Развитие цивилизации по экспоненциальному закону

Развитие цивилизации по экспоненциальному закону

Сегодня мы, не задумываясь, отправляемся на воскресную прогулку за город в автомобиле с двигателем мощностью 200 лошадиных сил. Но на протяжении почти всей эволюции человечества в распоряжении среднестатистического человека находилось гораздо меньше энергии.

В давние времена основным источником энергии была сила наших рук, составляющая примерно одну восьмую лошадиной. Люди странствовали по земле небольшими группами, охотились и собирали пищу во многом так же, как стайные животные, пользуясь одной только энергией своих мышц. Ситуация с энергией начала меняться лишь в последние 100 000 лет. С изобретением ручных инструментов люди получили возможность усилить мощность собственных конечностей. Копья прибавили силы рукам, дубинки — кулакам, ножи — челюстям. В этот период энергия, вырабатываемая человеком, удвоилась, составив примерно четверть от лошадиной.

По прошествии примерно 10 000 лет энергия, вырабатываемая человеком, снова увеличилась в два раза. Основной причиной этих перемен стал, вероятно, конец ледникового периода, который затормозил развитие человечества на тысячи лет.

Человеческое общество, на протяжении сотен тысяч лет состоявшее из небольших групп охотников и собирателей, заметно изменилось с открытием земледелия вскоре после таяния ледников. Кочующие группы, которым больше было незачем преследовать добычу на равнинах и в лесах, образовывали небольшие поселения там, где урожай можно было собирать круглый год. После таяния ледникового щита стало возможным одомашнивание таких животных, как лошади и буйволы, и мощность энергии, доступной человеку, выросла примерно до одной лошадиной силы.

Вместе с расслоением земледельческого общества появилось и разделение труда, постепенно в обществе произошли важные изменения: переход к рабовладельческому строю. Это означало, что один человек, рабовладелец, мог распоряжаться энергией сотен рабов. Этот внезапный рост энергии спровоцировал нечеловеческую жестокость и вместе с тем способствовал появлению первых настоящих городов, правители которых приказывали своим рабам управлять примитивными подъемниками, рычагами и блоками, воздвигая крепости и памятники для господ. Благодаря этому росту энергии в пустынях и лесах вырастали храмы, башни, пирамиды, огромные города.

С энергетической точки зрения на протяжении почти 99,99 % времени существования человечества на Земле технологический уровень нашего вида был всего на шаг впереди по отношению к животным. Лишь в последние несколько столетий людям стала доступна мощность, превышающая одну лошадиную силу.

Несомненные перемены пришли с началом промышленной революции. Открытие Ньютоном законов всемирного тяготения и движения позволило свести механику к ряду четко определенных уравнений. Таким образом, классическая теория силы тяготения Ньютона в каком-то смысле проложила путь для современной теории машин и механизмов. Благодаря этому в XIX в. стало возможным широкое распространение паровых двигателей; применение пара позволило среднестатистическому человеку управлять энергией мощностью десятки и сотни лошадиных сил. К примеру, появление железных дорог способствовало освоению целых материков, паровым судам обязана своим развитием современная международная торговля. Источником энергии и для того, и для другого служил пар, подогреваемый с помощью угля.

Человечеству понадобилось более 10 000 лет, чтобы создать современную цивилизацию не только на территории Европы. При наличии паровых, а позднее и работающих на жидком топливе двигателей в США в течение одного столетия прошла индустриализация. Таким образом, управление всего одной фундаментальной силой природы существенно увеличило энергию, доступную человеку, и необратимо изменило общество.

К концу XIX в. изучение Максвеллом силы электромагнитного взаимодействия вновь произвело революцию в использовании энергии. Электромагнитная сила сделала возможной электрификацию наших городов и домов, экспоненциально повысила универсальность и мощность наших машин. Паровые двигатели были заменены мощными генераторами.

В последние 50 лет открытие силы ядерного взаимодействия в миллион раз увеличило энергию, доступную одному человеку. Так как энергия химических реакций измеряется в электронвольтах, а энергия расщепления и слияния — в миллионах электронвольт, у нас появилась возможность пользоваться мощностью, увеличившейся в миллион раз.

Анализ исторического изменения потребностей человека в энергии наглядно свидетельствует о том, что на протяжении всего 0,01 % времени нашего существования мы пользуемся энергией, по уровню значительно превосходящей энергию, доступную животным. Тем не менее всего за несколько столетий мы сумели высвободить огромное количество энергии электромагнитного и ядерного взаимодействия. А теперь оставим в покое прошлое и поговорим о будущем, пользуясь теми же методами, чтобы понять, в какой момент мы сможем управлять суперсилой.