заменить, металлы при температурах до 284° С; искус-
ственные алмазы крупных размеров и родственные им
вещества составят новый класс материалов, использо-
вание которых станет возможным к 1980 году.
Интуитивное прогнозирование применяется ужо
в течение многих лет, но недавние попытки рассеять
предубеждения в отношении данного метода не умень-
шили его принципиальной слабости. Прогноз крупного
1 Одна из важных характеристик ракетного топлива. —
Прим, перев.
153
достижения в одной из частей системы материалов не-
избежно вызывает реакцию среди конкурирующих ви-
дов материалов и частей системы. Какое дальнейшее
развитие получат традиционные материалы и что в то
же время можно создать нового, избегая при этом анта-
гонизма достижений? Очевидно, должен существовать
пока еще неизвестный закон, обусловливающий разви-
тие системы материалов, по аналогии с физическим за-
коном «всякому действию соответствует равное по ве-
личине и обратное по направлению противодействие».
В том случае, если степень изменения одного фактора
под влиянием изменения другого не определена, очень
трудно оценить значение какого-либо достижения.
Большинство ученых и инженеров пытаются пред-
ставить себе дальнейшие достижения в сфере техноло-
гии производственных процессов путем интуитивной
экстраполяции существующих тенденций. Данное на-
правление привлекает внимание многих исследователей,
стремящихся быстро и в готовом виде получить истори-
чески обоснованную оценку.
Метод объединения частных прогнозов по некото-
рым видам материалов в общий прогноз «альтернатив-
ного конструирования» разработан Е. С. Чинеем и др.
Чиней начинает с определения понятия «требования
к свойствам материалов на стадии готового изделия»,
определяя его в терминах, свойственных создаваемой
конструкции. Например, характеристики автомобиль-
ной установки для кондиционирования воздуха могут
включать эффективность, компактность, малый вес, не-
прерывность работы при заданных режимах и эконо-
мичность. Альтернативные конструктивные решения
в большей или меньшей степени должны удовлетворять
этим характеристикам. Перспективную оценку характе-
ристик для каждого альтернативного конструктивного
варианта можно дать с помощью экстраполяции тен-
денций и других методов расчета. Выбор варианта
определяется взвешенной значимостью каждой из тре-
буемых характеристик.
Рассматривая методы прогнозирования при опреде-
лении перспектив развития различных видов материа-
лов, Баттель установил, что точность прогноза зависит
не столько от метода прогнозирования конкретного тех-
нического направления, сколько от того, .развитие ка-
154
ких конкурирующих технологических процессов учи-
тывалось при прогнозировании. Например, при перспек-
тивной оценке производительности и экономичности
процесса переработки железной руды необходимо учи-
тывать возможный технический прогресс в сфере до-
менного производства. В прогнозе технических характе-
ристик и вероятного уровня применения германия и
силиконовых кристаллов достаточное внимание должно
быть уделено также анализу быстрых изменений про-
цесса производства микромодульпых элементов. Харак-
теристики материалов и их количество для нужд атом-
ных электростанций должны прогнозироваться с учетом
многих усовершенствований в добыче, транспортировке
и сжигании обычного минерального топлива.
Что же надо прогнозировать? Какие изменения
нужно считать наиболее значительными и важными?
Стоит ли, например, при разработке детального прог-
ноза потребления материалов в автомобилестроении
опираться на цифры, свидетельствующие об объеме ис-
пользования меди в производстве радиаторов автомоби-
лей, пли основное внимание нужно уделить возмож-
ному применению алюминия? Должен ли детальный
прогноз основываться па оценке перспектив развития
автомобилей с электроприводом, двигателей внутрен-
него сгорания с воздушным охлаждением или турбин-
ных двигателей? Нужен ли более основательный обще-
экономический прогноз и оценка возможного уровня
объема производства автомобилей? Или еще короче:
для какой части системы материалов необходима разра-
ботка прогнозов? Что именно непосредственно отно-
сится к делу?
Возникновение подобных вопросов стимулировало
разработку графических моделей для систематизации
сведений 6 потенциальных изменениях в системе мате-
риалов и помогло оценить значимость ц важность этик
изменений. Эрих Янч \ говоря о графических построе-
ниях, называет их «деревом относительной важное™
целей» 1 2. По его мнению, горизонталь должна служить
1 Erich Jantsch, Technological Forecasting in Perspective.
OECD, 1967. — Прим, nepee.
2 Иногда этот термин переводят как «дерево целей».
Прим, персе.
155
Наука
Техника
Материалы
Общество
Фиг. 1. Система материалов охватывает комплексные взаи-
мосвязи между техническими, экономическими и прочими фак-
торами, влияющими на потребности в материалах, создание
новых материалов и их применение. В прошлом прогнозиро-
вание начиналось с определения перспектив развития эконо-
мики, определения спроса на товары и услуги, а на основании
этого оценивались потребности в материалах. Затем прогнози-
сты пытались сбалансировать объемы предложения и спроса;
в случае если предложение оказывалось ниже спроса, отыски-
вались новые материалы или заменители, способные устранить
дефицит.
для разграничения важных изменений от изменений, не
имеющих в рассматриваемый период времени отноше-
ния к установленным целям анализа, а вертикаль — для
выявления и рассмотрения конкурирующих технологи-
ческих процессов.
Опыт показал, что методический прием с деревом
относительной важности целей при прогнозировании
перспектив развития различных видов материалов в об-
щем полезен, особенно при прогнозировании использо-
вания марганца в производстве стали, алюминия — в
строительстве, высокотемпературных сплавов — в созда-
нии космических аппаратов, пластиков — в быту и
меди —в устройствах теплопередачи. Причем именно он
Помогает выявить те изменения технического, социально-
го и экономического характера, которые могут повлиять
на перспективы развития различных видов материалов.
Сама идея метода горизонтального дерева относи-
тельной важности целей проста, однако ее практиче-
ская реализация довольно сложна. На фиг. 2 воспроиз-
ведена схема горизонтальной ветви дерева относи-
тельной важности целей, характеризующая проблемы,
связанные с использованием ванадия в производстве
стали. Графическая модель не дает готовых ответов на
любой поставленный вопрос. Это лишь логическая ос-
нова, которая может последовательно «обрастать» комп-
лексом различных идей. Иными словами, подобные мо-
дели — логическая основа для последовательного хода
мысли. Однако графическим моделям присущ и творче-
ский аспект. Свободные клетки схемы стимулируют по-
иски факторов, которые заслуживали бы того, чтобы
на них обратили внимание.
Горизонтальная ветвь дерева относительной важно-
сти целей — это рабочий инструмент, позволяющий вы-
явить взаимосвязи факторов, среди которых возможны
изменения, и определить области, нуждающиеся в даль-
нейшем анализе и прогнозировании. Цепь взаимосвя-
занных изменений, выделенная на фиг. 2 сплошной
линией, и есть одна из линий дерева относительной
важности целей, связывающая возможные изменения
внешних факторов с изменениями в использовании ва-
надия при производстве стали. Характер этих измене-
ний нуждается в дальнейшем анализе. Указанная за-
висимость очевидна, но могут быть выявлены и более
скрытые взаимосвязи; метод в известной степени га-
рантирует, что из поля зрения не будет упущено ни
одно из важных изменений.
Вертикальная ветвь дерева относительной важности
целей позволяет проанализировать перспективы разви-
тия конкурирующих технических направлений. Эта
ветвь получила название «целевой сетки», так как она
показывает распределение целей в соответствии с их
важностью. Например, схема па фиг. 3 начинается
с весьма общей цели — удовлетворение новых требо-
ваний городского жилищного строительства. Здесь
137
Внешние факторы „ в
И Правительство
Потребители и
производители
Внешние технические
изменения
Социальные и вемограрзи-
ческие изменения
Ф и г/ 2. Горизонтальная ветвь дерева относительной важности целей — упрощенная схема, позволяющая
графически изобразить все факторы, связанные с проблемой ванадия в производстве стали. Схема не дает
готовых решений, но служит как бы логической основой анализа данной проблемы. Она показывает один
из возможных вариантов взаимосвязанных изменений.
Уровень г
намеченная цель
Уровень 2:
продлены применения
материалов
Уровень 3
(рунниианальные ларактерис-
тихи используемыл материа-
лов
уровень 4:
проблемы техники и.
технологии
Уровень д'
проблемы металлургии
Уровень 6 •
привлечение фундаментален
ных наук
Фиг. 3. Вертикальная ветвь дерева относительной важности целей — упрощенный вариант схемы для
анализа проблемы городского жилищного строительства. На схеме показаны возможные пути технического
прогресса, позволяющие осуществить поставленную задачу. Пустые клетки свидетельствуют о наличии
некоторых альтернативных направлений, вероятность существования которых необходимо иметь в виду.
возможны два альтернативных пути: реконструкция
существующих сооружений или строительство новых.
Схема на фиг. 3 построена только для второго вариан-
та. Последовательные ступени модели приводят к точ-
ному выявлению взаимоисключающих материалов и
вспомогательных направлений — возможных методов
улучшения характеристик материалов. Подобным обра-
зом можно построить всю систему целей.
В полностью разработанной вертикальной ветви си-
стема целей располагается в порядке от наиболее
общих практических до целей, связанных с использова-
нием фундаментальных наук. Построение подобной си-
стемы, безусловно, предполагает творческий подход.
Пустые клетки схемы свидетельствуют о наличии не-
которых альтернативных технических направлений, ве-
роятность существования которых необходимо иметь
в виду. Опыт показывает, что тщательно построенная
целевая сетка дает ясное представление о возможных
взапмозаменяющихся и взаимоисключающих путях тех-
нического прогресса. Анализ и оценка компетентными
специалистами всех вероятных направлений позволяет
сократить число возможных вариантов до правдоподоб-
ного количества.
В этом преимущество использования графических
моделей. При составлении прогнозов менее вероятные
пути, развития могут быть отброшены, но любой ва-
риант, для опущения которого пет разумных оснований,
должен стать предметом дальнейшего анализа. Основ-
ное внимание необходимо сосредоточить на ограничен-
ном числе конкурирующих путей развития; варианты
менее вероятные не включают в систему анализа, но
периодически пересматривают. Оценка темпов техни-
ческого прогресса каждого из конкурирующих вариан-
тов производится на основании детальных прогнозов и
их сопоставления. Сопоставление вероятных ветвей раз-
вития конкурирующих технических направлений дает
ясный ответ на вопрос, что надо прогнозировать.
РОБЕРТ А. СМИТ, профессор, Масса*
чусетский технологический институт
СОЗДАНИЕ НЕОБХОДИМЫХ МАТЕРИАЛОВ
В настоящее время наука о материалах находится
в состоянии становления, поэтому любые прогнозы в
этой области весьма рискованны. Однако уже сейчас
различимы многие тенденции в развитии различных
видов материалов и выявляются результаты нового
подхода к их совершенствованию. В прошлом создание
новых материалов представляло собой чисто опытный,
экспериментальный процесс, и можно лишь удивляться,
что таким путем достигнуты многие успехи. Например,
прочность на разрыв стали, использовавшейся в сред-
ние века оружейниками Японии, Дамаска и Испании,
не была превзойдена в течение всех последующих ве-
ков (исключением является холоднотянутая проволо-
ка). Создание подобной стали методом проб и ошибок
потребовало массу времени, а в современную эпоху
развитой промышленности подобные затраты времени
и усилий не всегда возможны. Нынешнее состояние
науки о материалах характеризуется именно переходом
от эмпирических методов к методам целенаправлен-
ного создания искусственных материалов на основе до-
стижений в области физики твердого тела. Однако круг
неразрешенных проблем еще широк и фундаменталь-
ные исследования необходимы больше, чем когда бы то
пи было.
В 1984 году сфера применения стали будет по-
прежнему весьма широкой, но ее свойства улучшатся
благодаря использованию различных специальных при-
садок, позволяющих изменять качество и характеристи-
ки сталей. Однако проблемы присадок настолько важ-
ны, что требуют самостоятельного рассмотрения.
В 1984 году сталь, даже с улучшенными свойствами,
все же не сможет полностью удовлетворить все по-
требности в высокопрочных вязких материалах, в част-
ности, потому, что при высоких температурах опа в
большой степени теряет свою прочность. Например,
применение стали для изготовления передних кромок
крыльев сверхзвуковых самолетов не всегда возможно
и вообще невозможно для космических аппаратов;;
П Зак. 1400
161
дело в том, что температура нагрева обшивки при вхо-
де в плотные слои атмосферы достигает 1400° С (точка
плавления большинства сталей). В подобных случаях,
очевидно, будут использовать сплавы тугоплавких ме-
таллов — циркония, ниобия, молибдена, вольфрама.
К 1984 году найдут применение комбинированные ма-
териалы, где в тугоплавкие металлы будут вкраплены
микрочастицы металлов с более низкой температурой
плавления. Предполагают, что такие комбинированные
материалы сохранят пластичность, необходимую для
придания нужных форм, и вместе с тем не потеряют
прочности при высоких температурах.
Создание и применение новых керамических мате-
риалов позволят совершенно по-иному подойти к реше-
нию этих проблем. Они имеют необходимые жаропроч-
ные свойства, но недостаточную по сравнению с метал-
лами прочность и вязкость. До недавнего времени
создание керамических изделий было скорее искусством,
чем наукой, но сейчас это уже пройденный этап. Фун-
даментальные исследования структур керамических ма-
териалов показали, что основная причина недостаточной
прочности изделий из керамики — дефекты атомной
структуры вещества. Следовательно, устранение этих
дефектов должно привести к значительному улучше-
нию качества керамических материалов.
Еще один вид комбинированных материалов —
сложные структуры, состоящие из различных веществ,
например бетон или волокнистые материалы. Обнару-
жено, что некоторые материалы становятся более проч-
ными и утрачивают многие отрицательные свойства,
если придать им нитевидную форму. Волокна, состав-
ленные в матрицы, могут служить основой новых мате-
риалов. Гибкость этих материалов при отсутствии
симптомов усталости обусловлена способностью тонко-
волокнистых структур легко и многократно изгибаться
не ломаясь. К этому же классу комбинированных мате-
риалов относятся твердые пены. Они характеризуются
высоким отношением прочности к весу, поэтому пх
можно использовать в качестве предохранительных
покрытий. Материалы, изготовленные из жаропрочных
окислов, служат также для изготовления передних кро-
мок крыльев сверхзвуковых самолетов; применяются
они и во многих других областях, включая изготовле-
1G2
ние элементов теплоизоляции для работы в условиях
высоких температур.
Авиастроение и космическая техника ставят наибо-
лее сложные задачи в области создания новых материа-
лов. Однако они охватывают лишь часть проблем мате-
риаловедения, которые необходимо разрешить до
1984 года. К тому времени разительные перемены в
области строительства потребуют создания новых, бо-
лее легких, прочных и красивых материалов. В част-
ности, можно предполагать, что к 1984 году во всех
видах традиционного строительства (за исключением
специальных) почти полностью прекратится использо-
вание камня и кирпича и мы наконец минуем эпоху
однообразного серого бетона.
Большинство новых строительных материалов будут
получать из высокомолекулярных полимеров, способ-
ных обеспечить, кроме прочности и красивого внеш-
него вида, высокую тепло- и звукоизоляцию. Все
новые материалы появятся в результате фундаменталь-
ных исследований процессов полимеризации. С по-
мощью синтетических материалов будут созданы улуч-
шенные виды красителей как для декоративных, так
и для защитных целей. Современные эмульсионные
красители — это лишь первый шаг в области создания
новых материалов на основе контролируемой реакции
полимеризации. Новые виды пластиков, также полу-
ченные на основании полимеров, полностью удовле-
творят потребности в тканях для одежды и отделки
интерьеров. Стекло, этот прекрасный материал для
создания различных сооружений, вряд ли будет вытес-
нено. Можно ожидать только, что создадут менее хруп-
кие виды стекла.
Удовлетворение потребностей в топливе для косми-
ческой техники, несомненно, приведет к созданию но-
вых, более концентрированных, чем в настоящее время,
видов твердого, топлива. Но эта проблема слишком об-
ширна для небольшой статьи.
Коснемся теперь возможностей создания принци-
пиально новых материалов, которые обладают чрезвы-
чайно интересными свойствами, обратными свойствам
топлива. Как известно, любое топливо состоит из ве-
ществ, способных вступать в химическую реакцию
(обычно с кислородом), в процессе которой выделяются
163
11*
большие количества тепла. Новые материалы способны
энергично реагировать, однако их реакция эндотерми-
ческая, то есть происходит с поглощением тепла. При-
мером могут служить некоторые пластики, которые,
обугливаясь, поглощают тепло. Эти материалы, как
предполагают, будут использоваться при конструирова-
нии носовых частей космических кораблей — для по-
глощения тепла в момент проникновения в плотные
слои атмосферы и для многих других целей.
Кроме конструкционных материалов, к 1984 году
широкое применение получат новые материалы для
специальной техники, например для создания электрон-
ного оборудования, сфера использования которого на-
много превзойдет нынешний уровень. Они будут по-
ходить либо на такие известные нам материалы, как
германий, используемый в транзисторах, либо на
искусственные материалы типа антимонида — соедине-
ния сурьмы с индием.
Новые оптические материалы (первый шаг на пути
их создания — это материалы, уже применяемые в ла-
зерах) в корне изменят будущие оптические системы,
а новые сверхпроводящие сплавы позволят получать
магнитные поля огромной силы при незначительных
затратах электроэнергии.
К наиболее перспективным областям принадлежит
создание биологических материалов. Некоторые из них
первоначально были изучены как клетки живых орга-
низмов. В настоящее время их создают искусственным
путем; задача следующих двадцати лет — получение
биологических материалов с заданными свойствами.
Последствия внедрения их в медицине будут поистине
огромны, причем эти материалы могут служить целям
как добра, так и зла — в зависимости от способа их
применения. Проблемы, связанные с биологическими
материалами, слишком многочисленны, но упомянуть
о них необходимо.
Материалы 1984 года будут именно такими, в кото-
рых наиболее остро нуждается человечество. Эпоха
создания материалов по принципу «примерь — отрежь»
подходит к концу, наука о материалах поднимается на
новую ступень. Человек сможет создавать материалы
с такими свойствами, какие ему необходимы; в сле-
дующем двадцатилетии мы станем свидетелями значи-
ла
тельного прогресса в этой области. Но никакой про-
гресс немыслим без интенсивных физических исследо-
ваний. Уже в настоящее время физика постепенно на-
чинает освещать такие важные проблемы, как методы
соединения твердых тел, причины низкой прочности
материалов, факторы, обусловливающие вязкость или
хрупкость, и т. д. Важное достижение наших дней —
объединение ученых различных специальностей — хи-
миков, физиков, металлургов — в лабораториях комп-
лексного исследования основных проблем, связанных
с наукой о материалах. В биологии также происходит
объединение биологов, химиков и физиков для совмест-
ного изучения проблем биологических материалов.
К 1984 году человечество начнет пожинать плоды
успехов этих комплексных исследований.
ДЖЕЙМС Д. ПИРСОН, фирма «Роллс-
Ройс», Дерби, Великобритания
РАБОТАЯ С НОВЫМИ МАТЕРИАЛАМИ ...
Прогнозируя будущие усовершенствования в об-
ласти различных материалов, необходимо помнить, что
от создания нового вида материала до его возможного
коммерческого применения проходит обычно 10—20 лет.
Поэтому маловероятно, что к 1984 году произойдут
резкие перемены в этой области, во всяком случае
сейчас нет таких симптомов.
В течение последующих 20 лет можно ожидать быст-
рого развития всех отраслей науки и техники, что в свою
очередь позволит создать улучшенные виды материа-
лов для конкретных сфер применения. На масштабы
применения новых материалов будет влиять уровень
общего развития экономики. Будут также сформули-
рованы относительно новые понятия, возникшие в те-
чение последнего десятилетия, п новые взгляды в об-
ласти создания и использования материалов, о которых
мы скажем дальше.
Одна из наиболее сложных проблем металлургии —
создание материалов для газовых турбин, особенно
будущих турбин с более высокой температурой газов.
165
Здесь, по-видимому, найдут применение такие метал-
лы, как хром, молибден, ниобий, тантал и вольфрам.
Несмотря на многие ограничения, можно предполагать,
что через 15 лет основное внимание будет сконцентри-
ровано на использовании молибдена, а несколько поз-
же — ниобия. К сожалению, молибден имеет низкую
пластичность и высокую окисляемость. Серьезные не-
достатки, ограничивающие использование этого метал-
ла, пока еще не преодолены. Ниобий — более много-
обещающий металл, и, возможно, к 1984 году он уже
найдет применение. Этот металл имеет преимущества
перед молибденом: он легче и более вязок в пределах
широкого диапазона температур. Пока еще существует
проблема окисляемости металла при высоких темпера-
турах, но есть надежда, что этого явления удастся из-
бежать благодаря использованию различных присадок
пли специальных покрытий.
При изготовлении лопастей турбин, безусловно, бу-
дет широко применяться хром, поскольку он достаточ-
но прочен и легок; есть основания предполагать, что
проводимые в настоящее время изыскания открывают
путь к устранению его хрупкости при низких темпера-
турах и активности по отношению к азоту. Тантал и
вольфрам хотя и рассматриваются как перспективные
материалы, однако не могут соперничать с другими
металлами в производстве авиационных турбинных
двигателей, поскольку обладают всеми недостатками
молибдена, ниобия и хрома и, кроме того, тяжелее
этих металлов.
Использование бериллия в конструкционных эле-
ментах, подвергающихся высокому давлению в усло-
виях низких температур, началось сравнительно не-
давно. Этот материал, удельный вес которого лишь на
5% выше, чем у магния, а модуль упругости на 50%
выше, чем у стали, обладает огромными потенциаль-
ными возможностями; если его недостаток — низкая
пластичность, являющаяся основной проблемой берил-
лиевого кристалла, — будет преодолен, бериллий най-
дет широкое применение. Однако эта проблема может
оказаться весьма сложной.
Созданию конструкционных материалов и повыше-
нию их качества во многом будет способствовать при-
менение вакуумной технологии.
166
Примером новых концепций в области создания
материалов является идея усиления, или упрочения,
материалов, не отличающихся высокой прочностью,
вкраплениями или нитевидными включениями. Первый
метод — вкрапления — получил название дисперсион-
ного упрочения. Попытки реализации его для высоко-
температурных материалов до сих пор не дали хоро-
ших результатов. Второй метод — упрочение нитевид-
ными включениями — оказался более успешным; как
известно, основная сфера его применения — неметал-
лические материалы. Ныне некоторые из подобных ма-
териалов используются для изготовления деталей, ра-
ботающих в условиях высоких давлений. Сейчас
можно изготовить пластики, усиленные стеклянным во-
локном, с пределом прочности на разрыв, равным
14 000 кг/см2. Более того, уже созданы пластмассы,
способные переносить температуру 450° С. Несомненно,
в дальнейшем получат новые, улучшенные образцы
упрочняющих нитевидных включений и будет повышен
верхний температурный предел основного наполнителя,
что существенно расширит возможности применения
этих материалов.
Как обстоит дело в области радикальных улучше-
ний различных видов материалов? Давно известно, что,
согласно законам межатомных связей, теоретические
пределы прочности твердых тел равны сотням тонн па
квадратный сантиметр, тогда как на практике они до-
стигают лишь нескольких тонн на квадратный санти-
метр. В процессе исследовательской работы удалось
определить пути достижения пределов прочности, близ-
ких к теоретическим; особенно это касается современ-
ных керамических материалов — окислов, боридов, кар-
бидов и нитридов, — наряду- с высокой прочностью от-
личающихся также низким удельным весом, высокой
плотностью, антикоррозийными свойствами и термо-
стойкостью.
Эти материалы можно использовать в качестве
упрочняющих нитевидных включений в сочетании с жа-
ропрочными сплавами, которые в данном случае пред-
назначены не для несения нагрузок, а для соединения
отдельных керамических включений. Использование
керамических материалов в качестве усилителей позво-
ляет преодолеть их основной недостаток — чрезмерную
107
хрупкость. Необходимая для конструкционных мате-
риалов прочность обеспечивается сочетанием свойств
керамического материала и стального сплава.
Таким образом, мы приближаемся к техническому
подобию биологического материала — ткани со сложной
структурой, отдельные составляющие элементы кото-
рой выполняют определенные функции. Поскольку тех-
ника каждой исторической эпохи основана на материа-
лах, можно полагать, что создание новых комбиниро-
ванных материалов окажет глубокое воздействие па
техническую мысль будущего, открыв новую эру в тех-
нике, так как сегодня возможности конструктора огра-
ничены однообразием свойств современных материа-
лов. Мы не будем изготовлять двигатель из одного
материала, а подберем для каждой детали наиболее
подходящий. Используя комбинированные материалы,
конструктор сможет сообщить каждой отдельной де-
тали необходимые свойства, например высокую сте-
пень прочности в направлении заданного вектора силы.
Что касается проблем производства материалов, мож-
но сразу сказать, что с развитием комбинированных
материалов будут разработаны технологические про-
цессы, основанные на синтезе, компоненты которого
в свою очередь будут образовываться из различных
подкомпонентов.
Рассматривая проблемы производства вообще, мож-
но выделить два момента, которые окажут большое
влияние на развитие техники в последующие двадцать
лет. Первый — постоянная необходимость повышать
эффективность производства, второй — совершенствова-
ние характеристик материалов.
Все, что делает сейчас рабочий-станочник, будут
выполнять самые разнообразные программные управ-
ляющие устройства. Число рабочих часов сократится,
возникнет потребность в специалистах высокой квали-
фикации, знакомых с программированием производ-
ственной деятельности и умеющих управлять чрезвы-
чайно сложным оборудованием.
Передача информации, получаемой конструктором
от электронно-вычислительной машины непосредствен-
но на рабочий инструмент, практически осуществима.
Промежуточные этапы деталировки, конструкции ипрог
168
ектирования инструментальной оснастки постепенно
потеряют свое значение.
Автоматическая смена рабочего инструмента ма-
шины и подача детали к нему с помощью предвари-
тельно разработанных программ, записанных на лен-
тах, станут не исключением, но обычным явлением в
производственной практике; рабочий из оператора
превратится в мыслителя, под его руководством будут
одновременно действовать два или три высокоспециа-
лизированных агрегата. Это, несомненно, потребует
более высокого интеллекта и уровня технических зна-
ний, чем в настоящее время.
Уже сейчас существуют полностью автоматизиро-
ванные предприятия, и, хотя пока автоматизируются
в основном однообразные производственные процессы,
автоматизация будет расширяться. Нельзя также упу-
скать из виду, что количество без качества — мертвый
товар. Обязательным свойством любого автоматизиро-
ванного процесса должно стать удовлетворение уста-
новленным требованиям, начиная от сырья и кончая
готовым продуктом.
Увеличение сопротивляемости материалов процес-
сам обработки, связанное с улучшением физических
свойств материалов, будет способствовать совершенство-
ванию технологии обработки. Уже сейчас очевидно, что
на предприятиях будущего важная роль предназначена
электрохимическим и другим способам немеханической
обработки. Традиционными станут такие «инструменты»,
как газовая смесь, ультразвук и плазменная дуга.
Трудность обработки некоторых материалов в твер-
дом состоянии будет стимулировать автоматизацию про-
цессов литейного производства, так же как стремление
улучшить использование материала и сократить отхо-
ды ведет к расширению применения горячей штампов-
ки с минимальными допусками и сочетанию горячей
штамповки с технологическими приемами литья под
давлением. Накатка зубьев шестерен и зубчатых колес
на вращающейся заготовке вытеснит резание и фре-
зерование всех видов шестерен, за исключением тех,
которые предназначены для специальных высокока-
чественных систем передачи.
Можно ожидать более широкого применения мето-
дов сварки электронным лучом, причем процесс
169
выйдет за пределы вакуумных камер; наряду с другими
методами сварочной технологии будут разрабатываться
лазерные системы.
Производство изделий из высокопрочных листовых
материалов, не поддающихся обработке с помощью тра-
диционных методов прессования, будет содействовать
развитию электрогпдравлических и электромагнитных
методов, а также методов обработки давлением и вы-
тягиванием.
Все изложенные мысли основаны па анализе су-
ществующих тенденций без учета возможности рево-
люционных открытий и изобретений, а также влияния
международной политической обстановки, которая мо-
жет претерпеть значительные изменения в последую-
щее двадцатилетие.
ВАЛЬТЕР Э. ДАКВОРТ, Британская
ассоциация чугуна и стали
СВЕРХПРОЧНЫЕ СТАЛИ ДЛЯ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
Ни один из известных в настоящее время материа-
лов не может соперничать со сталью, сочетающей та-
кие свойства, как прочность и низкая стоимость. Не
удивительно поэтому, что 93% используемых в мире
металлов составляют стали и сплавы па основе железа,
и нет никаких оснований ожидать большого сокраще-
ния этой доли к 1984 году.
В будущем, очевидно, значительно изменятся ха-
рактеристики различных видов сталей: увеличится их
прочность и вязкость. Они будут лучше очищены от
примесей, повысится их стойкость к воздействию
внешней среды. Можно ожидать, что предел прочности
на разрыв, например, обыкновенной конструкционной
стали, той, что используется при сооружении мостов и
каркасов зданий, к 1984 году достигнет 7000 кг/см2,
тогда как сейчас предел прочности стального проката
составляет 2300 кг/см2 и лишь для высокопрочных
сталей — 2800—3400 кг/см2. Сварка элементов кон-
струкций, изготовленных из подобных конструкцион-
но
ных сталей, будет более легкой по сравнению с про-
цессом сварки отдельных элементов из существующих
высокопрочных сталей; кроме того, будет повышена
вязкость и улучшена способность стали переносить
низкие температуры.
Возрастет прочность нержавеющей стали, как тон-
колистовой (пригодной, например, для изготовления
фюзеляжей сверхзвуковых самолетов), так и толстого
листа, используемого на химических заводах или для
других целей.
Предел прочности низколегированных сталей, ши-
роко используемых в автомобиле- и самолетостроении,
достигающий сейчас 11000—15 500 кг! см2, к 1984 году
возрастет приблизительно до 23 000 кг!см2 при сохра-
нении вязкости на нынешнем уровне. Можно ожидать,
что предел прочности высокопрочных сталей —
31000 кг/см2 — станет обычным, а благодаря созданию
новой сварочной технологии они получат широкое рас-
пространение как конструкционный материал в об-
ластях, которые пока еще даже трудно определить.
Прочность широко распространенных изделий из ста-
ли, таких, как проволока, крепежные детали, арматура,
возрастет по сравнению с нынешней приблизительно
на 50%. Это позволит возводить более легкие п изящ-
ные сооружения и осуществить многие смелые проек-
ты, основанные на использовании бетона и высоко-
прочных сталей.
Возможно, будут решены и проблемы механиче-
ской обработки высокопрочных сталей — либо путем
резкого повышения качества инструментальной стали
и усовершенствования технологии обработки, либо в
результате применения лазерной техники или хими-
ческих методов. Постепенно инженеры основательно
познакомятся со свойствами новых материалов, мето-
дами их применения, хотя с точки зрения сегодняш-
него дня кажется, что использование этих материалов
связано с большими трудностями. Проблема обработки
не будет столь острой также благодаря более широкому
применению методов выдавливания, позволяющих по-
лучать детали почти закопченных форм, не нуждаю-
щиеся в значительной последующей обработке. Реше-
нию проблемы обработки будет способствовать также
дальнейшее развитие методов порошковой металлургии.
171
В будущем ожидается некоторое улучшение анти-
коррозионных свойств стали, но это, очевидно, не ста-
нет основным средством борьбы с коррозией металлов;
проблема по-прежнему будет решаться в основном за
счет создания более эффективных антикоррозионных
покрытий и конструкторскими методами. Изменятся и
методы продажи стали. Вероятно, продажа стального
листа или стальных конструкций без предварительного
нанесения покрытия будет весьма ограниченной. Сталь
будет продаваться окрашенной или покрытой предо-
хранительным слоем алюминия, возможно, будут при-
меняться также временные покрытия для защиты от
коррозии перед или во время транспортировки. В этом
случае потребитель после сборки стальных конструк-
ций должен будет нанести слой окончательного покры-
тия или произвести окраску. Но в основном конечное
антикоррозионное покрытие из нержавеющей стали,
цветных металлов пли пластмасс будет наноситься на
изделия из стали непосредственно на заводах.
В 1984 году доменный метод, видимо, по-прежнему
останется основным способом получения чугуна из
руды. Диаметр печей, возможно, будет даже менее
9—10 л, то есть меньше, чем у современных печей,
по их производительность составит 5—6 тыс. т в день,
что будет достигнуто благодаря увеличению количества
вдуваемого кислорода и вбрызгивания топлива, а так-
же предварительному обогащению руды. Значительная
доля чугуна будет получена путем прямого передела
руды, особенно в странах, богатых рудой, нефтью и га-
зом. Вполне возможно, что страны, располагающие за-
пасами железорудных ископаемых, будут выплавлять
чугун, вместо того чтобы торговать рудой, как это
делается сейчас. Общая эффективность производства
чугуна возрастет за счет лучшего использования метал-
лургического шлака; на основе шлака будут разрабо-
таны новые строительные материалы, которые, оче-
видно, найдут выгодное применение.
Начиная с доменной печи и далее, процесс произ-
водства стали станет более непрерывным, чем сейчас.
Кислородные конвертеры останутся основным сред-
ством получения стали. Автоматическое взвешивание,
загрузка и разгрузка позволят достигнуть производи-
тельности 400 т/ч. Кроме того, будет применяться не-
172
прерывная разливка стали с электромагнитными на-
сосными системами для передвижения расплавленного
металла и его рафинирования. Процесс конечной очист-
ки стали после предварительного освобождения от при-
месей углерода, кремния, серы и фосфора, возможно,
будет происходить в вакууме. Процесс разливки стали
и получения слитков даже при большом объеме произ-
водства также будет происходить в вакууме. Благодаря
этому сталь будет более чистой, со строгим химическим
составом, и вполне вероятно, что качество обыкновен-
ной конструкционной стали достигнет уровня совре-
менных специальных легированных сталей. Дальней-
шее повышение качества специальных сталей произой-
дет в результате освоения технологических процессов
приготовления стали в атмосфере инертных газов, по-
лучаемых в качестве побочных продуктов на крупных
кислородных заводах.
Резко возрастет автоматизация и контроль измери-
тельными приборами процессов получения чугуна и
стали. В частности, будет введен процесс непрерывного
взвешивания и анализа сырья, поступающего в домен-
ные печи и конвертеры, что позволит заранее предви-
деть объем и состав производимого продукта. В ходе
технологического процесса данные, поступающие от
измерительных приборов, будут сопоставляться с пред-
варительной информацией о предполагаемом составе
конечного продукта. Непрерывный анализ состава ста-
ли п газов позволит организовать построенный по
принципу обратной связи автоматический контроль
над поступлением сырья для стабилизации процесса
в заданном режиме и повышения надежности конт-
роля.
Можно- предположить, что в будущем для боль-
шинства сталеплавильных заводов мира процесс полу-
чения стальных полуфабрикатов из ра'сплава будет в
основном таким же, как и в настоящее время: выплав-
ка стальных слитков и затем прокатка профилей или
производство поковок. Однако в будущем широкое
применение нолучйт непрерывная разливка стали, при
которой расплав стали разливают в формы, позволяю-
щие получать детали почти законченных размеров, —
в этом случае можно использовать прокатное обору-
дование меньшей мощности. Процесс непрерывной
173
разливки позволяет также изготовлять лист, ленту, пру-
ток, профили и заготовки. Возможно, около 30% сталь-
ных полуфабрикатов будут получать именно этим спо-
собом.
Широкое распространение к 1984 году может по-
лучить изготовление стальных деталей из порошка.
Метод состоит в том, что из расплава стали получают
гранулы, которые после затвердевания просеивают,
сортируют, прокатывают или прессуют в форму, кото-
рую затем прокаливают. Таким образом можно изгото-
вить особо тонкий, как, впрочем, и более толстый, лист
и прутки, обладающие достаточной прочностью при
высоких температурах. Вполне возможно, что именно
этим методом будут получать лист из нержавеющей
стали для фюзеляжей сверхзвуковых самолетов.
В традиционных методах обработки стали, таких,
как прокатка и производство поковок, ожидается даль-
нейшая автоматизация процессов, в результате чего
детали будут получать более законченную форму.
Некоторые металлургические заводы будут пол-
ностью автоматизированы; управление технологически-
ми процессами, составление графиков и планов бу-
дет контролироваться с помощью вычислительных
устройств.
Можно предполагать, что годовой объем производ-
ства стали в мире к 1984 году достигнет 700 млн. т.
Основными производителями станут СССР, США, Япо-
ния и Индия. Большинство развивающихся стран бу-
дут располагать небольшими металлургическими пред-
приятиями, способными удовлетворить лишь самые
насущные потребности в конструкционных материалах.
Наиболее передовые в области металлургии страны,
например Великобритания, будут уделять особое вни-
мание производству более высококачественной стали
для создания сложных элементов стальных конструк-
ций. Сфера применения стали, безусловно, расширится;
кроме того, будут созданы и получат широкое приме-
нение новые комбинированные материалы.
ПЬЕР Э. БЕЗЬЕ, директор фирмы «Ре*
но», Бийанкур, Франция
БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ
ПРЕДПРИЯТИЯ
Прогнозируя состояние промышленности через два-
дцать лет, необходимо достаточно четко разграничить
понятия технически возможного и экономически целе-
сообразного. Помня об этом, попытаемся выяснить
перспективы развития промышленной технологии к
1984 году.
Очень вероятно, что к тому времени широкое рас-
пространение получат высокочистые стали. Предел
прочности сталей превзойдет пределы прочности мно-
гих сплавов, используемых в настоящее время, будет
уменьшена степень деформации и коробления сталь-
ных конструкций под влиянием термообработки. Во
многих случаях это приведет к упрощению, а подчас и
к отказу от некоторых необходимых в настоящее вре-
мя технологических операций. Благодаря использова-
нию индукционных методов закалки отдельные детали
смогут пройти термообработку на конвейере — не нуж-
но будет транспортировать их в специальные тер-
мические цехи. Это упростит технологический про-
цесс.
Достаточно обоснована возможность вторжения
алюминия в области использования стали и особенно
чугуна, причем сам алюминий не будет испытывать
сильной конкуренции со стороны магния. В связи с
тем что в последние несколько лет большое развитие
получили методы литья в постоянные формы, нет осно-
ваний удивляться тому, что в будущем этим способом
можно будет изготовлять алюминиевые детали весом
до 90 кг. Однако достигнутая при этом точность, воз-
можно, будет еще недостаточной для устранения даль-
нейшей механической обработки.
В настоящее время все литые и кованые детали тре-
буют последующей механической обработки. Поэтому
очень перспективны такие методы обработки, когда не-
обходимая форма деталей, максимально соответствую-
щая окончательным размерам, будет получена уже
после первой операции по их изготовлению. Это методы
175
порошковой металлургии, литье по выплавляемым мо-
делям и холодная ковка.
Методы холодной ковки, требующие меньших за-
трат времени, найдут широкое применение при серий-
ном производстве деталей, нуждающихся лишь в гру-
бой обработке.
Безусловно, все шире будут применяться в произ-
водстве синтетические материалы. Их преимущество
заключается в простоте, быстроте и точности формооб-
разования; детали, изготовленные из этих материалов,
редко требуют последующей механической обработки,
за исключением обработки в галтовочных барабанах.
В настоящее время продолжительность процесса поли-
меризации смол во многом ограничивает интенсивность
производства, но химики, безусловно, найдут пути пре-
одоления этого недостатка и во многих случаях мы
сможем заменять металлы синтетическими материа-
лами.
Улучшение конструкций станков в значительной
мере связано с совершенствованием режущего инстру-
мента. Появление инструментов из быстрорежущей
стали, а затем и карбидных инструментов позволило
во много раз увеличить скорости резания. Это в свою
очередь потребовало повышения жесткости конструк-
ции станков для избежания вибрации, которая вредно
действует на режущий инструмент и сокращает срок
его службы.
Керамические режущие инструменты пока приме-
няются только в редких случаях, и их перспективность
во многом зависит от повышения их ударной проч-
ности. Преимущества керамических инструментов
можно использовать наиболее полно лишь в случае
создания скоростных станков с повышенной жест-
костью конструкции. Скорость резания при обработке
стальных и чугунных деталей керамическими резцами
составит приблизительно 300 м/мин, а возможно, и
больше.
С ростом скоростей резания усложняется проблема
уборки металлической стружки, особенно при сверле-
нии и токарной обработке. Кроме того, при повышении
скорости резания увеличивается ломкость и соответ-
ственно объем стружки, которую необходимо убирать^
Для облегчения уборки нужно изменить форму стан-
176
ков и металлообрабатывающего оборудования. В част-
ности, шведский токарный станок марки «G + F)> —
один из первых станков с приспособленной для этих
целей компоновкой конструкции. Основной особен-
ностью его является необычное расположение направ-
ляющих — выше обрабатываемой детали. Кроме того,
в станине есть широкий проем для падения стружки,
которая перемещается по желобу в коллектор, где она
рассортировывается с помощью центрифуг и направ-
ляется под пресс.
В будущем по-прежнему сохранятся различия меж-
ду цехами серийного производства и общемеханически-
ми цехами. Первые, в частности, будут оснащены спе-
циализированным оборудованием, немногим отличаю-
щимся от современного, но более производительным к
надежным; кроме того, предполагается, что статические
включающие и выключающие устройства будут заме-
нены реле, а все приборы контроля будут размещены
внутри агрегатов и станут их неотъемлемой частью,
что позволит осуществить дистанционное централизо-
ванное управление.
Погрузка изделий и их складирование будут авто-
матизированы. Это уменьшит затраты рабочей силы,
увеличит производительность оборудования и сократит
потери времени при переходе от одной операции к дру-
гой. Подобная тенденция уже проявляется в настоя-
щее время в некоторых станочных линиях, она будет
распространяться также в штамповочных и сварочных
цехах.
Стремление максимально сократить непроизводи-
тельные затраты времени в цехах массового произ-
водства с оборудованием, выпускающим несколько
изделий в. минуту, неизбежно потребует постоянного
контроля над состоянием' рабочего инструмента и его
автоматической замены в случае износа пли поломки.
Люди будут осуществлять на производстве в основном
функции надзора, контроля и управления; практика
ручного перемещения деталей п узлов в каком бы то
ни было виде .исчезнет навсегда.
Будут ли сокращены допуски при различных видах
обработки? Это представляется весьма сомнительным,
поскольку точность обработки в настоящее время уже
равна 0,01 л/л/. Для достижения большей точности
12 Зак. 1400
177
обработки необходимо поддерживать постоянную тем-
пературу в цехах, температуру обрабатываемых дета-
лей и измерительного инструмента, что, за исключе-
нием особых случаев, не оправдывает себя экономи-
чески.
В настоящее время автоматизация процессов сборки
уже не редкость. Процесс автоматизации будет продол-
жаться, причем узлы и агрегаты будут конструиро-
ваться с учетом возможного упрощения и приспособ-
ления их для автоматической сборки.
Проблемы общего машиностроения очень разнооб-
разны и сложны. Важную роль предстоит сыграть
станкам с программным управлением. Применение
подобной техники обеспечивает быстрый переход от од-
ной операции к другой при высокой точности обра-
ботки, причем общая производительность программного
оборудования, безусловно, выше, чем традиционного.
Станки с программным управлением позволяют исполь-
зовать высококвалифицированных специалистов для
подготовки рабочих операций, а менее квалифици-
рованных — для непосредственного управления обору-
дованием. Подобная организация производства позво-
лит, в частности, решить проблему нехватки квалифи-
цированных специалистов.
В недалеком будущем важное место в обработке
металлов давлением займут методы с использованием
высоких энергий. Мы считаем, что электроэнергия, ко-
торая легче поддается контролю и потому менее опас-
на, чем, например, энергия взрывчатых веществ, най-
дет широкое применение в крупносерийном и массовом
производстве. Сфера применения методов взрывной
штамповки ограничится изготовлением образцов и про-
изводством продукции мелкими сериями.
В будущем тенденции автоматизации производ-
ственных процессов проявятся в еще большей степени.
Автоматизация цехов массового производства распро-
странится и на общее машиностроение, где в основном
будет использоваться оборудование с программным
управлением. Высококвалифицированные рабочие вме-
сто непосредственного управления машинами будут со-
ставлять графики работ и следить за их выполнением,
причем большую помощь им окажут электронно-вы-
числительные машины. Администрация цехов, на кото-
175
рую возложен сейчас контроль за качеством продук-
ции, будет обеспечивать непрерывность производствен-
ного процесса и распределение отдельных операций
между различными видами оборудования. Автомати-
ческий ввод заданий будет сочетаться с автоматиче-
ским контролем за их выполнением. Организация про-
изводственного процесса будет осуществляться с уче-
том возможной загрузки оборудования и полного
времени, необходимого для изготовления каждой детали,
а также стоимости незавершенного производства и на-
личия рабочей силы. Применение электронно-вычисли-
тельных устройств поможет в очень короткое время
охватить всю проблему в целом и, рассмотрев все
возможные варианты, выбрать оптимальный. Не исклю-
чено, что, не считая особых случаев, когда скорейшее
выполнение работы более важно, чем издержки, про-
изводственные цеха останутся приблизительно такими
же, как и в настоящее время. Однако машинное обору-
дование станет более мощным и быстродействующим,
все погрузочно-разгрузочные операции будут выпол-
няться автоматически; появятся новые технологические
процессы; потребуются высококвалифицированные спе-
циалисты.
Наиболее важные изменения предвидятся в области
управления производством; они будут вызваны более
глубоким пониманием свойств материалов, изучением
всех общих инженерных проблем, применением науч-
ных методов планирования производства, включающих,
например, проблемы выбора пути доставки режущего
инструмента к обрабатываемой детали, а также изуче-
ние оптимального направления потоков деталей внутри
цехов.
Будущее обещает нам. высокий уровень производ-
ства, снижение издержек, уменьшение. затрат труда.
Чтобы воспользоваться открывающимися перспектива-
ми, руководители производства должны постоянно рас-
полагать информацией о всех возможностях, которые
предоставляет им новая техника и технология.
12*
7. ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ
ПЬЕР ЛАФИТТ, Парижский горный
институт
РУДЫ - ЕВРОПЕЙСКАЯ ПРОБЛЕМА
Соотношение между мировыми ресурсами полезных
ископаемых и спросом на них сегодня не является
серьезной проблемой. Можно считать, что и через два-
дцать лет положение будет примерно таким же, за иск-
лючением, пожалуй, алмазов и некоторых минералов,
имеющих меньшее значение, для которых без труда мо-
гут быть найдены заменители. Сообщения с мест, боль-
шое количество публикаций о вновь открываемых ме-
сторождениях подтверждают этот оптимистический
прогноз.
Минеральные ресурсы, однако, распределены на
земном шаре весьма неравномерно. Во все времена
поиски полезных ископаемых п торговля ими были проб-
лемой международного характера (вспомним миф о зо-
лотом руне). Еще тридцать-сорок лет назад разведка и
торговля касались в основном минералов, имеющие
большую ценность при сравнительно малом объеме.
Однако в связи с уменьшением стоимости морских
перевозок теперь можно транспортировать на дальние
расстояния и массивные, тяжелые грузы. Железные
руды из бразильских месторождений становятся столь
же доступными для Европы, как и руды Швеции.
Западная Европа до сих пор импортирует сырье из
социалистических стран и Северной Америки. Внешняя
торговля России и США в течение XIX и части XX века
сводилась главным образом к экспорту сырья, но посте-
пенно и СССР и США сами стали импортерами. Что
касается развивающихся стран, там наблюдаются две
ISO
тенденции: во-первых, это оппозиция против экспорта
полезных ископаемых, поскольку считается, что вместе
с ними в другие страны уходит часть национального
богатства, и, во-вторых, стремление к строительству ме-
стных перерабатывающих предприятий как ступени
к созданию собственной промышленности.
Учитывая быстрый темп изменений в мировом хо-
зяйстве, трудно предположить, что и через двадцать
лет мы будем получать в больших количествах про-
мышленное сырье из неразвитых стран. Сегодняшняя
обстановка в Европе, характеризуемая процветанием
перерабатывающей промышленности при спаде добы-
вающей, вряд ли сможет продлиться долго.
Взрывной, динамический характер современного по-
литического и экономического развития затрудняет вся-
кие долгосрочные прогнозы. Однако можно представить
себе, что через двадцать лет европейская промышлен-
ность должна будет находить на месте значительную
часть сырья для своей индустрии. Начнется эксплуата-
ция залежей, расположенных глубоко под землей, но-
вых, пока еще не обнаруженных месторождений и бед-
ных руд. Для того чтобы использовать эти ресурсы,
правительствам европейских стран придется выполнить
большую программу научных исследований; несомнен-
но, только таким образом европейская промышленность
обеспечит себе уверенный ритм жизни и процветание
в будущем.
Первым шагом в этом направлении должно стать
проведение фундаментальных исследований в области
геологии и минералогии. Для определения новых
месторождений руд очень важно изучение вопросов
металлогенезиса. Не без внимания останутся, конечно,
другие ветви геологических и минералогических паук:
петрография, геохимия, тектоника и изучение осадоч-
ных образований. Хотелось бы подчеркнуть также зна-
чение маталлогенической картографии, геостатики,
тщательного изучения того, как распределяются по зем-*
ному шару минеральные богатства. Сюда включаются,
наконец, исследования происхождения залежей в по-
левых и лабораторных условиях, синтез минералов
и т. д. Чтобы лучше познакомиться, по выражению
Линнея, с «металлургией самой Природы», следует
181
изучать естественные термодинамические процессы в
земной толще.
Второй важнейший момент — методы разведки (как
прямые, так п косвенные). Видимо, все начинания,
в том числе и поиски новых методов, которые не дол-
жны, конечно, развиваться в ущерб использованию ста-
рых, будут поддержаны добывающей промышлен-
ностью.
И наконец, сама разработка, эксплуатация рудных
залежей. Использование механических методов не един-
ственное решение этой проблемы. Должен быть прове-
ден ряд исследований для изучения различных харак-
теристик руд: хрупкости, сжимаемости, эластичности,
коэффициента тепло- и электропроводности, а также
поведения минералов под воздействием многообразных
форм механической, тепловой, электрической и электро-
магнитной энергии. Не преувеличивая, можно сказать,
что эта область до сих пор пользовалась лишь мимо-
летным вниманием специалистов, и трудности, которые
возникнут как во время лабораторных исследований,
так и при практическом применении результатов
последних, пока что никому не известны. К концу на-
ступающего двадцатилетия все это будет чрезвычайно
важно для экономики Европы, и уже теперь следует
позаботиться о том, чтобы молодые ученые, которые
в будущем займутся проблемой рациональной эксплуа-
тации руд, не оказались лишь зачинателями-одиноч-
ками.
Пристальный интерес должна вызвать и разработка
глубоко залегающих пластов. Никого, естественно, не
устраивает перспектива поднимать на поверхность
огромные массы, содержащие на 90—99% пустую по-
роду. Однако у нас еще пет малогабаритных обогати-
тельных устройств для работы под землей, а никакие
другие возможности решения проблемы до сих пор не
исследовались. Методы подземного шлакования, элек-
тролиза и другие сейчас выглядят фантастическими, но
весьма возможно, что через два десятилетия они станут
основой добывающей промышленности.
Химические процессы, протекающие при высоких
температурах и больших давлениях, очень дороги, од-
нако в добывающей промышленности, где сами скаль-
ные породы являются сосудом с весьма прочными CTeH-
lS#
ками, эти операции могут стоить куда дешевле. Куби-
ческий километр пространства, способного десятилети-
ями выдерживать огромные температуры и гигантские
внутренние давления, пока представляет почти недо-
стижимую мечту для физиков и химиков, но не вызы-
вает никакого удивления у геологов. Природа сама по-
рой создает литейные цеха, и это тоже должно быть
использовано.
На первый взгляд предположение, что маленькая и
перенаселенная Европа сможет удовлетворить свою
индустрию без притока сырья извне представляется
весьма гипотетическим. Но успехи Франции в течение
минувших двух десятилетий показывают, что там, где
объединяются решимость и капиталовложения, резуль-
таты не заставляют себя ждать.
МИШЕЛЬ БАТИСС, руководитель Сек-
ции природных ресурсов ЮНЕСКО
ЦЕНА ВОДЫ
Каждому, кто когда-нибудь жил в пустыне, отлично
известна цена воды. Однако мы привыкли к благам ци-
вилизации и считаем воду чем-то само собой разумею-
щимся. Мы легко соглашаемся, что в большинстве слу-
чаев ее нечем заменить, однако нам редко приходит
в голову мысль о том, как много нам ее нужно, как мы
зависим от воды не только в быту, но также при выра-
щивании злаков, выплавке стали или, скажем, произ-
водстве бумаги.
Оставив в стороне такие виды использования воды,
как гидроэнергетика и мореплавание,* которые не
уменьшают ее количества и не особенно ее загрязняют,
обметим, что количество воды, потребляемой на душу
населения, в различных странах весьма неодинаково: от
38 л в день в развивающихся странах до 680 л в США,
где только 6% воды идет на бытовые нужды, а осталь-
ное — в промышленность и сельское хозяйство.
Следует различать, кстати, две формы потребления
воды; полное — когда она возвращается в атмосферу
1S3
лишь в виде пара, и использование, при котором вода
так или иначе находит путь в реки или просачивается
в землю. Ирригация — типичный пример полного по-
требления. Около 60% воды, направленной в ороситель-
ные каналы, выпаривается солнцем непосредственно
пли через растения.
Попытаемся представить себе, какое количество
воды потребуется человечеству через двадцать лет. Рас-
ход воды на бытовые нужды возрастет пропорциональ-
но росту населения. Но это не все. Расход увеличится
еще в связи с повышением жизненного уровня в разви-
вающихся странах, и поэтому предполагаемое удвоение
расхода воды на бытовые нужды за ближайшие два-
дцать лет — это достаточно скромная оценка.
Совершенно очевидно, что в ближайшие годы резко
возрастет потребность‘ в воде для промышленных це-
лей. В тех случах, когда вода используется для
охлаждения или когда она не очень загрязняется, воз-
можно повторное ее использование и различные зам-
кнутые циклы. Но ряд новых и быстро развивающихся
отраслей индустрии, таких, как резиновая, химическая,
нефтеочистительная, будут использовать огромные ко-
личества воды и при этом загрязнять их. Анализ
усложняется неопределенностью изменения различных
экономических факторов, неопределенностью, которая
может привести к большим переменам в промышленном
использовании воды. Поэтому можно уверенно предска-
зать, что и в промышленности за два десятилетия рас-
ход воды увеличится в два раза.
Положение в сельском хозяйстве в известном смысле
двойственно, поскольку тут действуют противополож-
ные тенденции. С одной стороны, ожидающаяся не-
хватка воды в некоторых районах ведет к тому, что
цена па нее будет постоянно расти и такой вид полного
потребления, как ирригация, станет невыгодным. С дру-
гой стороны, необходимость производить все больше
продуктов питания, особенно в районах интенсивной
солнечной радиации, может привести к увеличению
площади поливных земель. Так что вполне реально
предположить резкое увеличение расхода поливных вод.
Суммируя все сказанное, увидим, что через двадцать
лет человечеству необходимо будет вдвое больше воды,
чем ее потребляется сейчас. Между тем каждому ясно,
j^4
что тот естественный фонд, который создается благо-
даря выпадению осадков, останется примерно таким
же, как сегодня. Правда, мы до сих пор неясно пред-
ставляем себе картину водного баланса и ресурсов в
различных странах и бассейнах. Дискуссионными оста-
ются такие вопросы, как процентное соотношение
между общей массой дождевой воды и тем ее коли-
чеством, которое достигает рек и водоносных горизон-
тов; расход на испарение непосредственно и через ра-
стительный мир; динамика процессов, приводящих к
наполнению водоносных слоев. К концу наступающего
двадцатилетия мы будем лучше вооружены в этом от-
ношении, так как начавшаяся в 1965 году Междуна-
родная гидрологическая декада прояснит общую кар-
тину и даст основу для размышлений об эффекте
человеческого вмешательства в естественный ход гид-
рологического цикла в природе.
Через двадцать лет общая масса воды, доставляе-
мой реками, будет все еще в несколько раз превышать
то ее количество, которое требуется человеку. Однако,
как и сегодня, этот приток будет далеко не всегда свое-
временен и отнюдь не везде достаточен. Огромный из-
быток пресных вод в бассейне Амазонки мало чем по-
может засушливым территориям, а дальняя переброска
воды будет примерно столь же дорогостоящей, как и
сейчас. Поскольку дожди отнюдь не всегда пролива-
ются именно в то время, когда они нужны, доступной
и дешевой воды к концу двадцатилетия будет значи-
тельно меньше, чем вообще пресных вод в природе.
Хотя соотношение между нуждами и возможностями
в некоторых районах будет вполне удовлетворитель-
ным, в целом нехватка воды должна возрасти.
Все это оправдывает самое серьезное внимание к во-
просам водоснабжения. Чтобы преодолеть ожидающие
нас впереди трудности, необходимо принять ряд мер.
Одна из них — попытка уменьшить полное потребление
воды. В США, например, хотя и ожидается удвоение
общей массы используемых вод, полное потребление,
которое равно в‘настоящее время 380000 млн. л в день,
возрастет не более чем до 640 000 млн. л. Зта оценка,
правда, базируется на относительном уменьшении роли
ирригации в сельском хозяйстве США, чего не ска*
жешь о засушливых районах других территорий Земли.
185
Трудно предположить, например, чтобы удалось значи-
тельно уменьшить потери воды при испарении в водо-
хранилищах, учитывая жаркий климат в некоторых
районах планеты.
В будущем, вероятно, увеличится значение вторич-
ного использования промышленных и городских сточ-
ных вод, особенно для бассейнов таких рек, как Рейн
или Огайо. Это потребует более строгого контроля над
загрязнением воды и установки дорогостоящих очист-
ных сооружений. Что касается дренажных вод, проте-
кающих через оросительные каналы, они обычно слиш-
ком насыщены солями, чтобы их можно было использо-
вать второй раз.
Огромное количество подземных вод разведано в на-
стоящее время по всему миру. Однако подземные хра-
нилища восстанавливаются очень медленно. Воду мож-
но добывать оттуда, как добывается уголь или желез-
ная руда. В целом здесь нет ничего дурного, если
учитывать все последствия этих действий: постепенное
снижение уровня подземного водного горизонта и расту-
щую стоимость откачки.
Какие же еще возможности есть у человека для
увеличения фонда доступной воды? Можно, например,
создать сельскохозяйственные культуры, способные про-
израстать па вторично используемых, насыщенных со-
лями ирригационных водах. Известную роль могут
сыграть искусственно вызываемые доищи над водохра-
нилищами в горных районах. Предложение растопить
горные ледники пока целиком относится к области на-
учной фантастики. Единственными «новыми» источни-
ками пресной воды, значение которых будет весьма
ощутимым через двадцать лет, станут методы опресне-
ния морских вод и электроочистки солоноватых. Прес-
ная вода, полученная из морской с помощью атомной
энергии, найдет, вероятно, широкое применение в быту
и промышленности.
Решение грандиозной задачи, перед которой мы
стоим, вызовет немало серьезнейших последствий. Все
более ясно вырисовывается необходимость регулирова-
ния проблем гидрологии и долгосрочного планирования
их на уровне сначала речных бассейнов, затем стран и,
наконец, континентов. Сбор данных и новая техника
анализа водной проблемы позволят точнее измерить
186
относительные преимущества промышленного исполь-
зования вод в сравнении с ирригацией как с экономи-
ческой, так и с социальной точки зрения. Доступность
п стоимость воды станут важнейшими элементами ге-
нерального, далеко идущего планирования.
С финансовой стороны суммы, нужные для того,
чтобы за двадцать лет удвоить мировой фонд доступ-
ной пресной воды, чрезвычайно велики. Перед налого-
плательщиками, особенно в крупных городах, эта про-
блема встанет в виде возрастающих счетов за сложные
работы по доставке воды, ее хранению и должной очи-
стке.
В корне изменится наше отношение к воде. Мы не
будем испытывать недостатка в пей, но она будет до-
рого стоить. И люди поймут, как велика их зависи-
мость от воды. В историческом смысле здесь не будет
чего-то нового, поскольку все это было отлично изве-
стно древним египтянам, римлянам и арабам. Но в те-
чение наступающего двадцатилетия впервые и навсегда
выражение «цена воды» приобретет глубокий смысл для
всего цивилизованного человечества.
ФРАНСУА БУРЛЬЕР, профессор, пре-
зидент Международного союза по ох-
ране природы и природных богатств
НОВОЕ РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ЧЕЛОВЕКОМ И ПРИРОДОЙ
Быстрое увеличение населения различных стран
мира, освоение ранее не возделываемых земель для
обеспечения продовольствием и индустриализа ция
прежде слаборазвитых стран — все это говорит о том,
что в течение ближайших* двадцати лет во всех странах
произойдут радикальные изменения: па смену диким
животным и растениям придут домашние животные и
культивированные растения. Человек будет регулиро-
вать биологическое воспроизводство на Земле только
в собственных интересах и за счет дикой природы.
Многие пессимисты предсказывают исчезновение неко-
торых крупных животных в Африке и других местах,
187
а также полную замену всех лесов искусственными по-
садками, которые растут быстрее и дают больше дре-
весины, чем дикие. Другие предсказывают общее за-
грязнение воды и воздуха.
Некоторые из этих страхов, к сожалению, обосно-
ванны. Тем не менее неправильно и даже опасно пред-
полагать, что человек находится в оппозиции к при-
роде, или считать, что несомненное преимущество рода
человеческого в биосфере обязательно должно сопро-
вождаться полным уничтожением диких животных и
растений. Считается, что человек может пересилить
природу, что он способен прожить всю свою жизнь в
мире бетона и стали, не испытывая потребности к пере-
мене обстановки, а любое растение или животное —
его соперники пли враги, другими словами, что тор-
жество человечества должно сопровождаться исчезно-
вением всех существующих самостоятельно экологи-
ческих систем. Подобные утверждения вряд ли стоит
считать оправданными.
На самом деле везде, где действует человек, есть
место для природы, хотя бы в интересах его гармони-
ческого развития. Если люди действительно пожелают
принять во внимание все достижения в области при-
кладной экологии и станут бороться за сохранение
природных богатств, в течение последующих двадцати
лет между человеком и природой будет установлено
новое равновесие, от которого выиграют обе стороны.
Хаотическое развитие огромных промышленных
центров, свидетелями которого мы были в течение ми-
нувшего полувека, не может больше продолжаться.
Огромные города, уже существующие и те, которые
растут почти во всех частях мира, представляют все
большую опасность для человека. Плотно населенные
районы с напряженным ритмом жизни, крайняя спе-
циализация человеческой деятельности, многосторон-
няя и разнообразная зараженность всех биологических
видов привели к увеличению болезней цивилизации,
создающих много новых проблем для тех, кто отвечает
за здоровье и благосостояние народов.
Все, чего мы достигли за столетие медицинских
открытий, мы можем легко потерять из-за преждевре-
менного старения нашего организма или из-за различ-
ных физических нарушений.
188
Противоядием «болезням века» могут служить не
только новые методы лечения атериосклероза. Оно
также может заключаться в гармоническом сочетании
физической и психической деятельности человека,
периодическом исключении индивидуума из шумной
толпы больших городов и расширении зеленых поясов
и зон отдыха.
Промышленные центры 1984 года с их многочислен-
ными парками должны быть окружены общественными
лесами, с зонами отдыха и развлечений, то есть запо-
ведниками, где будут жить дикие растения и живот-
ные. Так, человек, сам являющийся наиболее драю-
ценным созданием природы, будет мирно сосущество-
вать с неодомашненной природой к взаимной выгоде
тех и других. Только тогда будущее поколение смо-
жет наслаждаться плодами научных и технических
достижений) сегодняшнего дня.
Во всех сельскохозяйственных районах с плодо-
родными почвами как в тропиках, так и в умеренной
зоне к 1984 году почти не останется дикой природы.
Механизация сельского хозяйства и широкое примене-
ние гербицидов и инсектицидов приведет к полной
монополии человека над производительностью живот-
ных и растений. Плодородные почвы будут превра-
щены в гигантские «фабрики калорий», неодомашиен-
ным животным и растениям не останется места.
В некоторых местах будут созданы резервации для
научных и эстетических целей. Они станут экологиче-
скими островами — изолированными экспонатами —
среди враждебного им мира и, несомненно, будут тре-
бовать осторожного обращения. При условии их доста-
точного количества и экологического самовоспроизвод-
етва подобные резервация ' (в условиях одного конти-
нента — целая система) должны обеспечить выжива-
ние достаточно больших групп не только местных
животных, но и мигрирующих птиц.
Опыт минувших десятилетий показал, что механи-
зированное сельское хозяйство и интенсивное ското-
водство развиваются в районах с богатыми почвами и
благоприятным климатом. Только в таких условиях
большие суммы, вложенные в модернизацию сельского
хозяйства или в обширные планы развития, могут при-
нести прибыль. Напротив, бедные районы постепенно
189
теряют своих жителей. Homo economicus их покидает.
Именно здесь и кроются большие возможности для
дикой природы завтрашнего дня.
Во всех частях земного шара на любой широте и
любом континенте много земель, где интенсивное раз-
витие вряд ли возможно. Даже в густонаселенной Ев-
ропе можно найти пустынные места — горные районы,
тундра, некоторые острова в Средиземном море и т. д.
В тропиках такие районы есть в саванне и пустынях.
Создание природных резерваций здесь легче при усло-
вии, что для пх поддержания будут получены необхо-
димые средства. Достаточно взглянуть на перечень
национальных заповедников и парков, чтобы убедиться,
что большинство из них расположено в районах подоб-
ного типа.
Вполне возможно, что в 1984 году почти все остав-
шиеся животные на земном шаре укроются в заповед-
никах. Наше поколение должно считать своим долгом
обеспечить такое положение, чтобы во всемирной си-
стеме резерваций и' заповедников было представлено
достаточно большое количество представителей каж-
дой экологической системы Земли. Заповедники будут
лабораториями на открытом воздухе для будущих эко-
логов и этнологов, они станут «справочными службами»
для объективной оценки многолетних планов развития.
Многие из этих парков будут открыты, хотя бы частич-
но, для туристов и станут источником дохода для тех
стран, которые не слишком богаты природными ресур-
сами. Уже сейчас за несколько часов можно перелететь
из Европы в Центральную и Восточную Африку, чтобы
полюбоваться великолепными представителями дикого
животного мира. Количество путешествующих за гра-
ницу в настоящее время не превышает десятков ты-
сяч, но можно ли поручиться, что к 1984 году их ко-
личество пе возрастет в десять или сто раз.
В умеренных зонах Евразии и Северной Америки
существуют миллионы любителей — рыболовов, охот-
ников или тех, кто путешествует для того, чтобы по-
дышать свежим воздухом, хоть на несколько недель
вырваться из дымной, насыщенной газами атмосферы
городов, не видеть фабричных труб или просто про-
вести время вдали от городского шума. В 1984 году
количество таких людей увеличится в десятки раз.
19Q
Зоны отдыха и национальные парки будут получать
большие доходы, а это даст возможность развиваться
тем районам, которые иначе остались бы в постоянной
нищете.
Совершенно не обязательно, чтобы к 1984 году при-
рода стала полностью одомашненной, искусственной,
стандартизированной и лишенной привлекательности.
Не обязательно также, чтобы нашим потомкам прихо-
дилось регулировать свою физическую и психическую
деятельность с помощью таблеток. Но надо спешить.
Сторонники сохранения природы должны обменяться
опытом и объединить свои усилия с работниками сель-
ского хозяйства, проектировщиками городов, работни-
ками социального обеспечения и экономистами. При-
роду нельзя спасти за счет человека, а только при
его содействии и ради него самого.
ЭДВАРД НИКОЛЬСОН, генеральный
директор Общества охраны природы,
Лондон
УПОРЯДОЧИТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ
После долгого пренебрежения к окружающей нас
природе и плохого обращения с тем, что дает нам
приют, питает и вдохновляет нас, наконец-то начинают
смотреть на землю с новым интересом и уважением.
Частично по причине увеличения населения, частично
из-за более высокого жизненного уровня и возросшей
мобильности населения и частично из-за способности
людей чаще делать большие ошибки, чем малые, проб-
лема использования земли становится основным со-
циальным вопросом.
Среди наших, природных богатств минералы — наи-
более локализованные и строго определенные, дикие
животные и растения — наиболее уязвимые, вода —
наиболее недооцениваемая, а земля — наиболее слож-
ная и непонятная. В 1984 году люди поймут, что земля
имеет огромную экономическую ценность не только
для выращивания урожаев или разведения скота.
191
Намечающаяся революция должна произойти .по
следующим причинам. Изменения в использовании
земли и чаще возникающие и требующие разрешения
вопросы, связанные с тем, как ее использовать, потре-
буют, очевидно, пересмотра многочисленных разно-
масштабных земельных карт, сообщающих сведения
об использовании земель вообще, районировании и дру-
гих ограничениях, строительстве, средствах сообщения,
ежедневном и сезонном движении и темпах происходя-
щих изменении. Широкое применение фотограмметрии
и новая картографическая техника облегчают составле-
ние и распространение карт, но более важным станет
увеличение количества ученых профессионалов, рабо-
тающих с картами: биологов, геологов, почвоведов и
физиков-оптиков. Они будут снабжены необходимым
оборудованием для выявления сложных и топких вза?
имосвязей и представления (где нужно в виде карт)
выводов по ряду спорных вопросов. Почвы будут изу-
чаться в целом, па всю глубину и на поверхности, со-
относительно с сельскохозяйственным производством.
Будет дан новый толчок развитию почвоведения, так
как возрастает необходимость в улучшении и сохране-
нии наиболее трудных почв.
В результате подробного картографирования и тща-
тельного изучения структуры, плодородия, биологиче-
ской активности и влагосодержания почв откроется
много новых возможностей. Точная оценка характе-
ристик почвы станет более легкой, в результате более
просто можно будет определить пути ликвидации вод-
ной, минеральной и биологической недостаточности.
Более ясной станет роль определенных видов растений
и животных в повышении урожайности, а также будут
выявлены многочисленные факторы, способствующие
быстрому распаду органической материи п ее превра-
щению в минеральные соли — основные питательные
вещества растений.
Ученые-лесоводы смогут более точно разработать
типы лесов для различных почв и создавать породы,
наиболее соответствующие тем условиям, в которых
опи будут выращиваться. Многие современные сель-
скохозяйственные и лесоводческие методы будут вы-
теснены новыми техническими приемами, представляю-
щими собой сочетание методов улучшения почвы с вы-
192
работкой долгосрочных иммунитетов к вредителям,
болезням и повреждениям без ущерба для красоты де-
ревьев и пейзажа в целом. Накопится опыт размеще-
ния типовых лесозащитных и других полос в различ-
ных районах для максимального их использования.
В первую очередь будут восстановлены, даже если
это потребует затраты больших средств, те земли, ко-
торые пострадали от загрязнения промышленными от-
ходами, чересчур интенсивного применения постоянно
действующих токсичных химикалиев или от неправиль-
ного обращения с пахотным слоем после снятия уро-
жая. Глубокое понимание динамики почвообразования
позволит эффективнее контролировать не только есте-
ственные, но также искусственные вредные процессы
в почвах. Человек сможет создавать почвы по своему
желанию, не ожидая сотни лет, пока закончатся обыч-
ные почвообразующие процессы. Расходы на это вна-
чале будут астрономическими, но постепенно снизятся
так, что производство пищевых продуктов станет прак-
тически осуществимым в наиболее трудных районах
земного шара.
Большое внимание будет уделено предсказанию и
предотвращению неблагоприятных влияний на почву
в результате различных видов человеческой деятель-
ности, будь то использование восполнимых или невос-
полнимых ресурсов земли, использование ее под строи-
тельство или для каких-либо других целей. Увеличится
важность городского и сельского планирования, боль-
шая часть его ограничительных факторов отпадет по
мере того, как пользователи земли станут более глу-
боко определять требования самой земли, как постоян-
ного жилища человечества.
Планировщик, вооруженный знаниями о природе
и обществе, будет не судьей, посвистывающим в сви-
сток, а дирижером хорошо сыгранного оркестра, имею-
щего не местное, а региональное значение. Все, свя-
занные своей профессией с землей, включая лесовод-
ство, сельское хозяйство и планирование ландшафтов
(называемое теперь ландшафтной архитектурой), бу-
дут связаны с планировщиками земли посредством гиб-
ких правил и законов, пересматриваемых по мере полу-
-чения новых знаний по широкой программе исследо-
вания окружающей природы. Новые исследования
13 Зак. 1400 193
станут весьма важным общим элементом в обучении и
ререподготовке специалистов всех отраслей, связанных
9 землей, что в свою очередь будет способствовать
лучшему пониманию идей и требований.
Возникнет новое отношение к земле — как к месту
для отдыха. Люди будут наслаждаться специально
созданными ландшафтами, наблюдать и обсуждать их,
как сейчас они судят об архитектурных сооружениях.
Такие далеко идущие планы возможны не во всех
областях науки и вряд ли что еще имеет такое же зна-
чение для формирования будущего нашей цивили-
зации.
АЛИСТЕР ХАРДИ, профессор, Оке*
фордский университет, Великобритания
БОГАТЫЕ УЛОВЫ ИЗ ОКЕАНОВ
Можно ли надеяться, что через двадцать лет благо-
даря успехам науки и техники мы сможем получать из
моря больше пищи, чем сейчас? Да, бесспорно.
Сначала — хотя это отнюдь не исчерпывает темы —
•поговорим об обычном лове рыбы. Человек со своим
тралом и сетями до сих пор в море только охотник.
Может ли он стать наконец чем-то вроде фермера?
Может, и некоторые шаги в этом направлении уже
сделаны.
Сотрудник сектора рыболовства Министерства сель-
ского хозяйства Великобритании Дж. Э. Шелбурн в
течение нескольких лет разрабатывал методику выра-
щивания в специальных чанах мальков камбалы от ик-
ринки до того состояния, когда эти рыбы опускаются
на дно. Он проводил их тысячами через тот опасный
период, когда в обычных природных условиях они ста-
новятся добычей бесчисленных врагов. Широко исполь-
зуя антибиотики, Шелбурн добился семидесятипроцент-
ной сохранности «стада», и в настоящее время завод
на острове Мэн ежегодно выпускает в море миллион
своих «воспитанников». Камбала мечет икрувесной, а
некоторые другие породы рыб — осенью, поэтому Шел-
бурн намеревается организовать работу, на своем пред^
194
приятии в течение всего года. Через двадцать лет у моря,
по всей вероятности, появится немало таких заводов.
Правда, есть опасность перенаселить прибрежные
воды, но из этого положения можно найти выход. Еще
в начале нашего века профессор В. Гарстанг выловил
у кишащих всякой живностью берегов Голландии не-
сколько тысяч камбал. Половину рыб Гарстанг обмерил
и выпустил, предварительно пометив, а другую поло-
вину поместил в чаны и перевез на богатые пищей от-
мели Доггер-Банки. Через определенное время в обоих
местах был произведен отлов. После обмера и- взвеши-
вания контрольных экземпляров оказалось, что переве-
зенная на отмели камбала в три, четыре и даже пять
раз переросла ту, что осталась на старой «перенаселен-
ной квартире». Гарстанг предложил организовать еже-
годную транспортировку рыбы на отмели, однако, к со-
жалению, не нашлось государства, которое согласилось
бы в одиночку финансировать то, что сулило выгоды
всем. Можно надеяться, что к концу наступающего де-
сятилетия дух международного сотрудничества будет
достаточно сильным для осуществления подобных про-
ектов.
Через двадцать лет мы, возможно, увидим подвод-
ные тракторы, которые, двигаясь по дну, повлекут за
собой рыболовные тралы. Более того, можно предполо-
жить, что мы увидим и разведчиков, которые в малень-
ких подводных лодках будут отыскивать места скопле-
ния рыбы и направлять к ним тракторы. Отлов рыбы
станет столь интенсивным, что весь мир будет проте-
стовать против расхищения рыбных богатств, поэтому
усилится международный контроль. С другой стороны,
широкие экологические исследования, проведенные уче-
ными-подводниками, позволят в будущем избавить рыбу
от таких ее природных конкурентов, как, например,
морская звезда, и изучить вопросы подкормки рыбных
косяков.
, Человек обратит свой взгляд и на те океанские про-
сторы, что лежат за пределами материковой отмели и
используются сёйчас лишь для лова тунца и охоты на
китовых. Через двадцать лет будут созданы образцы
тралов для промысла на различных глубинах и огром-
ное значение, вероятно, получит лов красной рыбы,
большие количества которой зарегистрированы, к югу
13* 19$
от Исландии и Гренландии. Очень похоже, что своеоб-
разные сигналы, почти повсеместно приносимые нам
эхолотами, обязаны своим происхождением гигантским
косякам мелкой нектонной светящейся рыбы. Если это
подтвердится, мы украсим свой стол новыми видами
консервов, похожих на сардины. Продолжая разговор
о глубинах океана, нельзя забывать о кальмарах. Судя
по числу пх клювов, которые мы находим в желудках
кашалотов, океанская бездна просто кишит этими су-
ществами, передвигающимися подобно ракете. Вероят-
но, через двадцать лет мы увидим и корабли с механи-
ческими ловушками кальмаров, оперирующими на боль-
шой глубине.
Однако все вышеизложенное составляет лишь часть
тех возможностей, которые откроет человеку эксплуа-
тация обширных пространств холодных антарктических
вод. Так же как на севере, здесь начался и был подор-
ван неразумным истреблением промысел китов. Хотя
численность китового стада угрожающе пала, пища ки-
тов — криль — осталась, и количество ее поистине оше-
ломляюще. Ею кормятся не только киты, но и тюлени,
пингвины, рыбы.
Автору этих строк по возвращении из антарктиче-
ской экспедиции 1925—1927 годов довелось сообщать
Королевскому географическому обществу следующее:
«Огромные скопления летнего планктона у берегов
Антарктиды представляют собой зрелище не менее впе-
чатляющее, чем даже айсберги, и столь же могут счи-
таться хранилищами солнечной энергии, как поля пше-
ницы или зеленые пастбища... Можно предположить,
что в неотдаленном будущем человечество сможет по-
лучать пищу непосредственно из этих вместительных
кладовых».
По всей вероятности, к концу предстоящего двадца-
тилетия этому пророчеству суждено сбыться. К югу
пойдут пароходы (или атомоходы), представляющие
собой «искусственных китов», собирающих криль. По-
пытки вылавливать планктон в низких широтах, за ис-
ключением тех, что предпринимала Япония, оказались
экономически невыгодными. Однако не будем упускать
из виду, что криль — не обычны]’! планктон. Это круп-
ные планктонные ракообразные морские животные, ко-
торые пасутся на морских полях огромными косяками,
186
как овцы или коровы на пастбищах. Ими, пожалуй,
можно питаться, если в результате переработки полу-
чить пз них муку. Киты — такие же млекопитающие,
как и мы с вами, — поедают криль и являются рекорд-
сменами по скорости роста. Зародыш синего кита в те-
чение одиннадцати месяцев развивается в материнском
чреве от микроскопической клетки до семиметрового
младенца. Питаясь одним только крилем, он к двум го-
дам становится плотным «малым» длиной двадцать мет-
ров.
И, наконец, последнее. Наступающие годы, несом-
ненно, будут годами подъема общей океанографической
науки, подъема, опирающегося на поддержку всех за-
интересованных государств. Мировой океан покроется
сетью станций, наблюдающих за его жизнью, — от ав-
томатических устройств, расположенных в глубине вод,
до специальных установок на каждом большом судне,
которые будут передавать свои наблюдения в соответ-
ствующий центр так же, как сообщают сейчас об изме-
нениях в атмосфере.
ЭДВИН ЛИНК, Корпорация морских
водолазов, Нью-Йорк
ГЛУБОКО В МОРЕ
Я не думаю, что человек когда-нибудь сделает ме-
стом своего обитания море; все-таки он существо, ды-
шащее воздухом. Бесчисленные тысячелетия потребо-
вались бы для трансмутаций, которые позволили бы нам
чувствовать себя в воде так же, как киты или дель-
фины. И даже если бы успехи медицины приблизили
этот день, снабдив нас искусственными жабрами, сом-
неваюсь, что человек пожертвует своим врожденным
правом жить на земле в пользу неопределенных пре-
имуществ соседства с рыбами.
Тем не менее я предвижу, что, по мере того как мы
будем находить все лучшие способы побеждать неудоб-
ства чуждой нам среды, человек станет проводить все
больше времени под водой. Мои собственные опыты, в
197
ходе которых мыши выживали на глубине до 1000 м,
позволяют предположить, что через двадцать лет пре-
бывание на таких больших глубинах станет для людей
обычным. Человек будет передвигаться в лбгко управ-
ляемых герметических поДводных экипажах, которые
позволят ему добывать под поверхностью океанов и мо-
рей нефть, строить шахты, ловить рыбу и собирать мор-
ские урожаи.
Он сможет жить дни и недели у самого места ра-
боты в постоянных или временных убежищах, напол-
ненных воздухом. Территория, где он трудится, будет
ограничена резиновым тентом, благодаря чему у рабо-
чего места создается «сухая атмосфера». Бесспорно,
развитие техники позволит в дальнейшем ремонтиро-
вать и совершенствовать подобные цехи без подъема
их на поверхность.
Подводные экипажи, транспортирующие людей на
поверхность, будут герметизированы таким образом,
йтобы декомпрессия начиналась в самом начале подъ-
ема. Автоматическое присоединение экипажа к декомп-
рессионной камере сделает всю процедуру достаточно
комфортабельной.
Поскольку к концу ближайшего двадцатилетия пре-
бывание под водой станет обычным, можно предвидеть
создание большого числа инженерных сооружений на
океанском дне: туннелей, наподобие того, который про-
ектировался под Ла-Маншем, развитой телефонной
сети, нефтяных вышек, нефтепроводов и др. Что же
касается тех глубин, которые пока еще недоступны че-
ловеку, их помогут освоить роботы, руководимые из
упоминавшихся выше экипажей.
Возможно, для того чтобы наблюдать и исследовать
подводную жизнь и физическую обстановку на глуби-
нах, человеку придется по нескольку недель или даже
месяцев жить под поверхностью океана. Ныряльщики
смогут проводить свой уикэнд или отпуск в подводных
отелях и пользоваться для прогулок специальными ды-
хательными аппаратами или «морскими малолитраж-
ками». Встанет, естественно, и вопрос об ориентации
на глубинах, для чего разработают новые подводные
системы навигации. Водители подводных вездеходов бу-
дут проходить примерно такой же курс обучения, как
современные летчики.
198
Атомная энергия станет доступной, в результате по-
явится крупнотоннажный коммерческий флот, которо-
му, поскольку он движется под водой, не страшны ни
ветры, ни тяжелые волны. Массивные грузы будут пе-
ревозить в надувных танкерах. После доставки к месту
назначения нефти, угля, зерна, хлопка, молока и дру-
гих грузов эти суда декомпрессируют, так чтобы они
занимали в порту совсем небольшой объем.
Все перечисленные методы пригодны для разведки
и эксплуатации нефтяных и угольных месторождений в
условиях Арктики, откуда мы пока еще не научились
вывозить горючее. Успешные походы атомных подло-
док под арктическим льдом показывают, что реализа-
ция таких проектов — дело не столь отдаленного буду-
щего.
Через двадцать лет человечество сумеет, по всей ве-
роятности, построить подводные плотины, с помощью
которых начнут использовать огромную мощь океанских
течений, преобразуя ее в электрическую энергию. Па-
раллельно эти электростанции смогут также опреснять
морскую воду, не оставляя без внимания и нужные для
экономики растворенные в ней вещества. Энергия и
пресная вода, получаемые из океана, позволят людям
оплодотворить засушливые и пустынные сегодня земли,
то есть решить проблему пропитания растущего насе-
ления Земли.
РОДЖЕР РЕВЕЛЬ, доктор, заведую*
щий исследовательским отделом Кали*
форни'йского университета
ВЗГЛЯД С БЕРЕГА ВДАЛЬ
Калифорния, 1984 год... У тех из нас, кто помнит
невероятно жестокие ураганы 60-х годов, которые на-
рекали женскими именами, как-то не укладывается в
голове, что в нашей жизни нет уже прежних волнений.
Оказалось, укротить эти ураганы довольно просто. По-
требовалось лишь уменьшить скорость передачи в
199
атмосферу тепла от конденсации водяных паров. Это
нужно было сделать в просторах океана, где зарож-
даются ураганы п тайфуны, — в тропических рай-
онах Западной Атлантики и Западной части Тихого
океана, а также в Индийском оксане у Бенгальского
залива.
Оглядываясь сейчас назад, особенно отчетливо пред-
ставляешь себе, насколько крупным техническим до-
стижением стала разработка в конце 60-х годов в пол-
ном смысле слова сбалансированной системы, включаю-
щей метеорологические спутники и океанские буйковые
станции, оснащенные приборами. С их помощью можно
проследить так называемое эмбриональное развитие
ураганов. Во всех случаях ураганы возникали и наби-
рали силу над просторами океана, где вода поглощала
-больше солнечной энергии, чем обычно, и соответст-
венно увеличивалось испарение. Теплый влажный воз-
дух быстро поднимался с водной поверхности. По мере
подъема водяные пары конденсировались, передавая
тепло воздуху и тем самым заставляя его подниматься
еще выше. Это в свою очередь вызывало еще большую
конденсацию водяных паров, а следовательно, п еще
больший нагрев воздуха и дальнейшее его движение
вверх. Более холодный и сухой воздух опускался вниз,
где теплое море подогревало его, обогащало водяными
парами и заставляло подниматься вверх. Постепенно
образовывался вихрь с вертикальной осью, резко уве-
личивалась горизонтальная скорость воздушного пото-
ка — неоднородность распространялась, охватывая пло-
щадь в десятки тысяч квадратных километров. Так
начинал свою разрушительную деятельность новый
ураган.
В 1969 году многие океанографы и метеорологи Япо-
нии, Индии и США почти одновременно высказали
предположение, что образование ураганов приостано-
вится, если в районах развития ураганов ликвидировать
чрезмерное нагревание и испарение океанской воды.
По мнению ученых, практически это можно осущест-
вить путем нанесения на водную поверхность тонкого
слоя вещества, отражающего солнечные лучи. Стои-
мость эксперимента по проверке этой гипотезы даже ее
сторонниками оценивалась в 1 млрд, долларов (в дей-
ствительности она составила 2 млрд, долларов).
200
Наконец, в 1973 году опыт был проведен в рамках
Всемирной метеорологической организации и межпра-
вительственной океанографической комиссии. С начала
мая до конца августа к востоку от Антильских островов
по акватории океана площадью 2,5 млн. км2 курсиро-
вали грузовые суда, оборудованные дымовыми шашка-
ми. С помощью шашек создавали сравнительно равно-
мерное низкое облако из мельчайших частиц окиси
алюминия. Эти частицы способны довольно долго удер-
живаться на поверхности воды и отражать часть сол-
нечных лучей. Процесс распыления окиси алюминия
повторяли каждые три недели, в результате удалось во
много раз уменьшить поглощение солнечной энергии
поверхностью океана.
Эксперимент имел полный успех — в 1973 году в
Атлантике не было ни одного урагана, однако расходы
превысили предполагаемый экономический эффект. На-
чались интенсивные поиски нерастворимого вещества с
удельным весом меньше удельного веса воды, которое
было бы способно отражать солнечные лучи и которое
можно было бы получать в виде мелкого порошка, а
производство его в больших количествах было бы очень
дешевым. Наиболее подходящей оказалась органическая
соль магния. Группа инженеров-химиков пришла к за-
ключению, что одной тонны будет достаточно для поверх-
ности площадью 2,5 км2. Но даже для обработки аква-
тории в зоне образования единственного урагана по-
требовалось бы 1 млн. т магния, а к 1973 году произ-
водство его во всем мире должно было сократиться до
100 000 т в год. Для извлечения использованного маг-
ния из океана пришлось бы переработать около мил-
лиарда тонн морской воды. Такое же количество прес-
ной воды потребляет в течение года город с населением
6 млн. человек.
К счастью, в Лос-Анджелесе только что началось
строительство. огромного завода, способного одновре-
менно опреснять морскую воду и вырабатывать огром-
ное количество электроэнергии. Источником энергии
для завода служит огромный ядерный реактор (мощ-
ностью 8000 тепловых мегаватт). Завод размещен в ма-
лозаселенной части Калифорнийского побережья — к
северу от мыса Консепшен. Его производительность
должна быть равна примерно 4 млрд, л пресной воды
201
в сутки. Почти столько же морской воды нужно для
получения миллиона тонн магния в год, необходимого
для борьбы с ураганом. Калифорнийский завод достиг
проектной мощности по производству пресной воды,
электроэнергии и магния в 1976 году. Очень быстро по-
добные заводы выросли в двух других районах, испы-
тывавших недостаток воды, — в Карачи и на побережье
Техаса, к югу от Корпус Кристи. В течение нескольких
последних лет флотилии из 25 больших грузовых судов,
оборудованных дымовыми шашками, рассеивающими
по акватории порошкообразные соединения магния, по
100 дней в конце весны и летом курсировали в райо-
нах, которые в прошлом считались очагами зарождения
ураганов. В настоящее время в Японии, Индии и на
восточном побережье США ураганы стали всего лишь
неприятным воспоминанием. Стоимость обработки каж-
дой такой зоны океана составляет приблизительно
120 млн. долларов, что значительно меньше ущерба,
причиняемого ураганами.
Центр Калифорнийского побережья, где построен
первый огромный атомный завод, резко изменился. По-
жалуй, самым замечательным следует признать создание
хороших условий отдыха. Большое количество тепла,
вырабатываемого в процессе работы завода, приходится
отводить, и, конечно, для охлаждения рабочей жидкости
в ходе производственного цикла необходимо огромное
количество морской воды. В то же время каждый день
нужно сбрасывать почти 10 млн. т концентрированного
раствора солей. Воду, применяемую для охлаждения, и
раствор тщательно предохраняют от радиоактивного за-
грязнения. За пределами заводской территории воду и
раствор смешивают в такой пропорции, чтобы удельный
вес смеси был близок к удельному весу прибрежной
морской воды. Смесь сбрасывают в море через трубо-
провод длиной около 60 км, проложенный на дне моря
в километре от берега. В результате весь год темпера-
тура воды на этом участке побережья равна примерно
20—25° С, то есть на несколько градусов выше, чем в
обычных условиях раньше. Исчезли изнурительные
густые летние туманы и холодные ветры с моря. Де-
сять лет назад в холодную воду отваживались нырять
только самые отчаянные пловцы, даже летом песчаные
пляжи почти пустовали, область, прилегающая к побе-
202
режью, почти обезлюдела: фермеры переехали в города.
Сейчас здесь создается новый большой курорт, появ-
ляются пансионаты и дачи. В море всегда много людей,
они купаются, плавают, на надувных матрасах и самых
разнообразных лодках.
Раньше это побережье представляло собой камени-
стую и прямую полосу. Сейчас здесь построены искус-
ственные острова с барами, молы, созданы небольшие
лагуны и изогнутые бухты. В результате длина бере-
говой линии, где люди могут купаться и загорать, ка*
таться на водных лыжах, плавать на лодках и ловить
рыбу, утроилась. Благодаря тому что вода стала теплее,
в корне изменилась фауна, причем для рыболовов-
спортсменов — в лучшую сторону. Сейчас море бук-
вально кишит тунцами, крупной макрелью, меч-рыбой,
марлинью, желтохвостиками, а в прибрежных водах
выросли целые «луга» гигантских ламинарий.
Ламинарии — это океанские джунгли, где мелкая
рыба ищет укрытия, а крупная добывает пищу. За пре-
делами такого подводного леса рыболовное агентство
устроило на дне океана беспорядочное нагромождение
из кривых бревен, бетонных глыб и обрубков металла.
Под магическим воздействием моря этот хлам превра-
тился в странную, абстрактную, совершенно необычную
для прибрежных вод массу, которая привлекает мор-
ских обитателей, подобно тому как огни города манят
к себе сельского жителя. У таких сооружений концент-
рируется подводная жизнь, количество рыбы в этом
районе резко увеличивается к великой радости люби-
телей подводной охоты.
Еще дальше, за подводными лесами из ламинарий,
на тонких цилиндрах высоко над поверхностью моря
установлен ряд платформ. Это рыболовные баржи, по-
ставленные на якорь над участками, где скапливается
рыба. Хотя плиты и цилиндры подвержены ударам
волн, они не поворачиваются и не тонут. Сооружения
так устойчивы, как будто вбиты в морское дно. На са-
мом деле цйлиндры представляют собой свободно пла-
вающие буи длиной 65—100 м, погруженная в воду
часть которых находится ниже зоны действия волны.
Конструкция цилиндров такова, что волны не могут
вызвать их дрейфа. Вечный спутник рыболовов,
203
промышлявших здесь в прошлом, — морская болезнь
навсегда покинула баржи, установленные на буях.
Вдали видна группа людей с рыболовными при-
надлежностями. Они взбираются в прямоугольный ап-
парат, который неожиданно приподнимается сантимет-
ров на пятнадцать от поверхности моря, слегка пока-
чивается и быстро несется в открытое море, плавно
поднимаясь над волнорезами и волнами, а затем опу-
скается на воду рядом с одной из барж. Это судно на
воздушной подушке — аппарат, который удерживается
на создаваемой двигателем подушке из быстро движу-
щегося воздуха и перемещается под действием неболь-
ших изменений в направлении воздушного потока.
У самого горизонта, далеко за линией стоящих на
якоре барж, впереди невысокого белого волнообразного
предмета, чуть-чуть выступающего над поверхностью
моря, по направлению на юг еле тащится небольшой
буксир: скорость его не превышает 2—3 км!час. Невы-
сокий белый предмет — это гигантский пластмассовый
контейнер глубиной 15 м и шириной 120 ж, наполнен-
ный пресной водой из реки Колумбия. Его длина по
крайней мере 8 км, а поднимается над водой он лишь
сантиметров на тридцать. Воду везут к Заливу Магда-
лины у полуострова Нижняя Калифорния. Экономика
полуострова, основанная главным образом на сельском
хозяйстве и туризме, менее развита, чем экономика
Лос-Анджелеса, поэтому здесь выгоднее транспортиро-
вать пресную воду из отдаленных районов, чем полу-
чать ее из морской воды на крупной многоцелевой уста-
новке. Хотя этот контейнер вмещает огромное количе-
ство воды — более 10 млн. т — в Лос-Анджелесе его
хватило бы только на 3 дня. Контейнер снабжен ориги-
нальной системой подводных крыльев, обеспечивающей
движение к югу под действием морских волн. Буксир
нужен только для того, чтобы направлять движение.
Взглянув снова на море в районе волнорезов, мы
видим поразительную картину: группа купающихся де-
тей катается в волнах на спинах ручных дельфинов.
Трудно сказать, кому веселее — смеющимся детям пли
огромным добродушным животным. Хотя интеллект
этих удивительных существ все еще является предме-
том дискуссий, одним из самых замечательных дости-
жений в области изучения психологии животных за по-
204
следние двадцать лет признано открытие способов при-
ручения и дрессировки дельфинов. Оказалось, на них
действует индийская музыка. Очевидно, она очаровы-
вает дельфинов своими сложными ритмами и монотон-
ными мелодиями. Подводный громкоговоритель, соеди-
ненный с проигрывателем, на котором воспроизводят
запись музыки, сразу привлекает внимание стаи дель-
финов, которые внимательно прислушиваются к звукам.
С зачарованными мелодией дельфинами легко подру-
житься, а в дальнейшем музыку можно использовать
как поощрение при дрессировке.
Другие дети и несколько взрослых облачены с го-
ловы до ног в пластмассовые одежды странного вида.
Это специальные купальные костюмы, устроенные та-
ким образом, что обычное движение ног человека при
плавании превращается в очень эффективное волнооб-
разное движение, как у морских млекопитающих. Такие
костюмы дают возможность любому ребенку после не-
скольких уроков плавать быстрее и дальше, чем олим-
пийский чемпион конца 60-х годов по плаванию стилем
кроль.
На южной оконечности побережья длиной 65 км
вблизи атомной электростанции и установки для опре-
снения морской воды растет большой промышленный
комплекс. Кроме магния, из морской воды извлекают
рубидий и цезий; построены химические заводы, сырьем
для которых служат эти металлы. Появились также
предприятия, производящие сплавы и различные изде-
лия из магния на основе самой совершенной техноло-
гии. Это оказалось возможным в результате стабильного
снабжения необходимым количеством сырья. Далеко от
берега стоят на якоре несколько глубоководных земле-
черпалок: Они достают с отмели, расположенной к югу
от Калифорнии, породы, содержащие фосфаты, которые
по специальному трубопроводу поступают на завод
удобрений для производства тройного суперфосфата.
Грузовые подводные лодки, надстройки которых видны
над волнами, заняты разгрузкой. Содержимым своих
трюмов они‘заполняют приемники других трубопрово-
дов.
Регулярно через несколько дней из районов новых
подводных месторождений пород с высоким содержа-
нием марганца приходит корабль с грузом обогащенных
203
руд марганца, меди, никеля и кобальта. Несмотря на
то что огромные ресурсы подводных месторождений
были очевидными, до 1975 года предпринимались лишь
скромные попытки их эксплуатации.
Размеры космических аппаратов увеличились на-
столько, что перевозить их по суше стало невозможно.
Теперь их монтируют в море на прибрежных площад-
ках, поднимают на огромные баржи, которые представ-
ляют собой плавучие сухие доки. Баржи буксируют к
стартовым площадкам, оборудованным в открытом море.
Отсюда видны несколько громадных навесов, под кото-
рыми собирают космические корабли.
Оценивая изменения части нашей планеты, покры-
той морями и океанами, за последние двадцать лет, сле-
дует отметить, что мы очень много узнали о взаимо-
действии океана и атмосферы и получили совершенно
новое представление об истории океанских бассейнов.
Еще в 1970 году была создана хорошо зарекомендо-
вавшая себя сеть спутников погоды, опоясывающих
земной шар, и специально оборудованных буйковых
станций, установленных на якоре в глубинах океана.
Морские научные станции представляют собой гигант-
ские подводные буи, стоящие на якоре, на борту кото-
рых работают группы ученых. Такие станции напоми-
нают рыболовные баржи-платформы, которые установ-
лены на сваях вблизи Калифорнийского побережья и
защищают людей от морской болезни. Перед этими
станциями поставлена задача измерять меняющиеся па-
раметры океана и атмосферы над некоторыми точками
акватории. Спутники и подводные буи, оснащенные
приборами, дополняют друг друга. Спутники передают
информацию о радиации и облачности в глобальном
масштабе, а также данные о температурах на поверх-
ности океанов; с помощью подводных буев можно со-
ставить представление о взаимодействии тепла, водя-
ных паров, углекислого газа в вертикальной плоскости,
о взаимодействии водных и воздушных масс и их влия-
нии на температуру океана и атмосферы, а также по-
лучить ряд других данных.
Было установлено, что накопление тепловой энер-
гии в верхних слоях океана и скорость испарения мор-
ской воды под действием поступающей на Землю сол-
нечной энергии подчиняются закономерности, которая
206
в свою очередь хотя и медленно, но совершенно оче-
видно меняется под действием ветров и облачных мас-
сивов. В то же время, не зная характера процессов,
происходящих в океане, невозможно определить распо-
ложение атмосферных фронтов, частоту, мощность и
маршруты штормов, а также расположение и амплитуду
волн Россби в верхних слоях атмосферы. Хотя фунда-
ментальные проблемы гидродинамики и термодинамики
этих взаимодействий решены только частично, с по-
мощью электронно-вычислительных машин были по-
строены полуэмпирические модели, которые достаточно
точно воспроизводят в течение нескольких часов после-
довательность событий, наблюдавшуюся за период в не-
сколько месяцев. Это привело к увеличению точности и
длительности долгосрочных прогнозов. Было подсчита-
но, что только в США эти усовершенствования дают
экономию более двух миллиардов долларов в год. Фер-
меры получили возможность согласовывать с погодой
сроки сева и уборки урожая; нефтяные компании пла-
нируют перевозку и хранение нефти по сезонам; строи-
тельные организации согласовывают графики работ с
ожидаемыми погодными условиями; правительственные
организации могут заблаговременно принимать меры
по защите от наводнений и засухи.
За последние 20 лет содержание углекислого газа в
атмосфере за счет сгорания угля, нефти и природного
газа увеличилось на 15%. Это оказало ощутимое, хотя
и не столь непосредственное воздействие на климат
планеты. В некоторых районах температура резко по-
высилась, в других сильно похолодало. В 60-х годах
почти половину вырабатываемого углекислого газа по-
глощал океан. Сейчас, по мере того как теплые массы
воды перемещаются в более высокие широты обоих по-
лушарий, процент поглощаемого углекислого газа по-
нижается. Можно ожидать, что в следующие десятиле-
тия изменения климата из-за увеличения содержания
углекислого газа в атмосфере будут проходить быстрее.
В течение двадцати лет после второй мировой войны
был разработан и с успехом внедрен в эксплуатацию
ряд новых геофизических методов освоения подводных
районов. Среди них акустическое зондирование и за-
пись отраженных сигналов для определения рельефа
морского дна и очертаний твердого слоя под мягкими
£07
осадочными породами; сейсмические измерения отра-
жательной способности и рефракции слоев, образующих
кору, и подстилающей мантии с целью определения их
толщины; измерение вариаций ускорения силы тяже-
сти и интенсивности магнитного ноля Земли; определе-
ние количества тепла, поступающего из недр Земли.
Углубились познания природы земной коры и мантии,
а также процессов, происходящих в недрах земли. Од-
нако эти методы не помогли решить ряд кардинальных
проблем. Наметился лишь ряд возможностей.
Положение в корне изменилось после разработки
оборудования и методов океанского бурения. Сейчас мы
можем не только брать пробы в любом месте по всей
толще слоя мягких отложений на твердых породах, об-
разующих кору, но также и пробы самой коры вплоть
до границы Мохоровичича, которую раньше считали
границей между корой и мантией. Получают новые дан-
ные, раскрывающие чрезвычайно сложную картину, ко-
торую невозможно было воспроизвести раньше. Тем не
менее ряд положений можно сформулировать с достаточ-
ной точностью. Единственным отличием химического
состава пород, залегающих ниже и выше границы Мохо-
ровичича, является содержание воды. Породы, залегаю-
щие выше, хотя они и более твердые, содержат больше
воды, чем ангидридные вещества, составляющие слои
ниже этой границы. Действительная граница между
корой и мантией проходит где-то в верхней части так
называемого третьего слоя. Над этим слоем в ряде мест
обнаружены остатки континентальных пород. Это го-
ворит о том, что очертания океанов и материков не-
постоянны. Более убедительно выглядят данные, сви-
детельствующие о разрушениях и дрейфе континентов.
Одно из самых удивительных новых открытий —
хорошо сохранившиеся на морском дне под мягкими
наносными породами древние кратеры, образовавшиеся
в результате удара. Они напоминают лунные кратеры,
но гораздо мельче вследствие того, что земное притя-
жение больше лунного.
8. ПОГОДА И КЛИМАТ
ГРЭМ САТТОН, генеральный директор
Метеорологического управления Вели-
кобритании
НЕУКЛОННЫЙ ПРОГРЕСС ТЕХНИКИ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОГНОЗОВ
Предвидеть успехи метеорологии за ближайшие два-
дцать лет почти так же трудно, как дать прогнозы
погоды на месяц вперед. Вплоть до 30-х годов нашего
столетия приборы, которыми располагал метеоролог, в
основном представляли собой всего лишь усовершенст-
вованные варианты некоторых приспособлений, описан-
ных Робертом Хуком в 1669 году. Наука об атмосфере
связана с непрерывными наблюдениями; именно раз-
витие электроники за последние три десятилетия обу-
словило новейшие достижения метеорологии. Задача
пророка заключается в том, чтобы определить, какое
влияние окажут накопленные познания на будущность
метеорологической науки и профессии.
Наблюдения. Наше понимание динамических и фи-
зических процессов, протекающих в атмосфере, углу-
билось с тех пор, как в результате разработки в период
с 1930 по 1950 год шаров-радиозондов и метеорологи-
ческих радиолокаторов стали доступными ее верхние
слои. К 1984 году мы будем больше знать о строении и
составе газообразной оболочки Земли вплоть до самых
верхних ее слоев, поскольку ракеты-зонды и метеоро-
логические спутники станут к тому времени обычными
приборами. В настоящее время Всемирная метеороло-
гическая организация планирует создание Всемирной
службы погоды *. В течение ближайших двадцати лет
1 К 1966 году этап планирования Всемирной службы по-
годы завершен (см. «Всемирная служба погоды», пзд. Всемир-
ной метеорологической организации, Женева, 1966). — Прим,
перев.
14 Зак. 1400 209
при условии, что на нашей планете сохранится относи-
тельный мир, существующие ныне пробелы в инфор-
мации о повседневном состоянии погоды на огромных
океанских пространствах (особенно в южном полуша-
рии) и малонаселенных районах (например, в пусты-
нях и тропических зонах) будут в большой степени за-
полнены. В необитаемых зонах можно устанавливать
автоматические метеостанции и с их помощью прово-
дить наблюдения, а затем передавать их по радио в
центры сбора метеоинформации. Все технические проб-
лемы, связанные с этим, решены.
На работу метеорологических служб крупнейших
стран огромное влияние оказывает автоматизация —
благодаря ей стала ненужной большая часть однообраз-
ной ручной работы по сбору и анализу информации.
К 1984 году сеть связи станет с огромной скоростью
передавать данные наблюдений непосредственно в вы-
числительные системы, где информация будет хра-
ниться в форме, удобной для ответов на запросы и вы-
дачи данных, необходимых для исследовательских ра-
бот. Возможно, государства откажутся от содержания
собственных климатологических центров, взамен кото-
рых будет создано несколько крупных международных
институтов по сбору и обработке информации. Все за-
просы и ответы на них будут передаваться автомати-
чески при минимальном вмешательстве человека.
Прогнозирование погоды. В настоящее время метео-
рологические службы затрачивают много труда на под-
готовку прогнозов для авиации о состоянии верхних
слоев атмосферы. К 1984 году большая часть этой ра-
боты будет автоматизирована —- трудоемкое составле-
ние метеокарт и бесконечное вычерчивание линий вруч-
ную отойдет в область воспоминаний. Синоптические
карты будут выдаваться в готовом виде вычислитель-
ными машинами, которые, кроме того, проведут необ-
ходимый предварительный анализ наблюдений. Уже
сейчас прогнозы ветров и состояния верхней части тро-
посферы, разрабатываемые динамическими методами,
более точны, чем прогнозы опытных метеорологов,
пользующихся традиционными ручными способами об-
работки материалов.
В ближайшие двадцать лет все синоптические карты
будут готовиться такими способами, и прогнозист ста-
210
нет скорее ученым-исследователем и будет заниматься
преимущественно разработкой методов увеличения сро-
ков и повышения надежности прогнозов. Качество ме-
стных краткосрочных прогнозов улучшится по мере
увеличения дальности наблюдений за счет метеорологи-
ческих радиолокаторов и спутников, обеспечивающих
почти непрерывный сбор данных с большей части по-
верхности Земли.
Это, однако, не означает, что в течение следующих
двадцати лет будут полностью решены все проблемы
краткосрочного прогнозирования погоды. Методы, упо-
мянутые выше, могут давать (ценой крупных затрат)
детальные и в основном точные прогнозы погоды на
несколько часов вперед. Что касается сроков порядка
24—48 часов, то в силу разнообразия погодных процес-
сов (в особенности осадков) и сложности этой задачи
трудно рассчитывать на значительное повышение точ-
ности и надежности общих прогнозов. Вероятно, в сред-
них широтах всегда будет существовать некоторая не-
определенность прогнозов погоды на сроки в один-два
дня. Нужно учитывать, что метеорологу приходится
прогнозировать, притом весьма детально, поведение от-
дельных больших вихрей в среде преимущественно га-
зообразной и находящейся в состоянии турбулентного
движения. Число грубых ошибок резко сократится, од-
нако прогноз погоды по-прежнему останется вероятно-
стным.
Перспективы долгосрочных прогнозов менее ясны.
Такие прогнозы представляют собой предсказания пре-
ходящих флуктуаций* климата, наподобие, скажем,
дождливого августа или необычно сухой зимы. Главная
задача здесь заключается в установлении причин таких
отклонений.' Мы еще не умеем вскрывать причинные
связи при больших отклонениях от нормы, но способны
найти то событие, земное или внеземное, о котором мы
могли бы с уверенностью сказать: «С этого все нача-
лось». Однако вполне обоснованно ожидать, что для
большей части внетропических зон мы сможем полу-
чать прогнозы на будущий месяц (или даже на квар-
тал) с устойчивой мерой точности, необходимой для
практических целей. Успешное решение этой необык-
новенно трудной задачи в конечном счете зависит от
разработки новых, более объективных методов, для ко-
211
14*
торых в настоящее время отсутствует теоретическая
база.
Научно-теоретическая база. Выше уже упоминалось
о применении динамической теории при составлении
краткосрочных прогнозов, в частности по состоянию
верхних слоев атмосферы. В этом направлении можно
уверенно предсказать устойчивый и непрерывный про-
гресс. К 1984 году должна окончательно упрочиться
математическая теория образования и перемещения
циклонов и антициклонов. Метеорологическое управле-
ние Великобритании приступило к детальному изуче-
нию динамики и термодинамики фронтальных систем и
количественного прогноза осадков. Все это — грандиоз-
ные проблемы, требующие применения самых больших
вычислительных машин, тем не менее есть все основа-
ния полагать, что в ближайшие двадцать лет во многих
странах они будут хотя бы частично решены.
В более широком плане можно ожидать решения
центральной проблемы метеорологии — раскрытия ко-
личественных закономерностей возникновения и под-
держания общей циркуляции атмосферы и главных кли-
матических зон Земли. Когда такая теория будет соз-
дана, можно перейти к математическому исследованию
возмущений циркуляции атмосферы, порождающих пре-
ходящие флуктуации климата, столь досаждающие тем
метеорологам, которые занимаются долгосрочными про-
гнозами погоды. Можно будет приступить к исследова-
нию и других, еще более значительных проблем. Мы
не знаем, почему в таких районах, как северо-западная
часть Европы, погода в одном году так резко отли-
чается от погоды в другом. К 1984 году мы должны бу-
дем установить, действительно ли эти колебания обус-
ловлены внешними причинами (например, состоянием
солнца пли океанов), или они просто отражают много-
образие форм движения, возникающих в атмосфере без
воздействия каких-либо конкретных внешних факторов.
От ответов на эти вопросы будет зависеть, насколько
далеко мы сможем продвинуться в направлении созда-
ния надежной системы долгосрочных прогнозов.
Управление погодой и климатом. Нам с достаточ-
ной достоверностью известны масштабы энергетических
процессов, сопряженных с большинством атмосферных
явлений, начиная с общей циркуляции атмосферы и
212
кончая локально ограниченной грозой. Кинетическая,
тепловая и электрическая энергия обычной грозы коли-
чественно сопоставима с энергией, высвобождаемой при
взрыве мегатонной бомбы. Хорошо известно также, что
в любой момент времени в земной атмосфере происхо-
дит от одной до двух тысяч гроз. Поэтому возможность
изменения человеком циркуляции атмосферы в желае-
мом направлении следует считать маловероятной, к
тому же современный уровень знаний не позволяет нам
точно предсказать конечный результат подобной по-
пытки.
Мы не уверены в том, что какой-либо метод изме-
нения погоды или климата в крупных масштабах осу-
ществим в настоящее время, поэтому никакие попытки
не смогут оправдать опасностей и затрат, сопряженных
с реализацией подобного мероприятия. Сомневаюсь, что
к 1984 году в этом направлении произойдут какие-либо
радикальные перемены. Одно время считалось, что ат-
мосферные процессы, неустойчивые по своему харак-
теру или поддающиеся управляющему воздействию
(например, образование дождя в некоторых типах обла-
ков), можно возбуждать относительно слабыми импуль-
сами, но сейчас это представляется сомнительным. Ис-
пытания не подтвердили экономической целесообразно-
сти таких методов.
Изменение погоды останется величайшей из всех
нерешенных задач, поэтому мы, не страшась ошибки,
предсказываем, что в 1984 году погода, например, в Ан-
глии мало чем будет отличаться от современной.
ФРЕД СИНГЕР, доктор, Национальный
центр метеорологических спутников
Метеорологического бюро США
ВСЕМИРНАЯ СИСТЕМА МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ
СПУТНИКОВ
Флорида, 1984 год. Всего двадцать лет назад был
окончательно разработан план применения системы ме-
теорологических спутников, и вскоре первая такая си-
стема появилась на свет. Она была основана на приме-
нении модифицированного варианта метеорологического
213
спутника «Тирос». К 1970 году его сменил спутник
второго поколения с несравненно более многообразны-
ми функциями, а около шести лет назад на базе треть-
его поколения спутников появилась существующая
ныне система.
Всемирная система метеорологических спутников
использует три спутника, движущихся по полярным
орбитам на высотах около 3200 км. Их орбитальные
плоскости размещены под углами 120° по отношению
друг к другу, так что наблюдением охвачены различные
районы мира в различные периоды времени. На круп-
ногабаритных и тяжелых спутниках установлены источ-
ники ядерной энергии для питания датчиков, бортовые
вычислительные устройства, записывающая аппара-
тура, передатчики и другие приборы; продолжитель-
ность срока их эксплуатации, гарантируемая запасны-
ми схемами, достигает десяти лет.
Среди приборов, установленных на спутниках для
обнаружения радиации, излучаемой «снизу», имеются
выносные телевизионные камеры, которые днем и ночью
могут «видеть» облака, инфракрасные датчики для из-
мерения тепловой радиации и микроволновые датчики
для регистрации радиоволн. С помощью специализиро-
ванных датчиков и вычислительных устройств можно
изучать вертикальное распределение температур в ат-
мосфере, определять характеристики ветров и другие
важные метеорологические данные, например влаж-
ность, измерять содержание в атмосфере озона и паров
воды. Короче говоря, спутник собирает все данные, не-
обходимые для составления точных прогнозов погоды.
Те величины, которые не могут быть определены
непосредственно датчиками спутников, измеряются на-
земными и океанскими буйковыми станциями; на по-
верхности Земли разбросаны тысячи таких станций;
они работают автоматически и передают свои данные
спутнику, когда он пролетает над ними. Спутник запи-
сывает эту информацию на магнитную ленту, а борто-
вые вычислительные устройства обрабатывают ее вме-
сте с данными, фиксируемыми датчиками самого спут-
ника.
На каждом витке вся собранная информация пере-
дается центральным приемным станциям, расположен-
ным близ Северного полюса. Одна из этих гигантских
£14
станций была построена в 1963 году близ г. Фербенкс
на Аляске для обслуживания Америки и Восточной
Азии, другая — в Скандинавии и третья — на севере
Сибири. Эти станции соединены системой автоматиче-
ской передачи данных с четырьмя комплексными стан-
циями обработки и анализа данных в Москве, Вашинг-
тоне, Токио и Женеве, где быстродействующие вычис-
лительные машины обрабатывают около 10 млн. бит ин-
формации, ежедневно поступающие к ним, и заносят
их на специальные бланки, по которым метеорологи
составляют глобальные прогнозы погоды.
Помимо сбора данных, спутник используется также
для их ретрансляции. После подготовки синоптических
карт на станции обработки данных информация, полу-
ченная в результате анализа этих карт, передается на
полярные приемные станции, а оттуда — на спутник.
Ретранслируемую со спутника информацию принимают
все метеостанции мира, суда в открытом море и т. д.
Кроме /ого, спутник передает локальные метеоданные
по тому району планеты, над которым он пролетает.
Это дает возможность метеорологам совмещать локаль-
ную картину облачности с данными глобального ана-
лиза.
На базе так называемого синхронного, или стацио-
нарного, спутника связи разработана вспомогательная
система метеонаблюдений. Как показывает опыт, сов-
мещение функций дает большую экономию средств.
Спутник, движущийся по экваториальной орбите на
высоте 35 000 км, имеет период вращения такой же, как
и период вращения Земли, и пролетает над заданной
точкой на экваторе в строго определенные моменты вре-
мени. Система «Синком» 1, применяемая для межконти-
нентальной связи, оказалась полезной для решения не-
которых метеорологических задач. Многие недолговеч-
ные погодные явления, локальные бури, смерчи и т. щ
могут оказаться незамеченными спутниками всемирной
системы, движущимися по полярным орбитам; синхрон-
ные спутники по специальному запросу берут любой
отдельный участок поверхности земного шара под не-
прерывное наблюдение.
1 «Синком» — Synchronous Communications Satellite — ста-
ционарный спутник связи, США. — Прим, перев.
216
Спутники могут наблюдать распределение льдов —
такую информацию используют для составления ледо-
вых прогнозов, чтобы направлять в нужные районы ле-
доколы и самолеты ледовой разведки. Они измеряют
толщину снежного покрова и количество выпадаемых
осадков; по этим данным вычисляется количество снега,
которое растает весной, — подготавливаются гидрологи-
ческие прогнозы для служб, ведающих регулированием
стока, ирригационными водохранилищами и планиро-
ванием сельского хозяйства.
Метеорологические спутники могут обозревать рай-
оны засухи, наводнений, обработанные земли и даже
оценивать состояние продовольственных культур. Та-
ким образом, они передают все основные данные, необ-
ходимые для составления экономических прогнозов.
Инфракрасные датчики спутников исследуют оке-
аны и регистрируют извивы морских течений. Разра-
ботана методика вычисления распределения рыбы —
создается возможность более эффективного использова-
ния океанских ресурсов. Научно обоснованное «возде-
лывание» океанов становится теперь реальным.
Большое значение имеют службы предупреждения
о различных бедствиях с использованием спутников.
Спутник фиксирует лесные и иные пожары в началь-
ной их стадии и обеспечивает раннее оповещение, что
позволяет предотвратить большой экономический ущерб.
Те же датчики регистрируют деятельность вулканов и
предупреждают об угрозе извержений. Камеры спутни-
ков могут заметить стаи саранчи над пустынями Аф-
рики и Азии п дать сигнал тревоги отрядам самолетов
по борьбе с саранчой. В высоких широтах спутники
фиксируют движение айсбергов и предупреждают о них
суда.
С помощью радиодатчиков спутники регистрируют
состояние ионосферы и используют эту информацию
для прогноза условий распространения радиоволн при
дальней радиосвязи. Приборы спутников, обращенные
вверх, наблюдают Солнце и получают данные, необхо-
димые для предсказания вспышек, которые влияют на
условия радиосвязи на Земле.
Спутники регистрируют изменения магнитного поля
Земли, интенсивности частиц высокой энергии и других
космических явлений, которые все вместе служат вход-
ов
иыми данными для составления системы прогнозов вне-
земной космической «погоды». Кроме того, они прини-
мают астрономические и геофизические данные от всех
обсерваторий мира и суммируют их с замерами, полу-
ченными непосредственно бортовыми приборами спут-
ника. На основе этой информации составляются прог-
нозы космической «погоды», которые могут быть ис-
пользованы при планировании запуска управляемых
кораблей на Луну и другие планеты.
На спутниках установлены мощные источники света;
они не только облегчают наблюдение за спутниками,
но и предоставляют геодезистам и картографам удоб-
ную возможность для измерения с большой точностью
расстояний между отдельными точками на поверхности
Земли. Для менее точных расчетов на спутниках уста-
новлены простые радиопередатчики и для определения
1 еографического положения, любой наземной станции
нужно только измерить величину допплеровского сме-
щения этого радиопередатчика. Иными словами, спут-
ник создает простую, но эффективную навигационную
систему. Все самолеты, коммерческие суда и многие
яхты теперь оснащены весьма несложной аппаратурой,
обеспечивающей возможность определения их местопо-
ложения в любое время суток и в любых погодных ус-
ловиях.
После 1984 года. Я надеюсь, мне простят попытку
представить себе дальнейшее развитие событий вплоть
до конца нашего столетия. Недавно были опубликованы
примечательные работы по научному анализу мирового
климата, где использованы материалы глобальных на-
блюдений спутников на протяжении почти двух десяти-
летий. Отрадно отметить полное согласие между само-
стоятельными исследованиями на разных континентах.
Сейчас совершенно очевидно, что внеземные влияния
на верхнюю атмосферу действительно оказывают боль-
шое воздействие на погодные условия близ поверхности
Земли, так как они являются начальными импульса-
ми, возбуждающими изменения в атмосфере. Ясно, что
скоро мы сможем установить природу и происхожде-
ние флуктуаций климата и намного глубже понять при-
чины как краткосрочных, так и долгосрочных его из-
менений. Нельзя без волнения думать о том, что скоро
будут разгаданы причины возникновения периодов
211
оледенения Земли, то есть экстремальных колебаний
климата. Такая информация частично поступит от ме-
теорологических спутников, но частично ее дает нам
изучение истории океанов и Земли, а также уточнен-
ные астрономические наблюдения.
Когда станет ясна природа климата, откроется путь
к управлению им, то есть к «планетарной технике». За
последние два десятилетия предпринимались попытки
изменения погоды в малых масштабах. Теперь будут
проводиться эксперименты по изменению климата.
Но для того чтобы изменять погоду, нужно органи-
зовать наблюдения особо высокой точности. Многие из
них будут выполняться специально сконструированной
орбитальной метеорологической и геофизической обсер-
ваторией. Такая обсерватория-спутник мыслится уже
не автоматической, а управляемой, поскольку многие
приборы потребуют постоянной регулировки, а также и
потому, что может возникнуть необходимость в специ-
альных наблюдениях, которые нельзя предусмотреть
заранее. Приборное оборудование этой обсерватории на-
столько сложно, что автоматический вариант просто не-
реален экономически — слишком малой будет надеж-
ность. Такие обсерватории-спутники будет обслуживать
либо постоянный экипаж, либо временные наблюдатели,
доставляемые на период проведения особых мероприя-
тий, например опытов по «планетарной технике».
ДАВИД А. ДЕВИС, генеральный секрет
таръ Всемирной метеорологической ор*
ганизации
МЕТЕОРОЛОГИЯ И ЧЕЛОВЕЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
На человека, как и на все живое, большое влияние
оказывает окружающая его атмосфера. Однако благо-
даря своему разуму человек меньше зависит от нее,
чем другие существа; действительно, он даже может
полностью выйти из-под ее воздействия, используя, ска-
жем, подводную лодку или космический корабль. Тем
не менее сфера обычной деятельности человека в ос-
215
новном определяется и регулируется условиями атмос-
феры, и так будет продолжаться еще много лет.
Изменится ли климат к 1984 году? Долгосрочные
флуктуации климатических условий сыграли огромную
роль в развитии человека на протяжении многих сто-
летий. Однако применительно к масштабу времени та-
ких флуктуаций двадцать лет — ничтожно короткий
срок. Хотя существуют некоторые признаки незначи-
тельного общего охлаждения атмосферы в будущем,
если говорить только о естественных изменениях, ат-
мосфера будет вести себя так же, как сейчас.
Важно здесь и другое: может быть, к 1984 году че-
ловек случайно или намеренно изменит (или будет рас-
полагать возможностью изменять) естественные про-
цессы в такой степени, что это приведет к существен-
ным переменам в погоде и климате.
Начнем с рассмотрения трех традиционных направ-
лений применения метеорологии: обслуживание насе-
ления вообще, авиации и судоходства.
Можно с уверенностью сказать, что в 1984 году по-
прежнему нужны будут прогнозы для населения в це-
лом, которое проявляет все более пристальный интерес
к погоде и все чаще прибегает к помощи прогнозов при
решении своих личных дел. Помимо повышения точно-
сти прогнозов, наиболее важным достижением метеоро-
логической службы через двадцать лет, вероятно,
станет усовершенствованная практика представления
частным лицам специальных консультаций по индиви-
дуальным запросам. Такие службы, как метеорологиче-
ские справочные бюро, система телефонного метеороло-
гического обслуживания, передачи на метеорологиче-
ские темы по телевидению и радио, ясно показали, что
широкая публика очень .интересуется метеорологиче-
ской информацией. За ближайшие двадцать лет подоб-
ные службы, несомненно, будут расширены и усовер-
шенствованы.
Между метеорологией и авиацией всегда существо-
вала тесная связь; во всех странах мира была создана
сложная и точная метеорологическая служба авиации.
Подобно тому как недавно эту службу пришлось пере-
строить применительно к потребностям современной ре-
активной авиации, в течение ближайших двадцати лет ее
придется вновь перестроить в соответствии с запросами
219
сверхзвуковых самолетов, которые к тому времени не-
сомненно будут летать вокруг Земли на стратосфер-
ных высотах. Требования сверхзвуковой авиации к ме-
теорологии уже обсуждались, и сейчас планируются со-
ответствующие изменения во всемирной системе аэро-
навигационной метеорологии. Например, очень важно
предупреждение о возможности дождя и града во вре-
мя набора высоты или спуска из заоблачных страто-
сферных слоев, в которых совершается собственно по-
лет, поскольку столкновение с дождем и градом для
самолетов, летящих на очень больших скоростях, со-
пряжено с весьма серьезными последствиями. Воз-
можно, наряду с обычными метеоданными потребуется
предоставление информации об озоне, ультрафиолето-
вой и космической радиации, а также искусственной
радиоактивности на тех высотах, где совершается сверх-
звуковой полет. Несомненно, метеорология, как и рань-
ше, не будет отставать от потребностей авиации.
Что касается судоходства, то международная си-
стема, с помощью которой любое судно в любом
океане мира может получить метеорологическую инфор-
мацию от соответствующей береговой станции, несом-
ненно будет существовать и совершенствоваться для
удовлетворения изменяющихся потребностей. По-преж-
нему важны будут прогнозы штормов и туманов, пре-
дупреждения об ураганах и тайфунах и т. п. При про-
кладке курса судов в дальних рейсах будут в большей
мере, чем в настоящее время, учитывать погодные ус-
ловия, чтобы получить выигрыш в скорости плавания
и увеличить удобства для пассажиров.
Среди других областей применения метеорологии
две будут играть в будущем все более возрастающую
роль, а во многих странах приобретут первостепенное
значение. Речь идет о применении метеорологии в сель-
ском хозяйстве и для увеличения водных ресурсов. Не-
обходимость производить больше продуктов питания
для увеличивающегося населения Земли побудит все
страны усовершенствовать методы ведения сельского
хозяйства, чтобы повысить его производительность. При
планировании таких мероприятий обязательно будут
проведены агроклиматические исследования, равно как
и специальное изучение количества осадков и стока
вод для ирригационных целей. Любые улучшения дол-
220
госрочного и краткосрочного прогнозирования погоды,
несомненно, будут очень важны для сельскохозяйствен-
ных работ. Еще более возрастет роль метеорологии
в борьбе против сельскохозяйственных вредителей и бо-
лезней, появление которых, как известно, связано с ме-
теорологическими условиями.
Гидрометеорология, помимо сельского хозяйства, ве-
роятно, будет все более связана с решением проблем,
связанных с использованием воды вообще, включая гид-
роэлектростанции и водоснабжение для бытовых и про-
мышленных нужд. Многие правительства уже ясно от-
дают себе отчет в опасности планирования крупных
мероприятий по развитию национальной экономики,
сопряженных с использованием водных ресурсов, без
тщательного изучения статистических данных об осад-
ках и стоке. В некоторых районах мира за счет испаре-
ния из водохранилищ уменьшились запасы воды; сов-
ременные способы снижения таких потерь, пока приме-
няемые в малых масштабах, к 1984 году вполне могут
перерасти в крупномасштабные операции. Несомненно,
в течение ближайших двадцати лет будет разработана
усовершенствованная методика прогнозирования навод-
нений. Гидрометеорология будет также играть все боль-
шую роль в обслуживании судоходства по внутренним
водным путям и в борьбе с загрязнением воды.
Значение метеорологии для промышленности ни-
когда не было столь очевидным, как для областей ее
применения, перечисленных выше, тем не менее им ни-
коим образом нельзя пренебрегать, а в дальнейшем оно,
несомненно, возрастет-. Я уже упоминал о проблеме во-
доснабжения промышленности. Проблема промышлен-
ного загрязнения воздуха также будет существовать и
распространяться на новые районы по мере индустриа-
лизации стран, менее развитых в экономическом отно-
шении. В крупных населенных пунктах краткосрочные
прогнозы погоды будут необходимы для проведения
предварительных расчетов нагрузки на системы снаб-
жения электроэнергией. По-видимому, возрастет ис-
пользование ветра и солнечной радиации в качество
источников энергии.
Перечисленные выше области применения метеоро-
логии, бесспорно, главнейшие, однако отнюдь не един-
ственные. Многое можно сказать о таких проблемах,
221
как связь метеорологии и здравоохранения (влияние
погоды и климата на распространение болезней и т. д.),
значение метеорологических данных для проектирова-
ния и строительства зданий, туризма и отдыха и даже
системы страхования. Во всех этих сферах применение
метеорологии в ближайшие двадцать лет, несомненно,
расширится. Можно также упомянуть об использовании
метеорологии при решении задач по исследованию кос-
мического пространства, в особенности для прогнозиро-
вания атмосферных условий на время решающих ста-
дий запуска и прохождения ракет через земную атмо-
сферу, а также при возвращении космонавтов на
Землю. Кроме того, сейчас существует метеорологиче-
ский спутник — очень важное новое средство метеоро-
логических наблюдений.
Подводя итоги, можно сказать, что к 1984 году сле-
дует ожидать существенного и всестороннего увеличе-
ния прямых практических выгод от применения метео-
рологических знаний во многих областях человеческой
деятельности. Бесспорно, возрастет осознание огром-
ного значения метеорологии для экономического разви-
тия, особенно в сельском хозяйстве и при использова-
нии водных ресурсов. Новейшие разработки, такие, как
искусственные спутники, предоставляют метеорологам
беспрецедентные возможности, и теперь многое будет
зависеть от их способности максимально использовать
предоставившиеся возможности для углубления позна-
ний основных процессов, протекающих в атмосфере.
9, НОВОЕ В ХИМИИ
ДЖУЛИО НАТТА, профессор, Инсти-
тут промышленной химии, Милан
ГОСПОДСТВО ГИГАНТСКИХ МОЛЕКУЛ
В течение ближайших двадцати лет химия гигант-
ских синтетических молекул, конечно, будет иметь
большее значение, чем в настоящее время. Химия вы-
сокомолекулярных соединений имеет дело с природны-
ми веществами повседневного применения: белками,
углеводами, натуральными каучуками, такими волок-
нами, как хлопок, шерсть и шелк, а также некоторыми
природными веществами, важными и с биологической,
и с промышленной точек зрения, например нуклеино-
выми кислотами и ферментами.
Сейчас синтетическим путем можно получать высо-
комолекулярные вещества, способные конкурировать с
природными, а иногда даже превосходить их. Недавнее
открытие процессов стереоспецифической полимериза-
ции расширило возможности синтеза таких высокомо-
лекулярных продуктов, как пластмассы, синтетиче-
ские волокна и синтетические каучуки. Эти процессы
позволяют соединять небольшие молекулы так, что об-
разуются гигантские молекулярные структуры с высо-f
ким химическим и стерическим (трехмерным) поряд-
ком, заранее установленным типом симметрии и потому
заранее предопределенными свойствами. С помощью
стереоспецифической полимеризации можно синтезиро-
вать вещества, имеющие ту же структуру, что и при-
родные полимеры, или вообще структуры, подобных
которым не существует в природе.
Производство синтетических высокомолекулярных
соединений за последнее десятилетие чрезвычайно воз-
росло. Ни одна отрасль химической промышленности
не сделала такого огромного скачка, Прогресс многих
223
отраслей промышленности на ближайшие двадцать лет
можно предсказать путем экстраполяции статистиче-
ских данных за предыдущие десятилетия, однако к хи-
мии высокомолекулярных веществ это не относится, так
как она начала развиваться совсем недавно. Можно
предсказать только главные направления развития.
Пластмассы. Мировое производство наиболее важ-
ных полимеров — полиэтилена, полипропилена, поливи-
нилхлорида, полимера и сополимера стирола, полиэфи-
ров — увеличится до нескольких миллионов тонн в год.
Количество изделий из пластмасс намного превысит ко-
личество изделий из легких металлов. Возможности
здесь не ограничены.
Например, в упаковочной промышленности пласт-
массы превзойдут все остальные материалы. Пластмас-
сы с высокой температурой плавления, например
полипропилен, позволят изготовлять стерилизующуюся
тару, то есть в значительной мере заменить металличе-
скую тару матовой или прозрачной упаковкой из пласт-
масс.
Большая часть готовых блоков для строительства
зданий будет состоять из синтетических материалов.
Так, более или менее прозрачные покрытия из пласт-
масс заменят кафель. Внутренние стены зданий будут
возводиться из облегченных пластмасс, здесь можно ис-
пользовать декоративные качества, а также тепло- п
звукоизоляционные свойства этих материалов. Мебель
из пластмасс постепенно вытеснит мебель из дорогих
сортов древесины и металлов.
Использование пластмасс в области строительства
в настоящее время ограничивается возможностями ли-
тьевых машин. В частности, машины для литья под
давлением за один рабочий цикл могут перерабатывать
не более 15 кг сырья. Но через двадцать лет после соз-
дания новых типов литейных машин или разработки
совершенно новых технологических процессов можно
будет изготовлять детали весом в несколько десятков
килограммов.
Большая часть, а может быть, и все трубопроводы
в зданиях будут изготовляться из легких и удобных
пластмассовых труб. В ирригационных системах легкие
трубы из пластмасс, хорошо приспосабливаемые к не-
ровностям местности, заменят металлические трубопро-
224
воды. На песчаных и других проницаемых почвах бла-
годаря применению свариваемых пленок из пластмасс
будут созданы искусственные водоемы.
Оранжереи станут дешевле, так как пластмассы за-
менят металлы, дерево для рам и стекло для прозрач-
ных частей. Пленки из пластмасс помогут сохранить
урожай многих культур (от клубники до винограда) и
обеспечить их более быстрое созревание. Они уменьшат
или полностью исключат необходимую сейчас дорогосто-
ящую химическую обработку виноградных плантаций.
Ткани. Из стереорегулярных углеводородных макро-
молекул можно получить высококристаллические н
очень легкие волокна. Например, полипропилен высо-
кой стерической чистоты получается из дешевого про-
пилена, сырьем для которого служит нефть. Из поли-
пропилена получают очень легкое (с плотностью 0,90 —
0,92) текстильное волокно, обладающее лучшими ме-
ханическими и термическими свойствами, чем большин-
ство других волокон. Производство полипропиленового
волокна в больших масштабах снизит его стоимость на-
столько, что даже хлопок не сможет с ним конкури-
ровать.
Если говорить об одежде, то из полипропилена
можно выработать на 12,5% больше ткани, чем из того
же количества найлона, на 50% больше, чем из поли-
винилхлорида, и на 70% больше, чем из хлопка. По-
этому он очень удобен в производстве и его потребле-
ние в ближайшие двадцать лет значительно возрастет,
возможно превзойдя потребление других волокон.
Синтетические каучуки. В настоящее время синте-
тические каучуки составляют около половины всего ис-
пользуемого каучука; к 1984 году их потребление на
мировом рынке возрастет до.70—80%. Насколько мож-
но предвидеть сейчас, возрастающие потребности в ка-
учуке будут удовлетворяться только за счет синтетиче-
ских продуктов: к концу двадцатилетия годовое произ-
водство синтетического каучука достигнет 10 млн. т,
тогда как производство натурального каучука останется
без изменений.
С помощью стереоспецифической полимеризации по-
лучены вещества такого же химического и стерического
строения, как натуральный каучук и гуттаперча, свой-
ства которых практически не отличаются от свойств
15 Зак 1400
223
соответствующих природных веществ. Таким же спосо-
бом получены новые типы синтетических каучуков,
сырьем для которых служат более дешевые вещества.
Более того, новые процессы позволяют получать кау-
чуки (сополимеры этилена с пропиленом или терполи-
меры 1) из очень дешевого сырья. Эти каучуки обла-
дают хорошими упругими и динамическими свойствами
и повышенной по сравнению с натуральным каучуком
устойчивостью к старению благодаря большей химиче-
ской «насыщенности», то есть меньшей реакционной
способности.
Производство пищи. Увеличение производства син-
тетических высокомолекулярных веществ из угля и
нефти позволит использовать для выращивания пище-
вых продуктов большую часть земли, отводимой ныне
для хлопка, древесины, натурального каучука и других
технических культур. Так химия высокомолекулярных
соединений поможет накормить растущее население
Земли.
Проблема синтетической пищи — новая актуальная
научная проблема. Исследования в этой области так
же важны, как и в тех областях химии высокомолеку-
лярных соединений, о которых я рассказал. Однако про-
изводство синтетической пищи сопряжено с большими
трудностями. Я думаю, что с помощью синтеза можно
будет получать относительно простые вещества, такие,
как витамины и некоторые углеводы. А пока лучше
надеяться на то, что все в большем количестве будут
производиться натуральные продукты.
ХЕНДРИК У. СЛОТБУМ, научный кон-
сультант Исследовательской лаборато-
рии фирмы «Шелл»
ИЗОБИЛИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ
Будет ли в 1984 году достаточно нефти, чтобы с пол-
ным основанием говорить о перспективах ее перера-
ботки? Специалисты-нефтяники отвечают положитель-
1 Терполимер — сополимер, полученный из трех мономе-
ров. — Прим, перев.
226
но. Они уверены, что современные запасы нефти плюс
дополнительные месторождения, которые, вероятно, бу-
дут открыты в результате продолжающейся разведки,
обеспечат современные темпы развития вплоть до 1984
года и даже позже.
Сегодня более 90% нефти перерабатывают в топ-
лива, обеспечивающие примерно половину мирового по-
требления энергии, и только оставшиеся 10% идут на
другие цели: смазочные материалы, парафин, битум и
различные продукты нефтехимии.
В 1964 году только в капиталистических странах из
нефти получено около 20 млн. т органических веществ,
а в 1984 году будет выработано 100 млн. т. Усовершен-
ствованные методы строительства и эксплуатации но-
вых производственных объектов будут стимулировать
этот рост. В 1984 году нефтеперерабатывающие и хи-
мические заводы будут оборудованы огромными агре-
гатами и полностью автоматизированными системами
управления, снабженными вычислительными машина-
ми для проведения экономических расчетов.
Господствующее положение нефти в области энер-
гетики в ближайшие двадцать лет вряд ли претерпит
существенные изменения, хотя виды топлива, вероятно,
изменятся. Применение атомных реакторов на электро-
станциях и кораблях может задержать рост использо-
вания тяжелых топлив, а более дешевая электроэнер-
гия потеснит использование нефтепродуктов для отоп-
ления. Однако возрастет потребление нефти в метал-
лургии, особенно для восстановления железной руды.
Нефтяное топливо для автомобилей, тепловозов и
самолетов не будет подвержено влиянию указанных
выше тенденций. Разрабатываемый сейчас новый тип
топлива для сверхзвуковой авиации также основан на
углеводородах. Несомненно, потребуется топливо для
компактных источников энергии, например топливных
элементов. Эти источники будут использоваться в тех
двигателях, которые появятся в результате проводимых
ныне исследований.
Сочетание ‘поршневой машины, углеводородного топ-
лива и нефтяных смазочных материалов до сих пор от-
крывает большие возможности для повышения к. п. д.
и облегчения обслуживания различных двигателей.
Приятным следствием многих усовершенствований
15*
будет то, что в 1984 году мир станет бесшумнее и
чище.
Обзор использования нефтепродуктов в различных
отраслях, кроме энергетики, возвращает нас к истокам
нефтяной промышленности. Производство п примене-
ние специальных углеводородных растворителей: би-
тума — дешевого пластического материала для по-
крытия дорог и парафина — для водоотталкивающей
бумажной упаковки — прошло длительный период тех-
нического развития, которое будет продолжаться.
Тесная связь между нефтяной и химической техно-
логиями, результат которой — появление нефтехимиче-
ских продуктов, в ближайшие двадцать лет обещает
стать еще более плодотворной.
Обычные нефтепродукты, такие, как различные
виды топлива, становятся все более химизированными
в результате превращений углеводородов в процессе пе-
реработки и благодаря применению неуглеводородны к
химических добавок для придания новых эксплуатаци-
онных качеств. Вполне вероятно, что топливо для дви-
гателей в 1984 году будет содержать совершенно новые
типы химических добавок, а смазки будут полностью
синтетическими.
Благодаря дешевизне и надежности снабжения
нефть становится все более многосторонним материа-
лом для получения химических веществ, которые в те-
чение долгого времени получали из других источников,
например неуглеводородных растворителей, моющих
средств и синтетических каучуков. В настоящее время
нефтяная промышленность, оставаясь источником али-
фатических соединений, производит дешевые аромати-
ческие соединения. В США большую часть используе-
мых в промышленности ароматических соединений по-
лучают из нефти, а не из угля, как ранее.
Связь нефтяной и химической промышленности,
кроме всего прочего, открыла возможности для созда-
ния совершенно новых химических веществ с широким
диапазоном применений. Самые разнообразные деше-
вые «строительные блоки» для выработки синтетиче-
ских пластмасс и волокон могут быть получены из
нефти, в частности из ненасыщенных (реакционноспо-
собных) углеводородов, которые можно комбинировать
с другими реакционноспособными группами. Благодаря
228
прогрессу химии промышленность получила также ио-
вые способы соединений этих строительных блоков для
образования заранее определенных стереоспецифиче-
ских высокомолекулярных структур. Это привело к соз-
данию нового замечательного пластика полипропилена
и промышленному производству натурального каучука
на основе изопрена, источником которого служит нефть«
Сочетание различных строительных блоков и раз-
нообразной химической технологии предоставляет воз-
можности для создания новых полимерных материалов,
используемых для изготовления одежды, упаковки,
строительных деталей и бытовых приборов. Реализация
этих возможностей в значительной мере определяет,
в какой степени мировые потребности в расширении,
удешевлении и улучшении жилищного строительства
будут удовлетворены в 1984 году. В то же время сверх-
звуковые полеты и космические исследования потре-
буют создания специальных синтетических материалов.
Разработка этих материалов до сих пор в значительной
мере базируется на методе проб и ошибок. Это будет
стимулировать проведение серьезных научных исследо-
ваний для более глубокого изучения взаимосвязи между
молекулярным строением синтетических материалов и
их свойствами. Совершенно очевидно, что в течение по-
следующих двадцати лет будут установлены новые
принципы создания полимерных конструкционных ма-
териалов.
На экстраполяцию современных тенденций в обла-
сти полимерных материалов к 1984 году будут влиять
не только научные достижения, но и психология лю-
дей. Человеческие желания и нежелания будут стиму-
лировать развитие нового эстетического восприятия
внешнего вида предметов, приспособленного к природе
новых материалов и отличающегося от традиционного
восприятия керамики, дерева, металла и тканей. Внеш-
ний вид и окраска пластмасс в 1984 году, возможно,
будут существенно отличаться от современных.
Нефтехимические соединения все более станут слу-
жить здоровью людей, особенно там, где важна деше-
визна и количество. Защита урожая и скота от вреди-
телей и болезней в значительной мере зависит от про-
изводства продуктов нефтехимии. Здесь, как и в случае
пластмасс, наука открывает новые методы анализа и
229
синтеза сложных молекулярных структур, например
участвующих в обмене веществ у животных и расте-
ний. Важнейшая задача — понять взаимосвязь физико-
химической структуры и биологической активности не-
которых химических соединений. Борьба с болезнями
животных и растений будет основана на глубоком по-
нимании биологической активности специфических хи-
мических структур и сочетании химического и биологи-
ческого подхода.
Химический синтез составных частей пищи живот-
ных, таких, как аминокислоты, уже привел к промыш-
ленному производству лизина и метионина из нефти.
Биосинтез — один из путей превращения нефти в ис-
ходный продукт для синтеза белка.
Ученому, составляющему научную программу на
ближайшие двадцать лет, очень хочется сказать о по-
лете на Луну. Однако его реализация потребует таких
усилий, что это несколько охлаждает чрезмерный пыл.
В одном я уверен: в 1984 году будут обсуждать
тему «Химикалии в 2004 году», так же как сейчас мы
обсуждаем тему «Химикалии в 1984 году».
КОНЧИ ЯМАДА, профессор факулъте-
та сельскохозяйственной химии Токий-
ского университета
ХИМИЯ И ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ
Что произойдет за ближайшие 20 лет в тех областях
химии, которые имеют первостепенное значение для
производства пищевых продуктов и лекарственных пре-
паратов? Я хотел бы поговорить об открывающихся
здесь возможностях с точки зрения человека, который
занимается исследованиями в области промышленной
микробиологии.
Считают, что к 1984 году население мира увели-
чится до 5 млрд, человек, и накормить его окажется
нелегкой задачей. Насколько серьезным будет на самом
деле недостаток продуктов питания? По ряду причин
я считаю, что положение не так уж мрачно, как пред-
сказывают некоторые пессимисты.
230
Во-первых, производство продукции на единицу пло-
щади сильно возрастет благодаря совершенствованию
сельскохозяйственной технологии в результате науч-
ных достижений в области растениеводства, почвоведе-
ния и науки об удобрениях. Во-вторых, использование
пестицидов позволит почти полностью избежать потерь
урожая от вредителей и болезней. Новые пестициды и
антибиотики, которые появятся к концу двадцатилетия,
будут еще более эффективно предупреждать порчу пло-
дов и овощей, чем применяемые сейчас. Вслед за гиббе-
реллинами и другими замечательными веществами по-
явится ряд новых стимуляторов роста, под действием
которых будут увеличиваться размеры растения. Еще
один новый метод управления ростом растений связан
с применением усовершенствованных замедлителей, ко-
торыми будут опрыскивать растения, чтобы ограничить
их размеры и стимулировать образование семян.
При переходе от традиционной к новой индустри-
альной сельскохозяйственной технологии важную роль
сыграет тенденция к непосредственному использованию
в пищу микроорганизмов. Дрожжи, плесневые и другие
грибы начнут выращивать в реакторах глубинного куль-
тивирования, которые будут выдавать продукцию не-
прерывно. В отличие от обычных бродильных произ-
водств, основанных почти исключительно на углеводном
сырье, этот процесс позволит использовать и углеводо-
роды, например керосин и нефтяные отходы. Большое
значение будут иметь бактерии, способные фотосин-
тезировать пищу для себя или питаться органическими
отбросами.
Изучение вкуса и аромата пищи, особенно выявле-
ние химического строения обусловливающих их соеди-
нений, откроет новые возможности синтеза и обработки
пищевых продуктов. Например, процесс старения ви-
ски, длящийся много лет, будет сокращен до несколь-
ких часов. Пищевая промышленность сможет удовле-
творить требования, диктуемые ростом населения, если
Только люди не отвергнут новых видов пищевых про-
дуктов.
Как поможет микробиология фармацевтической про-
мышленности? Прежде всего, новые виды антибиоти-
ков смогут излечивать рак; будут решены проблемы
побочного действия высоких доз медикаментов. Новым
231
оружием, которое, возможно, позволит со временем
искоренить раковые заболевания, станут противовирус-
ные антибиотики. В результате дальнейших исследова-
ний факторов роста микроорганизмов, микроанализа
продуктов животного происхождения и успешного вы-
ращивания культуры тканей будут обнаружены новые
витамины и гормоны. Изучив в совершенстве механизм
гормонального обмена, мы сможем управлять разви-
тием растений с помощью химических средств не
только на стадиях прорастания и яровизации, но и на
всех этапах развития. Конечно, неправильное использо-
вание этих достижений может причинить серьезный
ущерб здоровью человека. Однако люди достаточно муд-
ры, чтобы использовать их для продления своей жизни.
Кроме того, микроорганизмы могут дать новые лекар-
ства от психических заболеваний и безвредные сред-
ства регулирования рождаемости.
Наибольший прогресс ожидается в области фермен-
тов — катализаторов естественных химических процес-
сов и регуляторов обмена веществ. Физиологически ак-
тивные соединения, входящие в состав ферментных
систем, станут производиться искусственно, путем син-
теза белка. Кроме того, будет изучено строение актив-
ных центров молекул различных ферментов и основная
последовательность входящих в их состав аминокислот.
В качестве лекарств, не оказывающих при введении
в организм побочного действия, будут применяться син-
тетические ферменты пониженного молекулярного веса.
Наконец, каким станет бродильное производство
в 1984 году? Химические превращения с помощью усо-
вершенствованной нефтехимии и промышленной мик-
робиологии дадут возможность получать новые веще-
ства и производить такие высокомолекулярные соедине-
ния, которые обычно с трудом поддаются синтезу,
В связи с быстрым развитием микробиологического
синтеза, использующего побочные продукты нефте-
переработки, наибольшее внимание будет уделяться
изучению фотосинтезирующих и термоустойчивых
микроорганизмов.
Короче говоря, к 1984 году микробиология поможет
людям достигнуть благосостояния, изобилия продуктов
питания и долголетия.
10. МЕДИЦИНА И БИОЛОГИЯ
СТЕНЛИ ЛЕССЕ, доктор медицины,
доктор естественных наук, главный ре-
дактор «Америкен джорнал оф сайко-
терапи»
УИЛЬЯМ ВУЛФ, доктор медицины,
доктор философии, секретарь Ассоциа-
ции усовершенствования психотерапии
МЕДИЦИНА И БУДУЩЕЕ ОБЩЕСТВО
Медицинская практика, равно как и медицинское
образование, накануне больших решающих измене-
ний — как во внутреннем содержании, так и в сфере
приложения. Быстрые социальные и технические изме-
нения уже сегодня заставляют медицину приспосабли-
ваться к нуждам завтрашнего дня, и не подлежит сом-
нению, что студент, который сейчас учится на врача,
в не слишком отдаленном будущем станет лидером ле-
чебной практики. Чем же он будет отличаться от со-
временного доктора и в чем останется похожим? Что
это будет за фигура — узкий специалист; некий техник,
владеющий широким арсеналом преимущественно тех-
нических средств; просветитель, ученый-исследователь,
должностное лицо, общественный деятель, человек
с массой свободного времени или он будет объединять
все вышеперечисленное? Ясно одно: он не будет похож
на сегодняшнего врача, ибо его облик сформируют тен-
денции и требования будущего общества. Поэтому, если
мы озабочены развитием медицинской 'науки и подго-
товкой специалистов, оптимально отвечающих новым
условиям, нам следует изучать целый комплекс техни-
ческих, социальных и психобиологических факторов.
Это позволит, избежать возможных предупреждений.
Беспристрастный обзор эпохи, отделенный от нас,
скажем, одним или двумя поколениями, дает примерную
картину завтрашнего дня, хотя, конечно, многие детали
остаются достаточно неопределенными. Естественно,
приходится оставить в стороне как непредсказуемые
233
фундаментальные научные достижения — открытие
антивещества или новых источников энергии, — так
и катастрофы, подобные атомной войне, массовому ге-
нетическому перерождению или контролю над разумом.
Само co6oii разумеется, что в подобных обстоятельствах
не может быть и речи о рациональном предвидении и
планировании. Однако, если люди будут достаточно
мудрыми и осторожными, если общество станет разви-
ваться под объединенным влиянием трех упомянутых
сил — социальных, технических и психобиологиче-
ских, — мы можем довольно уверенно предсказать об-
щий контур завтрашней жизни и роль врача в ней. Та-
кая попытка особенно важна сегодня, поскольку плани-
рование медицинского образования должно на 25—30
лет опережать нужду в специалистах нового профиля
и именно сейчас необходимо определить облик того, кто
призван готовить будущих медиков.
Наше общество, несомненно, становится все более
организованным и развивается в сторону групповой
ориентации. Есть основания думать, что этот процесс
ускорится в связи с ростом населения. Вместе с тем
тенденция к объединению будет сопровождаться внут-
ренней специализацией. Человек будет стремиться глав-
ным образом к групповым целям, и его индивидуальные
симпатии станут выражать интересы общества в целом.
Нам, врачам, слишком часто свойственно забывать, что
именно общество формирует медицину как один из
своих институтов, и в этой связи нужно понять, что
в густонаселенном, автоматизированном мире природа
заболеваний, их диагностика и лечение будут серьезно
отличаться от того, с чем мы встречаемся сегодня.
Поскольку пациент предстанет перед нами скорее
как член группы, а не как индивидуальность, и с нашей
стороны он будет ожидать менее индивидуализирован-
ного подхода. Наши усилия, вероятно, сфокусируются
на том, чтобы возможно скорее вернуть его в группу,
сделать полноправным ее членом. К концу столетия
частная практика постепенно исчезнет; уже сейчас
около 50% врачей полностью или частично практикуют
в организациях.
Можно предположить, что в объединенном обществе
с четкой структурой, где большинство услуг будет вы-
полняться автоматически, потребуются два типа профес-
234
сионально обученных врачей: медики академического
направления и медицинские технические эксперты.
Суть обучения в первом случае будет состоять в том,
чтобы медик академического направления мог пони-
мать, распознавать и выявлять взаимосвязи между фи-
зиопсиходинамическими и социодинамическими харак-
теристиками пациента. Эта концепция, подчеркиваю-
щая взаимные отношения и взаимозависимость всех
человеческих функций, особенно важна. Содержание
упомянутых терминов сводится к следующему.
Физиодинамика описывает стабильное или меняю-
щееся состояние анатомических структур пациента, фи-
зиологических и биохимических функций, их взаимоот-
ношений и взаимосвязей по отношению к психодина-
мическим и социодинамическим факторам;
психодинамика описывает стабильное или меняю-
щееся состояние всех (сознательных или бессознатель-
ных) психических функций личности с их внутренними
связями и зависимостью по отношению к физиодина-
мическим и социодинамическим факторам;
социодинамика имеет дело со всем внешним окруже-
нием личности (в совокупности его взаимосвязанных
элементов) по отношению к физио динамическим и пси-
ходинамическим факторам.
Здесь надо подчеркнуть, что изменение в одной из
сфер человеческих функций, когда бы оно ни возни-
кало, неминуемо сопровождается изменениями в других
сферах или аспектах тех же или иных функций — и
внутренних, и внешних, — до тех пор пока не устано-
вится относительное .равновесие. Такие изменения вли-
яют на любой аспект жизни человека и по принципу
обратной связи — на жизнь общества, до тех пор пока
не установится динамическое равновесие. Последнее
достигается лишь на неуловимый миг, а затем снова
продолжается движение.
Историческая приспособляемость — еще одна кон-
цепция, которую следует ввести в программу обучения
академического медика. Хотелось бы обратить на это
внимание, поскольку подготовка студента к тому, что-
бы автоматически приспосабливаться к изменениям
в ответ на внешние и внутренние воздействия, до сих
пор не была принята в медицинском или других видак
образования. Это значит, что будущий врач еще на
23а
студенческой скамье должен рассматривать получаемые
им знания в движении. Другими словами, в ходе обуче-
ния центр тяжести следует перенести скорее на про-
цесс, чем на достижение фиксированных целей. Медику
академического направления необходимо также быть
специалистом в области взаимоотношений нормальных
и патологических функций — и то и другое как для от-
дельной личности, так и во взаимной связи личности
с обществом.
Место сегодняшнего высококвалифицированного
врача займет в будущем медицинский технический эк-
сперт, располагающий множеством сложнейших авто-
матических приборов и устройств. Установление диаг-
нозов и обычная терапевтическая практика будут
выполняться системой медицинский эксперт плюс вы-
числительная машина. Записывать историю болезни,
выполнять специализированные биохимические, физио-
логические, психологические анализы и исследования,
а также указывать на связи между выявленными пара-
метрами станут автоматические устройства. Подобные
исследования будут выполняться гораздо быстрее и точ-
нее, а корреляция будет значительно выше, чем это
сейчас делают наиболее искусные диагносты. Машины
будут выявлять связи между отдельными показаниями
и оперировать самыми общими или специфическими ка-
тегориями диагностики, они смогут разумно подобрать
общий или специфический курс лечения. Поскольку те-
рапевтические курсы лечения многих болезней будут
распространяться все шире, большинство пациентов ста-
нет, вероятно, обслуживаться группой медицинские эк-
сперты плюс автоматические устройства на уровне уча-
стковых клиник общего направления либо специализи-
рованными региональными центрами.
Каждый медицинский эксперт будет прекрасно под-
готовленным специалистом в одной очень узкой обла-
сти. И хотя он превзойдет современного врача в зна-
нии деталей и техники своей работы, его обучение по-
требует гораздо меньше времени. Таким образом, еще
более банальной станет поговорка «человек знает все
больше о все меньшем».
Поле деятельности медицинского технического эк-
сперта будет очень узкпм, однако сфера применения его
сил значительно углубится за счет успехов техники.
236
Прагматически ориентированное обучение такого врач<а
займет меньше времени, чем подготовка медика акаде-
мического направления. Большое внимание будет уде-
ляться и взаимосвязям явлений, но в более поверхно-
стном толковании. Технический эксперт научится мыс-
лить не столько готовыми категориями медицинской
науки, сколько связями между этими категориями и
данными, поступающими от различных автоматических
устройств. Он сможет интерпретировать и применить
с помощью вычислительной машины программу, полу-
ченную от врача академического направления. Одни из
таких экспертов будут, вероятно, специалистами по ди-
агностике, а другие — по терапевтической технике.
Все говорит о том, что в будущей медицинской прак-
тике не часто придется встречаться со случаями так
называемых острых состояний (главным образом ин-
фекционные болезни) с их осложнениями и последст-
виями, которых еще недавно было такое множество.
Мы сумеем эффективно излечивать их с помощью те-
рапевтических мероприятий широкого профиля; кроме
того, резко уменьшатся воможности распространения
инфекций. Профилактические мероприятия позволят
иммунизировать большинство населения. По всей веро-
ятности, будет также решена проблема устойчивости
микроорганизмов к лекарствам.
Острые процессы, с которыми придется иметь дело
медицине, будут результатами травм, кровоизлияний,
ожогов, радиации и т. п. Мы встретимся с острыми фа-
зами или с пароксизмами хронических заболеваний, где
основные методы борьбы — предупредительные меро-
приятия или лечение основной болезни. В число острых
случаев войдут также психические заболевания — как
следствие кризисов, связанных с врожденными дефек-
тами, так и различных психосоциальных травм.
Поскольку ожидается дальнейшее увеличение про-
должительности жизни, медикам придется иметь дело
в основном с хроническими болезнями. Немалое место
займет проблема генетических мутаций, во многих слу-
чаях возникающих как следствие радиоактивных осад-
ков. Причиной некоторых заболеваний станут токсиче-
ские материалы, распространяемые в биосфере в тече-
ние долгого времени; загрязнение воздуха, недостатки
искусственно очищаемой питьевой воды и т. д.
237
Растущая теснота перенаселенных городов вместе
с падением престижа семьи как основной социальной
единицы может на определенный период стать источ-
ником серьезного эмоционального напряжения. К этому
добавятся, естественно, новые типы соматопсихосоцио-
логических проблем. И вообще источники психосоци-
альных напряжений в немалой степени будут отли-
чаться от сегодняшних. Как уже говорилось, групповое
начало будет стремиться подавить индивидуальное. Раз-
личные психодинамические напряжения возникнут и
в результате того, что семья уже не будет первоначаль-
ным учителем ребенка. Изменятся также взаимоотно-
шения детей в коллективе.
Однако наиболее важные психологические трудно-
сти возникнут, пожалуй, в результате плохой приспо-
собляемости к группе или неприятия личности группой.
Отсюда могут появиться совершенно новые концепции
человеческих взаимоотношений. Романтический элемент
в любви скорее всего ослабнет, в результате чего могут
существенно измениться отношения между мужчиной
и женщиной.
Приспосабливаясь к предполагаемым изменениям
социальной структуры, росту населения и развитию тех-
ники, учитывая возможные познания природы многих
заболеваний и новые методы лечения, скорее всего ме-
дицинское обслуживание будет иметь иерархическую
структуру, которая даст максимум эффективности при
минимуме дублирования: Очень важно разработать но-
вый метод обучения врачей, исторически перспектив-
ный, гибкий, чуткий к любым изменениям.
ДЖОН ЧАРЛЗ, директор-консультант
Всемирной организации здравоохране-
ния, Женева
УВЕЛИЧИТЬ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ!
Кто мог в 1900 году предположить, что смертность
от брюшного тифа в Англии и Уэльсе, составлявшая
тогда 216 человек на миллион, снизится до 16 в 1920 и
238
до 4 в 1940 году? А в 1940 году кто мог предугадать,
что смертность от дифтерии (2500 в год) упадет до 5
к 1960 году? Кто в 1950 году в Индии, когда средняя
продолжительность жизни была равна 32 годам, мог
предвидеть, что к 1960 году эта цифра вырастет на 30%,
а к 1965 году — на 44%.
Поскольку к 1984 году обстоятельства могут изме-
ниться, излагаемые ниже предположения не безогово-
рочны. Их нельзя считать математически точной проек-
цией в будущее. Возможно, изобретут новые «магиче-
ские пули», подобные инсулину и пенициллину,
которые произведут революцию в терапии. Мы не ста-
нем говорить ни об этой возможности, ни о появлении
новых болезнетворных вирусов, ни об отдаленных по-
следствиях воздействия многих канцерогенных веществ,
с которыми человек встречается сегодня, ни о росте ра-
диационной опасности.
Кроме того, различные страны мира развиваются не-
равномерно. В социальном и экономическом отноше-
ниях, а также по уровню образования населения они
принадлежат к разным хронологическим эпохам. Раз-
делим их на две группы: развитые и развивающиеся
страны. К 1984 году различия между этими группами
смягчатся, но мир еще не станет единым и равномерно
развитым. Различия будут проявляться и в области
здравоохранения.
Можно предвидеть будущее народов развитых стран
с высоким уровнем развития медицины, санитарии и
питания. В настоящее время люди в детстве преодоле-
вают многие опасности и выживают, чтобы умереть от
сердечно-сосудистых заболеваний, рака, несчастных
случаев и болезней, связанных с процессом старения.
Время от времени их жизнь омрачают недомогания:
грипп или другие заболевания дыхательных путей, рев -
матизм, незначительные психические расстройства,
а также разнообразные проявления болезней, вызывае-
мых перегрузками. Это если не счастливая, то вполне
сносная жизнь, которой обычно не грозят серьезные
заразные болезни. Будет ли она в 1984 году дольше и
здоровее?
Продолжительность жизни в развитых странах вряд
ли может увеличиваться до бесконечности. В Англии и
Уэльсе ожидаемая продолжительность жизни для
939
нынешних новорожденных девочек уже составляет
74 года, для мальчиков — 69 лет. Эти сроки еще могут
расти, но в столь преклонном возрасте человек не все-
гда наделен прекрасным здоровьем. Нередко он будет
поддерживать свою жизнь лишь лекарствами, то и дело
обращаясь к медицинским услугам.
Некоторые смертельные сейчас сердечные заболева-
ния можно частично поставить под контроль, если каж-
дый будет уделять больше внимания нервным нагруз-
кам, питанию и физическим упражнениям. Рак легких
благодаря умеренности в курении станет уже не столь
опасным для англичанина. Массовые профилактиче-
ские обследования снизят женскую смертность от рака
матки и, возможно, рака грудных желез.
Хронический бронхит будет отступать по мере очи-
щения городского воздуха. Несчастные случаи станут
редкими в результате мер предосторожности, которые
будут приниматься на дорогах, на работе и дома. Забо-
левания органов дыхания сократятся с улучшением
жизненных условий, а также в результате профилак-
тики и эффективного лечения. Но все еще останутся
психические расстройства; хотя некоторые из них, не-
сомненно, пойдут на убыль, мы слишком мало знаем
о причинах остальных, чтобы с уверенностью предви-
деть успех их лечения или предупреждения. Сокра-
щение рабочей недели в результате автоматизации и
электронного управления увеличит досуг, что может
привести к двояким последствиям. Конечно, это даст
известную пользу, но может вызвать распространение
неврозов п психосоматических расстройств. Однако
я убежден, что в целом состояние здоровья людей зна-
чительно улучшится.
В развивающихся странах, где население отягощено
болезнями, не хватает медицинских учреждений, пер-
сонала, денежных средств, а уровень образования очень
низок, надежные статистические данные обычно отсут-
ствуют. Однако, по имеющимся данным, рождаемость
здесь колеблется от 40—50 и более на тысячу населе-
ния, смертность составляет 20—25 и больше, а детская
смертность достигает 200 или более на тысячу новорож-
денных. Нередко это страны, где из двоих детей выжи-
вает только один, а малярия, туберкулез, шпетозомпаз,
различные кишечные инфекции и недоедание уносят
240
множество молодых жизней. Ожидаемая продолжитель-
ность жизни при рождении здесь часто не достигает
40 лет — в наиболее благополучных странах так обсто-
яло дело 150 лет назад.
Подобное положение требует решительных измене-
ний, хотя они и зависят от некоторых случайных
обстоятельств. Медицина с помощью современной тех-
ники способна эффективно бороться со многими болез-
нями, но этому могут помешать политическая неста-
бильность, консерватизм и особенно недостаток денег.
Кроме того, определенные успехи потребуют дополни-*
тельных затрат, так как вступит в действие закон
уменьшения отдачи.. Наконец, в результате роста насе-
ления пли неурожаев местные пищевые ресурсы могут
оказаться недостаточными, что приведет к недоеданию
и отразится на состоянии здоровья населения и его
сопротивляемости заболеваниям.
Тем не менее к 1984 году и в развивающихся стра-
нах можно ожидать больших успехов, зависящих, прав-
да, от экономического развития и образования. Под ру-
ководством Всемирной организации здравоохранения
уже сделано многое, несмотря на сравнительно неболь-
шие возможности. Далщсвои результаты массовые кам-
пании против малярии, оспы, туберкулеза и фрамбезип,
проекты профилактической иммунизации, улучшения
питания, образования и профессиональной подготовки,
а также активные санитарные мероприятия.
Первыми, кому принесет пользу такое улучшение
условий, будут дети и молодежь. К 1984 году ожидае-
мая продолжительность жизни для них существенно
возрастет, так как они будут меньше подвержены наи-
более губительным заболеваниям. Она может увели-
читься даже на 50% и составит 55—59 лет. Такая про-
должительность жизни, уже наблюдающаяся на Цей-
лоне и в Мексике, может стать обычной даже для
Африки.
Люди среднего возраста получат меньше преиму-
ществ. Успехи в области экономики и здравоохране-
ния принесут пользу и пм, но в результате заболева-
ний, перенесенных в раннем возрасте, возможная про-
должительность жизни у них будет более ограничен noir.
Тем не менее общее состояние здоровья населения
улучшится, а такие болезни, как малярия, оспа,
16 Зак. 1400
241
проказа и холера, станут столь же редкими, как сейчас
в Западной Европе.
Остается еще одна неблагоприятная возможность.
Денежные средства направляются в первую очередь
в сельское хозяйство, промышленность и образование.
Это может ограничить ассигнования на здравоохране-
ние. Искоренение шистозомиаза — серьезной причины
потери трудоспособности в некоторых странах тропиче-
ского пояса, — а также программы санитарных меро-
приятий потребуют больших капитальных затрат. Мо-
гут возникнуть и новые случаи устойчивости насеко-
мых — переносчиков болезней — к инсектицидам, а
микроорганизмов — к лекарствам и антибиотикам. По-
этому разумнее ожидать, что улучшение состояния здо-
ровья населения менее развитых стран будет происхо-
дить не непрерывно, а по этапам. Но это лишь задер-
жит, а не исключит конечный успех.
ЧАРЛЗ ДОДДС, профессор, президент
Королевского медицинского колледжа,
Лондон
ТРИ ВЕЛИКИЕ ПРОБЛЕМЫ
Ошибки, подстерегающие нас при прогнозировании
будущего любой науки на двадцать лет вперед, осо-
бенно возможны в области медицины. Средства борьбы
с той или иной болезнью могут появиться в любой мо-
мент. За то время, что я занимаюсь медициной, так
произошло с двумя болезнями — диабетом и злокаче-
ственной анемией.
Основные проблемы сегодняшней медицины явно
разделяются на две группы: различные формы рака и
сердечно-сосудистые заболевания. С количественной
точки зрения последние гораздо важнее первых. Зло-
качественные опухоли поражают человека обычно в
более позднем возрасте, тогда как сердечно-сосудистые
заболевания вырывают из жизни людей, находящихся
в расцвете творческих ешь
242
В каждой цивилизованной стране существуют орга-
низации, которые собирают и распределяют средства
на исследования природы раковых заболеваний. В Ве-
ликобритании и США изучению злокачественных опу-
холей посвящена значительная часть общих работ в об-
ласти медицины. Поскольку биологические исследова-
ния все больше приближаются к молекулярному
уровню, можно предположить, что в ближайшие 20 лет
будут сделаны важные открытия, касающиеся раковых
заболеваний. И хотя наши познания о процессе зло-
качественных новообразований сильно расширились,
пока еще мы даже не можем сказать, какие это будут
открытия. Тем не менее можно уверенно предсказать,
что к 1984 году эта серьезная проблема будет решена*
Искоренение рака окажет глубокое влияние на ме-
дицину вообще, и особенно на хирургию. Если лечение
рака будет проводиться с помощью каких-либо тера-*
пептических средств (что вполне вероятно), отпадет на-
добность в большом числе хирургических операций*
Трудно сказать, какая часть их делается исключитель-
но по поводу рака, вероятно более 25%. Это в сильной
степени скажется на работе больниц, подготовке меди-
цинских работников и т. п.
Обратимся к сердечно-сосудистым заболеваниям*
Сейчас многие исследовательские организации тща-
тельно изучают явления атеросклероза. Британская
организация кардиологов, основанная в прошлом году,
разработала план широкого наступления на эту болезнь,
включая коронарный тромбоз, сосудистые заболевания
мозга и их осложнения. Разумеется, неосторожно пред-
сказывать на ближайшие 20 лет победу над атероскле-
розом, но можно считать, что перспективы лечения и
предупреждения этой болезни будут, во всяком случае,
более радужными, чем сейчас.
Предположим, что проблемы рака и сердечно-сосу-
дистых заболеваний решены. Что станет тогда главным
в медицине?
Многих волнует проблема постарения населения.
Все победы терапии продлевают жизнь, и в результате
большинство населения будут составлять пожилые лю-
ди. Предстоит борьба с трудностями, составляющими
целый комплекс, называемый сейчас словом гериатрия.
Возможно, главные проблемы заложены именно здесь.
243
16=
Если в прошлом старение исследовалось сравнительно
мало, то теперь интерес к нему явно возрос; очень мо-
жет быть, что через 20 лет появятся целые институты,
где ученые многих биологических специальностей зай-
мутся изучением процесса старения.
Сейчас молчаливо подразумевается, что дегенера-
тивные изменения, происходящие в стареющем орга-
низме человека или животного, — это процессы есте-
ственные. Однако доказательств этого мы не сможем
найти. Вероятно, исследования ближайших двух деся-
тилетий покажут, что дегенерация связана с определен-
ными внешними причинами (например, с каким-ни-
будь фактором питания) и не является неизбежной
для пожилого человека. Доказать это сейчас нельзя, но,
возможно, просто потому, что никто не пытался этого
сделать. Когда проблемы рака и сердечно-сосудистых
заболеваний будут решены, концентрация усилий в об-
ласти гериатрии наверняка принесет огромные успехи.
НИКОЛАС А. МИТЧИСОН, доктор, На-
циональный институт медицинских ис-
следований, Великобритания
ПРОИЗВОДСТВО ТКАНЕВЫХ КУЛЬТУР
Когда Алексис Каррель обнаружил, что клетки
можно выращивать вне организма, в пробирке, в био-
логии, казалось, открылась целая новая область. На
первых порах она развивалась медленно, главным об-
разом из-за того, что очень трудно предохранить куль-
туры от заражения бактериями. Был разработан слож-
ный ритуал выращивания культур; лаборанты работали
в темноте, облаченные в маски и резиновые перчатки.
Все эти чрезмерные предосторожности оказались не-
нужными, как только появились антибиотики. Десять
лет назад провозвестником новой эры выступил Солк,
объявивший, что ему удалось вырастить культуру
клеток из почек обезьян в количестве, достаточном для
коммерческого производства вакцины против полио-
миелита.
244
Клеточные культуры начали широко применяться
в производстве вакцин. Как только выявлялось, что те
или иные паразиты — бактерии, вирусы и, как совсем
недавно установлено, даже простейшие — не хотят ра-
сти на бесклеточной питательной среде, ученые обра-
щались к культуре тканей.
Теперь все это стало обычным. Какие еще продукты
жизнедеятельности клеток можно получить из клеточ-
ных культур? Можно ли ожидать, что этот метод сде-
лает доступными для нас все те сложные соединения,
которые вырабатывает клетка и которые до сих пор
не поддаются химическому синтезу? Нет необходимо-
сти решать эти вопросы абстрактно: в лабораторных
масштабах уже получены ощутимые количества мно-
гих полезных веществ.
Гормоны. Клетки желез внутренней секреции выра-
батывают гормоны, относящиеся к белкам или стерои-
дам. Однако культивируемые клетки, как правило,
через некоторое время теряют способность вырабаты-
вать гормоны. Фирма «Эли Лилли и К0» усердно пыта-
лась получить инсулин из культуры клеток поджелу-
дочной железы, чтобы не нуждаться в поставках этих
желез с боен, но безуспешно. Возможно, здесь дело не
только в том, чтобы подобрать нужные питательные
вещества. Клетки весьма требовательны к окружающей
среде и прекращают свою специализированную дея-
тельность — дедифференцируются, если разрушается
структурная организация ткани. Например, клетки щи-
товидной железы в тканевой культуре продолжают
жПть, но перестают вырабатывать тироксин после раз-
рушения фолликул железы. Не исключено, что самыми
подходящими для массового культивирования окажутся
растительные клетки, вырабатывающие стероиды.
Антигены. Их извлекают из печени или селезенки
мышей и используют для выработки иммунологической
толерантности, позволяющей осуществлять пересадку
ррганов. В 1964 году антигены впервые были извлечены
из клеточной культуры. Подробности этой работы еще
ле опубликованы, но, по-видимому, главную трудность
здесь представляет выделение антигенов из клеточной
оболочки в растворимом виде.
Антитела. Клетки лимфатических желез, селезенки
п даже крови способны вырабатывать в культуре
243
заметные количества антител. К сожалению, выработка
их, как и гормонов, быстро прекращается.
Ферменты. Клетки, выращенные в культуре, не-
сомненно, являются богатейшим источником ферментов.
Известно, что недостаток того или иного фермента мо-
жет вызывать некоторые нарушения обмена веществ.
Недостаток многих видов белков или их дефектность
также могут привести к заболеванию: например, обра-
зование дефектного гемоглобина вызывает серповидно-
клеточную анемию, а недостаток сывороточного бел-
ка — агаммаглобулинемию. Лечение путем введения
недостающих веществ пока невозможно в основном
из-за того, что требуемый вид белка не удается ввести
в определенный участок клетки. Остается надеяться
на то, что можно будет полностью заменять дефектные
клетки. Например, врожденную анемию мышей лечат
введением здоровых клеток костного мозга. Предотвра-
тить отторжение пересаженных клеток у человека пока
не удается.
Допустим, что все перечисленные проблемы ре-
шены. И все же одна тканевая культура не сможет
обеспечить нас этими важными веществами. К 1984 го-
ду намного расширятся возможности синтеза биологи-
ческих продуктов без посредства клеток. Этот синтез,
возможно, будет происходить совершенно новыми пу-
тями, например с помощью весьма своеобразных пеп-
тидных связей, которые сейчас революционизируют
искусственный синтез белковоподобных веществ.
Методы культуры тканей будут занимать в органи-
ческой химии такое же место, какое сейчас в аналити-
ческой химии занимает метод биологических проб.
Продукты, которые сегодня синтезируются и анализи-
руются биологическими способами, завтра перейдут
в сферу деятельности химика. Это, конечно, не озна-
чает, что биологические методы вообще выйдут из упо-
требления: наоборот, все только что открываемые и
потому особенно интересные вещества всегда будут
вырабатываться и исследоваться биологами, а химики
будут догонять их.
Соперницей органической химии станет биохимия.
Например, чтобы получить биологически активный про-
дукт, химический синтез белков, как и в природе,
должен начинаться только с левых аминокислот. В то
246
же время биохимическое производство использует спо-
собность клеточных белковых фабрик — рибосом — от-
вергать правые аминокислоты и поэтому потребует
не столь чистого и гораздо более дешевого исходного
сырья.
Клетки в культуре станут, вероятно, использоваться
как источник закодированных в молекулах ДНК или
РНК инструкций для различных «биологических ма-
шин». Сами «машины», возможно, будут представлять
собой недифференцированные клетки универсального
назначения, выращиваемые в культуре. Полученная
таким путем вирусная нуклеиновая кислота уже
используется для изготовления вакцин. Возможно, это
будут бактериальные клетки для выращивания вируса
коровьей оспы по инструкциям, записанным в молеку-
лах нуклеиновых кислот, а может быть, — совершенно
лишенные клеток системы, например цистерны с син-
тетическими рибосомами.
ДЖО ФР И Г, БИЛ, профессор, Эдин-
бургский университет
ИЗМЕНЕНИЕ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ КЛЕТОК
Когда станет возможным направленное и предска-
зуемое изменение наследственности живых клеток? Ра-
зумеется, сейчас нам это недоступно. Несмотря на
поразительные успехи в области изучения химической
основы наследственности, достигнутые в последнее
время, нельзя даже предполагать, что такую задачу
удастся решить в предвидимом будущем..
Прежде всего рассмотрим возможность изменения
самых основных наследственных элементов клетки —
генов, состоящих, как мы знаем, из молекул ДНК.
С тех пор как в 1927 году Г. И. Мёллер обнаружил,
что рентгеновские лучи вызывают мутации генов, была
проделана огромная работа по искусственному созданию
мутантов с помощью различных видов радиации и хи-
мических веществ. Однако все такие мутагены дей-
ствуют, в сущности, случайным образом, попросту
247
увеличивая статистическую вероятность мутации дан-
ного гена, но без всякой гарантии, что именно это и
произойдет. А подавляющее большинство мутаций, как
нам хорошо известно, вредно или даже гибельно для
организма.
Возможность получить действительно специфичные
химические мутагены, которые вызывали бы нужную
мутацию в определенном гене, сомнительна, хотя не-
которые из таких мутагенов (например, аналоги аде-
нина и тимина), как полагают, действуют непосред-
ственно на ДНК. В настоящее время считается, что
генетический материал состоит из бесконечного числа
сочетаний четырех основных химических единиц, обра-
зующих код. Хотя можно представить себе такое веще-
ство, которое изменяло бы любую из этих четырех еди-
ниц, не затрагивая остальных, тем не менее при этом
изменению подвергался бы, очевидно, почти весь гене-
тический код, а не какая-то его часть.
Более перспективно использование явления транс-
формации у бактерий. Выделяют ДНК одного штамма
бактерий, очищают ее и вводят другому штамму.
В результате последний может приобрести некоторые
наследственные черты первого. Этот метод сейчас де-
тально разработан для многих видов бактерий. Тем не
менее никому еще не удалось получить препарат ДНК,
состоящий лишь из одного гена: приходится пользо-
ваться суммарной ДНК клетки. К тому же трансфор-
мация с помощью экстракта ДНК осуществлена только
у бактерий; сообщения о возможности аналогичного
процесса у уток и других высших животных не под-
твердились. В принципе мы не видим причин, почему
бы чужая ДНК, введенная высшему организму, не
могла включиться в его хромосомы; но этого еще никто
не добился, и здесь существуют большие технические
трудности, особенно связанные с доступом к находя-
щемуся в центре клетки ядру, где расположены
гены.
Оставив в стороне трудную проблему прямого из-
менения генов, обратимся к другим составным частям
клетки, которые могут оказаться более доступными и
играют не меньшую роль, чем гены. Следует обратить
особое внимание на РНК, где положение также крайне
интересно.
248
Считается, что ДНК клетки сначала вырабатывает
информационную РНК, которая в свою очередь управ-
ляет образованием специальных белков, особенно
ферментов, и в конечном счете всех веществ, составляю-
щих организм. Первоначально исследованная информа-
ционная РНК бактерий считалась крайне неустойчи-
вым веществом, но впоследствии изучение материала,
полученного из тканей млекопитающих, показало, что
иногда она бывает более стабильна.
Какие существуют возможности извлечения специ-
фической информационной РНК из одной клетки и вве-
дения ее в другую? Если бы это было сделано, мы смог-
ли бы осуществить по крайней мере временную транс-
формацию клетки без всякого участия ДНК.
Недавние исследования в Эдинбургском университете
и Университете штата Индиана (США) показали, что
это возможно. А. Джибмон, Т. М. Соннеборн и я ис-
пользовали в качестве экспериментального материала
одноклеточное животное парамецию. Оказывается, что
определенный наследственный признак легко можно пе-
редать от одной клетки к другой через посредство экст-
рактов, содержащих РНК.
Такое активное начало, состоящее из молекул РНК,
называемых метагонами, несомненно, несет генетиче-
ское послание, позволяющее парамеции существовать в
симбиозе с определенными бактериеподобными части-
цами, которые живут в ее цитоплазме и делают ее спо-
собной пожирать другие клетки. Однако метагоны отли-
чаются от информационной РНК тем, что они весьма
устойчивы — как в живой клетке, так и вне ее, в очи-
щенном виде. Если выяснится, что такие устойчивые
метагоны способны управлять наследственными свой-
ствами и у других видов,-а также могут быть перене-
сены из одной клетки в другую и из одного организма
в другой, то в нашем распоряжении окажется ценный
метод направленного изменения свойств клеток.
Нельзя ожидать, что такие изменения будут дли-
тельными: по мере деления клеток содержание в них
введенных метагонов постепенно снизится, и свойства
клеток последующих поколений будут определять лишь
их собственные гены. Однако недавно выяснилось одно
в высшей степени неожиданное обстоятельство: оказа-
лось, что при некоторых условиях метагоны могут
249
реплицироваться. Когда другое хищное реснитчатое про-
стейшее — дидиниум — поедает парамецию, оно погло-
щает и ее метагоны, которые затем не выводятся
наружу, а начинают размножаться с такой скоростью,
что не отстают от темпа размножения самого диди-
ниума (примерно четыре деления в день). После дли-
тельного культивирования дидиниума этими метагонами
можно снова заразить парамецию, и они сохраняют при
этом свои первоначальные свойства генов-информато-
ров. В некотором отношении метагоны в дидиниуме
больше похожи на вирусы, чем просто на информацион-
ную РНК, хотя и здесь они, как и в парамеции, несут
ту же информационную функцию, обеспечивая симбиоз
клетки-хозяина с «частицами-убийцами». Таким обра-
зом, понятия информационной РНК и вируса оказы-
ваются ближе друг к другу, чем считалось до сих пор.
Во всяком случае, эти эксперименты позволяют наде-
яться, что можно получить способную к репликации
разновидность информационной РНК.
В ближайшие годы, по-видимому, появятся совер-
шенно новые методы трансформации клеток. Здесь мы
должны быть готовы к сюрпризам, особенно в отноше-
нии структурной дифференциации различных айнов
клеток в многоклеточных организмах, на которую про-
ливает очень мало света современная молекулярная ге-
нетическая теория. Тем не менее можно не сомне-
ваться, что к 1984 году мы будем располагать несрав-
ненно более могучими методами изменения клеточной
наследственности, чем сейчас, и что эти методы приве-
дут к важным последствиям в области медицины и
сельского хозяйства.
РОБЕРТ М. КЕНЕДИ, профессор, груп*
па биотехники, Стратклайдский уни*
верситет, Глазго
БЕСПРЕДЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ БИОНИКИ
В последние годы все более узкой специализации
наук противостоит новое направление мышления, пер-
вые признаки которого уже явственно заметны. Все
230
больше ученых осознают, что деление на традиционные
или новые специальности не только неестественно, но и
является серьезной помехой. В частности, новые иссле-
дования на стыке наук рождаются в результате тесной
взаимосвязи естественных и физических наук. Одно из
таких новых направлений — бионика. ‘
Важнейший аспект бионики — изучение техниче-
ских решений, используемых природой, для примене-
ния их основных механизмов в конструкциях, создавае-
мых человеком. Примером здесь могут служить управ-
ляющие системы с обратной связью у живых существ.
Одно из свойств живой системы состоит в том, что она
растет и с помощью какого-то механизма вырабатывает
у себя свойства, позволяющие ей приспосабливаться к
среде, короче говоря, она обучается. Такие приспособи-
тельные процессы в сущности представляют собой про-
явление разнообразных управляющих механизмов с об-
ратной связью: изучение их привело, например, к со-
зданию самокорректирующихся систем управления са-
молетами. Изучение многочисленных управляющих
систем организма, которые контролируют температуру
тела, дыхание, работу мышц и т. д., — это область пло-
дотворных исследований, имеющих огромное значение
для разработки аналогичных управляющих систем в
технике. Человеческий организм — это, вероятно, са-
мая сложная из всех существующих управляющих си-
стем, и глубокое изучение ее действия поможет достиг-
нуть высокого совершенства управляющих систем раз-
личных машин.
Возможности лишь одной этой области бионики
огромны. К 1984 году здесь возникнут совершенно но-
вые понятия, подробности которых еще невозможно
предвидеть, но которые позволят создать множество ме-
тодов управления, не поддающихся описанию на совре-
менном языке.
Бионика вторгается также и в более традицион-
ные области деятельности человека, например в биоло-
гические системы (микроорганизмы, растения или
.животные), которые в контролируемых условиях ис-
пользуются для синтеза нужных человеку продуктов.
Одна из таких областей, методы которой приходится
разрабатывать начиная почти с нуля, — это морское хо-
зяйство. Уже сейчас появляются экспериментальные
251
рыбные и устричные фермы, которые за 20 лет, несо-
мненно, вырастут в обширную отрасль промышленно-
сти, основанную на неистощимых пищевых запасах
моря.
Управление средой — также часть биотехники. Его
задача — обеспечить оптимальные условия жизни в от-
крытых и закрытых системах. Типичная закрытая си-
стема — космический корабль, где организм человека,
приспособившийся к существованию и жизнедеятельно-
сти в гравитационном поле, надо защищать от различ-
ных физиологических последствий невесомости.
Управление различными параметрами открытых си-
стем, например повышение санитарно-гигиенических
условий труда и жизни в крупных городах, к 1984 году
достигнет такого уровня;, при котором дома, учрежде-
ния, города будут проектироваться с учетом научно обо-
снованных физических и психологических требований
личности, возможно с использованием в случае необхо-
димости искусственно создаваемой атмосферы в огром-
ных замкнутых объемах.
Никакая другая область не вызывает сейчас такого
интереса, как применение биотехники в медицине. Диа-
пазон и размах достижений медицинской техники
только за последнее десятилетие огромен: это ультра-
звуковые эхолокационные диагностические методы;
электронные датчики темпа и дефибрилляторы, восста-
навливающие координацию движении сердца; «радио-
пилюли», передающие информацию о внутреннем состоя-
нии организма, и многое другое. Определение механиче-
ских и структурных характеристик живой ткани, ее
грузоподъемности и функциональной роли в организме
способствует развитию методов лечения, особенно в вос-
становительной хирургии. Развивается также новая тех-
нология, связанная с искусственной заменой поврежден-
ных частей тела. Разрабатываются разнообразные про-
тезы — от сердечных клапанов из пластика до искус-
ственных конечностей, и можно надеяться, что в ско-
ром времени протезы конечностей будут приводиться
в действие электрическими импульсами, возникающими
в соответствующих мышцах при мысли о необходимо-
сти сделать нужное движение. Успехи миниатюризации
делают вполне вероятной перспективу создания искус-
ственной почки или аппарата сердце-легкие, которые
262
вживлялись бы в организм. Возможно, что к 1984 году
искусственные ткани и органы станут обычными.
В этом кратком обзоре перспектив развития биотех-
ники мы основывались на достижениях прошедшего де-
сятилетия. Однако предсказать сколько-нибудь опреде-
ленно положение через 20 лет невозможно — не потому,
что тенденции еще не наметились, а, напротив, потому,
что возможности столь велики.
РОБЕРТ БРАУН, профессор факульте-
та ботаники Эдинбургского универси-
тета
ИЗОЛИРОВАННЫЙ КЛЕТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ
Зеленое растение — самый сложный в природе син-
тезирующий механизм. Он получает из окружающей
среды определенное число неорганических соедине-
ний — воду, углекислый газ и кислород. Из них оно
синтезирует все основные соединения, необходимые для
других организмов, в том числе и для человека. Больше
того, для растений характерно, что энергия для синтеза
всех этих соединений или непосредственно, или в ко-
нечном счете черпается из солнечного света. Ясно, что,
если бы удалось воспроизвести в искусственной системе
процессы синтеза, протекающие в зеленом растении,
число веществ, производимых в промышленных мас-
штабах, резко увеличилось бы, а промышленность по-
лучила бы новый источник энергии.
Такие перспективы и были одной из движущих сил
изучения процессов обмена веществ у растений. Но
были и другие причины. Глубокое знание процессов
синтеза дает пам не столь заманчивую, но более реаль-
ную возможность стимулировать выработку определен-
ных веществ в живом растении.
Исследованию процессов обмена веществ вообще и
процессов синтеза в частности весьма способствовала
разработка методов изоляции клеточных органелл. Са-
мая крупная из них — ядро, но есть и другие, в том
числе хлоропласты, митохондрии и рибосомы, с каждой
из которых связаны различные процессы обмена. Их
233
можно выделить, если разрушить все клетки, перевести
органеллы в соответствующий раствор и потом подверг-
нуть его центрифугированию.
Сейчас самые богатые перспективы будущего прак-
тического применения открываются в двух областях
исследований: синтез различных углеводов и синтез
азотистых соединений, особенно белков.
В последние годы интенсивно изучают фотосинтез
углеводов, при котором световая энергия, поглощенная
хлорофиллом, вызывает образование сахаров из углеки-
слого газа и воды. Производительность зеленого расте-
ния часто бывает ограничена концентрацией углекис-
лого газа в воздухе (около 0,04%). В закрытом поме-
щении, например в теплице, для того чтобы увеличить
продуктивность растений, эту концентрацию можно по-
высить. Источником достаточно дешевого углекислого
газа могут быть побочные продукты нефтепереработки.
Сейчас установлено, что весь процесс фотосинтеза
завершается в хлоропласте. Эта органелла представляет
собой овальное тельце длиной 5—6 мк. В хлоропласте
различают две зоны — грану со сложной структурой и
строму — очевидно, аморфное вещество. Хлорофилл
содержится в гране, где поглощенная им световая энер-
гия расщепляет молекулы воды, освобождая кислород,
и обеспечивает клетку водородом и несущими энергию
молекулами АТФ (аденозинтрифосфата). Углекислый
газ, вероятно, задерживается стромой и превращается
в сахар путем «темновых» реакций (происходящих в
темноте), но зависящих от продуктов «световых» ре-
акций.
Все ферменты, участвующие в темновых реакциях,
и сам ход этих реакций, по-видимому, уже известны.
Если это так, то можно представить себе искусственную
систему, которая производила бы сахар, если ее обеспе-
чивать углекислым газом. Такая система должна
а) включать в себя источник энергии восстановления;
б) содержать АТФ и ряд ферментов, участвующих в
естественном процессе; в) поддерживать нужные отно-
сительные скорости различных реакций и г) обеспечи-
вать постоянное удаление продуктов реакции. Все эти
требования выполнимы, а получение нужных фермен-
тов в чистом виде, вероятно, не будет представлять к
1984 году никаких затруднений.
234
Промышленное производство сахара будет исклю-
чительно важным изобретением. Оно повлечет за собой
многие другие, об одном из которых можно здесь
упомянуть. Промышленное хлопковое волокно — это, в
сущности, стенки растительных кйеток, а их важней-
шая составная часть — целлюлоза, в которой остатки
глюкозы соединены в цепь. Странно, что ученые-тек-
стильщики никогда не занимались изучением меха-
низма синтеза целлюлозы. Недавно такие исследования
были проведены в непромышленных лабораториях, и
знания об этом процессе быстро накапливаются.
К 1984 году вся система наверняка будет хорошо изу-
чена, и если к тому времени появится источник полу-
чения больших количеств глюкозы, то станет возмож-
ным искусственный синтез целлюлозы. Это достижение
позволит хлопчатобумажным тканям в какой-то мере
восстановить свои позиции, которые они уступили син-
тетическим волокнам.
Гораздо меньше мы знаем о ходе световых реакций
фотосинтеза. Однако недавно было выявлено, что при
этом вырабатывается АТФ. В форме АТФ в клетке про-
исходит передача энергии. В состав АТФ входят три
фосфатные группы, последняя из которых присоеди-
нена химической связью высокой энергии.
Образование АТФ путем фотосинтеза можно вызвать
в лабораторных условиях без фиксации углекислого
газа. Значит, соответствующие успехи возможны и в
промышленных масштабах. Это позволило бы иметь но-
вый источник тепла, основанный на самой доступной
форме энергии — энергии солнечного света, которая,
кстати сказать, никогда широко не использовалась.
Правда, маловероятно, чтобы такая возможность была
осуществлена к 1984 году. Механизмы световых реак-
ций в сложной структуре граны все еще не разгаданы.
Естественный синтез белков и других азотистых
соединений в растениях зависит от наличия связанного
азота. Содержание его в почве обычно лимитирует рост
растений — вот почему применяются искусственные
удобрения. Промышленность производит их путем пре-
вращения азота воздуха в аммиак, но для этого тре-
буются большие затраты энергии. Стоимость удобрений
довольно высока. В последние годы повышенный интерес
вызывает процесс фиксации азота микроорганизмами,
живущими в почве и в клубеньках бобовых растений.
В природе этот процесс происходит при нормальных
температуре и давлении; изучение его поможет раз-
работать дешевые промышленные методы получения
искусственных удобрений или позволит стимулировать
естественный процесс и уменьшить саму потребность
в них. Последнее вполне можно осуществить к 1984 го-
ду, хотя знания о природном процессе вряд ли смогут
к тому времени воплотиться в новой промышленной
технологии. Фиксация азота в бесклеточном экстракте
уже наблюдалась, но до полного овладения процессом
еще далеко.
Два, наверное, самых важных азотистых соединения,
синтезируемых в растительных и любых других клет-
ках, — это белки и нуклеиновые кислоты. Белков го-
раздо больше: они лежат в основе метаболической де-
ятельности клетки и составляют одну из главных частей
пищевого рациона животных и человека. Поэтому даже
самый отдаленный намек на возможность их искус-
ственного синтеза кажется особенно заманчивым. Одна-
ко трудности здесь огромны.
Белков существует множество; все они построены из
одного и того же набора аминокислот, но таких ами-
нокислот существует по меньшей мере 24. В образова-
нии их принимает участие еще одна органелла клет-
ки — митохондрия, часто представляющая собой сфери-
ческое тело диаметром 1—2 мк. Здесь завершаются
основные стадии дыхания, и при этом образуются неко-
торые кислоты, которые могут соединяться с аммиаком,
давая аминокислоты. Возможно, эту систему можно ис-
пользовать для крупномасштабного производства ами-
нокислот.
Синтез самих белков почти наверняка происходит на
поверхности самых маленьких органелл клетки или их
производных. Эти органеллы называются рибосомами
и представляют собой более или менее шарообразные
тела диаметром порядка 0,02 мк. В химическом отно-
шении их главная составная часть — рибонуклеиновая
кислота (РНК*). Различные аминокислоты выстраи-
ваются рибосомами в нужной последовательности и со-
единяются между собой пептидными связями. Первая из
этих функций зависит от присутствия информационной
РНК, образующейся в ядре клетки и определяющей
2Ы1
последовательность аминокислот в данном белке. Обра-
зование пептидных связей зависит от различных ката-
литических систем и от присутствия разнообразных ве-
ществ, особенно АТФ.
Рибосомы легко выделить из клеток. Возможно, что
на основе таких изолированных рибосом будет нала-
жено промышленное производство белка. Однако непре-
менным условием такого производства является при-
сутствие и других компонентов, необходимых для
белкового синтеза. Потребуются большие количества
различных веществ-посредников, чтобы добавлять их
в синтезирующую систему; к 1984 году такое гранди-
озное предприятие вряд ли будет осуществлено.
Не так давно был проведен очень важный экспе-
римент. В системе, содержащей одну из аминокислот
(фенилаланин), рибосомы и полиурациловую кислоту
(выполняющую роль искусственной информационной
РНК), был осуществлен синтез белковоподобного соеди-
нения полифенилаланина. Впоследствии с помощью бо-
лее сложных информационных веществ было вызвано
образование и других соединений. Получающиеся при
этом вещества пока еще очень сильно отличаются от
природного белка, но такие опыты убеждают в том, что
предположения о возможности осуществления белко-
вого синтеза в больших масштабах по меньшей мере
правдоподобны.
Зак. 1400
11. НАСЕЛЕНИЕ
РОДЖЕР РЕВЕЛЬ, доктор, заведую-
щий исследовательским отделом Кали-
форнийского университета
ПРОБЛЕМЫ НАРОДОНАСЕЛЕНИЯ
Предсказание численности населения — это в неко-
тором смысле один из наиболее фундаментальных про-
гнозов. Почти все прогнозы в какой-то степени связаны
с количеством народонаселения хотя бы по той простой
причине, что технический прогресс зависит от числа лю-
дей, заинтересованных, в нем. Каким бы ни было об-
щее количество людей, проживающих в различных ча-
стях света, нелегко в данной области давать оценки на
сегодняшний день и прогнозировать будущее.
В любой короткий отрезок времени прирост насе-
ления изменяется по экспоненциальному или более
сложному закону, однако на протяжении длительных
интервалов количество населения растет более или ме-
нее внезапными скачками от одного квазиравновесного
уровня к другому. Рассмотрим для примера две основ-
ные демографические революции: резкое увеличение
населения, сопутствовавшее развитию сельского хозяй-
ства, и прирост населения, начавшийся в XVII веке в
Северной Европе и с тех пор распространяющийся по
всему мину.
Человек существует как почти неизменный биологи-
ческий вид по крайней мере миллион лет, и в течение
этого периода времени, за исключением последней со-
той его части, число людей никогда не было больше не-
скольких миллионов, ненамного превышая количество
львов. Мы убеждаемся в этом, определяя плотность
населения среди тех племен, которые все еще 'живут в
каменном веке и являются объектом изучения европей-
цев: американских индейцев, некоторых африканских
238
племен, австралийских аборигенов, папуасов Новой Гви-
неи и др.
В продолжение первой, большей части миллиона лет
рождаемость и смертность среди населения планеты
были в среднем почти в точности равны и находились
где-то в пределах от 40 до 60 человек в год на каждую
тысячу. Средняя скорость прироста на протяжении не-
скольких произвольно выбранных тысячелетий, вероят-
но, была не более 0,05 в год на тысячу человек, что со-
ответствует времени удваивания населения 20000 лет
и более. Конечно, в каждом конкретном районе могли
происходить колебания смертности и численности насе-
ления от столетия к столетию и даже от поколения к
поколению, причем зачастую эти колебания сопровож-
дались изменением рождаемости. Однако на протяже-
нии длительного периода времени количество населения
в среднем оставалось постоянным.
Сельское хозяйство возникло от 6 до 9 тысяч лет
назад. Его развитие на протяжении следующих несколь-
ких тысячелетий коренным образом изменило условия
жизни человека и нарушило существовавшее ранее
равновесие между смертностью и рождаемостью. На пло-
дородных долинах от Нила до Тигра — Ефрата, в Ки-
тае, Индии, Южной Европе, Центральной Америке и
Перу число людей смогло увеличиться в сто раз на про-
тяжении одного или двух тысячелетий, до тех пор пока
не установился новый квазибаланс между рождаемостью
н смертностью. Было установлено, что во времена ран-
него христианства население равнялось примерно
300 млн. человек, хотя сельское хозяйство в то время
только начинало развиваться.
С начала нашей эры и до первых десятилетий
XVII столетия население - медленно увеличивалось при-
близительно до 600 млн. Затем оно стало увеличиваться
со все возрастающей скоростью. В то время как средне-
годовой прирост с I века нашей эры до 1600 года не
превышал 0,5 на тысячу человек, с 1750 по 1800 год
он увеличивается до 4 на тысячу, с 1900 по 1950 — до
8 на тысячу й сейчас составляет около 20. За три с по-
ловиной столетия число людей увеличилось более чем
в пять раз. При существующем в настоящее время при-
росте к концу нашего века население должно снова
удвоиться.
17*
259
Фиг. 1. За последние 300 лет население земного шара чрез-
вычайно увеличилось. К 1800 году — за миллион лет с начала
существования человека — население уже равнялось 1000 млн.
Однако период времени для дополнительного повышения чис-
ленности на 1000 млн. постепенно сокращается. Увеличение
населения с 6000 до 7000 млн. могло бы произойти всего за
7 лет (1993—2000). Такой взрыв роста народонаселения можно
объяснить в какой-то мере улучшением питания и санитар-
ных условий в развивающихся странах.
Отмеченное изменение почти целиком обусловлено
уменьшением смертности, хотя иногда в некоторых рай-
онах по сравнению с предыдущим уровнем увеличива-
лась и рождаемость. Между 1700 и 1900 годами прирост
населения в Европе и в европейских колониях происхо-
дил в два-три раза быстрее, чем во всем остальном
мире. В настоящее время положение совершенно изме-
нилось. Прирост населения в развивающихся странах
260
более чем в, два раза превышает показатели передовых
стран. Вначале детская смертность повсюду была чрез-
мерно высокой. В XVII столетии две трети детей ан-
глийских королей (от Якова I до Анны) умерли, не до-
стигнув 21 года. В XVIII столетии только около поло-
вины детей, рожденных в Бретани, одной из отсталых
провинций Франции, доживало до возраста старше
10 лет. В то же время в других местностях Франции,
например на юго-западе или в Нормандии, две трети
детей отмечали десятилетие со дня рождения. В самом
начале XX столетня средняя продолжительность жизни
в Индии чуть превышала 20 лет, почти половина детей
умирала.
В настоящее время во всех развитых странах от
97 до 99% детей выживают в течение первого года
жизни и почти все из достигших этого возраста дожи-
вают до совершеннолетия. В Индии, по статистическим
данным, продолжительность жизни в настоящее время
превышает 40 лет и по крайней мере три четверти де-
тей выживает.
Еще в начале современной эпохи роста народонасе-
ления в Западной Европе существовал эффективный
«социальный» механизм контроля рождаемости — обы-
чай сравнительно позднего замужества для женщин и
даже длительное безбрачие. Это правило получало все
более широкое распространение, так как многие люди
не хотели иметь слишком большое количество детей.
Возраст вступающих в брак увеличивался, вероятно, на
протяжении XVII и XVIII столетий. Так, в 1626 году
в Амстердаме 61% новобрачных были моложе 25 лет,
а полтора столетия спустя — только 35%. К 1850 году
средний возраст новобрачных в Голландии и Бельгии
28—29 лет, почти такое же положение было и в Швей-
царии. До пятидесятилетнего возраста оставались оди-
нокими от 15 до 20% женщин.
В некоторых областях Европы в XVII и XVIII сто-
летиях в семьях, очевидно, практиковался какой-то огра-
ниченный контроль рождаемости. Он начал все более
широко применяться и стал эффективным на протяже-
нии XIX столетия сначала в США и Франции, а позд-
нее и в других странах Европы. Ясно, что такому кон-
тролю рождаемости внутри семьи отдавали предпочте-
ние по сравнению с более поздним замужеством. По
261
мере того как снижалась рождаемость, снижался сред-
ний возраст молодоженов; сейчас во Франции и Бель-
гии он не превышает 23 лет. В Восточной Европе, кото-
рая никогда не следовала западному примеру поздних
браков и безбрачия, строгий контроль рождаемости стал
заметным в некоторых областях начиная с 1890 года.
Низкая рождаемость и низкая смертность по срав-
нению с имевшими место более ста лет назад — харак-
терная черта всех развитых стран. Напротив, высокая
рождаемость преобладает сегодня в развивающихся стра-
нах, в то время как смертность в этих странах такая
же, как и в развитых странах 40—60 лет назад.
Задача демографа, как и любого другого ученого, —
создание гипотез, которые можно проверить по осно-
ванным на них прогнозам. Трудности, возникающие
перед демографом, того же рода, что и у дендрологов
или климатологов: изучаемые события происходят в
течение длительного периода времени, и ученому не
хватает жизни, чтобы проверить многие гипотезы. Ко-
нечно, правильность гипотез можно проверять по свер-
шившимся событиям — то, что геофизики называют
«предсказание в прошлом», однако точные данные о
прошлом имеются только за сравнительно короткий
промежуток времени, и они далеко не исчерпывающие.
Хотя регистрация населения ведется с начала христиан-
ства и к концу XVIII столетия в Европе и Северной
Америке было проведено несколько переписей, но даже
к середине XIX века менее 20% населения земного
шара было достаточно хорошо подсчитано. В настоящее
время только около 70% человечества отражено в пе-
реписи населения.
В этой статье мы обсудим два прогноза по народо-
населению — Статистического бюро США и Отдела на-
родонаселения ООН, — из которых видно, насколько
сложно прогнозирование по данному вопросу. Для со-
ставления прогноза по населению для какой-либо стра-
ны или района необходимо знать число людей к фикси-
рованному моменту времени, их распределение по воз-
расту и полу, рождаемость, смертность и миграцию.
Очень важно квалифицированно учесть изменения по-
следних трех факторов в рассматриваемый интервал вре-
мени. На самом деле демограф обладает обычно гораздо
меньшим количеством информации. Неопределенности
262
8000
Фиг. 2. Прогнозы численности населения основаны на дать
ных Отдела народонаселения ООН и Статистического бюро
США. Прогнозах на 2000 год представлены в четырех вариан-
тах: заниженный, средний, завышенный и вариант постоян-
ного уровня рождаемости, предложенный ООН. В настоящее
время всего треть населения земного шара живет в условиях,
соответствующих стандартам современных развитых стран;
к концу столетия только четвертая часть всего населения бу-
дет пользоваться этим преимуществом.
263
по современной численности населения — приросту и
будущим изменениям смертности — три основных источ-
ника ошибок при прогнозировании.
В обоих прогнозах численность населения нашей
планеты к середине 1965 года определяется в 3300 млн.
Эта оценка основана на неуточненных данных для це-
лого ряда государств. Отсутствуют современные пере-
писи населения многих стран Азии, Африки и Латин-
ской Америки. Неопределенность численности населения
Китая привносит возможную ошибку более чем 100 млн.
По некоторым оценкам, численность населения Пакиста-
на в ходе переписи 1961 года занижена приблизительно
на 8 млн. (6—7% общей численности населения стра-
ны) . Если принять вероятное значение ежегодного при-
роста начиная с 1961 года равным 3%, то окажется,
что оценка численности современного населения зани-
жена еще на 5%. Предположим, что численность насе-
ления Индии занижена в такой же пропорции, как и
Пакистана, тогда ошибка составит более 50 млн. При-
нимая во внимание возможность такого же рода оши-
бок и недостаточный объем данных для многих разви-
вающихся стран и предполагая численность населения
развитых стран заниженной примерно на 3 %, получим,
что численность населения земного шара на 1965 год
может быть занижена более чем на 200 млн.
Наиболее серьезная проблема возникает из-за от-
сутствия удовлетворительных данных по Китаю, насе-
ление которого, по-видимому, составляет четверть насе-
ления нашей планеты. Единственная перепись за по-
следнее время, которая была проведена в 1953 году,
дала общую цифру 583 млн. человек. Не было точных
данных о распределении населения по возрасту и полу,
неизвестен уровень рождаемости и смертностп. Более
того, судя по опыту других стран, численность населе-
ния в ходе переписи была занижена по крайней мере
на 5%, а возможно, и на 10—15%. Таким образом, по
грубой оценке, к середине 1953 года численность насе-
ления Китая могла быть в пределах от 610 до 640 или
даже до 670 млн. С другой стороны, если опубликован-
ная цифра 583 млн. явилась результатом усреднения
в вероятном диапазоне ±10%, разброс возможной чис-
ленности населения на 1953 год составляет от 525 до
640 млн. Прогноз на 1985 год имеет разброс более чем
264
500 млн., и нет никакой гарантии, что при его состав-
лении было учтено все. Один из демографов оценил воз-
можный разброс на 2000 год от 1000 до 2000 млн., в
то время как в прогнозе ООН допускается минималь-
ный разброс 900 и максимальный — 1400 млн.
Оценки современного прироста населения для мно-
гих стран недостоверны или просто отсутствуют. Со-
вершенно различные значения его получаются при ис-
пользовании различных методик подсчета. Например,
прирост для Пакистана, если принять во внимание дан-
ные переписей 1951 и 1961 годов, составляет 2,1%. Но
он будет равен 3,2%, если использовать результаты
различных исследований, проводившихся после 1962 го-
да. Тем не менее население, ежегодно увеличивающее-
ся на 3,2%, к концу десятилетия будет на 12% больше
того же населения с ежегодным приростом 2,1%.
После второй мировой войны во многих развиваю-
щихся странах смертность резко снизилась. Это припи-
сывают обширным мероприятиям в области здравоохра-
нения, повсеместному распространению антибиотиков
и инсектицидов, хотя улучшение качества пищи и луч-
шее ее распределение, несомненно, сыграло в этом по-
ложительную роль, особенно для детей. В последние
два—три года снижение смертности, по-видимому, за-
медлилось, во всяком случае в некоторых развиваю-
щихся странах. Для дальнейшего заметного снижения
смертности необходимо значительное улучшение усло-
вий жизни в развивающихся странах и более справед-
ливое распределение национального дохода.
Статистическое бюро США подготовило две серии
прогнозов на 1985 год о населении Индии, Пакистана,
Бразилии и всего мира. Завышенный прогноз был осно-
ван на предположении, что рождаемость сохранится на
современном уровне, в заниженном допускалось сниже-
ние рождаемости. В обоих прогнозах * предполагалось,
что смертность будет одинаково уменьшаться.
Для выявления прироста населения на 1965 год
были использованы данные ООН за период с 1960 по
1964 год, по которым рождаемость была принята рав-
ной примерно 1,8%, но для оценки прироста в Брази-
лии, Пакистане и Индии были использованы другие
источники. Прирост для Бразилии был принят равным
около 2,9, для Индии —2,6 и для Пакистана — 3,2%.
265
Пакистан
Фиг. 3. Прогноз численности населения Бразилии, Индии и Пакистана на 1985 год. Данные подсчитаны
Статистическим бюро США. Завышенный вариант основан на предположении, что рождаемость сохра-
нится на современном уровне, в то время как в заниженном варианте допускается снижение рождае-
мости. В обоих вариантах предполагается одинаковое уменьшение смертности. Экстраполирование завышен-
ного в'арианта для Индии и Пакистана показывает, что к 2000 году население этой части континента
может достигнуть 1800 млн. человек, что в три раза выше современной численности населения в этом
районе и составляет более половины населения всего земного шара в 1965 году.
В 1965 году смертность во всем мире была при-
мерно равной 16, а рождаемость — 34 на тысячу. В за-
вышенном прогнозе считалось, что эти цифры останутся
неизменными, но для заниженного постулировалось,
что рождаемость уменьшится и в процентном отноше-
нии к 1965 году составит в 1970 году 90, в 1980 году —
80, в 1985 году-70%.
В обоих прогнозах предполагалось, что средняя про-
должительность жизни в Пакистане будет возрастать
приблизительно на 3,3 года за десятилетие, а рождае-
мость для Восточного и Западного Пакистана рассмат-
ривалась раздельно. В Восточном Пакистане в 1961 году
(последняя перепись) рождаемость была равна 53, в
то время как в Западном Пакистане — 50 на тысячу.
Для заниженного прогноза исходили из предпосылки,
что вводимая с 1965 года обширная программа планиро-
вания семьи будет постепенно затрагивать все более
широкие слои населения и достигнет наибольшей эф-
фективности к 1972 году, когда рождаемость должна
будет снизиться на 28%. Далее предполагалось, что
после 1972 года программа планирования семьи будет
расширяться пропорционально росту населения, то есть
останется неизменной в процентном отношении та часть
населения, которая участвует в мероприятиях, преду-
смотренных программой планирования семьи.
По Индии завышенный прогноз был составлен на
основе оценок Института исследования людских ресур-
сов в Нью-Дели. Средняя рождаемость за 1961—1966 го-
ды была принята равной 41 на тысячу. Предполага-
лось, что средняя продолжительность жизни будет уве-
личиваться на 7 лет за десятилетие. Для заниженного
прогноза было принято такое же процентное снижение
рождаемости, как и для Пакистана.
В Бразилии по оценке Экономической комиссии
ООН для Латинской Америки рождаемость за период
с 1959 по 1961 год была принята равной от 40 до 43 на
тысячу. При составлении завышенного прогноза за ос-
нову был принят стабильный уровень рождаемости
•1965 года, равный 41 на тысячу. Для заниженного про-
гноза был использован такой же модифицированный
вариант снижения рождаемости, как и для Пакистана.
Завышенный прогноз предусматривает увеличение
населения земного шара с 3300 млн. в 1965 году до
267
5030 млн. к 1985 году, то есть увеличение на 52% по
сравнению с 1965 годом. По заниженному прогнозу чис-
ленность населения в 1985 году будет 4645 млн., то
есть увеличится на 40%. При этом среднегодовой при-
рост за двадцать лет составит 2,1 и 1,7% соответ-
ственно.
Расхождение между завышенными и заниженными
данными — всего 385 млн., то есть почти такое же, как
и разброс по предполагаемой численности населения
Китая на 1985 год. В последующие десятилетия этот
разброс может быстро увеличиться, если сохранить раз-
личие в скорости прироста населения на 1985 год. На-
пример, ежегодный прирост 2,4% при исходном коли-
честве 5000 млн. человек в 1985 году обеспечил бы
численность - населения земного шара 7150 млн. к
2000 году, в то время как ежегодный прирост 1,7% при
населении в 1985 году, равном 4650 млн. человек, обес-
печил бы к 2000 году численность населения 6000 млн.
человек.
Пропорциональное различие численности населения
на 1985 год в завышенном и заниженном прогнозах для
Индии и Пакистана будет больше, чем для всего мира
в целом; завышенная численность суммарно для обеих
стран составит 1100 млн., то есть на 12% выше зани-
женной (980 млн.). Если считать неизменной скорость
прироста и на 1985 год, то к концу столетия население
этой части континента было бы по завышенному про-
гнозу на 25% больше, чем по заниженному. По завы-
шенному прогнозу к 2000 году население должно быть
1800 млн. человек, что в три раза превышает совре-
менную численность населения этого района и сос-
тавляет больше половины населения всей планеты в
1965 году.
В развитых странах на каждого ребенка младше
15 лет приходится от двух до трех взрослых (в возрасте
20 лет и старше). В развивающихся странах число
взрослых почти равно числу детей. За два следующих
десятилетия в развитых странах это соотношение, ве-
роятнее всего, уменьшится и абсолютная численность
детей возрастет всего на 15%. И наоборот, если в раз-
вивающихся странах рождаемость сохранится на .совре-
менном уровне, пропорциональное количество детей
возрастает, а их абсолютная численность почти удвоит-
268
ся. Если рождаемость уменьшится на предполагаемую
нами величину, соотношение детей и взрослых в Бра-
зилии, Индии и Пакистане уменьшится примерно на
12—16% по сравнению с современным уровнем и будет
почти на 20% ниже соотношения при постоянной ро-
ждаемости. Увеличение численности детей будет равно
половине или двум третям по сравнению с увеличением
при постоянной рождаемости.
Расхождения при определении числа детей могут
иметь серьезные последствия для образования. Напри-
мер, в Пакистане по завышенному прогнозу число де-
тей в возрасте от 5 до 14 лет, составляющих контингент
начальной школы, будет возрастать на 4% ежегодно
или на 118% за двадцатилетие. Это означает, что при
ежегодном пятипроцентном приросте национального до-
хода и при постоянных процентных отчислениях нацио-
нального дохода на образование расходы на одного ре-
бенка школьного возраста будут повышаться только на
1% в год, то есть на 22% за 20 лет. Так как сейчас
посещает школу менее половины всех детей, в 1985 го-
ду посещаемость начальной школы будет все еще мень-
ше 60%. Чтобы обеспечить для всех детей хотя бы
начальное образование на его современном мини-
мальном уровне, отбросив улучшение качества или
продление срока обучения, процентные отчисления на
образование из национального дохода придется почти
удвоить.
В развивающихся странах дети, не получившие об-
разования сегодня, завтра могут оказаться безработ-
ными. По нашим оценкам, население Индии в возраст-
ной группе от 15 до 34 лет за два десятилетия увели-
чится приблизительно на 107—116, в Пакистане на 41
и в Бразилии —на 22 млн.; а всего — на 170—180 млн.
Это означает, что новой работой должно быть обеспе-
чено около 100 млн. молодых людей. Общее количество
рабочей силы в этих трех странах возрастет примерно
на 200 млн., то есть на 70%. Это увеличение почти це-
ликом произойдет за счет современной молодежи, сле-
довательно, проблема занятости в 1985 году не будет
связана с изменением рождаемости в течение следую-
щих 20 лет. Допустим, что на оборудование нового ра-
бочего места необходимы капиталовложения в 1000 дол-
ларов. В таком случае общие капиталовложения для пе-
269
речисленных выше трех стран к 1985 году должны
быть не менее 200000 млн. долларов, чтобы удержать
заработки хотя бы на том низком уровне, который су-
ществует сегодня.
Отдел народонаселения ООН разработал завышен-
ную, заниженную и усредненную оценку численности
населения земного шара через каждое десятилетие
вплоть до 2000 года. Для составления этих прогнозов
весь мир был разделен на 24 района, для каждого из
которых произведены оценки будущей вероятной смерт-
ности и рождаемости. Предполагалось, что в развитых
странах уровень рождаемости и смертности будет пре-
терпевать очень малое изменение. Учитывалось, что де-
сятилетний прирост в 11% до 1960 года к 1990 году
снизится до 9%. В развивающихся странах ожидается
значительное изменение основных показателей роста
населения.
При прогнозировании смертности было допущено,
что средняя ожидаемая продолжительность жизни бу-
дет возрастать ежегодно на шесть месяцев, пока но
достигнет 55 лет. В интервале от 55 до 65 лет увеличе-
ние продолжительности жизни будет происходить не-
много быстрее, а после 65 лет ежегодное увеличение
начнет медленно уменьшаться до средней продолжи-
тельности жизни, равной 74 годам. Предлагается, что в
развивающихся странах смертность, которая в настоя-
щее время в среднем в два раза выше, чем в развитых,
снизится с 18 в начале десятилетия до 10 на тысячу
к 1990 году, достигнув уровня смертности в передовых
странах на сегодняшний день.
Во многих развивающихся странах рождаемость все
еще не начала снижаться. Предполагается, что для этих
стран потребуется от 30 до 45 лет с момента, когда
начнется снижение, чтобы рождаемость уменьшилась в
два раза по сравнению с существующим уровнем. Что
касается даты начала снижения, то для каждого района
было сделано несколько предположений. Различные
даты в сочетании с различной допускаемой продолжи-
тельностью снижения и обеспечивают появление завы-
шенного, заниженного и усредненного прогнозов. По
усредненному прогнозу предусматривается общее умень-
шение средней рождаемости в развивающихся странах
на одну четверть: с 40 на тысячу в 1960 году до 29 в
270
1990 году, что в 1,5—2 раза выше уровня рождаемости
в передовых странах.
По усредненному прогнозу население земного шара
с 3281 млн. в 1965 году возрастет предположительно на
87% и численность его к 2000 году составит 6130 млн.
По завышенному и заниженному прогнозам, которые
одинаково правдоподобны, население к концу столетия
увеличится на 113% — до 6990 млн. или на 66% — до
5450 млн. (В прошлом завышенные прогнозы были бо-
лее близки к действительности, чем усредненные.) Если
бы в каждом районе рождаемость сохранилась на со-
временном уровне, население земного шара к 2000 году
было бы 7520 млн. и возрастало бы с ускорением, что
считается маловероятным. Численность населения к
концу столетия по сравнению с 1965 годом возросла бы
на 129%: на 53% в развитых районах и на 164% в раз-
вивающихся. Некоторые демографы относятся намного
оптимистичнее к возможному в будущем уменьшению
рождаемости и прогнозируют численность населения
земного шара от 4200 до 5000 млн. человек к концу
столетия. Это наглядно демонстрирует важность конт-
роля над рождаемостью.
В последние годы резкое уменьшение рождаемости
произошло в Восточной Европе и Японии. В Венгрии
с 1954 по 1962 год рождаемость снизилась примерно на
40%, в Румынии с 1955 по 1962 год —на 36%, в Поль-
ше с 1955 по 1962 год —на 3Q%. В Японии за период с
1950 по 1962 год наблюдалось падение рождаемости на
44%. Условия жизни в этих странах заметно отли-
чаются от современных условий жизни в развиваю-
щихся странах. При высоком уровне грамотности мно-
гие семьи обдуманно контролируют рождаемость.
Предполагается, что в большинстве развивающихся
стран в следующем десятилетии рождаемость умень-
шится, хотя нельзя предсказать, в какой степени и как
скоро это произойдет. В прошлом высокая рождаемость
являлась компенсацией высокой и неожиданной смерт-
ности и хорошо согласовывалась с жизнью общины, ос-
нованной на семейных связях и родственных отноше-
ниях. Для того чтобы вырастить одного сына, нужно
было иметь по крайней мере двоих на случай смерти
или неполноценности одного из них. Обычно в каждой
семье было в среднем четверо детей. Сегодня, как
271
свидетельствуют результаты индивидуальных обследо-
ваний в развивающихся странах, многие не хотят иметь
детей больше, чем у них уже есть, но не знают совре-
менных противозачаточных средств. Обследования по-
казали также, что желаемое число детей в семье на-
много выше, чем в развитых странах. Однако в среднем
на одну семью приходится четыре ребенка, а при со-
временном и будущем уровне смертности это приведет
к удвоению численности населения каждые 30—35 лет.
В развитых странах большинство людей хотят иметь
от двоих до четверых детей, а в развивающихся стра-
нах — от троих до пятерых. В развитых странах реаль-
ный размер семьи немного меньше желаемого, в то
время как в развивающихся странах как раз наоборот.
В слаборазвитых странах благожелательное отношение
к ограничению семьи наблюдается чаще всего среди тех,
у кого уже есть четверо или больше здоровых детей.
Противозачаточные средства не будут играть большой
роли до тех пор, пока число желаемых детей велико.
Низкая смертность среди детей и новорожденных, а
также осведомленность общественности о низком уров-
не смертности могут оказаться необходимым предвари-
тельным условием снижения рождаемости.
В развитых странах смертность среди новорожден’
ных почти всегда меньше 50 на тысячу. Но в разви-
вающихся странах, за очень редким исключением, в
возрасте до одного года умирают до 150 и более детей
на каждую тысячу. В семьях с четырьмя или пятью
детьми вероятность того, что все они вырастут, зача-
стую не превышает 50%.
Когда велика средняя смертность среди детей и но-
ворожденных, родители хотят иметь уверенность, что
один из их сыновей станет взрослым, и во имя этого
они согласны взять на себя тяготы, связанные с повы-
шенным количеством детей. Здесь мы имеем дело с оче-
видным парадоксом, когда уменьшение смертности мо-
жет скорее всего привести к уменьшению, а не к уве-
личению прироста населения. Современная проблема
народонаселения возникла из-за уменьшения смертно-
сти, однако существенным фактором для решения этой
проблемы могло бы быть дальнейшее снижение .смерт-
ности среди детей и новорожденных. Если это так,
тогда нужно безотлагательно улучшить снабжение на-
272
селения пищевыми продуктами количественно и каче-
ственно, потому что плохое питание в развивающихся
странах болезненно отражается на детях. В развитых
странах большинство людей доживают до пожилого воз-
раста и основными причинами их смерти являются
сердечно-сосудистые заболевания и раковые опухоли.
В развивающихся странах смертность возникает в ос-
новном из-за детских болезней, порождаемых сочетани-
ем инфекций и недоедания.
В развивающихся странах только небольшая часть
людей имеет хотя бы посредственные знания о совре-
менных способах планирования семьи; малообеспечен-
ных и малограмотных нужно обучить тому, с чем уже
знакомы образованные люди, — что имеется целый ряд
безопасных, надежных и простых путей ограничения
семьи.
Правительства развивающихся стран проводят по-
литику контроля численности населения. В таких госу-
дарствах, как Индия, Пакистан, Китай, Цейлон, Тур-
ция, Египет, Тунис, Марокко и др., начали официально
поощрять планирование семьи. Во многих странах за-
метен интерес правительства к подобным мероприятиям
по крайней мере в первоначальной стадии. Сюда отно-
сятся Филиппины, Таиланд, Непал, Афганистан, Иран,
Кения, Мавритания, Чили, Колумбия, Перу и Вене-
суэла.
Роль правительств в снижении рождаемости сво-
дится к призывам, информации и обеспечению необхо-
димыми средствами; решение и действие может быть
выполнено индивидуальными семейными парами, дей-
ствующими в соответствии с их личными интересами.
Но даже в этих условиях задачи правительства велики
и трудны и для своего выполнения требуют высокой
организованности, соответствующего финансового и тех-
нического обеспечения, большой гибкости применитель-
но к меняющимся условиям и непрерывной объектив-
ной оценки достигнутых результатов.
18 Зак. 1400
12. ПИТАНИЕ И СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
РОБЕРТ А. ЭЙРЕС, доктор, сотрудник
фирмы «Ресурсы для будущего», США
ПИЩА
При всех попытках предугадать исход соревнования
между мировым производством продуктов и ростом чис-
ленности населения на Земле обычно обсуждаются
предсказания Томаса Мальтуса, сделанные в 1803 году.
Впервые высказанное Мальтусом утверждение о
том, что численность населения растет быстрее, чем
запасы пищи, было неверным по двум причинам. Во-
первых, он не учел больших областей плодородных це-
линных земель, особенно в Северной Америке и Авст-
ралии, которые смогли принять избыточное население
Европы и обеспечить дешевыми продуктами питания
старые страны, позволив им сосредоточить все усилия
на развитии промышленности. Во-вторых, Мальтус, бе-
зусловно, не учел воздействия технических новшеств
на методы производства продуктов питания.
С 1802 года все или почти все пустующие земли
были заселены и возделаны. Лишь тропические леса,
крайние северные районы тундры и тайги и восточные
предгорья Андов остаются по существу нетронутыми
по сей день. Освоение этих областей чрезвычайно
трудно. Поэтому новый приток продуктов питания, про-
изводство которых в ближайшие 30—40 лет необходимо
существенно увеличить, должны обеспечивать главным
образом уже возделанные земли, моря или какие-то со-
вершенно новые источники. Одним словом, предприни-
маемые усилия должны иметь скорее интенсивный, не-
жели экстенсивный характер.
На первый взгляд при общем изучении пробле-
мы производства продуктов питания можно использо-
274
вать методы прогнозирования технического развития.
К сожалению, в большинстве частей света будущее
сельского хозяйства в гораздо меньшей степени зависит
от используемых технических средств, чем от общест-
венно-культурных факторов и политики правительства
в области образования, налогообложения, земельных ре-
форм, капиталовложений, внутренней безопасности
и т. д. В настоящей статье я сосредоточу внимание
только па технических и экономических возможностях,
одновременно проводя различие между возможностью и
вероятностью. Конечно, практические достижения мо-
гут значительно отстать от того, что технически воз-
можно и экономически осуществимо.
В настоящее время основными источниками продук-
тов питания, перечисленными в порядке убывания зна-
чимости, являются посевные земли, рыболовные’ про-
мыслы и пастбища. Для многих промышленных стран
необходимо прибавить к ним еще один — импорт. Зна-
чение рыболовства и импорта при оценке мировых за-
пасов продуктов питания намного выше, чем принята
считать.
Чтобы получить представление о возможности увели-
чения производства продуктов питания из существую-
щих источников (не принимая во внимание затрат), ин-
тересно рассмотреть некоторые максимальные пределы.
При учете только климатических условий теоретический
максимум выработки органических веществ с помощью
фотосинтеза оценивается примерно в 330000 млн. т в
год. Пригодная в пищу доля этих веществ, естественно,
значительно меньше.. Даже для возделываемых земель
лишь до 50% получаемого продукта можно употреблять
в пищу, а для тех районов, которые могут быть исполь-
зованы только под пастбища, потери еще больше. Так
что максимальное годовое производство годных в пищу
продуктов земледелия и животноводства оценивается
соответственно в 13 000 и 6670 млн. т. Эти цифры мак-
симальные и чисто теоретические: они основаны на
предположении, что леса, например, будут источниками
главным образом дерева и бумаги, но отходы, обычно
составляющие до одной трети общей продукции, можно
будет использовать как пищу для микроорганизмов.
Последние в свою очередь смогут использоваться чело-
веком либо непосредственно как протеиновые добавления
18* 273
в пищу, либо косвенно как корм для скота. Предпо-
лагалось также, что отходы земледелия и животно-
водства можно скармливать скоту, то есть использовать
повторно.
Реальная оценка максимального производства про-
дуктов питания должна быть уменьшена еще по одной
причине. Хотя теоретически Земля способна произво-
дить 330 000 млн. т органических веществ, в действитель-
ности эта цифра несколько меньше: земля и пресные
воды дают лишь около 110 000 млн. т при максималь-
ном пределе 250 000 млн. г. Такая разница объясняется
главным образом неравномерным распределением в
почве минеральных веществ, таких, как фосфат и по-
таш. Поскольку практически выполнимый способ удоб-
рения лесов и пастбищ в мировом масштабе пока но
изобретен, целесообразнее было бы предположить более
низкую возможную продуктивность животноводства.
Так что по приблизительным оценкам количество про-
дуктов питания растительного происхождения состав-
ляет 13 000 млн. т в год, а животного — 3 000 млн. г.
Следует отметить, что до тех пор пока не получат ши-
рокого распространения морские хозяйства, из океанов
можно будет добывать лишь 200 млн. т продуктов пи-
тания животного происхождения. В то же время, отка-
завшись от использования в качестве корма для скота
продуктов земледелия, пригодных в пищу человека, мы
можем дополнительно получать 700 млн. т продуктов
питания. Самыми крупными источниками продуктов
животного происхождения стали бы пастбища и леса,
которые в настоящее время используются недостаточно.
Ежегодное мировое потребление пищи в 1959—1961
годах равнялось приблизительно 600 млн. т сухих ра-
стительных органических веществ и 60 млн. т продук-
тов животного происхождения. Если учесть, что 40%
всех посевных площадей обычно используется под непи-
щевые продукты, 30% урожая теряется после сбора и
30% — до сбора, 50% полученного продукта несъедобно,
а энергетический переводной коэффициент для паст-
бищного животноводства (главным образом крупного
рогатого скота) равен 8%, то валовой объем производ-
ства, необходимый для получения указанного, выхода,
составит около 4000 млн. т сухих органических веществ
с возделываемых земель и около 500 млн. т — с паст-
276
ISO
Ф и г. 1 На гистограммах показан теоретический максимум выработки
.органических .веществ в результате фотосинтеза в различных экологических
областях. Основную долю продуктов питания поставляют обрабатывае-
мые земли, но их площадь невелика по сравнению с водными простран-
ствами и лесами (вверх?/). Однако общая теоретическая продуктивность
обрабатываемых земель, подсчитанная с учетом лишь климатических
условий, незначительна по сравнению с продуктивностью океанов и тро-
пических лесов (в центре). По теоретически достижимому количеству год-
ных в пищу органических веществ обрабатываемые земли значительно
превосходят любые другие области земного шара (вниз?/). Если бы мы
смогли увеличить долю съедобных веществ в продуктах, получаемых
из океанов и лесов, проблема пищи была бы решена.
бищ и из других источников. Таким образом, мировое
сельскохозяйственное производство в настоящее время
достигло лишь 15% максимально возможного объема,
а эффективность использования пастбищ и лесных рай-
онов еще ниже.
Для увеличения количества продуктов питания, по-
лучаемых в результате фотосинтеза из существующих
источников, необходимо уменьшить потери урожая, по-
высить эффективность и преодолеть влияние ряда тор-
мозящих экономических факторов.
Основным источником растительных веществ в океане
является фитопланктон (главным образом диатомея
и морские водоросли), который невозможно собрать не-
посредственно какими бы то ни было механическими
способами. Фитопланктон обычно поедается зоопланк-
тоном (личинки, креветки), который в свою очередь
является пищей небольших рыб, кальмаров и т. п. По-
следние, таким образом, собирают рассеянную органи-
ческую материю, доводя ее концентрацию до уровня,
который делает целесообразным ее сбор человеком.
При этом энергетический коэффициент преобразования
на любом этапе описанного процесса не превышает
10—20%, а зачастую бывает и меньше. Таким образом,
из 5000 кал, содержащихся в некотором количестве фи-
топланктона, в копепод переходит 1000, в сельдь —
около 100, в макрель — 10 и, наконец, в тунца — 1,5 кал.
Описанная цепь последовательного преобразования ор-
ганических веществ для промысловых рыб содержит
немногим более трех звеньев. Существуют также хищ-
ные и паразитические организмы, которые в борьбе за
свою долю в общем запасе органических веществ па
каждом этапе описанного процесса образуют побочные
цепочки, лишая человека возможности использовать
значительную часть водных ресурсов.
Плотность скопления рыбы должна достигать опре-
деленной минимальной величины, чтобы ее выгодно
было вылавливать. Рыбный промысел существует толь-
ко благодаря тому, что многим видам рыб свойственно
собираться в плотные косяки. Вместе с тем, поскольку
моря и океаны — это сложные естественные зоны, не
подверженные контролю человека, эффективность их
использования неизбежно остается сравнительно низкой.,
Максимальная мировая добыча рыбы (в калориях) в
278
лучшем случае может достигать 0,3% общего объема
органических веществ океанов, полученных в процессе
фотосинтеза. В настоящее время эффективность рыбо-
ловства, рассчитанная по соотношению калорий, состав-
ляет, по-видимому, около 0,05%, но и при таком уровне
во многих районах рыбных промыслов наблюдаются
весьма ощутимые вредные воздействия. Полагают, что
добыча рыбы в северной части Атлантического океана
уже близка к максимуму, который может поддержи-
ваться за счет имеющегося количества фитопланктона
до тех пор, пока отсутствует искусственное смешение
населяющих данный район видов. Весьма интенсивно
также ведется лов у берегов Восточной Азии и запад-
ного побережья Южной Америки.
Тем не менее общий объем мирового отлова рыбы
стремительно возрастает и к 2000 году удвоится или
даже утроится из-за быстрого увеличения рыболовного
флота и использования ультрасовременных методов об-
наружения, лова и хранения рыбы. Радарные или со-
нарные установки вместе с электронными системами
обработки информации помогут находить косяки рыб.
С помощью вакуумных холодильных установок и пла-
вучих комбинатов первичного помола или приготовле-
ния рыбной муки будут снижены отходы несъедобных
видов рыб и потери после улова, а также сокращены
излишние расходы (например, отпадет необходимость
частых возвращений в порт). Это позволит производить
лов в местах с меньшей плотностью скопления рыбы.
Крупным достижением является разработка методов
производства годной‘в пищу обезжиренной рыбпой му-
ки, содержащей 80% белка, при изготовлении кото-
рой допустима переработка без отходов рыб любых ви-
дов. В будущем, возможно, будут составлять карты
промысловых районов и «засевать» их мальками, одно-
временно очищая соответствующие зоны от крупных
хищников, например акул, и некоторых несъедобных
видов (морских звезд, медуз, губок). Позже, вероятно
после 2000 грда, мелководные области в открытом море
будут окружать электронными или акустическими
барьерами. Однако физические, экономические, экологи-
ческие и политические проблемы, связанные с мор-
ским рыбоводством, настолько сложны, что его разви-
тие в сколько-нибудь широком масштабе в течение
279
ближайших 35 лет почти невозможно, за исключением
районов, доступ к которым можно легко контролиро-
вать и для которых вопрос о международном владении
не принципиален.,
В настоящее время леса не являются источником
пищи для людей. Некоторые животные, например козы,
могут объедать листву, расположенную близко от земли.
Хорошо приспособлены для питания смешанной листвой
слоны и жирафы. В Центральной Африке, где обычных
источников мяса недостаточно, созданы эксперименталь-
ные хозяйства по выращиванию слонов. Вполне воз-
можно, что некоторые виды крупных животных смогли
бы прижиться, например, в джунглях Амазонки, где в
настоящее время фауна очень бедна. Однако основной
продукцией леса является (и, по-видимому, останется
ею) сырьевое целлюлозное волокно и лигнин, исполь-
эуемые в качестве строительных материалов и, конечно,
для изготовления бумаги.
Побочные продукты промышленной обработки дре-
весины — кору, древесные стружки, щепки, опилки,
смолу, — загрязняющие окружающую среду, обычно
уничтожают. Около 40% веса деревьев, срубленных для
приготовления бумажной массы, идет в лигниновые от-
ходы. Необходимо найти практические способы исполь-
зования отходов или денатурирования их. Почти любое
органическое вещество можно использовать в качестве
субстрата (с добавками азота и фосфора) для фермен-
тации микроорганизмами: бактериями, дрожжами или
даже грибами — высокопродуктивными производителя-
ми белка. Здесь можно достигнуть эффективности,
равной 30%. Полученный белок пригоден для «обо-
гащения» муки, из которой выпекается хлеб, или для
специальных добавлений в диетические продукты. Он
также может служить кормом для свиней, домашней
птицы и разводимой в прудах рыбы. В свою очередь
целлюлозные отходы (с добавками азота) можно скарм-
ливать жвачным животным, в желудках которых бакте-
рии преобразуют их в легко усваиваемый белок.
Основные трудности при использовании большин-
ства пастбищ — сезонные колебания продуктивности,
вызываемые чередованием дождливых и засушливых
сезонов или жарких летних месяцев и длинных холод-
ных зим. Поскольку поголовье скота ограничивается
280
условиями наименее благоприятного сезона, в урожай-
ные годы огромное количество растительности остается
неиспользованным. Существуют три основных способа
решения этой проблемы: можно либо заготавливать до-
полнительный корм для засушливых или холодных
сезонов, либо перегонять скот с одного пастбища на
другое, либо разводить очень плодовитые виды живот-
ных и увеличивать их поголовье, с тем чтобы полно-
стью использовать корма в наиболее благоприятные се-
зоны. Первые два способа применяются обычно там,
где для этого есть соответствующие условия. Во всяком
случае, не требуется никакой радикально новой техно-
лот ии, чтобы распространить их в Африке, Канаде
или Сибири, при условии приемлемой рыночной стоимо-
сти кормов. Третий способ предполагает ряд интерес-
ных возможностей.
В настоящее время потомство самки крупных видов
исчисляется одной особью в год. Если бы можно было
стимулировать овцу или корову приносить в среднем
двойню, производство баранины и телятины возросло
бы почти в два раза.
Освоение целинных земель — самый очевидный спо-
соб увеличения сельскохозяйственной продукции. Уста-
новлено, что, если бы использовались все пригодные для
обработки земли, мировая посевная площадь возросла
бы вдвое. Однако большинство теоретически пригодных,
но невозделанных земель либо находится далеко от
рынков сбыта, либо здесь нет рабочей силы, денежных
средств, различного оборудования, воды, источников
энергии. Поскольку рынки сбыта тяготеют к городам, а
все крупные города Азии, Африки, Латинской Америки
и Океании в основном находятся на побережье или в
долинах больших рек, плодородные, пригодные для
возделывания земли в отдаленных внутренних областях
часто не используются.
Основной способ увеличения урожайности суще-
ствующих пахотных земель — это, безусловно, примене-
ние химических удобрений и ядохимикатов. Технология
внесения удобрений хорошо разработана в США и За-
падной Европе. Производительность сельского хозяй-
ства США с 1940 года повышается в основном за счет
применения удобрений и в несколько меньшей мере
благодаря использованию ядохимикатов. В Индии и
231
год
Фиг. 2. На графиках проиллюстрированы основные параметры, характеризующие проблему питания.
В 1963 году было выловлено почти в пять раз больше рыбы, чем в 1925 году. Больше всего возросла до-
быча рыбы, идущей на корм скоту (а). Хотя во многих местах добыча рыбы очень близка к максимально
возможной, существуют районы, которые используются не полностью. Предполагают, что общий объем до-
бычи рйбы может возрасти до 200 млн. т в год. За последние 25 лет существенно возросло использова-
ние трех основных видов неорганических удобрений (б); аналогичная картина наблюдается для роста об-
щего потребления удобрений, в том числе известковых (в). Однако в районах, где удобрения больше все-
го необходимы, урожай часто продается по очень низким ценам, что приводит к недопустимо высоким от-
носительным ценам на удобрения. В США быстро увеличиваются посевы соевых бобов, которые сравнимы
с пшеницей по калорийности (в пересчете на 1 акр), но содержат в 3—5 раз больше белка (а) Наряду
с заменой одной культуры другой, позволяющей увеличить общую продуктивность обрабатываемых зе-
мель, весьма важным будет совершенствование селекционного животноводства, а также улучшение раци-
она скота и подкормки существующих зерновых культур. Производство молока в США неуклонно растет
с начала века (5), а количество корма, необходимого для наращивания каждого килограмма веса домаш-
ней птицы (индеек — сплошная линия и инкубаторных цыплят — пунктир), сокращается (е).
год
Год
Год
Пакистане, где почвы истощены, а агротехника прими-
тивна, только внесение удобрений привело бы к увели-
чению урожайности в два раза.
В США потери из-за сорняков, сельскохозяйствен-
ных вредителей и болезней растений в среднем состав-
ляют около 40% возможного урожая. В Северной Евро-
пе эти потери ограничиваются 25% главным образом
из-за благоприятного климата.Однако в других районах
мира потери на полях составляют половину или даже
большую часть потенциальной продукции. В конечном
счете двукратное увеличение производства продуктов
земледелия теоретически достижимо, а возможно, и осу-
ществимо практически.
Во многих случаях значительного прироста валовой
продукции можно достигнуть за счет замены одной
сельскохозяйственной культуры другой либо за счет
засева невозделанных земель. Известно, что появление
кукурузы и картофеля стало переломным моментом в
развитии сельского хозяйства Северной Европы. Куку-
руза и рис приблизительно в два, а картофель — в че-
тыре раза продуктивнее (в калориях с акра), чем пше-
ница. Большой интерес в настоящее время вызывает
еще одна культура — соевые бобы. По калорийности (в
пересчете на один акр) они сравнимы с пшеницей, но
содержат в 3—5 раз больше протеина. Маловероятно,
однако, что в сельском хозяйстве будет доминировать
одна-единственная культура, даже в масштабах отдель-
но взятой страны или области. Это очень рискованно,
так как резко увеличиваются последствия бедствий, вы-
званных непогодой или нашествием сельскохозяйствен-
ных вредителей. Кроме того, сокращаются сроки сева
и уборки урожая, что приводит к резкому увеличению
потребности в рабочей силе в течение короткого перио-
да, тогда как в другое время работы мало или совсем
нет. Наконец, монокультурное хозяйство может выну-
дить производителя продавать урожай в моменты мак-
симального производства, когда цены наиболее низки.
В слаборазвитых районах земного шара перспективы
замены одной культуры другой очень велики. Напри-
мер, рис — традиционный продукт питания на Восто-
ке — не самая подходящая культура для природных
условий некоторых районов, где он является в настоя-
щее время почти единственным продуктом земледелия.
2S4
Посевы кукурузы, соевых бобов, проса или разведение
рыбы были бы здесь гораздо эффективнее.
Для увеличения производства продуктов питания на
существующей посевной площади можно предложить
частичную замену технических культур пищевыми.
В первую очередь это относится к таким продуктам, как
хлопок, табак и, возможно, кофе и чай (которые не
имеют пищевой ценности). Однако рискованно предска-
зывать, что люди будут меньше курить. Почти непоко-
лебима также популярность кофе и чая, несмотря на
то что безалкогольные напитки сохраняют сравнительно
небольшое число приверженцев. Хлопок и шерсть, на-
против, в ближайшие десятилетия, вероятно, будут пол-
ностью заменены синтетическим волокном.
Многие естественные продукты уже заменяются син-
тетическими, что будет продолжаться и дальше. Не из-
вестно, сможет ли этот процесс высвобождать полезные
земли быстрее, чем будет возрастать спрос на остав-
шиеся незаменимыми непищевые продукты. Тем но
менее к 2000 году около половины всех площадей, заня-
тых сейчас под технические культуры, по всей вероят-
ности, будут засеяны пищевыми и кормовыми культу-
рами, в результате чего посевная площадь последних
увеличится на 30%.
Уменьшение или полное предотвращение утечек и
испарения открывает интересные возможности для со-
хранения запасов грунтовых вод в районах с влажным
климатом. Все большее внимание уделяется созданию
плотин, прудов и других искусственных хранилищ во-
ды, применению органического или химического муль-
чирования и пластических пленок, препятствующих
испарению. Для определенных типов почв очень эффек-
тивными оказались водонепроницаемые слои из пласти-
ков или асфальта, удерживающие воду в корневой зоне.
Для уничтожения сорняков все шире применяются гер-
бициды. Комплексное использование всех приемов,
включая дополнительное орошение, может увеличить
среднюю производительность посевных площадей неко-
торых районов зоны умеренного климата на 50%. В об-
ластях с резко выраженной сменой дождливого и за-
сушливого сезонов (некоторые районы Центральной
Индии и Восточной Африки) эти методы открывают
еще большие возможности, так как при тщательном
283
сохранении воды можно собирать два или даже три уро-
жая в год там, где сейчас собирают один. Такие методы
экономии воды, как мульчирование сельскохозяйствен-
ными или другими органическими отходами, либо вооб-
ще не требуют затрат, либо очень дешевы. Многие дру-
гие приемы, например химическое удаление листьев ра-
стений, испаряющих большое количество влаги, или
сооружение дополнительных ирригационных систем,
потребуют больших затрат. Они найдут практическое
применение только в высокоприбыльных хозяйствах,
например расположенных вблизи столичных городов.
Обводнение очень засушливых районов завоевывает
признание очень медленно, что объясняется его отно-
сительно низким экономическим эффектом. Однако это
ни в коей мере не означает бесперспективности иррига-
ции, — просто сначала следует удовлетворить ряд тре-
бований к рациональному размещению ресурсов.
Поскольку высокую производительность сельского
хозяйства США часто связывают с интенсивным ис-
пользованием машин, механизация сельскохозяйствен-
ных работ заслуживает специального рассмотрения.
Следует отметить, что механизация увеличивает произ-
водительность на доллар или на человеко-час, но не обя-
зательно на акр. Возрастающее значение механизации
сельскохозяйственного производства для всей экономи-
ки состоит главным образом в том, что она высвобо-
ждает рабочую силу для других нужд. Вместе с тем
механизация, безусловно, ведет к определенному приро-
сту чистого веса продуктов питания благодаря вытес-
нению рабочего скота, поедающего много пищи. Во
всем мире (за исключением США) насчитывается та-
кое количество сельскохозяйственных животных (буй-
волов, лошадей, верблюдов, мулов и ослов), что потреб-
ляемой ими пищи хватило бы, чтобы прокормить около
1,9 млрд, человек. Этих животных в значительной мере
можно заменить машинами, и возможно, что в конце
концов так и будет. Однако к 2000 году развивающиеся
страны, по-видимому, лишь незначительно повысят сте-
пень механизации сельского хозяйства, в то время как
в Европе и Японии ожидается быстрый и неуклонный
прогресс в этом направлении.
Безусловно, до 2000 года основную массу мирового
производства продуктов питания будет поставлять тра-
286
диционное сельское хозяйство и именно в сфере сель-
скохозяйственного производства будут найдены способы
увеличения мировых запасов пищи. Предлагаются,
однако, и более экзотические пути, например перекры-
тие плотиной Гибралтарского пролива или буксировка
айсбергов из Антарктики для орошения пустынь. Боль-
шинство из этих проектов либо имеют крайне ограни-
ченную область применения, либо слишком дороги.
Самыми многообещающими с экономической точки
зрения способами являются, по-видимому, управление
погодой и микробиологический синтез. Управление по-
годой позволило бы добиться огромных успехов при
сравнительно небольших расходах, однако пока еще оно
практически неосуществимо. Известно, что возможности
применения микроорганизмов, например морских водо-
рослей, дрожжей или бактерий, для превращения
целлюлозных отходов, осадков сточных вод и углеводо-
родного топлива в съедобный протеин изучаются в на-
стоящее время в лабораторных условиях. Главной проб-
лемой в области микробиологического синтеза стала раз-
работка непрерывной «конвейерной» технологии. Впол-
не вероятно, что в ближайшие 5—10 лет будут широко
распространены корма и протеиновые добавки, получен-
ные с помощью этой технологии, а к 2000 году про-
дукты из синтетического протеина станут производиться
в таких количествах, что угроза всемирного голода бу-
дет ликвидирована навсегда.
В. Р. СЕН, генеральный директор Про-
довольственной и сельскохозяйствен-
ной организации объединенных наций
(ФАО), Рим
БОРЬБА ПРОДОЛЖАЕТСЯ
Двадцать лет — довольно короткий срок по сравне-
нию со всей' историей мирового сельского хозяйства.
Однако ближайшие два десятилетия должны стать пе-
риодом невиданного в прошлом прогресса. Техника сель-
ского хозяйства на целых континентах и во множестве
стран мира претерпевает революцию, вызванную не
287
столько появлением новых машин (как, например,
промышленные революции XIX века в тех странах ми-
ра, которые сейчас относятся к развитым), сколько тем,
что уже известные технические приемы, долгое время
не применявшиеся из-за различных политических и со-
циальных препятствий, сейчас находят себе дорогу в
менее развитые районы мира.
Большая часть населения земного шара влачит жал-
кое существование, зависящее от капризов климата и
погоды, время от времени голодает и постоянно не-
доедает.
По мере улучшения условий жизни во всем мире
усиливается тенденция к увеличению населения. На
каждые семь человек, живших 20 лет назад, сейчас при-
ходится 10, а к 1984 году, по скромным подсчетам, бу-
дет 16. В развивающихся странах (на Дальнем и Ближ-
нем Востоке, в Африке и Латинской Америке, за исклю-
чением некоторых южноамериканских стран) на ка-
ждые 10 человек, живущих сейчас, к 1984 году будет
приходиться 17. Здесь будет жить три четверти населе-
ния мира.
Только для того, чтобы сохранить без изменений
нынешний уровень питания, общее производство пище-
вых продуктов в мире должно возрасти к 1984 году на
57, а в развивающихся странах — на 68%. При этом
вообще не учитывается улучшение качества пищи.
С учетом роста населения и повышения качества и
состава пищи производство продуктов питания в разви-
вающихся странах в 1984 году должно превышать ны-
нешнее в два с четвертью раза. Производство продук-
тов животного происхождения в этих районах должно
вырасти в три раза. Для всего мира в целом общее про-
изводство продуктов питания должно увеличиться в
одну и три четверти раза, а производство продуктов
животного происхождения — почти вдвое.
Таковы вероятные потребности мира в йцще
к 1984 году. Может ли их удовлетворить мировое сель-
скохозяйственное производство? Несомненно, техни-
чески такое увеличение в мировом масштабе возможно.
Подсчитано, что даже на современных обрабатываемых
землях производство зерновых можно удвоить, а про-
дуктов животноводства — увеличить в пять раз. Сейчас
культивируется лишь 10% поверхности Земли (без уче-
288
та морей и океанов). Остальные площади или слишком:
засушливы, или слишком гористы, или слишком холод-
ны для обычного возделывания. Но некоторое увеличе-
ние обрабатываемых земель все же допустимо. Сельско-
хозяйственные ресурсы можно значительно пополнить
и за счет увеличения добычи рыбы.
Как человечество сможет использовать сегодняш-
ние технические знания для существенного увеличения
производства продуктов питания? Ответить на этот во-
прос нелегко. Нельзя просто экстраполировать в буду-
щее современные тенденции развития сельскохозяй-
ственного производства.
Факторы, которые нужно учитывать при оценке воз-
можных будущих достижений, можно разделить на три
большие группы: а) воздействие технического прогрес-
са на урожаи зерновых и продуктивность животновод-
ства; б) воздействие роста населения на интенсивность
обработки земли, что в свою очередь влияет на урожай-
ность зерновых и продуктивность животноводства;
в) возможность увеличения сельскохозяйственной про-
дукции за счет освоения новых земель.
Что касается технического прогресса, здесь в пре-
имущественном положении оказываются в основном гу-
стонаселенные районы, где обычно условия более благо-
приятны для применения новых методов увеличения
продуктивности хозяйства. Мы считаем, что в населен-
ных районах Дальнего Востока на существующих обра-
батываемых площадях за счет использования прогрес-
сивной техники возможный годовой прирост продукции
равен 1,75%. Относительно меньший прирост ожи-
дается в менее населенных районах: на Ближнем Во-
стоке —1,25, в Латинской Америке — 1, в Афри-
ке-0,75 %.
Более проблематична оценка возможного влияния
роста населения на производство продуктов питания в
тех районах, где основная часть населения занята сель-
ским хозяйством. В этих условиях даже без расшире-
ния обрабатываемых площадей и без технического про-
гресса производительность увеличивается с ростом
населения благодаря естественной интенсификации
.использования существующих сельскохозяйственных
ресурсов. Интенсификация без технического прогресса
более допустима в пустынных областях Латинской
19 Зак 1400
289
Америки и Африки, чем на Дальнем Востоке, где земель-
ные ресурсы уже используются достаточно интенсивно,
или на Ближнем Востоке, где серьезным лимитирующим
фактором является недостаток воды. На основе той ин-
формации, которой мы располагаем, для Африки и Ла-
тинской Америки такая «эластичность» была принята
равной 0,7, а для Дальнего и Ближнего Востока — 0,3.
Воздействия, оказываемые на продуктивность сельского
хозяйства техническим прогрессом и ростом населения,
зависят друг от друга, и в наших расчетах учитывалось
также и их совместное влияние.
Естественно, что больше всего возможностей для
расширения обрабатываемых площадей в наименее на-
селенных районах. В результате освоения новых зе-
мельных ресурсов в Африке и Латинской Америке мо-
жно получить годовой прирост продукции 1,5, а на
Дальнем и Ближнем Востоке — лишь 0,25%.
Для развитых районов степень прироста была при-
нята постоянной. По нашим предположениям, произ-
водство сельскохозяйственной продукции здесь может
увеличиться к 1984 году на 60% и превзойти потреб-
ность в пище, которая — с учетом существующих тен-
денций роста населения и его доходов — поднимется, ве-
роятно, на 30%. В развивающихся странах, напротив,
при значительной интенсификации сельского хозяйства
к 1984 году продуктивность может увеличиться на 85%,
хотя потребность в пище — с учетом роста населения и
некоторого количественного и качественного улучшения
рациона — повысится примерно на 120%. Давая эти об-
щие оценки, мы считали, что до 1984 года еще не ска-
жется искусственное регулирование численности насе-
ления.
За общими цифрами скрыто большое разнообразие
местных условий. Например, на Дальнем Востоке, где
находится центр всей мировой проблемы питания, да и
на Ближнем Востоке местная продукция, вероятно, не
сможет удовлетворить потребностей. В Африке, возмож-
но, она более или менее будет соответствовать потреб-
ностям, а в Латинской Америке — превысит их. В мас-
штабе всего мира объем производимой продукции будет
примерно соответствовать потреблению. Чтобы уравно-
весить недостатки и излишки продуктов питания, по-
ставки их из развитых стран в развивающиеся должны
290
в 1984 году составлять примерно 10% мирового про-
изводства.
На Дальнем и Ближнем Востоке увеличение произ-
водства продукции потребует коренного изменения тех-
нических приемов и значительной интенсификации про-
изводства. Но даже в Латинской Америке и Африке,
располагающих большими земельными резервами для
реорганизации сельскохозяйственного производства, пе-
рехода от традиционного нищенского существования к
более эффективному хозяйству, рационального исполь-
зования земли и т. д., должны быть затрачены огром-
ные усилия. Кроме того, степень использования имею-
щихся ресурсов будет в большой степени зависеть от
мер, принятых для улучшения торговли с развиваю-
щимися странами. Хотя развивающиеся страны до ка-
кой-то степени могут улучшить свое положение путем
более гибкой координации при планировании, однако во
многом они будут зависеть от политики развитых стран.
Таким образом, ФАО, как и другие специализиро-
ванные организации, интересующиеся проблемой пита-
ния населения, в том числе правительства и народы
развивающихся стран, стоит перед весьма трудной за-
дачей. Нужно не только повысить продуктивность сель-
ского хозяйства развивающихся стран, но и уделить
внимание вопросам мировой торговли сельскохозяй-
ственными продуктами. В сущности, действительное по-
ложение будет зависеть в большой мере от того, смо-
жем ли мы привлечь внимание к этим проблемам. Они
должны быть решены, если мы хотим, чтобы в 1984 году
значительная часть человечества не стояла перед лицом
голодания и голодной смерти.
УИЛЬЯМ СЛЕЙТЕР,, бывший секретарь
Совета по сельскохозяйственным иссле-
дованиям, Лондон
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО - ИНДУСТРИЯ,
ОСНОВАННАЯ НА НАУКЕ
К 1984 году руководство сельским хозяйством перей-
дет в руки людей, способных применять достижения
всех отраслей науки и техники, в том числе современной
19*
»91
техники управления. Хозяйства приобретут такие
размеры, при которых способности, умение и энергия
фермеров смогут окупаться и получаемая прибыль бу-
дет удерживать их от перехода в другие отрасли. На
фермах должны работать не универсальные сельскохо-
зяйственные работники, а специалисты, которые смо-
гут претворять на практике новейшие научные дости-
жения в данной отрасли. Сельское хозяйство займет до-
стойное место в экономике страны: фермер должен
управлять своей землей не хуже, чем руководитель про-
мышленности своей фабрикой.
Обработка пахотных земель станет все более меха-
низированной. За управление хозяйством и использо-
вание машин будет отвечать одна и та же группа работ-
ников. Поля перепланируют и расширят, чтобы облег-
чить культивацию. Исчезнет значительная часть живых
изгородей. С помощью гербицидов будут почти полно-
стью побеждены сорняки. Начнется широкое примене-
ние культур, выведенных с учетом потребностей меха-
низированного хозяйства. Использование удобрений
станет массовым, но контролируемым. Важно не только
достигнуть максимальной экономической отдачи, но и
не вносить чрезмерного количества удобрений; во мно-
гих случаях для этого потребуется та или иная форма
лабораторного контроля. Инсектициды и фунгициды за-
щитят урожай от сельскохозяйственных вредителей и
болезней в течение всего времени от посева до уборки.
Избирательность их действия повысится, а токсичность
для всех видов, за исключением подлежащих уничто-
жению, снизится.
Не менее продуктивным будет животноводство. Вы-
ведение новых пород в ближайшие двадцать лет станет
на более научную основу. Уже сейчас видно, какие
плоды приносят работы генетиков в птицеводстве; в
том же направлении быстро развивается селекцион-
ная работа и в молочном животноводстве. В 1984 го-
ду личное умение и знание фермера дополнятся
твердой уверенностью в продуктивности своего пого-
ловья.
До сих пор усилия животноводов были сосредоточе-
ны в основном на количестве и питательной ценности
продукции — нередко за счет ее вкуса. Когда будут удо-
влетворены чисто экономические потребности, возрастет
202
спрос на пищу, которая не только питательна для орга-
низма, но и приятна на вкус.
При составлении рационов животных будут учтены
все научные достижения в области изучения процессов
пищеварения. С помощью вычислительных машин рас-
считают оптимальные рационы для свиней и кур (при
минимальных затратах). Часть белка будет произво-
диться искусственно путем механического разрушения
растительных клеток или микробиологического синтеза.
Ухаживать за животными станут только специально
подготовленные люди. Широко внедрятся самые различ-
ные приспособления, сберегающие энергию человека п
позволяющие животноводу применить свое умение и
наблюдательность. Каждое животное требует индиви-
дуального ухода, но это не означает неизбежности не-
посильного физического труда. Чем меньше придется
животноводу грузить и таскать, тем больше внимания
сможет он уделять животным. Все в большей степени
усовершенствуется планировка скотного двора и проек-
тирование жилых помещений. Минимальный размер
стада на одного работника в будущем — 75 молочных
коров.
По мере роста наших познаний о физиологии и пато-
логии животных мы сможем лучше лечить их заболева-
ния, особенно нарушения обмена веществ. Ветеринария
займется в основном профилактикой. Ветеринара не бу-
дут призывать лишь в случае болезни: он будет по-
стоянно следить за животными. Возможны и некоторые
успехи в увеличении продуктивности путем стимулиро-
вания тех или иных изменений нормального обмена
веществ у животных, но эти меры вряд ли сравнятся по
своей эффективности с общим улучшением ухода п
повышением гигиенических условий содержания жи-
вот пых.
Большие перемены произойдут к 1984 году в тор-
говле. Крупные торювые предприятия будут требовать
все большего единообразия продукции, и все большая
часть ее будрт подвергаться необходимой обработке и
расфасовке. В ближайшие двадцать лет придут в упа-
док рынки, куда продукция поступает неравномерным
потоком, а затем непосредственно или через оптовиков
попадает во множество мелких магазинов. На смену им
придет такой порядок, при котором стандартный
293
продукт будет поступать прямо на предприятие для
расфасовки или переработки.
Все, что говорилось здесь об Англии, применимо к
большинству других развитых стран. В развивающихся
странах картина будет иной. При избытке рабочей силы
и остром недостатке финансирования успешное разви-
тие их в следующие двадцать лет будет зависеть от по-
вышения культуры крестьянина-фермера. Многие раз-
вивающиеся страны имеют возможность расширить
обрабатываемые земли. Начинают они с примитивного
ведения сельского хозяйства и в результате сравнитель-
но скромного применения удобрений, борьбы с вреди-
телями и болезнями растений, а также ирригации мо-
гут к 1984 году удвоить урожаи; точно так же, уничто-
жив малопродуктивных животных, регулируя выпас и
искоренив основные заболевания, они могут резко повы-
сить продуктивность животноводства.
К 1984 году в этом направлении должен быть сде-
лан уже немалый шаг — по меньшей мере достаточный,
чтобы рост сельскохозяйственной продукции соответ-
ствовал быстрому росту населения и его скудное питание
улучшилось. Технические проблемы решить нетрудно.
Достигнут ли развивающиеся страны нужного уровня
сельского хозяйства к 1984 году, зависит от того, на-
сколько они захотят пойти на экономические и социаль-
ные изменения, и от того, насколько готовы помочь им
страны более развитые. Если к 1984 году развиваю-
щиеся страны сумеют удвоить свою сельскохозяйствен-
ную продукцию, то к концу нашего столетия они перей-
дут к более прогрессивной форме сельского хозяйства,
основанной на крупных механизированных хозяйствах,
и тем самым смогут удовлетворить потребности, свя-
занные с ожидаемым к 2000 году еще большим увели-
чением населения»
ДЖОН ЮДКИН, профессор факультет
та питания, Куин-Элизабет-колледж,
Лондон
БЕРЕГИТЕСЬ НЕДОЕДАНИЯ СРЕДИ ИЗОБИЛИЯ
В вопросе о пище будущего ясно одно: несмотря на
почти всеобщее убеждение ъ том, что рано или поздно
мы будем питаться таблетками, нам все-таки придется
пользоваться тарелкой, ножом, вилкой и ложкой. Коли-
чество белков, жиров и углеводов, в котором ежедневно
нуждается наш организм, вместе с минеральными со-
лями и витаминами даже в чистом, сухом виде равно
примерно 400 г. Это эквивалентно доброй сотне табле-
ток изрядного размера, что, я думаю, не совсем соот-
ветствует представлениям большинства людей, когда
они говорят о пище будущего.
Напротив, сейчас ясно, что люди будут питаться
лишь вкуснее — их пища станет аппетитнее на вид и
на вкус. И по существу именно поэтому к 1984 году
нам придется внести большие изменения в наше пита-
ние, чтобы избежать значительной опасности для на-
шего здоровья. Дело в том, что владельцы пищевых
предприятий, пользуясь многими достижениями науки
и техники, могут изготовлять аппетитные продукты, ко-
торые по вкусу, структуре и цвету кажутся нам неот-
разимыми, но по своей питательной ценности совершен-
но бесполезны или даже вредны.
Те качества, которые привлекают нас в пище, обыч-
но связаны с ее питательной ценностью, но не идентич-
ны ей. Структура и вкус мяса не имеют почти ничего
общего с содержанием в нем белков или витамина В, а
структура и вкус фруктов — с содержанием в них вита-
мина С и минеральных солей. Предоставленные самим
себе, мы уже сегодня потребляем все больше сахара,
преимущественно в виде весьма аппетитных готовых
продуктов. Пища завтрашнего дня будет вкусной, мо-
жет быть, еще более аппетитной, чем мясо, но лишен-
ной его питательной ценности.
Нельзя винить владельцев пищевых предприятий за
слишком аппетитную пищу — именно этого мы от них
и хотим. Следовательно, нельзя полагаться на спрос,
ибо это означает, что мы получим то, что хотим, но не
295
обязательно то, что нам необходимо. Стремление пище-
вой промышленности отделять наши желания от наших
потребностей со временем потребует введения какого-
нибудь закона о питательной ценности пищевых про-
дуктов. Он должен предусматривать не только наилуч-
шее сохранение питательных веществ при обработке
продуктов, но также и то, что существование чрезвы-
чайно вкусных новых продуктов вынуждает нас пи-
таться ими и вытесняет из нашего рациона другие, воз-
можно, гораздо более необходимые. Надо предотвратить
такое искажение нашего питания, когда среди изобилия
нам все больше будет грозить опасность недоедания.
Уже сейчас ясно, что именно эта способность пищевой
промышленности отделять вкус от питательной ценно-
сти является причиной большого числа случаев чрез-
мерной полноты и некоторых заболеваний, например
диабета и коронарного тромбоза.
Пищевая промышленность будет также занята про-
блемой сохранения пищи. Улучшение экономического
положения, усовершенствование сельскохозяйственной
и перерабатывающей технпки, доступные способы регу-
лирования рождаемости — все это позволит большой
части человечества пользоваться возросшими ресурсами
питания. Если сейчас лишь малая часть народов мира,
живущая в наиболее развитых странах, может в любое
время года получать разнообразную пищу из любой ча-
сти света, то через 20 лет это будет возможно в боль-
шинстве стран. Менее разнообразными станут местные
особенности в употреблении тех или ипых видов
продуктов, сократятся количественные различия ра-
ционов.
Одним из последствий огромного технического про-
гресса в сельскохозяйственном производстве и пищевой
промышленности, который так способствовал расшире-
нию пищевых ресурсов, было то, что наша пища сде-
лалась однообразнее. В некоторых случаях она стала и
менее вкусной, как произошло, например, с цыплятами-
бройлерами. С ростом заработной платы стоимость про-
изводства традиционных продуктов, например кур, вы-
ращенных на свободном содержании, будет повышаться.
Это, несомненно, означает, что некоторые продукты ста-
нут слишком дорогими. Однако к 1984 году, когда наши
реальные доходы, вероятно, возрастут, в развитых стра-
296
нах значительная часть населения сможет позволить
себе пользоваться более дорогими продуктами.
Но, как мы видели, доступность пищи не обязатель-
но означает ее полноценную питательность. К 1984 году
мы, возможно, будем так определять выбор пищи, что-
бы уничтожить разрыв между количеством потребляе-
мых продуктов и полноценностью рационов.
В странах, сейчас пребывающих в бедности, нам
придется решить две проблемы, связанные с питанием:
во-первых, убедить людей есть то, что им полезно, и,
во-вторых, отговорить их есть то, что им вредно. Дру-
гими словами, надо убедить людей, привыкших пи-
таться скудным ассортиментом малопитательных про-
дуктов, расширить свой выбор и включить в него более
ценные продукты, особенно богатые белком. Для этою
нам нужно располагать информацией о том, что опре-
деляет привычки в питании и как можно подействовать
на людей, чтобы заставить их есть непривычную пи-
щу, — информацией, которую мы только сейчас начи-
наем собирать.
Нельзя допустить также, чтобы недоедание от бед-
ности превратилось в недоедание среди изобилия. Для
этого, вероятно, потребуются законодательные меро-
приятия, поскольку трудно представить себе, что толь-
ко с помощью методов убеждения можно преодолеть
врожденное стремление человека к вкусной пище.
13. ГОРОДА И ЖИЛИЩА БУДУЩЕГО
РУТ ГЛАСС, директор исследователь^
ского отдела Центра по изучению
городов, Университетский колледж,
Лондон
СТАБИЛЬНОСТЬ И БОРЬБА
Будущее городов долгое время было излюбленной
темой утопических произведений; одни из них предска-
зывали отмирание городов, другие — превращение их
в неогорода или антигорода. Такого же рода картины,
изящные или бесформенные, на различных этапах раз-
вития техники служили оболочками для самых разно-
образных проектов политических систем — как иерархи-
ческих, так и основанных на равноправии.
Заманчиво еще раз представить себе облик городов
в мире 1984 года. Сейчас мы находимся на той стадии,
когда возможности для развития городов превосходят
те пределы, которые можно себе представить.
Несмотря на все оговорки, с которыми нужно при-
нимать оценку будущей численности народов, и осо-
бенно населения отдельных районов, несомненно, что
население многих стран Северной и Южной Америки,
Азии и Африки растет с необычайной скоростью. Это
происходит в основном в тех странах, которые вступили
на путь индустриализации и вынуждены форсировать
подобный процесс. Поэтому люди будут все в большей
степени «вталкиваться» и «втягиваться» в черту
города.
К 1984 году в мире, вероятно, будет несколько ги-
гантских городов, по сравнению с которыми Токио,
Нью-Йорк и Лондон покажутся карликами. Хотя неко-
торые из подобных проектов сугубо гипотетичны, они
свидетельствуют о том, что наши нынешние мерки при-
дется пересмотреть. Например, маловероятно^ чтобы
население Калькутты в самом деле увеличилось к 2000
298
году до 24—66 млн^ (или к 1984 году — до 24—41 млн.),
хотя бы потому, что такое огромное скопление людей
нельзя рассматривать как единое целое. Считают, од-
нако, что хотя абсолютный размер такого скопления
беспрецедентен, но его процентное соотношение к на-
селению страны, даже по нынешним стандартам, будет
довольно скромным. На Большую Калькутту с 66 млн.
жителей приходилось бы менее 7% вероятной общей
численности населения Индии в 2000 году (1 млрд.).
Это меньше, чем доля, которую составляет население
многих крупнейших современных городов. Подобные
расчеты, конечно, нельзя считать точными, но они на-
мечают контуры возможного будущего. Общая тенден-
ция роста городов — в продолжающемся расширении
(по населению, площади или по обоим параметрам од-
новременно) крупных городов, а не в увеличении числа
более мелких поселений городского типа.
Эта тенденция, универсальная во многих отноше-
ниях, подвержена противоположным влияниям бедно-
сти и изобилия и принимает разнообразные формы.
В развивающихся странах в основном происходит рост
городов, но не урбанизация — абсолютное, а не пропор-
циональное увеличение городского населения. Этот про-
цесс быстро развивается и, вероятно, будет продолжать-
ся. В развитых странах в первую очередь наблюдается
не урбанизация, а процесс диффузии городов, распро-
странение вширь городского населения, городских
занятий и культуры. Можно ожидать, что новые техни-
ческие достижения будут способствовать такому распро-
странению, но оно осложнится неравномерным приме-
нением техники. Ясно также, что все более тесная связь
человека с машинами, хотя и требующая осторожности,
заставит пересмотреть представления о наших жизнен-
ных условиях.
Все уже происшедшие или предвидимые перемены
в области транспорта, телесвязи, автоматизации и ме-
тодах строительства могут существенно изменить орга-
низацию и размещение промышленности, структуру и
культуру общества, и тем самым — характер его рассе-
ления. Сейчас начинают проясняться два противопо-
ложных типа поселений (каждый в нескольких вариан-
тах): вертикальный город, в большей степени группи-
рующийся вокруг ядра, чем в любой существующей
299
планировке, и, наоборот, линейный ряд жилищ, не
оставляющий привычного различия между отдельными
поселениями или между городом и пригородом.
Несомненно, мы находимся на пороге великих пере-
мен. И все же я отношусь к ним скептически. Хотя моя
точка зрения не может не быть ограниченной, я при-
зываю к осторожности при составлении прогнозов. Ни
грандиозные обещания, ни серьезные предостережения
не кажутся мне оправданными. Двадцать лет слишком
короткий срок в жизни городов, особенно в глобальном
масштабе. Города — творцы истории; по онп также
в сущности и ее творения. Нередко здесь бывают сосре-
доточены мощные рычаги социальных перемен, но
именно поэтому города откликаются на научные и тех-
нические новшества с таким же опозданием, как и все
социальные институты. Можем ли мы ожидать, что
в ближайшем будущем это отставание намного сокра-
тится, а правительства станут более разумными? Это
было бы поспешным заключением; а раз так, мы не мо-
жем ожидать радикальной переделки городов к 1984
году.
Конечно, появятся новые типы городов — возможно,
некоторые из них возникнут в разных частях света, —
новые как по политической организации, так и по фор-
ме. Но мы не можем ожидать полного исчезновения
привычного облика городов или превращения города
в устаревший вид поселения.
Во многих отношениях структура и функции горо-
дов оставались удивительно стабильными на протяже-
нии тысяч лет. Внутренняя структура города сама по
себе консервативна, ибо она отражает не только эконо-
мические, но и культурные, а значит, и эмоциональные
накопления. Сама сложность социальных движущих сил
и организации общества вошла в структуру городов и
увековечена ею. Это и есть та сложность, которая опре-
деляет использование мощи человеческого разума.
Поэтому города почти никогда не формируются и
не перестраиваются, чтобы соответствовать современ-
ным условиям и тенденциям. Просто они медленно при-
спосабливаются к новым условиям, а тенденции подго-
няют по своему образу и подобию. В течение двух де-
сятилетий бурного развития общество не всегда сможет
располагать пространством и другими ресурсами, необ-
ходимыми для реконструкции или постройки новых по-
селений такого масштаба, с такой скоростью и по та-
кому образцу, чтобы они были соизмеримы с ростом
населения и социальными переменами. Нужно предви-
деть также, что местные интересы, как правило, не
будут подчинены международным, исходящим из гло-
бальной оценки потребностей. Поэтому изменения, ко-
торые произойдут за 20 лет, будут, вероятно, отрывоч-
ными, непоследовательными и даже противоречивыми.
Именно вызванные этим противоречия или, скорее,
растущее осознание их вполне могут стать самой пора-
зительной чертой города в ближайшие 20 лет. Никогда
еще противопоставление несовременного и современного
не было столь неизбежным во всех сферах, и особенно
в городах, где напряженно сосуществуют разные фазы
истории. В любой столице мира уже сейчас можно со-
вершить путешествие во времени. Никогда еще обездо-
ленные не получали возможности так ясно видеть про-
шлое и будущее и так остро чувствовать, что они остав-.-
лены позади другими людьми, живущими рядом, в том
же самом календарном году. Сколько еще времени Гар-
лем будет, сохраняя внешнее спокойствие, мириться
с существованием центрального Манхэттена? А это
только одна из опасных точек будущего города, которые
можно указать.
Историческое расслоение, тесно переплетаясь и даже
совпадая, с расслоением социальным, этническим, ра-
совым и территориальным как в пределах нации, так и
в мировом масштабе, еще больше обостряет все другие
различия. Такое социально-историческое расслоение бу-
дет особенно ясно видно не только при сравнении горо-
дов богатых и бедных, но и внутри городов, особенно
в развивающихся странах, где уже заметно обострение
старых проблем бедности и новых проблем богатства.
Именно перспективы развития этих тенденций, а не
какие бы то ни было новинки в гражданском строитель-
стве кажутся мне самыми значительными. Через два-
дцать лет мир, вероятно, все еще разделенный на бога-
тые и бедные‘нации и борющийся за новое содержание
своего бытия, будет все еще бороться за удовлетворение
насущных потребностей. За исключением немногих экс-
периментов, мы вряд ли будем готовы к проведению
сложных межнациональных технических мероприятий,
ЯЛ
которые могли бы породить совершенно новые формы
общежития. И об этом не следует жалеть. Мы пока еще
слишком мало знаем об отдаленных последствиях от-
дельных технических нововведений или о неурядицах
и препятствиях, которые могут возникнуть на первых
этапах их применения. Наши познания в области соци-
альной экологии в этом смысле все еще чрезвычайно
примитивны. Может быть, к 1984 году мы сумеем за-
дать вычислительной машине такую программу, что
она ответит на эти вопросы.
А пока, заглядывая в будущее, мы видим, что об-
новление городов как творений рук человеческих будет
далеко не так важно, как усиление их основных эконо-
мических, политических и церемониальных функций.
Поэтому можно ожидать, что города сохранят свою ин-
дивидуальность.
Э, ФИНЛИ КАРТЕР, Стэнфордский ис->
следовательский институт, Калифорния
НАШ ДОМ В БУДУЩЕМ
На домашний быт в 1984 году большое влияние ока-
жут те новые материалы, которые уже сегодня находят
широкое применение. Степень этого влияния в значи-
тельной мере будет зависеть от того, сумеет ли человек
преодолеть свои привычки и насколько активно он бу-
дет стремиться к переменам.
Несмотря на огромный технический прогресс, 20
лет— это уже приблизительно половина жизни совре-
менного здания. Средний срок службы жилища неук-
лонно снижался: в пещерные времена он был практиче-
ски бесконечным, замки служили сотни лет, здания,
построенные в США в колониальный период, — около
столетия, а современные дома — около 40 лет. Поэтому
в 1984 году многие будут жить в зданиях, которые су-
ществуют сегодня. Разумеется, процент населения, жи-
вущего в старых домах, например в крупных городах,
построенных после второй мировой войны, будет гораз-
до выше, чем в новых только еще строящихся горо-
дах.
302
При реконструкции и переоборудовании многих ста-
рых домов будут широко применяться новые матери-
алы. Какие перемены ожидаются в будущем? Думаю,
что, учитывая появившиеся в настоящее время техни-
ческие нововведения и предполагаемые социальные из-
менения, можно предсказать многое.
Строить будут в основном относительно дешевые или
не слишком дорогие дома. По мере роста цен на землю
в крупных городах все большую долю жилой площади
будут составлять многоэтажные и малоэтажные, тесно
расположенные дома. Люди среднего возраста будут
приобретать дома подороже. Большая часть моло-
дежи обоснуется в многоквартирных домах с оборудо-
ванием, находящимся в общем пользовании. Старшее
поколение будет склонно приобретать дома на паевых
началах.
Средние размеры дома не увеличатся, но он станет
более функциональным по планировке, внутреннему
оборудованию и обстановке. Дом будет проектироваться
с учетом индивидуального внешнего облика и массового
производства. Чтобы совместить эти качества, архитек-
торам и проектировщикам придется сочетать каркас-
ные, оболочечные и модульные конструкции. Жизнь без
прислуги повысит требования к удобству и простоте
оборудования, приспособлений и мебели. Спрос на но-
вые материалы будет непосредственно зависеть от вре-
мени, труда и Денег, которые они позволят сэкономить
домохозяйкам. Каждая семья сможет выбрать из боль-
шого числа моделей, кухню, ванную и наружную от-
делку дома и получить в результате составленную из
стандартных элементов уникальную композицию по
своему вкусу.
Сократится объем работ на стройках, многие строи-
тельные операции будут перенесены на 'заводы, где хо-
рошо налаженный процесс сборки сбережет рабочее
время строителей. С увеличением роли полуфабрикатов
строительные фирмы смогут уделять больше внимания
архитектуре дома и лучшему использованию материалов.
Простое предпочтут усложненному, функциональ-
ное — классическому. В мире, подавляющем своей слож-
ностью, прекрасное будет заключаться в простоте.
Пышное оформление автомобилей с хромировкой,
хвостовыми стабилизаторами и вычурными решетками,
303
которое еще несколько лет назад олицетворяло положе-
ние их владельцев в обществе, уступает место простым,
лаконичным линиям; все больше внимания уделяется
комфорту, безопасности, целесообразности. Изменения
моды в одежде, пусть постепенные и временами обра-
щающиеся вспять, также тяготеют к простоте. Та же
тенденция, очевидно, будет усиливаться и в строитель-
стве. Новые материалы, производимые в изобилии, нач-
нут использоваться так, что простота и целесообраз-
ность не вступят в противоречие с красотой и хорошим
вкусом. Их долговечность не исключит дешевизны, а их
разнообразие и гибкость позволят вносить изменения
в конструкцию без больших затрат.
Поддержание наилучших условий — идеальный кли-
мат, чистый воздух и изоляция от шума — позволит
обитателю дома пользоваться уединением и комфортом,
когда-то доступным лишь очень богатым людям. Спе-
циальное освещение, более яркое благодаря усовершен-
ствованию электролюминесцентных панелей, лучевое
отопление и охлаждение, а также кондиционированный
воздух сделают такой комфорт обычным для миллионов
семей. Почти беспредельная доступность информации —
цветное телевидение, факсимильные передатчики, сте-
реофонические радиопередачи и магнитная запись — по-
может повысить культурный уровень населения и дер-
жать его в курсе всех текущих событий, обеспечит
связь с теми районами мира, которые прежде были до-
ступны немногим.
Дальняя связь станет широко распространенной и
экономичной, путешествия — быстрыми и сравнительно
дешевыми. Видеотелефон сократит потребность в посе-
щении магазинов в перенаселенных районах и позволит
вести деловые переговоры, не выходя из дома. Здесь
уместно следующее предостережение: домашний ком-
форт и уединение в сочетании с огромными возможно-
стями связи с внешним миром могут привести к изоля-
ции, которая, конечно, отразится на некоторых наибо-
лее тонких качествах человека, развивающихся лишь
при тесном общении между людьми.
Новые материалы, полученные в результате ориги-
нальных исследований, будут широко применяться в
строительстве и повседневной жизни. Легкие, прочные
стеновые и потолочные панели из пенопласта, покры-
^04
того тонким слоем металла, керамики, прессованного
дерева или пластика, обеспечат хорошую изоляцию. По-
верхностные покрытия из фольги или пленки, листовые
или напыленные, будут устойчивыми, долговечными и
красивыми. Материалы для драпировок, обивки мебели
и покрытия полов — химически обработанные натураль-
ные волокна или тканая и нетканая синтетика — будут
блестящими и яркими, долговечными и легко поддаю-
щимися чистке.
Появятся портативные источники энергии, разра-
ботка которых в большой степени зависит от успехов
сегодняшних исследований. Многим электроприборам
не нужны будут длинные шнуры для включения в сеть.
Сокращение числа двигателей внутреннего сгорания
приведет к уменьшению шума и очищению воздуха.
В домах будет использоваться электрическое отопление,
и в соответствии с этим снизится потребление ископае-
мых топлив, являющихся важным химическим сырьем.
Прямые преобразователи энергии и эффективные акку-
муляторы, заряжающиеся в часы наименьшего потреб-
ления энергии, снизят ее стоимость. Новые виды стекла
позволят экранировать или, наоборот, пропускать ин-
фракрасные и тепловые волны.
Большую часть электроэнергии будут получать из
ядерных источников. Уже сейчас в ручных фонарях,
слуховых аппаратах, радиоприемниках, электробритвах
и т. д. широко используются портативные источники
энергии. К 1984 году они будут играть важную роль
в создании личного комфорта. Маленькие батарейки,
помещающиеся в карманах легкой одежды, дадут воз-
можность регулировать температуру тела и окружаю-
щей среды — отпадет необходимость в теплой одежде.
Более крупные батареи будут использоваться на тран-
спорте.
Работа и домашние дела оставят человеку много до-
суга, повысится интерес к культурному развитию и
творческим занятиям. Дом, оборудованный приспособ-
лениями, облегчающими труд хозяйки, широкий ассор-
тимент полуфабрикатов или готовой пищи, различные
устройства для ее подогрева или охлаждения — все это
позволит уделять больше времени образованию и раз-
личным хобби как развлекательным, так и творческим.
Темами для бесед и даже мерилом высокого авторитета
20 Зак. 1400
305
вполне могут стать произведения искусства и литера-
туры, коллекции редких книг и диковинок, а также
остроумные изобретения, созданные в кабинете, библио-
теке или мастерской.
Все сказанное выше основано на предположении,
что высокая сознательность, предприимчивость и твор-
ческий инстинкт заставят людей использовать все, что
только можно предвидеть. Достижения человечества бу-
дут гораздо большими, чем сказано здесь, или мень-
шими — в зависимости от степени этого стремления.
Лучшее взаимопонимание, которому будет способ-
ствовать широкий обмен информацией, мгновенная
связь и быстрота передвижений освободят человечество
от страхов, основанных на невежестве, и от порождае-
мых ими подозрительности и ненависти. И если разум
и дух человека будут направлены на конструктивное
использование досуга, то все, что было сказано выше,
лишь фрагменты еще более удивительного грядущего.
М. У. ТРИНГ, профессор факультета
технологии топлив и химической тех-
нологии, Шеффилдский университет,
Великобритания
РОБОТ У ВАС ДОМА
В ходе технического развития цивилизация достиг-
нет такого уровня, когда будут удовлетворены основные
жизненные потребности человека в пище, крове, одежде
и тепле. Перед нами встанет проблема выбора — ис-
пользовать ли технику для удовлетворения потребно-
стей, которые до сих пор считались несущественными,
или для сокращения времени, в течение которого чело-
век должен трудиться, чтобы обеспечить себе опреде-
ленный жизненный уровень. Другими словами, мы либо
поднимем наш жизненный уровень выше, чем это не-
обходимо для комфорта и счастья, либо оставим его
неизменным, но будем работать более короткое.время.
Предугадывая состояние домашнего хозяйства в 1984
году, я основываюсь на том, что человечество к тому
времени изберет последнюю альтернативу: люди будут
зов
работать за плату все меньше и меньше времени. До-
машняя хозяйка тоже будет иметь больше досуга. Из
этого следует, что домашней прислуги и не потребуется.
И мужчины и женщины будут работать меньше и
станут настолько образованными, что смогут избрать
себе творческое хобби — занятие, которому они будут
предаваться для собственного удовольствия. Я думаю,
люди не захотят жить в совершенно одинаковых стан-
дартных домах, укомплектованных специальным обору-
дованием, где все вещи будут находиться точно в од-
них и тех же местах. И конечно, даже если будут стро-
ить герметические коробки с кондиционированным
воздухом, там все равно будет накапливаться какое-то
количество грязи.
Поэтому в 1984 году желательно будет иметь так
же много различных форм и оборудования домов, как
и сейчас. Тем не менее большинство домашних хозяек
захочет освободиться от повседневных домашних дел —
мытья полов, ванн и плит, стирки, мытья посуды и
уборки постелей.
Самым логичным шагом для облегчения труда до-
мохозяек было бы создание робота-прислуги, запрограм-
мированного для выполнения полдюжины или более
стандартных действий с учетом требований данного
дома и указаний хозяйки (например, мыть полы, под-
метать и вытирать пыль, накрывать на стол, стелить
постели). Это будет машина, столь же лишенная эмо-
ций, как и автомобиль, но имеющая память для хране-
ния инструкций и ограниченную степень приспосабли-
ваемости. Она сможет обращаться и с другими, более
специализированными машинами, например пылесосом
или стиральной машиной.
В производстве хозяйственных роботов нет таких
проблем, к решению которых мы уже сейчас по мень-
шей мере не приближались бы. Вполне возможно, что
при наличии серьезной программы исследований такого
робота можно- было бы построить через десять лет. Даже
если еще десять лет понадобится правительству и про-
мышленности, чтобы в достаточной степени заинтере-
соваться этим вопросом и выделить нужные средства,
то и тогда к 1984 году мы получим домашнего робота.
Когда я беседовал о таком приспособлении с домо-
хозяйками, примерно 90% из них в ответ немедленно
20*
307
спрашивали: «Скоро ли можно будет его купить?».
Остальные 10% отвечали так: «Я бы в ужас пришла,
если бы оно разъезжало по моему дому». Но стоило
объяснить, что робота можно без малейшего затрудне-
ния выключить или отсоединить от сети, или остано-
вить, или в любое время приказать ему уложить самого
себя в шкаф, — и они быстро соображали, что это весьма
полезный предмет. В моем собственном доме мы обна-
ружили, что стиральная машина сначала восприни-
мается как соперница того, кто работает на кухне, но
теперь для нас нет большего удовольствия, чем улечься
вечером в постель, зная, что все будет выстирано, пока
мы спим. Нет сомнения, что одни семьи с радостью пре-
доставят роботу возможность трудиться ночью, пока
они спят, другие утром, — все будет зависеть от жела-
ния хозяев.
Невозможно предсказать точно форму и устройство
домашнего робота. Вычислительное устройство и источ-
ник питания могут быть вмонтированы непосредствен-
но в машину; или же вычислительный блок может
стоять в шкафу под лестницей, а управляющие сигналы
и информации передаваться движущейся машине по ка-
белю, который одновременно будет служить и для пи-
тания электроэнергией. В этом случае робот будет раз-
матывать кабель, входя в комнату, и сматывать его,
выходя, а потом убираться под лестницу. Он может
также питаться от батарей, а инструкции будут пере-
даваться ему с помощью коротких электромагнитных
волн небольшого радиуса действия. Машине придется
передвигаться по жилищу человека, поэтому ей нужно
уметь проходить через обычные двери, открывая и за-
крывая их за собой, подниматься и спускаться по ле-
стницам, преодолевать неровности пола. Она вовсе не
будет похожа на человека — скорее на ящик с одним
большим глазом наверху, двумя руками, тремя хвата-
тельными устройствами и парой длинных узких лап
с обеих сторон, с помощью которых она будет пере-
двигаться.
Машина должна реагировать на -возникшее препят-
ствие (например, подножие лестницы). Эта проблема
уже решена на частичных моделях. Главная труд-
ность — это координация действий машины в соответ-
ствии с тем, что она видит. Например, как обучить ма-
308
шину различать нож и вилку, чтобы класть их по раз-
ные стороны тарелки? Однако общее решение пробле-
мы распознавания предметов различной формы элек-
тронно-вычислительной машиной в какой-то степени
уже найдено, так что существенных препятствий здесь
не ожидается. Если вспомнить, как сильно изменились
размеры и надежность вычислительных машин и дру-
гих электронных устройств при переходе от механиче-
ских деталей к электронным лампам, а потом и к тран-
зисторам, — то станет ясно, что к 1984 году наверняка
появятся вычислительные машины, способные управ-
лять движениями в соответствии с реакцией органов
чувств.
Предварительная работа по конструированию меха-
низмов, способных ходить и подниматься по лестнице,
уже показала, что и в этой области нет никаких нераз-
решимых проблем, а проектированием рук с необходи-
мым числом степеней свободы и хватательных
устройств, которые могли бы поднимать предметы, дер-
жать их и поворачивать в любую сторону на любой
угол, занимаются уже давно. Наверняка будут разра-
ботаны батареи или аккумуляторы весом до 8 кг, спо-
собные давать, скажем, 1 кет энергии в течение часа.
В сущности всякая прикладная наука появляется
при выявлении какой-то человеческой потребности, на
удовлетворение которой она затем мобилизует все до-
ступные научные познания. Сейчас необходимо помочь
домашней хозяйке, избавив ее от мелких домашних дел.
'Вопрос в том, найдется ли достаточное число ученых-
прикладников, которые поймут это и займутся исследо-
ваниями в данной области, а также смогут ли они по-
лучить необходимую финансовую поддержку. Возмож-
но, сначала будут построены роботы для таких целей,
при достижении которых с затратами не считаются, на-
пример для спасения людей из горящих домов п само-
летов или тушения пожаров на нефтяных скважинах,
14. ТРАНСПОРТ БУДУЩЕГО
ГАБРИЭЛЬ БУЛАДОН, руководитель
инженерного отдела Института Бат-
теля, Женева
ТРАНСПОРТ
Хаос в современной транспортной системе является
результатом анархического развития. Эффективность
использования авиации в значительной мере сводится
на нет из-за перенаселенности городов. Если даже сверх-
скоростной поезд за 10 мин доставляет вас из города в
аэропорт, то, чтобы добраться до железнодорожной
станции, вам необходимо потратить около 30 мин, да и
то при условии, что вам удалось поймать такси, кото-
рое затем не попало в «пробку», или же вы добирались
в переполненном вагоне метро. Через час в сверхзвуко-
вом самолете вам создают уют, о вас заботятся, вас
кормят, но вы оглушены, бездыханны, помяты и разби-
ты после путешествия по городу.
Ясно, что в нашей транспортной системе есть суще-
ственные неполадки. Наиболее популярные виды тран-
спорта в настоящее время являются самыми неэффек-
тивными и неудобными. В то же время спрос на все
виды городского транспорта будет неуклонно расти.
К концу столетия население земного шара удвоится, а
население городов возрастет в 4 раза. Появятся сверх-
города протяженностью около 400 км, такие, как мега-
лополис Бостон-Вашингтон с населением 80 млн. чело-
век или полоса Токайдо с населением 85 млн. человек.
В будущем увеличение продолжительности жизни и
свободного времени приведет к резкому увеличению ко-
личества путешествий. Современная молодежь будет
путешествовать в 50—100 раз больше своих отцов. Во
много раз увеличится потребность в грузовых перевоз-
ках. Как удовлетворить эти новые требования?
310
Будущее транспорта можно предсказать методами
технического прогнозирования. В этой статье я по- ч
стараюсь на основе наиболее выдающихся достижений
техники нарисовать картину будущих транспортных
систем. Развитие транспорта в настоящее время стиму-
лируется тремя главными силами: ростом пассажирских
перевозок, техническим прогрессом и созданием — под
давлением общественного мнения — специального пра-
вительственного законодательства. Конечно, очень важ-
но иметь четкое представление о том, что технически
осуществимо.
В рамках общей теории транспорта все транспорт-
ные системы от пешехода до ракеты можно классифи-
цировать по оптимальному радиусу действия. Суще-
ствует очень простой статистический закон, которому
бессознательно подчиняются все городские жители: для
преодоления любого расстояния требуется некоторое
приемлемое с нашей точки зрения время. С годами этот
закон видоизменяется. Так, например, в 1925 году нас
устраивало, если мы на стокилометровое путешествие
затрачивали 3 часа и только 12 часов на то, чтобы прео-
долеть расстояние 1000 км. Иначе говоря, при увеличе-
нии расстояния в 10 раз удовлетворяющее нас время
пребывания в пути увеличивалось всего в 4 раза.
В 1955 году это соотношение уменьшилось до 3; в
1975 году эта цифра снизится до 2, а к 2000 году она
станет равной 1,5. При этом скорости возрастают в 2,5,
3, 5 и 7 раз соответственно. В 2000 году на полет из
Лондона в Сидней в сверхзвуковом самолете понадо-
бится всего в три раза больше времени (16 800 км
за 60 мин), чем на поездку в аэропорт (40 км за
20 мин.). .
Большая часть городских' маршрутов ограничивается
расстоянием порядка 2 км. Люди не согласны ходить
пешком даже на достаточно короткие расстояния. Пре-
дельная дальность для пешехода в городе останется в
будущем равной 400 м. Поэтому по мере роста интен-
сивности движения будет создана группа пешеходных
транспортных средств для перемещения на самые ко-
роткие дистанции. В настоящее время таких транспорт-
ных средств практически не существует. Современные
тихоходные ленточные транспортеры будут вытеснены
ускоренными конвейерами, перемещающимися со ско-
311
Скорость (км/vac)
Расстояние (км)
Фиг. 1. Скорость рас-
тет со временем (1925—
2000 гг.) и в зависимо-
сти от длины пути.
Пунктирными линиями
ограничены системы,
которыми мы будем рас-
полагать для путешест-
вий на различные рас-
стояния в будущем. Од-
нако только системы,
указанные выше пунк-
тирной линии, будут до-
статочно быстрыми. К
1985 году идеально бы-
стрыми видами транс-
порта станут гиперзву-
ковые самолеты и тру-
бопоезда. В 2000 году
для передвижения на
короткие расстояния
можно будет использо-
вать систему транспор-
теров с интеграторами
(непрерывный транс-
портер со входами че-
рез эскалаторы). Одна-
ко идеальной системы
для дальних путешест-
вий пока еще не пред-
видится. Цифры, ука-
занные справа от на-
звания системы, обо-
значают среднее время
ожидания.
ростью 10—16 км/ч. Пассажиры смогут входить и
сходить с них, двигаясь так же медленно, как на суще-
ствующих ныне эскалаторах.
Непрерывные системы, известные под названием
транспортных систем или НСБПС (непрерывные си-
стемы большой пропускной способности), будут обслу-
живать до 10 пассажиров в секунду (36 000 пассажиров
в час). Такая система поможет пассажиру экономить
16 мин на каждый километр маршрута. При 20-часовой
работе и коэффициенте загрузки 30% экономия соста-
вит 36000 час, а это наглядно свидетельствует о целе-
сообразности ее применения.
Сеть НСБПС с входами и выходами через каждые
500 м будет полностью обслуживать движение в дело-
вом центре, куда доступ автомобилям будет закрыт.
Механизм ленточного транспортера надежен, безопасен,
бесшумен, экономичен и полностью автоматизирован.
Исследования показывают, что даже при 20 %-ной за-
грузке эффективность системы составит 62 пассажира-
метра/квт* ч.
Все исследования проводятся на основе характери-
стик существующих технических средств — роликовых
транспортеров, коэффициент трения которых равен 0,02.
Для уменьшения трения можно использовать тонкие
воздушные пленки низкого давления. Появление такой
системы может привести к революции на транспорте,
подобной той, что произошла 100 лет назад в результате
сочетания рельса и паровой машины или 50 лет назад
после появления двигателя внутреннего сгорания и ав-
томобильной шины.
Воздушная смазка позволит уменьшить затраты
энергии, а. отсутствие натяжения в ленте приведет к
значительному уменьшению веса и стоимости системы.
При уклоне порядка 0,001 такой транспортер сможет
перевозить 200 г груза (около 3000 пассажиров) без
всякого натяжения и без какого-либо двигателя. В этом
случае роль источника энергии играет собственный вес
груза.
Какие виды транспорта будут использоваться для
поездок на расстояния от 2 до 15 км? Традиционное
метро, которое ведет свою родословную от конки, со-
хранится только в «небольших» городах с населением
менее 5 млн. жителей. Современный метрополитен
313
914
непрерывный транспортер
Фиг. 2. Схема непрерывного транспортера с интегрирующим устройством. Интегратор подбирает четырех
пешеходов на малой скорости, ускоряет их и выстраивает в шеренгу. В момент, когда скорость их движе-
ния становится равной скорости транспортера, они могут безопасно перейти на транспортер.
в принципе неудовлетворителен. Если станции располо-
жены близко друг от друга (на расстоянии примерно
500 м), метро удобно, но неизбежно медленно. При уда-
лении станций на расстояния до 2 км пользоваться мет-
ро становится неудобным, так как пассажир теряет
много времени на то, чтобы добраться до или от бли-
жайшей станции. Более того, в метро неразумно ис-
пользуется столь драгоценное пространство: даже в часы
пик, когда город задыхается, 86% подземных туннелей
пустуют.
Для больших городов одно из возможных реше-
ний — непрерывный подземный поезд. Новый вид транс-
порта будет бесшумным, автоматизированным и без-
остановочным. Он позволит получить в 8—10 раз боль-
ше свободного пространства для улучшения удобств
пассажиров и увеличения пропускной способности по
сравнению с современным метрополитеном даже при
условии использования тех же туннелей.
Такая система станет реальной, когда к 1980 году на
базе НСБПС будут созданы ускоряющие устройства,
называемые интеграторами, которые дадут возможность
пассажирам совершенно безопасно и без потерь вре-
мени на ожидание попадать на непрерывный ленточный
транспортер. Транспортер будет перемещаться со ско-
ростью около 30—40 км/ч, но реальная скорость пере-
мещения пассажиров окажется больше, чем сейчас,
когда более 50% времени затрачивается на ожидание,
разгон, замедление и остановки на станциях.
' Что станет с различными видами наземного обще-
ственного транспорта? Последние автобусы (конечно,
электрические, так как в 80-х годах будет принят закон,
запрещающий загрязнение, воздуха) исчезнут к
1990 году. Они слишком тяжелы и громоздки, и это не
позволит включить их в централизованный электронно-
управляемый поток движения, который постепенно бу-
дет организован на всех главных магистралях города.
Расстояние между автомобилями будет уменьшено до
3 м, что позволит в 4 раза увеличить пропускную спо-
собность городских магистралей.
Основным видом наземного транспорта будут не-
большие электроавтомобили кубической формы. Город-
ские автомобили закончат свою эволюцию, приобретя
простейшую и самую оптимальную форму: гладкий куб
31$
Фиг. 3. На схеме го-
рода показана сеть
транспортеров, которая
связывает стоянки ав-
томашин, станции же-
лезной дороги и трубо
поездов, расположенные
на окраинах, с деловым
центром города. Входы
и выходы с транспорте-
ров, расположенные на
расстоянии до 500 м, на
рисунке не обозначены.
из прозрачной пластмассы без хромированных накладок
и выступов, углы которого плавно округлены, что зна-
чительно облегчит их обслуживание и гаражирование.
Длина автомобилей также будет строго определенной —
их можно будет перевозить в стандартных контейнерах.
Бесшумные и экономичные «кубики» сотрут в памяти
горожан воспоминания о шумных и ядовитых маши-
нах, которые сегодня наводняют мир. Они будут приво-
диться в движение высокоскоростными электрическими
моторами переменного тока (35 000 об/мин), без щеток
и коммутаторов. Ток переменной частоты будет пода-
ваться через миниатюрные тиристоры. Для передачи
энергии к микроколесам по-прежнему будет служить
трансмиссия. Однако конструкционные материалы на-
столько быстро совершенствуются, что, вероятно, ко-
леса будут вращаться через одноступенчатый редуктор
с к. п. д. более 95 %. Эластичные преемники зубчатых
колес смогут принимать нужную форму и будут слу-
жить практически вечно.
Источником энергии в автомобилях станут батареи
с энергоемкостью на единицу веса в 8—10 раз больше,
чем у существующих. Возможно, самое широкое рас-
пространение получат батареи с пастообразным элек-
тролитом; их можно будет перезаряжать на станциях
обслуживания примерно за то же время, которое затра-
чивается сейчас на заправку бака горючим. Эти батареи,
напоминающие скорее топливные элементы, потреб-
ляют кислород из воздуха, а водород (идеальное топ-
ливо) хранится в виде гидридов металлов.
Скорость передвижения по городу будет ограничена
50 км/ч. Однако эта скорость станет реальной, в то
время как сейчас средняя скорость практически равна
15 км/ч- движение будет безостановочным, а пересе-
чения — на разных уровнях. Светофоры уйдут в исто-
рию. Городские автомобили, как правило, будут да-
ваться напрокат. После принятия закона, направленного
на разгрузку городского движения, общедоступными
станут такси самообслуживания.
Средний городской житель будет поступать следую-
щим образом. Покинув свое учреждение, он направится
на ближайшую линейную автомобильную стоянку.
Такие стоянки будут расположены вдоль главных ма-
гистралей (обычные стоянки запрещены). Такси
#17
самообслуживания, резерв которых регулируется вы-
числительной машиной, с помощью магнита подаются
на конвейерную ленту, расположенную под проезжей
частью, и медленно движутся в ожидании пассажиров.
Пассажир вставляет свою кредитную карточку из маг-
нитной пластмассы в специальную прорезь, открывает
дверцу и садится за руль. При нажатии на акселератор
автомобиль покидает конвейер.
Отправляясь в пригород, пассажир может вести
машину сам. Но если, например, он направляется в
университет и ему нужно пересечь город по главным
магпстралям, он должен подключиться в автоматиче-
скую систему вождения и указать (устно) место назна-
чения центральной вычислительной машине. Прибыв к
месту назначения, он оставляет автомобиль на ближай-
шей линейной стоянке.
Что нового будет предложено для путешествий на
дальние расстояния? Автомобиль останется единствен-
ным индивидуальным средством транспорта. Количе-
ство автомобилей увеличится настолько, что возникнет
необходимость регулировать их использование сначала
в городах (в начале 80-х годов), а к 1985 году — на
всех автострадах, которые станут электронноуправляе-
мыми. На автострадах будет по 4—6 рядов в каждом
направлении; пропускная способность каждого ряда —
15 000 автомобилей в час. Плотность движения автомо-
билей увеличится в три раза по сравнению с современ-
ной. В каждом ряду будут установлены следующие
максимальные скорости: 1-й ряд—160 км/ч (турбин-
ные грузовики), 2-й ряд —185 км/ч (автофургоны и
автомобили, эксплуатируемые более 5 лет), 3-й ряд —
210 км/ч (обычные частные автомобили), 4-й ряд —
240 км/ч (скоростные и спортивные автомобили).
Водитель сможет читать, отдыхать или беседовать
со своими спутниками. Автоматическая система вожде-
ния проследит за тем, чтобы интервал между автомо-
билями сохранялся постоянным. Автомобили будут сле-
довать на расстоянии нескольких метров друг от друга
пакетами по 20 машин. Между пакетами будет оста-
ваться достаточно места, для того чтобы в случае необ-
ходимости можно было перевести поврежденный авто-
мобиль на более медленную полосу, а затем и на обо-
чину дороги. Если водителю необходимо перейти из
318
одного ряда в другой или свернуть в сторону, он дол-
жен сообщить о своем намерении центральной вычис-
лительной машине, и через несколько секунд этот ма-
невр будет выполнен автоматически. Такая система дей-
ствительно безопасна.
Около 30% общего количества автомобилей будут
все еще оснащены двигателями внутреннего сгорания.
Гораздо более легкие, чем современные, они не будут
популярны по двум причинам: во-первых, автомобили,
загрязняющие атмосферу, не допускаются в деловой
центр; во-вторых, горючее станет в три раза дороже,
чем в настоящее время.
Более привлекательны автомобили с топливными
элементами, пробег которых при расходе 1 л. топлива
увеличится на 60%. Им разрешено ездить в городах.
Топливные элементы на твердом электролите сравни-
тельно легки и дешевы (менее 2 кг!квт). Однако они
будут испытывать жестокую конкуренцию со стороны
перезаряжаемых батарей, которые должны выйти за
пределы городской черты.
Спортивные автомобили будут оснащены высокотем-
пературными газовыми турбинами с высоким отноше-
нием мощность/вес. По потреблению топлива они за-
нимают промежуточное положение между двигателями
внутреннего сгорания и топливными элементами. Един-
ственный их недостаток (при условии, что будут созда-
ны почти бесшумные турбины) — возможность загряз-
нения воздуха.
На грузовиках также будут устанавливаться топлив-
ные элементы и турбины, правда, это будут не просто
грузовики, а скорее многоприцепные тягачи (весом бо-
лее 100 т), которые будут осуществлять более половины
всех грузовых перевозок. Дизельные двигатели требуе-
мой мощности слишком тяжелы, медленны и ядовиты,
и потому от их применения постепенно откажутся.
В 2000 году в Соединенных Штатах будет 360 млн.
частных автомобилей (1,1 автомобиля на душу населе-
ния). Примерно столько же автомобилей будет в Евро-
пе (в семь раз больше, чем в настоящее время). Авто-
мобили станут производиться только взамен вышедших
из строя. Предприниматели, возможно, перейдут на
производство частных самолетов, которые повсюду най-
дут самое широкое применение, Разумеется, эти
519
Традиционный адтомобиль
Городской абтонобиль
\багажное отделение \ Пассажирский салон Двигатель
Ф и г. 4. Начиная с 1965 года форма автомобиля начала раз-
виваться по двум направлениям — загородный и городской ав-
томобиль. В обоих случаях размеры двигателя постепенно
уменьшаются. В конце концов на городских автомобилях дви-
гатель совсем исчезнет — появится внешний источник энергии.
Колеса также уменьшатся, а затем их заменит воздушная по-
душка или магнитная подвеска. До конца столетия пассажир-
ский салон будет сохранять свои габариты, пока наконец не
выявится, что в большинстве случаев автомобиль нужен для
поездки одного или двух человек и потому он должен быть
малогабаритным. В случае необходимости его можно допол-
нить прицепом.
самолеты совсем не похожи на современные: аэродро-
мом для них служит крыша, пилотирование автомати-
ческое, вертикальный взлет и посадка также автомати-
ческие, при помощи магнитных устройств, установлен-
ных на земле. В полете самолеты будут приводиться в
движение легкими газовыми турбинами с направлен-
ным потоком (100 кг тяги на 1 кг веса). Они позволят
летать в диапазоне скоростей от 60 до 1000 км!ч.
Главным соперником автодорог в грузовых перевоз-
ках станет не железная дорога, а поезд, полностью за-
ключенный в плотно облегающую его трубу. Трубы мо-
жно изготовлять из новых сортов стекла, не имеющего
поверхностных дефектов, прочность которого на еди-
ницу веса в 3—4 раза выше, чем у стали. Спираль из
такого стеклянного провода, являющаяся остовом тру-
бы, пропитана прозрачной синтетической смолой. Эти
трубы будут устанавливаться на поверхности и под зем-
лей. Их можно использовать для скоростной доставки
почты и для удаления хозяйственных отбросов. По тру-
бам будут транспортироваться не только жидкости, как
в настоящее время, но и твердые грузы в стандартных
контейнерах, передвигающихся на воздушной подушке
(фиг. 5).
Трубопроводный транспорт может использоваться
для перевозки пассажиров со скоростью до 800 км!ч.
Пассажирские экипажи на воздушной подушке будут
изготовляться в виде прозрачных капсул такого же раз-
мера, как фюзеляжи самолетов. Воздух нагнетается и
отсасывается равномерно распределенными вдоль трубы
вентиляторами низкого давления. Для того чтобы эко-
номить расход энергии и повысить к. п. д. системы, не-
обходимы специальные чувствительные элементы, кото-
рые открывают доступ воздуху только в тот момент,
когда контейнер проходит над ними. Устройство такого
типа достаточно детально разработано в 'Институте Бат-
теля в Женеве и используется в коммерческих систе-
мах для перевозки грузов. При увеличении масштабов
мы приходим к трубопроводному поезду с пневматиче-
ской логикой, который будет более эффективным, чем
традиционные системы пневмотранспорта, где контей-
нер плавает в трубе, опираясь на воздушные подушки,
создаваемые вентиляторами, закрепленными на самом
контейнере. Недостаток такой системы — то, чго труба
21 Зак. 1400 $21
Фиг. 5. Трубопоезд с пневматической логикой покоится на тонкой воздушной пленке и перемещается за
счет разности давлений сзади и спереди экипажа. Салон поезда напоминает салон самолета. Возможно,
это будет самый экономичный вид транспорта, который когда-либо существовал. Сама труба будет изго-
товлена из высокопрочного прозрачного стекла, что позволит пассажирам беспрепятственно любоваться
пейзажем.
должна иметь диаметр в два раза больший диаметра
контейнера, а используемые турбины создают шум и
загрязняют воздух. Затруднено снабжение пассажиров
свежим воздухом, и, кроме того, после нескольких дней
эксплуатации прозрачная стеклянная труба покры-
вается копотью от выхлопных газов. Проход одного
поезда мощностью 10 000 л. с. увеличивает температуру
трубы примерно на 10° С, поэтому непрерывное движе-
ние поездов, например в летний период, невозможно.
Трубопровод с пневматической логикой надежен и
экономичен. Основные компоненты системы — чистый
воздух, подаваемый вентиляторами низкого давления, и
тысячи пластмассовых клапанов. Клапаны предназна-
чены для регулирования подачи воздуха: сзади поезда
воздух нагнетается, а спереди отсасывается для умень-
шения лобового сопротивления. Можно сказать, что это
изобретение является трехмерным эквивалентом по-
явившейся в XIX веке железной дороги, когда было
устранено сопротивление качению по одной плоскости.
Примерная картина развития железнодорожного
транспорта следующая.
1961: обсуждается возможность увеличения скоро-
сти движения до 150—-160 км/ч.
1964: пуск в эксплуатацию линии Токайдо в Японии
(190-210 км/ч).
1967: во Франции прототип аэропоезда Бертэна раз-
вивает скорость 300 км/ч.
1969: на линии Шин-Осака, сданной в эксплуата-
цию, скорость составляет 240 км/ч.
1970/71: в СССР, Канаде, США, Франции, Англии
постепенно появляются турбопоезда, развиваю-
щие скорость до 270 км/ч.
За десятилетие скорости на железных дорогах прак-
тически увеличатся в два раза. Применение маятнико-
вой подвески, автомашиниста, системы автоматической
сш нализации, а также создание системы автоматиче-
ского контроля за состоянием пути позволят к 1985 году
довести скорость до 400 км/ч. Однако это оживление
,железных дорог станет их лебединой песней, они нач-
нут умирать с того момента, когда заметно уменьшится
количество тяжелых и дешевых грузов. Заводы, перера-
батывающие большое количество сырья, разместятся
вдоль побережья и будут получать руду по трубопроводам
21*
323
из океанских портов, способных принимать гигант-
ские грузовые корабли водоизмещением в миллионы
тонн.
Обычной единицей морского транспорта станет суд-
но водоизмещением 1 млн. т. Корабли будут делиться на
две категории. Во-первых, для перевозки традиционных
грузов (руда, нефть, зерно) будут использоваться ги-
гантские транспортные судна, аналогичные современ-
ным. Оснащенные атомными установками мощностью
100 000 л. с. и пропеллерными винтами, они будут дви-
гаться со скоростью, немного превышающей скорость
современных кораблей (20—22 узла). Чтобы управлять
ими, достаточно экипажа из 8 человек.
Эти гиганты потребуют сооружения на море специ-
альных портов — огромных плавучих поверхностей, со-
бранных из стандартных барж, изготовленных из пласт-
массы, армированной сталью. Наладится массовое про-
изводство таких барж, которые могут использоваться
также в качестве плавучих аэродромов, плавучих авто-
страд и даже плавучих отелей.
Более ценные грузы будут перевозиться на контей-
нерных судах, совсем непохожих на современные. Это
будут экипажи на воздушной подушке, более приспо-
собленные к перемещению по морю, чем по суше. Так
как им не придется преодолевать сопротивление воды,
скорость их будет практически неограниченной. Ката-
мараны водоизмещением 100 000 г, поддерживаемые
над поверхностью давлением воздуха, заключенного ме-
жду двумя плавающими корпусами, будут курсировать
со скоростью 60—80 узлов. Производительность катама-
ранов будет в 3—4 раза больше, чем в настоящее время.
Погрузка или разгрузка 100 000-тонного корабля с по-
мощью конвейеров на воздушной подушке, вмещающих
одновременно до 240 контейнеров, займет всего полтора
часа. Контейнерные суда, изготовленные из ячеистой
армированной пластмассы, будут приводиться в движе-
ние несколькими пропеллерами, заключенными в тру-
бы. Привод для каждого пропеллера — отдельная газо-
вая турбина. Все газовые турбины будут получать энер-
гию от одного газогенератора мощностью 100 000 л, с.
Воздушный флот станет серьезным соперником вод-
ного транспорта при перевозке грузов на большие рас-
стояния. Грузооборот мирового воздушного транспорта
324
§
80000D
Фиг. 6. История показывает, что рекорд скорости в авиации осваивается гражданским флотом примерно
за 20 лет. В военной авиации внедрение рекордных достижений происходит быстрее. В 1967 году самолет
типа Х-15 достиг скорости 8 М (10 000 км!ч). Предполагается, что в гражданской авиации эта скорость
станет реальной к 1985 году.
возрастет с 4000 млн. тонна-километров (ткм) в 1965 го-
ду до 320000 млн. ткм в 1985 году и, наконец, до
5,6 млрд, ткм в 2000 году. Доля грузовых перевозок в
общем грузообороте воздушного транспорта составит
80% по сравнению с 20% в настоящее время. 1000-тон-
ные грузовые самолеты, управляемые вычислительными
машинами и способные за один рейс перевезти до 450 т
груза, будут летать со скоростью до 2,5 М. Практика
покажет, что увеличение габаритов и скоростей эконо-
мически выгодно. К 1973 году выйдет на линии самолет
типа «Боинг SST», который сможет перевозить в три
раза больше пассажиров и в три раза быстрее, чем
«Боинг 707», причем его вес будет всего в два раза
больше веса его предшественника, а расход горючего на
одного пассажира меньше. Большая часть грузовых са-
молетов будет изготовляться из термостойкой пластмас-
сы, способной выдерживать температуры до 450° С.
Рост пассажирских перевозок не будет столь значи-
тельным — 14 • 1012 пассажиро-километров в 2000 году,
то есть только в 60 раз больше, чем в 1967 году. Однако
габариты самолетов увеличатся в среднем в 20 раз (ста-
нет обычным самолет, вмещающий 2000 пассажиров).
Грузы будут транспортироваться отдельно от пассажи-
ров. Это позволит до разумных пределов уменьшить ин-
тенсивность воздушного движения. Широкое примене-
ние найдут электронные устройства, осуществляющие
пилотирование и автоматическую посадку в любую по-
году. Пилотов, нехватка которых будет ощущаться в
течение какого-то времени, заменят автопилоты. Взлет
и посадка из-за недостатка места для аэродромов ста-
нут вертикальными или почти вертикальными.
Гиперзвуковой 650-местный пассажирский самолет
со скоростью 6 М, приводимый в движение сверхзвуко-
вым реактивным двигателем, разработка которого уже
начата, выйдет на авиатрассы к 1985 году. Для того
чтобы рекордные достижения военной авиации стали
практикой в гражданском воздушном флоте, понадо-
бится около 18 лет (см. фиг. 6).
К 1990 году появится наиболее совершенный 2000-
местный самолет с предельной скоростью 10 М. По со-
ображениям удобства пассажиров (максимальное уско-
рение не должно превышать 0,3 g) его можно будет
использовать только на дальних авиалиниях. На пути
326
из Лондона в Нью-Йорк, который займет всего 50 мин,
такой самолет перед началом торможения сможет разо-
гнаться до скорости 9 М.
Военные пилоты уже сейчас одеты в антиперегру-
зочные костюмы и тренируются на центрифугах, чтобы
переносить длительные перегрузки до 2,5 g. Однако в
конце 80-х годов возникнет проблема преодоления бо-
лее высоких перегрузок. Самолету, способному разви-
вать скорость до 35 М, чтобы разогнаться до этой ско-
рости, нужно сделать пол-оборота вокруг Земли. При
отсутствии эффективных средств борьбы с гравитацией
любой дальнейший прогресс станет бессмысленным.
В связи с этим в мировом масштабе будет развернута
широкая программа работ, направленных на преодоле-
ние гравитации. Возможно, к 2000 году эти исследова-
ния дадут положительные результаты и мировая авиа-
ция, которая преодолела звуковой и тепловой барьеры,
будет готова к преодолению гравитационного барьера.
В данной статье я часто упоминаю электронные
управляющие устройства. Использование таких уст-
ройств и вычислительных машин на транспорте сыграет
в будущем большую роль. Кроме того, я затронул про-
блемы безопасности, шума и загрязнения. К ним сле-
дует, возможно, добавить четвертую — проблему гармо-
нического вписывания транспортных средств в окру-
жающий мир. Учет этих четырех факторов, технический
прогресс и потребность во все более совершенных тран-
спортных средствах определят формы транспорта буду-
щего. Уже сейчас мы можем надеяться, что никогда
больше промышленный прогресс не обезобразит окру-
жающий мир, как это было в XIX веке, и что железные
дороги не будут деформировать целые городские райо-
ны, как это случилось в момент их появления. Без со-
мнения, транспорт грядущего пятидесятилетия будет
в большей степени непохож на современный, чем со-
временный — на транспорт предыдущего пятидесятиле-
тия. Но мы надеемся также, что технический прогресс
будет учитывать облик окружающего нас мира и не
станет прогрессом ради прогресса.
22*
ПЬЕР САТР, технический директор
компании «Сюд-Авиасъон», Франция
АВИАЦИОННЫЕ ПУТЕШЕСТВИЯ В 1984 ГОДУ
Развитие гражданского воздушного транспорта опре-
деляется двумя факторами. Во-первых, общий экономи-
ческий прогресс и расширение международных связей
порождают повышенный спрос на авиационные пере-
возки, что в свою очередь должно привести к улучше-
нию работы пассажирского авиатранспорта и снижению
тарифов. Во-вторых, технический прогресс создает бо-
лее благоприятные условия для работы обслуживаю-
щего персонала благодаря улучшению эксплуатацион-
ных качеств используемых типов самолетов; под экс-
плуатационными качествами понимается весь комплекс
рабочих характеристик, включая и стоимость, эксплуа-
тации. Оба фактора взаимосвязаны. Применение само-
летов с более высокими эксплуатационными качествами
означает, что все большее число людей будет пользо-
ваться авиационным транспортом.
Для стимулирования роста авиационных перевозок
недостаточно только увеличить скорость. Перед пасса-
жирской авиацией возникнет проблема организации
массовых перевозок по сниженным тарифам; авиапасса-
жирам будут предложены более частые рейсы и более
удобные расписания.
Технический прогресс. Усовершенствования
в рамках существующих технических концепций и реа-
лизация новых идей — таковы два направления техни-
ческого прогресса. Второе направление по самой своей
природе не поддается прогнозированию; мы можем
только отметить колоссальное ускорение темпов техни-
ческого прогресса за последние несколько десятилетий.
Сорок лет потребовалось самолету, чтобы от первого в
истории замкнутого перелета достичь скорости звука в
горизонтальном полете. Причем для удвоения скорости
понадобилось всего пять лет. А еще пятью годами поз-
же мы достигли орбитальной скорости. Однако дальней-
шее возрастание сверхзвуковых скоростей, если гово-
рить только о транспорте на нашей планете, будет
замедлено и в конечном счете ограничено двумя фак-
торами:
328
1. Стоимость современных самолетов настолько вы-
сока, что по соображениям разумной рентабельности
необходим десятилетний и даже пятнадцатилетний срок
пх эксплуатации. Таким образом, первый сверхзвуковой
пассажирский самолет «Конкорд» авиакомпании «Сюд-
Бак», который намечено сдать в эксплуатацию в начале
70-х годов, будет летать по меньшей мере до 1980 года,
а последняя машина этой серии прекратит полеты зна-
чительно позднее.
2. В силу самих размеров нашей планеты нет ника-
кого смысла увеличивать скорость выше некоторого
предела (особенно если учесть, что время, затрачивае-
мое авиапассажиром на земле, сокращается отнюдь не
такими темпами, как полетное время).
Динамика эксплуатационных расхо-
дов. Прямые эксплуатационные расходы — это из-
держки на полет как таковой, без учета каких бы то пи
было дополнительных расходов. Цифра прямых эксплу-
атационных расходов в их удельном выражении ~ на
один пассажиро-километр — колеблется в зависимости
от протяженности беспосадочного перелета. Эта цифра
представляет собой надежный критерий технического
прогресса.
Если нанести на один и тот же график кривые, ха-
рактеризующие динамику прямых эксплуатационных
расходов по типовым системам самолетов в различные
периоды времени, мы поразимся устойчивой тенденции
к снижению удельных затрат. Это снижение объяс-
няется тем, что величина прямых эксплуатационных
расходов обратно пропорциональна скорости и грузо-
подъемности самолета, то есть тем показателям, вели-
чины которых неизменно возрастают со времени заро-
ждения транспортной авиации. Это возрастание будет
продолжаться и в течение ближайших двадцати лет.
Другие усовершенствования. Под давле-
нием растущего спроса авиалинии будут вынуждены
внести в свою работу целый ряд улучшений, от которых
пассажиры выиграют как непосредственно, так и кос-
венно, за счет влияния этих улучшений на эксплуата-
ционные расходы. Так, сокращение времени межрейсо-
вого простоя (в результате дальнейшего совершенство-
вания нетехнических видов обслуживания, например
уборки самолетов) позволит повысить коэффициент
329
использования самолетов, а следовательно, и увеличить
количество летных часов ^в^год. Аналогичным образом
мы можем ожидать и сокращения времени задержки са-
молета в воздухе перед посадкой. Я хотел бы в этой
связи добавить, что, по моему мнению, главное преиму-
щество самолетов с вертикальным взлетом и посад-
кой — СВВП (если они станут коммерчески выгодны-
ми) — заключается отнюдь не в возможности посадки
и взлета близ городских центров. Это иллюзорное пре-
имущество. Достоинство их в другом: СВВП, вероятно,
позволят осуществлять одновременно большое количе-
ство взлетов и посадок в одном и том же аэропорту, и
это будет действительно значительным шагом вперед.
Применение «экономических» тарифов на местных
линиях в периоды спада пассажирского потока, расши-
рение практики «челночных» рейсов по точным распи-
саниям и без предварительной продажи билетов — вот
еще два мероприятия, которые могут привлечь много
новых пассажиров и обеспечить дальнейшее повышение
коэффициентов загрузки и использования самолетов.
За последние несколько лет все начали понимать
возрастающее значение регулярности пассажирских рей-
сов, которая зависит главным образом от уровня разви-
тия техники. Мы можем быть уверены, что прогресс
в этой области за двадцать лет будет огромным. С одной
стороны, важную роль здесь сыграет разработка про-
блемы надежности — раздела науки, возникшего в связи
с исследованиями космоса. Повышение надежности по-
зволит сократить число неполадок и мелких аварий, ко-
торые влекут за собой задержки вылета самолетов и
перерывы в их эксплуатации; одновременно оно обеспе-
чит снижение издержек на содержание и ремонт мате-
риальной части. С другой стороны, усовершенствование
методов аэронавигации — применение системы Доппле-
ра, а позднее — инерциальной системы, успехи кратко-
срочного прогнозирования погоды и в особенности ис-
пользование всепогодных систем обеспечения посадки
снизят число случаев отмены рейсов и отклонений от
маршрутов и обеспечат почти стопроцентную регуляр-
ность полетов независимо от времени года и климатиче-
ских особенностей.
Можно ожидать более широкого применения вычис-
лительных машин и систем автоматического контроля,
330
которые разгрузят пилотов от большой части работы,
выполняемой ими в настоящее время.
Специализированные типы самолетов,
В поисках методов удешевления стоимости полетов мы
испытываем искушение пойти по пути конструирова-
ния специализированных типов самолетов применитель-
но к характеру маршрутов и объему перевозок. Преиму-
щества такой специализации должны быть достаточно
велики, чтобы специализированные типы самолетов мог-
ли выстоять в соревновании, во-первых, с упрощенными
типами самолетов, которые не столь хорошо приспособ-
лены к особым условиям полетов, но зато более дешевы,
и, во-вторых, с новым, многоцелевым типом самолета,
который не предоставляет пилоту всех мыслимых
удобств при выполнении различных видов летных задач,
но в конечном счете оказывается более выгодным благо-
даря экономии, достигаемой в результате стандартиза-
ции самолетов и запасных частей к ним.
Транспортные самолеты в 1984 году.
Учитывая все сказанное выше и принимая во внимание
только технические идеи, уже находящиеся в стадии
разработки, я попытаюсь перечислить характерные осо-
бенности транспортной авиации 1984 года:
1. Почти исключительное применение реактивных
самолетов на всех маршрутах. В настоящее время реак-
тивные самолеты составляют меньшую часть самолет-
ною парка (18%), хотя они дают более 50% общей
производительности. В дальнейшем реактивные само-
леты займут преобладающее место в пассажирской авиа-
ции всех стран мира. Турбовинтовые самолеты будут
все больше вытесняться машинами с турбовентилятор-
ными двигателями по мере -успешного решения пробле-
мы большого расхода горючего такими самолетами.
2. Преобладание сверхзвуковых самолетов на даль-
них авиалиниях.. На трансконтинентальных и транс-
океанских маршрутах будут летать сверхзвуковые само-
леты на крейсерских скоростях от 2,2 до 3,5 М (2300—
3700 км/ч). Путь к антиподам потребует шести-семи
часов летного времени. Основными типами эксплуати-
руемых машин станут самолеты типа «Конкорд» и бу-
дущий сверхзвуковой самолет.
Сверхзвуковые самолеты на линиях
средней дальности. Гибкость эксплуатационных
331
характеристик сверхзвуковых самолетов типа «Кон-
корд» будет такова, что их можно будет использовать не
только на дальних маршрутах, но и на маршрутах,
имеющих среднюю протяженность.
Многообразие типов самолетов на всех
других маршрутах. В зависимости от протяжен-
ности авиалиний и размеров обслуживаемой террито-
рии, от объема перевозок и протяженности беспосадоч-
ных участков маршрутов мы увидим в эксплуатации
самолеты с короткой дистанцией разбега, дозвуковые и
сверхзвуковые самолеты, машины вместимостью о г
40 до 200 пассажиров, реактивные самолеты с двумя,
тремя и четырьмя двигателями. Турбовинтовые само-
леты, вероятно, еще будут эксплуатироваться либо для
дальних грузовых перевозок, где их использование бу-
дет оправдано экономией вгёГ^опливе, либо в качестве
самолетов с короткой дистанцией разбега, ибо примене-
ние винтов является важным фактором там, где тре-
буются полеты на малых скоростях и короткая дистан-
ция пробега при посадке и взлете. (
Резкое возрастание грузовых перево-
зок. Развитие авиационных перевозок грузов будет
стимулироваться разработкой новых типов самолетов,
турбовинтовых и реактивных, которые благодаря
своему механическому совершенству создадут воз-
можность снижать и дальше стоимость перевозки
грузов.
Выводы. Конечно, погоня за более высокими ско-
ростями является главным стимулом технического про-
гресса авиационного транспорта. Изучение технических
проблем, сопряженных с развитием сверхзвуковых са-
молетов, бесспорно, способствует, пусть косвенно и с не-
которым отставанием во времени, успехам в развитии
всех типов самолетов. Главный фактор такого разви-
тия — расширение познаний как по всем аспектам тех-
нологии самолетостроения, так и в области теории и
практики полета. Примером, подтверждающим сказан-
ное выше, может служить газовая турбина; она была
разработана прежде всего для достижения более высо-
ких скоростей, между тем ныне она используется во
всех новых типах транспортных самолетов, включая и
самые тихоходные, причем именно благодаря газовой
турбине вертолет стал полезнейшей машиной.
332
Прогресс в области авиационных материалов, в ме-
тодах самолетостроения, конструкции двигателей, мето-
дах управления и аэронавигации, посадочных системах,
который стимулировался развитием сверхзвуковых са-
молетов, в той или иной форме найдет свое отражение
во всех самолетах транспортной авиации 1984 года неза-
висимо от их места в диапазоне авиационных скоро^
стей. Частично именно благодаря этому безопасность,
безотказность, эксплуатационная гибкость и экономич-
ность этих машин достигнут весьма высокого уровня,
что в свою очередь обеспечит дальнейшее развитие
авиационного транспорта.
КРИСТОФЕР КОКЕРЕЛЛ, фирма «Хо-
веркрафт дивелопмент лимитед», Ве-
ликобритания
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТРАНСПОРТА
НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ
Если инженер позволит себе вглядеться в элементы
естественного ландшафта — деревья, кустарник, траву,
он заметит, что растения, порождения природы, развит
вавшиеся в течение миллионов лет, не представляют
собой жесткие конструкции, а рассчитаны так, чтобы
гнуться и раскачиваться на ветру. Между тем по чело-
веческим представлениям корабль обязательно жест-
кое и прочное сооружение, способное противостоять тем
силам, которые возникают преимущественно в резуль-
тате его жесткости. Не означает ли это; что из совре-
менной эры «гранитных» конструкций мы должны шаг-
нуть в эпоху конструкционных форм?
Выходя из дома или, скажем, поднимаясь по лест-
нице, человек подчас не может не подумать о том, на-
сколько совершенны механизмы поддержания равнове-
сия человеческого тела и управления им, особенно по
сравнению с примитивностью тряского автобуса, шат-
кого поезда или морского корабля, которого треплет и
бортовая и килевая качка. Не следует ли отсюда, что
одной из технических проблем, которым будет уделено
333
особое внимание в ближайшие двадцать лет, является
проблема систем управления?
И еще прикиньте, сколько всяких деталей насчи-
тывается, скажем, на километровом участке железно-
дорожного пути, или попробуйте подсчитать число две-
рей, колес, рессор, подшипников в современном пасса-
жирском поезде. По мере того как мы приближаемся
к эпохе «кнопочного управления», конструкторам при-
дется все больше заботиться о максимальном снижении
расходов на эксплуатацию и содержание транспортных
средств.
Обо всем этом приходится задумываться конструк-
торам машин на воздушной подушке, именно на этих
направлениях они должны добиться успехов. Создание
машин на воздушной подушке представляет собой по-
пытку расширить сферу применения сухопутного тран-
спорта, приспособив его для движения над неустойчи-
выми поверхностями, например, болотистых грунтов и
воды, включая моря, и по неподготовленным трассам.
Для выполнения такой задачи конструктор должен за-
имствовать технические идеи почти из всех других ви-
дов транспорта, развить их и добавить к ним несколько
собственных.
Что сулит нам развитие транспорта на воздушной
подушке? В ближайшей перспективе — возможность пе-
ревозки большого числа пассажиров и автомобилей че-
рез водные преграды типа проливов Те-Солент или Ла-
Манш со скоростью, в два-пять раз превышающей ско-
рость морского парома. Первые регулярные рейсы будут
организованы, вероятно, через пролив Те-Солент, меж-
ду побережьем Англии и островом Уайт. Это новше-
ство поможет снизить перегрузку транспорта, вызывае-
мую резким увеличением потока пассажиров в летний
период. Паром на воздушной подушке, предназначен
ный для рейсов через Те-Солент, будет вмещать около
25 автомобилей, и вес его с полной нагрузкой достигнет
100 т; ему придется работать на мелководном проливе,
глубина которого 0,6 м и меньше и лишь в отдельных
точках достигает 1,5 м. Эти условия не трудны для су-
дов, в которых используется уже разработанная гибкая
конструкция подвесной системы под корпусом судна,
сочетающей гибкие материалы и воздушную завесу.
Решающее значение для практического успеха повой
334
технической идеи будет иметь прежде всего прочность
всех деталей, составляющих механизмы.
Следующим этапом будет паром на воздушной по-
душке для переправы в направлении Дувр — Кале;
здесь состояние моря и ветры создают трудные эксплу-
атационные условия. Именно на этих линиях мы веро-
ятнее всего сможем проследить постепенную эволюцию
судов на воздушной подушке, как это произошло с тра-
диционными морскими паромами и самолетами.
К 1970 году через Ла-Манш будет ходить паром,
представляющий собой усовершенствованный вариант
солентского парома на воздушной подушке. Двумя-тре-
мя годами позже появится более мощный паром, рас-
считанный на перевозку около 100 автомобилей и ос-
нащенный системами контроля бортовой и килевой
качки, которые обеспечат более спокойные условия пе-
редвижения. Нужно еще очень много потрудиться над
разработкой более эффективных управляемых систем
подвески, систем двигателей и несущей конструкцией
паромов. К 1984 году все эти элементы, весьма веро-
ятно, будут усовершенствованы, результатом чего станет
повышение эффективности машин и снижение эксплу-
атационных расходов, вполне" достаточное для того, что-
бы паром на воздушной подушке стал серьезным кон-
курентом туннеля под Ла-Маншем (если его построят).
Паром на воздушной подушке, рассчитанный на 100
автомобилей, развивающий скорость 70 узлов, заменит
четыре-пять обычных судов-паромов, действующих
на линии Дувр — Кале. Для других линий такой паром
будет слишком велик; однако, опираясь на опыт, на-
копленный при проектировании этой машины, можно
будет решить более трудную задачу — сконструировать
паром меньшей грузоподъемности, но обладающий та-
кими же мореходными качествами и пригодный для
эксплуатации на линиях, обслуживающих меньшее ко-
личество пассажиров.
Если к 1984 году уровень жизни в развитых стра-
нах возрастет вдвое, число людей, имеющих возмож-
ность и желающих совершить заокеанские путешест-
вия, вероятно, увеличится примерно в десять раз. В та-
ких условиях будет поставлена задача — создать океан-
ский лайнер на воздушной подушке, так как обычный
лайнер слишком тихоходен, а авиационный транспорт
335
слишком дорог. Если возникнет реальная потребность
в массовых трансокеанских перевозках, океанское судно
на воздушной подушке будет создано, однако, позднее
1984 года. Как известно, применение ядерной энерге-
тики на морском транспорте должно быть обосновано
экономически. Интересно отметить, что крупнотоннаж-
ное судно на воздушной подушке, оборудованное ядер-
ным реактором с полным биозащитным экранирова-
нием, обеспечивает и повышенную скорость и увели-
ченную протяженность рейсов.
В промышленно развитых странах принцип движе-
ния на воздушной подушке найдет широкое примене-
ние в форме дорожной транспортной машины — авто-
мобиля на воздушной подушке грузоподъемностью от
50 до 250 т, который будет средством скоростного меж-
дугородного транспорта. При скоростях порядка
160 км/ч колесные машины приближаются к пределу
своей эффективности, и замена колес скользящим дви-
жением на воздушной подушке над бетонным дорож-
ным полотном предоставляет большие преимущества.
С переходом от колеса к воздушной подушке практиче-
ский предел скорости движения определяется качест-
вом поверхности и прямизной дорожного полотна,
а также техническим совершенством подвесной системы
автомобиля. Исследования инженеров-дорожников и спе-
циалистов по системам подвески и управления машин
на воздушной подушке показывают, что практический
предел скорости с учетом экономических сображений
достигает, по-видимому, 450—480 км/ч и может быть
еще повышен, а требуемая мощность в пересчете, на
одного пассажира будет примерно в шесть раз меньше
потребляемой самолетом на тех же скоростях.
Бетонные полосы для движения машин на воздуш-
ной подушке, очевидно, потребуется приподнять над
поверхностью земли по соображениям безопасности (и
для того, чтобы помешать мальчишкам швырять на по-
лотно старые велосипеды просто ради удовольствия
поглядеть, что из этого получится). Традиционные ме-
тоды дорожных работ сопряжены с применением руч-
ных пневматических молотков и клиньев. Однако к
1984' году развитие техники и стремление к сниже-
нию эксплуатационных расходов потребуют, видимо,
чтобы дорога покрывалась слоем в несколько сантимет-*
язв
ров соответствующего материала, а скоростная ремонт-
ная машина время от времени «утюжила» полотно. По-
скольку автомобиль на воздушной подушке не касается
дороги, износа полотна не будет.
Учитывая современные достижения в области раз-
вития строительной техники, систем управления, авто-
матической сигнализации, аэродинамики, транспортных
двигателей и машин на воздушных подушках, можно
предположить, что описанный выше тип сухопутной
транспортной машины может быть создан ранее 1984
года.
КАМИЛЬ МАРТЕН, Национальное об-
щество французских железных дорог,
Париж
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ БУДУЩЕГО
Железные дороги, появившиеся в середине XIX века,
сыграли большую роль в промышленной революции; их
вклад в прогресс человечества очень велик. В конце
второй мировой войны многие считали, что железные
дороги постепенно уступят главенство более юным со-
перникам — шоссейным дорогам и авиационному тран-
спорту. Казалось, господство железных дорог уже ото-
шло в прошлое. Весьма скоро, однако (причем в разви-
вающихся странах еще раньше, чем в промышленно
развитых), от такого мнения пришлось отказаться после
тщательного изучения потребностей в транспорте,
оценки достоинств и недостатков всех существующих
видов транспорта, реальных размеров капитальных и
эксплуатационных затрат, а также возможностей ис-
пользования в различных видах транспорта новых тех-
нических усовершенствований.
Железные дороги особенно пригодны для обеспече-
ния массовых перовозокв современных и будущих мас-
штабах. Идет ли речь о максимальной нагрузке во вре-
мя летних и зимних каникул или о ежедневных потоках
пассажиров с сезонными билетами, железные дороги
имеют дело с расчетными единицами порядка 100 тысяч
337
пассажиров, причем для перевозки такой «единицы»
необходимо примерно 100 поездов. А для обеспечения
суточной потребности в грузах большого промышлен-
ного комплекса нужно около 100 грузовых поездов. Не-
которые маршруты сейчас эксплуатируются весьма ин-
тенсивно, и для удовлетворения возросших за послед-
нее время потребностей в перевозках здесь необходимо
новое строительство; в целом, однако, на железных до-
рогах пока нет никаких признаков приближения к тому
пределу технического усовершенствования, достижение
которого ограничило бы преимущества этого вида тран-
спорта и затруднило бы возможность сохранения на
рентабельных маршрутах низкой стоимости перевозок
в расчете на 1 т/км.
Конечно, все виды транспорта способны использо-
вать предоставляемые техническим прогрессом возмож-
ности для увеличения мощности, скорости и экономич-
ности. Однако железные дороги отличаются такими
свойствами, которые позволяют им извлечь из новых
достижений техники особые преимущества.
Конструктивное обособление локомотива от подвиж-
ного состава упрощает конструирование силовой уста-
новки и позволяет использовать различные виды энер-
гии. Паровые машины на угле или жидком топливе,
дизельные двигатели, газовые турбины, электромоторы
постоянного и переменного тока — все эти двигатели
могут быть использованы как средство тяги; а если
ядерная энергия или топливные элементы получат на-
конец широкое промышленное применение, можно не
сомневаться, что железные дороги одними из первых
воспользуются преимуществами этих нововведений.
Наличие рельсового пути придает проблемам дви-
жения на железных дорогах линейный, одномерный ха-
рактер; для безрельсовых повозок и водного транспорта
подобные проблемы решаются в двух, а для самолетов
и ракет — в трех измерениях. Это облегчает управле-
ние движением на железных дорогах и обеспечивает
высокие показатели безопасности и регулярности, при-
сущие рельсовому транспорту.
Наконец, железные дороги представляют собой тех-
нически автономную систему в масштабах не только
государства, но и целого континента. В силу этого здесь
создаются благоприятные возможности для применения
338
тех методов управления и оптимизации, которые назы-
вают кибернетическими.
Япония нашла решение транспортной проблемы в
форме знаменитой линии Токайдо, предназначенной
специально для движения экспрессов на скоростях бо-
лее 200 км!ч\ но на старых линиях сохранены более
медленные поезда. К 1984 году к таким же решениям,
несомненно, придут и в других странах. В Европе но-
вые дороги станут более прямыми и будут иметь более
международный характер, особенно после сооружения
таких связующих звеньев, как туннель через Ла-Манш,
Мессинский мост, новые туннели через Альпы, а
также благодаря решению проблем, связанных с раз-
личной шириной железнодорожной колеи в некоторых
странах.
При строительстве новых скоростных линий на бал-
ласт из щебенки будут укладывать шпалы из пласти-
фицированной древесины или бетона, а на них —не-
прерывные нити стальных рельсов, вибрация которых
будет гаситься. Внешне они почти не будут отличаться
от современных линий. Использование достижений ме-
таллургии и механики грунтов обеспечит устойчивость
эксплуатационных характеристик железнодорожных пу-
тей на период от одной проверки технического состоя-
ния до другой (а проводиться они будут не чаще, чем
через пять лет). Исчезнут все сигнальные устройства.
Кабели, уложенные параллельно путям, будут выпол-
нять функцию волноводов для многочисленных ультра-
коротковолновых каналов связи и обеспечат дистанци-
онный контроль местоположения, скорости и направ-
ления движения поездов, а также телефонную связь
пассажиров .поезда со станциями и с пассажирами дру-
гих поездов, равно как и рабочую связь между главным
диспетчером и машинистом. Впрочем, машинист станет
скорее главным механиком и будет следить за показа-
ниями термометров, виброметров, индикаторов механи-
ческих напряжений и т. д., в случае отклонения от
нормы он должен устранять замеченные неполадки.
Двигатели внутреннего сгорания средней мощности
по-прежнему найдут применение на второстепенных
линиях. Сейчас проводятся эксперименты по примене-
нию в качестве автономного источника тока для элек-
тротяги топливных элементов. Однако сверхлегкая
батарея вот уже сто лет остается несбыточной мечтой,
и топливный элемент, также принадлежащий к химиче-
ским источникам тока, пока будет иметь ограниченное
применение на транспорте в силу крайне низкой мощ-
ности на единицу веса.
Пассажирские вагоны будут иметь обтекаемую фор-
му; пассажиры получат всо мыслимые удобства: рес-
сорная подвеска тележек обеспечит хорошее сцепление
с рельсами при больших ускорениях, стены вагонов
будут иметь отличную звукоизоляцию, пассажиры смо-
гут купить в поезде все, что им нужно. Для одних по-
ездка станет приятным отдыхом, другим она обеспечит
удобную обстановку для работы.
Введение автоматической сцепки в корне изменит
систему перевозки грузов, не столько за счет длины
поездов, сколько благодаря электронной обработке до-
кументов и информации, относящейся к сортировке и
опознаванию вагонов, а также к составу, передвижению
и расцепке поездов. После выписки вагонной накладной
и магнитной маркировки соответствующего вагона бу-
дет выдаваться цепочка кодированной информации,
управляющей выполнением всех операций, необходи-
мых для направления вагона по нужному маршруту, я
все без малейшего вмешательства человека, если но
считать разрешения на отправку вагона с сортировоч-
ной станции или запасных станционных путей и теле-
фонного звонка грузополучателю для извещения его, в
порядке традиционной любезности, о том, что вагон
поступит в его распоряжение через два часа (эта ин-
формация при нормальном ходе дел должна быть еще
ранее передана грузополучателю по телепринту).
В пункте прибытия грузов не будет бессмысленного
перетаскивания вагонов с места на место в течение су-
ток, а то и двух при каждой выгрузке. Такое неразум-
ное расходование средств и времени просто позорно.
Все тяжелые грузы, от минералов до сахарного песка,
будут перевозиться в специальных хопперах, которые
разгружаются за несколько секунд. Все законченные
малогабаритные продукты будут упакованы в контей-
неры или шарнирные тележки, выгрузка которых
займет немного времени. Снизятся потери времени и за-
траты на загрузку сельскохозяйственных продуктов,
штабелируемых полуфабрикатов и сложных машин,
перевозимых на открытых платформах пли в вагонах
с задвижными дверями.
Так будут обслуживаться потребители. Что же
можно сказать о персонале железных дорог? Числен-
ность его снизится, но все же в Европе будет более
миллиона железнодорожников. Их добросовестность, ко-
торая сослужила уже неоценимую и ничем не возме-
стимую службу обществу, будет стимулироваться более
полным участием в общем деле даже самых низших
категорий работников, обеспечением лучших условий
работы и ликвидацией трудоемких, грязных и опасных
работ.
Лопата кочегара, молоток клепальщика, рихтовоч-
ный лом путевого рабочего и расцепной рычаг сцеп-
щика в 1984 году уже не найдут себе применения.
Означает ли это, что железные дороги, какими мы их
знаем, изменятся до неузнаваемости? Отнюдь нет. Из
четырех краеугольных принципов железнодорожного
транспорта: использование энергии пара; сцепление
стального колеса со стальным рельсом; передвижение
вагонов, сцепленных в поезде; применение направляю-
щих устройств, использующих механический контакт,—
последние три по-прежнему будут отличительными при-
знаками железных дорог.
ИОШИРО ВАТАНАБЕ, профессор ин-
женерного факультета университета
Кюсю, Япония
КАКИХ РАЗМЕРОВ ДОСТИГНУТ МОРСКИЕ СУДА?
Говорят, что будущее морского транспорта мало-
перспективно, между тем возможности дальнейшего усо-
вершенствования как количественных, так и качествен-
ных характеристик морских судов очень велики. Общий
тоннаж современного мирового торгового флота пример-
но в два раза больше довоенного, а межконтинентальная
торговля и перевозки продолжают расти из года в год.,
В Японии подсчитано, что к 1970 году общий тоннаж
мирового флота достигнет 170 млн. т.
23 1400
Я41
Усовершенствование современных судов идет в сле-
дующих направлениях: 1) увеличение тоннажа судов;
2) увеличение скорости хода; 3) экономичность обслу-
живания; 4) улучшение навигационных качеств; 5)
удобство и безопасность пассажиров, 6) повышение на-
дежности. Если учесть динамику уже происшедших
изменений, вполне возможно предсказать, какими будут
морские суда.
Судостроение объединяет многие отрасли техники, и
прогресс его всегда был следствием успехов в технике
производства материалов, энергетике и конструкциях
двигателей; кроме того, он обусловлен и социальными
условиями. Иногда перемены в судостроении имели ре-
волюционный характер в результате появления совер-
шенно новых идей в какой-нибудь из связанных с ним
областей техники.
Одна из наиболее современных тенденций судострое-
ния — специализация судов, например строительство
рудовозов и танкеров; эта тенденция будет в дальней-
шем проявляться все более отчетливо и приведет к
тому, что различия между специализированными су-
дами станут резко выраженными. Рудовозы, танкеры и
другие типы судов будут строить все больших разме-
ров — до пределов, допускаемых экономической целе-
сообразностью; что касается увеличения скорости хода,
она будет иметь второстепенное значение. В пассажир-
ских судах главное внимание будет уделено комфорту
и безопасности пассажиров и немногим меньшее — ско-
рости хода.
Размеры судов и материалы, С технической точки
зрения размеры судов лимитируются свойствами суще-
ствующих материалов. Основные требования к мате-
риалам в судостроении сводятся к тому, что они долж-
ны быть прочны, жестки, доступны в больших количе-
ствах и дешевы. На сегодня единственным материалом,
удовлетворяющим всем этим требованиям, является
сталь. Одним из показателей оценки строительных ка-
честв материала является удельная прочность; даже для
стальных судов при использовании только обычной ма-
лоуглеродистой стали максимальные размеры их огра-
ничены. С довоенных лет размеры танкера возросли с
10 тыс. т до 100 тыс. т. Крупнейшее японское судно
«Ниссо-мару» при максимальной толщине стального ли-
342
ста 40 мм имеет грузоподъемность 132 тыс. т (водоиз-
мещение 163 367 г).
После недавнего смягчения классификационных пра-
вил разрешено применение облегченных конструкций,
однако максимальная грузоподъемность судна из мяг-
кой стали никогда не превысит 150 тыс. т.
Для судов более крупных размеров потребуются спе-
циальные стали. В настоящее время иногда применяет-
ся (хотя не особенно широко ввиду высокой стоимости)
сталь с пределом прочности на разрыв 60 кг/мм2. Разра-
батываются стали прочностью 70 и 80 кг!мм2. Устойчи-
вость конструкций против коробления и провеса харак-
теризуется жесткостью материала, а жесткость спе-
циальных сталей остается на уровне мягкой товарной
стали. Поэтому в будущем потребуется новый судо-
строительный материал повышенной жесткости или но-
вые типы конструкций.
Алюминий благодаря своей высокой удельной проч-
ности будет широко применяться для палубных над-
строек и аналогичных конструкций, но не для изготов-
ления корпусов больших судов, поскольку он дорог и
производство его ограниченно.
Считается, что крупные суда более выгодны. В дей-
ствительности преимущества крупных судов достигают
максимума при грузоподъемности порядка 90 тыс. т.
Здесь нужно также учитывать затруднения, связанные
с глубинами акваторий портов, размещением больших
судов у причалов и т. п. Данные об оптимальных разме-
рах и величинах мощности на валу для современного
танкера в зависимости от глубины его осадки по ма-
териалам исследований, проведенных фирмой «Мицу-
биси», приведены на фиг. 1. В целом разумно принять
в качестве показателя максимальных размеров судна
для перевозки наливных или сыпучих грузов грузо-
подъемность 200 тыс. т.
Мощность и скорость. Наше время называют эпохой
революции в энергетике. Для современных судов глав-
ным источником энергии служит нефть. Появилась ядер-
ная энергия, однако система ядерный реактор — паро-
вая турбина имеет низкий к. п. д., и, если не будет раз-
работан более эффективный и безопасный метод ее
использования, применение ядерной энергии для
23*
343
Qcafaa (м)
Фиг. 1. Зависимость оптимальных размеров и мощности дви-
гателя танкера от глубины осадки.
коммерческих судов в ближайшем будущем окажется
невыгодным.
Нефть широко используется ныне в энергетических
системах паровой котел — турбина и дизельных двига-
телях. Применение более высоких давлений и темпера-
туры пара, во-первых, и достижение более высоких зна-
чений среднего индикаторного давления и наддува в
дизелях, во-вторых, обеспечат сокращение габаритов и
снижение веса двигателя при неизменной мощности
(габариты и вес дизелей снизились вдвое по сравнению
с довоенными). Соответственно возрастет полезная вме-
стимость судна, что в сочетании с уменьшением веса
корпуса судна и усовершенствованием его формы (буль-
бовидный нос) обеспечит увеличение грузоподъемности
и скорости. На фиг. 2 показаны изменения отношения
полной грузоподъемности к водоизмещению за послед-
544
Фиг, 2. Изменение отношения полной грузоподъемности к
водоизмещению за период с 1937 по 1963 год.
Грузоподъемность (т)
Фиг. 3. Экономические скорости современных танкеров в
зависимости от грузоподъемности,
ние годы, а на фиг. 3 — экономические скорости совре-
менных танкеров. Из последнего графика явствует, что
скорости больших судов для наливных и сыпучих гру-
зов в будущем не достигнут сколько-нибудь значи-
тельных величин, оставаясь, вероятно, в пределах
20 узлов.
Максимальная скорость хода современных сухогруз-
ных судов равна примерно 20 узлам; в будущем она
может увеличиться до 30. Вероятно, такие суда посте-
пенно будут вытеснены грузовой авиацией. Пассажир-
ские суда станут использовать только для увеселитель-
ных и туристских круизов; максимальная скорость их
достигнет 40 узлов. С совершенно другим порядком ско-
ростей мы встретимся в паромных перевозках на ко-
роткие дистанции; для этих целей будут созданы суда
на подводных крыльях, на воздушной подушке и дру-
гие, рассчитанные в основном на скорость порядка
80—90 узлов.
Приспособления против качки. Комфорт и безопас-
ность пассажиров требуют, в особенности на больших
судах, обеспечения маневренности и максимального
уменьшения бортовой и килевой качки. Для этого пред-
ложены различные устройства и приспособления, на-
пример водяные тормоза для прекращения поступа-
тельного движения судна, стабилизирующие кили и
цистерны и т. п. Сейчас они не получили широкого
применения из-за увеличения стоимости и излишнего
отягощения судна, но в будущем эти и другие устройства
будут монтировать как на грузовых, так и на пассажир-
ских судах. Все устройства для подъема и перемещения
грузов будут убраны с судов и размещены в портах.
Автоматическое управление. Из общей суммы рас-
ходов на эксплуатацию судна около 15% составляют
затраты на содержание экипажа. Сейчас на судах, как
и на различных промышленных предприятиях, устанав-
ливают различные автоматические устройства дистан-
ционного управления. На одном грузовом судне, недав-
но построенном в Японии, для управления главным и
вспомогательными двигателями используют электрон-
но-вычислительные устройства. Они установлены в
центральной рубке, откуда работу двигателей может
контролировать любой член экипажа. В будущем ожи-
дают более широкого применения вычислительных
346
устройств непрерывного действия и для вычислений по
требованию. Первые предназначены для непрерывного
контроля и управления судовыми двигателями, а также
предупреждения о возможности столкновения; к услу-
гам вторых будут прибегать по мере необходимости, на-
пример при определении местоположения корабля или
для ослабления качки.
В судостроительной промышленности все эти про-
блемы сейчас изучаются — перспективы их решения
весьма благоприятны. Когда освоят все перечисленные
усовершенствования, для успешного и безопасного пла-
вания будет вполне достаточно менее одной трети чис-
ленности современных экипажей.
Все прогнозы, данные мной в этой статье, основаны
на экстраполяции современных данных, хотя, возмож-
но, кое-кто сочтет их несколько консервативными.
Сводный перечень предполагаемых достижений
Область, где ожи- даются изменения Технические аспекты Новые возможности
1. Революция в информацион- ной технике: рез- кое увеличение производитель- ности вычисли- тельных ма- шин и систем связи, широкое использование электронных ус- тройств для хра- нения и поиска информации Вычислительные машины становятся еще более быстродей- ствующими; упроща- ется ввод и вывод информации. Вычислительные машины объединя- ются в националь- ные системы, а со временем — в миро- вую вычислитель- ную сеть. Информация (в цифровом коде) пе- редается по сети вы- числительных машин. Для передачи ин- формации использу- ются миллиметровые радиоволны, лазеры и спутники связи Видеотелефонная связь. Домашние установ- ки для чтения книг и газет; при наборе опре- деленного номера стра- ницы книги проециру- ются на специальном экране. Всемирная служба погоды и предупрежде- ния о стихийных бед- ствиях с использовани- ем спутников связи.
2. Новые до- стижения в био- логии. Изучены живые организмы и челове- ческий мозг. Найдены спосо- бы воздействия на генетическую струк- туру. Изучены процес- сы старения. „Биохимические ма- шины" для производст- ва продуктов питания, преобразования энергии, производства химикалиев и хранения информации. Изменение наслед- ственных признаков в клетках. Оптимальные тех- нические системы уп- равления, построенные путем моделирования биологических систем. Пересадка органов и широкое использова- ние искусственных ор- ганов и конечностей. Воздействие на раз- вивающийся мозг. Победа над вирус- ными и сердечно-сосу- дистыми заболеваниями и раком.
348
НИГЕЛЬ КОЛДЕР,
издатель журнала «Нью сайнтист», Великобритания
науки и техники по материалам, приведенным в книге
Что это даст каждому человеку Социальные аспекты Глобальные аспекты
Свободный доступ к информации (домаш- ние хранилища инфор- мации?) Контроль со сторо- ны вычислительной ма- шины, выполняющей функции администри- рования. Использование те- левизионных каналов вместо деловых поездок. „Ликвидация** традиционных биб- лиотек, профессий конторских служа- щих и машинисток. Широкое исполь- зование вычисли- тельных машин во всех областях чело- веческой деятельно- сти. Расширение ме- стного радиовеща- ния. Исчезновение привычного вида га- зет? Своевремен- ная передача со- общений во все точки земного ша- ра. Автоматичес- кий перевод с од- ного языка на другой. Крупные ка- питаловложения в средства связи.
Продление жизни.
Успешное лечение
психических заболева-
ний.
Торможение процес-
сов старения или „ме-
дикаментозное сущест-
вование*?
Потеря индивиду-
альных качеств в ре-
зультате хирургиче-
ского вмешательства.
Лучшее понима-
ние поведения чело-
века.
Потребность в
моральных критери-
ях при биологичес-
ких исследованиях.
Опасность, что
органы, допускаю-
щие пересадку, бу-
дут похищаться на-
сильственным путем.
Опасность ис-
кусственного уп-
равления разумом.
Изучение
всей сложности
живых систем.
Увеличение
производства про-
дуктов питания.
349
Область, где ожи- даются изменения Технические аспекты Новые возможности
3. Начало экс- плуатации миро- вого океана. Искусственное выращивание и пе- реселение рыбы. Концентраторы для искусственного образования косяков рыбы. Траление на средних глубинах. Работы на мор- ском дне на глуби- нах до 1000 м. Промышленная добыча минералов из морской воды И СО ' дна океанов. Использование но- вых источников белко- вых веществ (кальмары, морской окунь, антаркти- ческий криль). Управление пого- дой и климатом нагре- ванием или охлаждени- ем морской воды.
4. Освоение новых источни- ков энергии. Резкое увеличе- ние к. п. д. энергети- ческих установок (в том числе благодаря использованию маг- нитогидродинами- ческих методов). Широкое исполь- зование топливных элементов (как в ка- честве небольших источников энергии, так и для хранения энергии). Увеличение ис- пользования ядерной энергии. Эксперименталь- ные энергетические установки на основе ядерного синтеза. „Подвижность" про- мышленности. Крупные установ- ки для опреснения морс- кой воды.
Продолжение
Что это даст каждому человеку Социальные аспекты Глобальные аспекты
Для многих — но- вые жизненные пути. Улучшение при- брежных зон отдыха и морских портов. Дно океанов становится собст- венностью ООН? Проведение опытов по управ- лению климатом под надзором ООН?
Домашние энергети- ческие установки на топливных элементах. Топливные элемен- ты — источники энергии для автомобилей. Децентрализация энергетических ус- тановок. Бесшумное улич- ное движение. Заселение районов с недо- статком воды и обычных источ- ников энергии.
Содержание
Предисловие ................................5
1. БУДУЩЕЕ НАУКИ
Наука. О. Хелмер ............... 19
Мир ученого. Ф. Пресс.....................29
Ученый и общество. 4. Раби................32
Учиться всю жизнь. Б. Боуден..............35
Бессмертие или самосожжение? Д. Кинг-Хили ... 37
Лучше понимать силы природы. Д. Кокрофт .... 40
Динамические системы в физике и биологии. Н. Винер 43
2. КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Космос. Р. Симеиз................................47
Новая физика и астрономия. Ф. Хойл...............57
О Человеке и Галактике. Ф. Хойл...................59
Задача научных исследований в космосе. X. Мэсси . . 64
Роль средств связи в исследовании космоса. Д. Гросс 68
3. СРЕДСТВА СВЯЗИ
Связь. Д. Пирс......................................73
Связь в 2000 году. К. Штейнбух ....... . . 84
Децентрализация с помощью дальней радиотелевизион-
ной связи. Д. Клэр ............... 92
Массовые средства связи в 1984 году. Д. Бэрри ... 95
4. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Автоматика. Г. Озбекхан ...... ...... 98
Идеальная вычислительная машина. Л. Бурнонвилъ . 116
Прощай, канцелярия! А. Сэмюэль . . ,............120
б. ЭНЕРГЕТИКА БУДУЩЕГО
Энергия. А. Кэмбл..................................126
Энергетика будущего на нашей планете. Г. Хартли . . 138
Новые источники электроэнергии. Я. Фэллз ..... 144
352
6. НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Материалы. У. Свагер.............................. . 150
Создание необходимых материалов. Р. Смит . . . .161
Работая с новыми материалами... Д. Пирсон .... 165
Сверхпрочные стали для широкого применения. В. Дак-
ворт ...............................................170
Быстродействующие автоматизированные предприятия.
П. Бевье............................................175
7. ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ
Руды — европейская проблема. Z7. Лафитт............180
Цена воды. М. Батисс................................183
Новое равновесие между человеком и природой.
Ф. Бурльер..........................................187
Упорядочить использование земли. Э. Николъсон . . 191
Богатые уловы из океанов. А. Харди................194
Глубоко в море. Э. Линк.............................197
Взгляд с берега вдаль. Р, Ревель....................199
8. ПОГОДА И КЛИМАТ
Неуклонный прогресс техники для составления ме-
теорологических прогнозов. Г. Саттон...................209
Всемирная система метеорологических спутников.
Ф. Сингер...........................................213
Метеорология и человеческая деятельность. Д. Девис 218
9. НОВОЕ В ХИМИИ
Господство гигантских молекул. Д. Натта................223
Изобилие нефтепродуктов. X. Слотбум.................226
Химия и живые организмы. К, Ямада...................230
10. МЕДИЦИНА И БИОЛОГИЯ.
Медицина и будущее общество. С. Лессе, У. Вулф . . 233
Увеличить продолжительность жизни! Д. Чарлз . . . 238
Три великие проблемы. Ч. Доддс.........................242
Производство тканевых культур. Н. Митчисон . . . 244
Изменение наследственности клеток. Д. Вил .... 247
Беспредельные возможности бионики. Р. Кенеди . . . 250
Изолированный клеточный механизм. Р. Браун . . . 253
11. НАСЕЛЕНИЕ
Проблемы народонаселения. Р. Ревель....................258
353
12. ПИТАНИЕ И СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
Пища. Р. Эйрес..................................... . 274
Борьба продолжается. Б. Сен.......................287
Сельское хозяйство — индустрия, основанная на науке.
У. Слейтер . ............., ......................291
Берегитесь недоедания среди изобилия. Д. Юдкин . ♦ 295
13. ГОРОДА И ЖИЛИЩА БУДУЩЕГО
Стабильность и борьба. Р. Гласс ......... 298
Наш дом в будущем. Э. Картер 302
Робот у вас дома. М. Трине.................... . . 306
14. ТРАНСПОРТ БУДУЩЕГО
Транспорт. Г. Буладон.................................310
Авиационные путешествия в 1984 году. И. Сатр . . . 328
Перспективы развития транспорта па воздушной по-
душке. К» Кокерелл.............................. 333
Железные дороги будущего. К. Мартен...............337
Каких размеров достигнут морские суда? И. Ватанабе 341
Сводный перечень предполагаемых достижений науки и
техники по материалам, приведенным в книге. Н. Колдер 348
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Сборник статей
Редактор Т. И Шилейко
Художник В. Сухомлинов
Художественный редактор Ю. Л. Максимов
Технический редактор А. Г. Резоухова
Корректор И, П. Максимова
Сдано в производство 9/VIII 1968 г.
Подписано к печати 17/1 1969 г.
Бумага №2 84X108V82 = 5,57 бум. л.
18,69 усл. печ. л. Уч.-изд. л. 17,84.
Изд. № 12/4888. Цена 84 коп. Зак. 1400
Темплан 1968 г. изд-ва «Мир», пор. № 235
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР»
Москва, 1-й Рижский пер., 2
Ленинградская типография № 2
имени Евг. Соколовой Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров
СССР. Измайловский пр., 29
СЛЕДИТЕ ЗА НОВИНКАМИ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ!
В 1969 году
в издательстве «Мир» выйдут
следующие книги:
Дж. Лилли «МИР ДЕЛЬФИНА»
Р. М у р «НИЛЬС БОР - ЧЕЛОВЕК И УЧЕНЫЙ»
М. Р а г о и «ГОРОДА БУДУЩЕГО»
Г. Рей «ЗВЕЗДЫ»
Д. У о т с о н «ДВОЙНАЯ СПИРАЛЬ»
С. Р о у з «ХИМИЯ ЖИЗНИ»
А. Реньи «ДИАЛОГИ О МАТЕМАТИКЕ»
М. И а м и а с «НАУКА И ОБОРОНА»
84 коп.