Российская Экологическая Академия

Новости научной секции «Инженерная и промышленная экология» РЭА

Подробности: 27.12.2021. 19:55

 

В 2021 году член-корреспондентом РЭА, членом научной секции «Инженерная и промышленная экология» Соломатиным Александром Николаевичем опубликованы статьи, посвящённые энтропийному подходу к проблемам устойчивого развития.

Обеспечение устойчивого развития рассмотрено с позиций теории энтропии. Предложены различные направления борьбы с ростом энтропии, формально определены необходимые условия устойчивого развития, анализируются технологические, экономические, экологические и управленческие аспекты противодействия росту энтропии.

Эти исследования соответствуют определённым РЭА приоритетным направлениям в экологии и природопользовании.

 

  • Соломатин А.Н. Энтропийный подход к проблемам устойчивого развития и экологические проблемы // Образование-2030. Учиться. Пробовать. Действовать // Сб. статей VII Всеросс. конф. по экологическому образованию. – М.: Неправит.экологический фонд им. В.И. Вернадского, 2021. – С. 248–252. URL: http://www.vernadsky.ru/files/VKO2021/sbornik_statey_vkeo.pdf.
  • Solomatin A.N. Entropic Approach to Sustainable Development Issues // Thirteenth International Conference Management of Large-Scale System Development (MLSD) / Moscow (September 2020). IEEE Conference Publications, IEEE Xplore Digital Library. URL: https://doi.org/1109/MLSD49919.2020.9247737.

 

Важнейшим общенаучным понятием является энтропия – мера внутренней неупорядоченности и дезорганизации в любых системах. Негативным свойством энтропии является то, что убывание энтропии любой системы (например, развитие планетарной цивилизации) неминуемо вызывает рост энтропии во внешней среде этой системы (в данном случае – в природной среде). Поэтому глобальные проблемы устойчивого развития можно рассматривать как следствие роста энтропии в системе «планета Земля» – за счёт изъятия природных ресурсов (уменьшение негэнтропии) и выбросов в среду загрязнений (увеличение энтропии).

Вся история цивилизации представляет собой непрерывную борьбу с энтропией, при этом прежние основные способы решения энтропийных проблем (захватнические войны и освоение новых территорий) уже невозможны. Остаётся переход к «трехмерной» модели внешней среды с освоением космоса, Мирового океана и подземного пространства.

В целом можно выделить следующие направления борьбы с энтропией (примеры – в скобках):

  • уменьшение продукции энтропии и увеличение продукции негэнтропии в системе («экономика знаний», безотходное производство);
  • уменьшение экспорта/увеличение импорта негэнтропии (природные ресурсы, капиталы);
  • уменьшение импорта/увеличение экспорта энтропии (вредные производства, нелегальная миграция);
  • объединение системы с другими системами (создание империй, монополии, союзы);
  • увеличение открытости системы (глобализация, развитие Интернета);
  • уменьшение размера и сложности системы (концепция «золотого миллиарда», войны);
  • увеличение размеров среды системы (ранее освоение новых территорий, освоение космоса);
  • улучшение управления системой (стратегическое управление, развитие ИТ).

Были рассмотрены некоторые аспекты предотвращения роста энтропии – технологические, экономические, экологические и управленческие.

По Шредингеру, человек использует в своей деятельности не вещество и энергию как таковые, а только их определённые полезные свойства, содержащуюся в них информацию. А поскольку материя неисчерпаема, то и ресурсы на планете не ограничены с точки зрения наличия информации, негэнтропии. Это определяет важнейшую роль науки и технологий, позволяющих превращать ранее бесполезную материю и отходы производства в полезные ресурсы.

Были формализованы необходимые условия устойчивого развития глобальной системы: с течением времени суммарная полезность ресурсов каждого типа (с учётом взаимозамещения – например, дрова, уголь, газ для энергетики) не убывает, а суммарная вредность загрязнений каждого типа не возрастает. Идеалом, пределом развития являются природные трофические цепи, где всё является полезными ресурсами для различных организмов, а загрязнения отсутствуют.

В современном обществе потребления основным средством извлечения прибыли для компаний является увеличение доходов за счёт роста продаж. Ориентация на неограниченный рост и стимулирование спроса являются важнейшей причиной роста глобальной энтропии, когда происходит одновременное увеличение потребляемых ресурсов и производимых загрязнений.

Сложность экологических проблем связана с многоплановой ролью природной среды для цивилизации: она одновременно является средой обитания, источником ресурсов, производственной средой и полигоном для отходов. Метафорой будет проживание в комнате, которая также является складом, мастерской и свалкой.

Определённые ограничения на возможность устойчивого развития накладывают некоторые результаты системных наук: в сложных системах не всякая поставленная цель развития реально достижима вследствие нелинейности, наличия точек бифуркации, аттракторов, режимов с обострением, каналов развития. Наконец, сложность систем всех уровней, видимо, уже превысила пределы закона необходимого разнообразия Эшби, по которому для успешного управления разнообразие субъекта управления должно быть не меньше разнообразия объекта; отсюда следует особая роль ИТ и искусственного интеллекта, позволяющих увеличивать разнообразие субъектов.

В целом научно-технический прогресс и переход к «трехмерной» модели окружающей среды позволяют дать положительный ответ на возможность устойчивого развития. С другой стороны, ограничениями являются существующая модель экономического развития и специфические особенности сложных систем.