Физика окружающей среды - Александр Рыженков

Александр Рыженков

Физика окружающей среды

Учебное пособие

Рецензенты:

доктор с.-х. наук Г. В. Стадницкий,

канд. физ. – мат. наук А. И. Крупный

© А. П. Рыженков, 2018

© Издательство «Прометей», 2018

Предисловие редактора

Диалектика научно-технического прогресса на современном этапе такова, что чем быстрее человечество (или какая-то группа его) хочет получить больше комфорта, используя и преобразуя природу, тем сильнее проявляются побочные или непредусмотренные, или отдаленные негативные последствия. Природе наносится вред, часто непоправимый. И поскольку человек – часть природы, то тем самым научно-технический прогресс из первоначально задуманного добра превращается и для человека в свою противоположность – зло. Прогресс требует жертв.

Так что же, назад к природе? Или, как в движении луддитов – если введение машин ухудшило положение рабочего, то ломай их машины? Не строить атомных электростанций, не производить новых химических веществ, не пользоваться минеральными удобрениями, не проводить мелиорации и т. п.?

Помочь студенту ВУЗа найти пути к ответу позволяет предлагаемая книга. Автор – специалист в области термодинамики органических кристаллов раньше, вероятно, относился к экологическим проблемам «как все». Последние 30 лет он серьезно занимается вопросами образования в области окружающей среды. Специальная подготовка и получение уникальной в наши дни специальности «инженер-эколог» дали автору возможность не только страстно, но и профессионально бороться за правильное отношение к природе. Значение этой деятельности трудно переоценить. Предлагаемая читателю книга является закономерным этапом в этой работе. Насколько нам известно, учебное пособие под таким на званием выходит впервые. После внимательного чтения книги можно сделать несколько определенных выводов.

Во-первых, экологические проблемы достигли такой остроты, что, не повлияй на них сейчас, они способны привести человечестве к гибели. Наверное, экологическая опасность в 80-х годах нашего века действительно является второй после ядерной опасности, и, во всяком случае, ее проблемы острее в нашей стране, чем проблемы продовольственная, национальная, социально-бытовая и другие, которые последнее время нас очень тревожат.

Во-вторых, экологические проблемы планеты не решить в рамках одной или нескольких стран, даже самых крупных и мощных, и даже в рамках объединения всех стран одной социально-экономической системы из-за их глобальности и дороговизны проектов по их решению. Мы медленно начинаем привыкать к новой формулировке о приоритете общечеловеческих ценностей, в частности ценности человеческой жизни, перед ценностями отдельных групп человечества. Пока непривычно звучит, что общечеловеческие интересы даже выше классовых, хотя мы ни в коей мере не откажемся от классового диалектического подхода к явлениям действительности.

В-третьих, экологические вопросы глубже узкопрофессиональных, и могут вступить с ними в противоречие. Их невозможно решить по наитию, «чутьем». Необходима специальная подготовка всех специалистов по экологии, чтобы не повторять трагедий Арала и Байкала и подобных. А ведь те, кто губил Арал и Байкал, наверняка руководствовались благими намерениями (по крайней мере, внешне), и инженерные решения, направленные на получение сиюминутной выгоды, били в основном скорее всего верными. Но этого оказалось мало. Во время ли мы спохватились?

Книга читается с интересом, будучи написана живым языком, в ряде мест используются неожиданные образы и обороты, а сквозь всю книгу проходит мысль о необходимости физического обоснования экологических проблем. Наверное, можно сделать упрек автору, что в ряде мест строгость изложения сделала уступку наглядности, доступности. Мы против такого упрека. Такая уступка действительно есть и служит значительно большей убедительности повествования. Что же касается, общего научного уровня пособия, то он примерно соответствует курсу общей физики ВУЗа. Книга заставляет задуматься о тех вещах, о которых мы зачастую думаем отнюдь не в связи с физикой. Один из параграфов гласит: «Физика очистных аппаратов» (?!). Как?! Ни в одной голове против воли возникнет легкое недоумение (Что? Физика и… простите, канализация???). Неожиданно к нам в житейский комфорт придвигается вопрос передвижения материков. Далеко не безобидным для жизни на Земле оказываете лак «Прелесть» для укладки волос красавиц и другие «аэрозоли» (кстати, оказывается с точки зрения физики вовсе не аэрозолями). Еще раз оказывается, что физика жить не может без химии, биологии, географии и других наук.

Наверняка можно отыскать проблемы экологии, которые в книге не затронуты. Наверняка через несколько лет часть материала окажется устаревшей и обязательно возникнут новые вопросы. Это ставит перед автором задачу не бросать разработку проблемы с выходом данной книги. Много лет назад за некоторые мысли автора можно было бы и наказать (не по-сталински, так по-брежневски). А сейчас жизнь меняется так динамично, что эти мысли стали не только «разрешены», но необходимы. С этой точки зрения книга, которая вряд ли бы вышла до 1985 г., является пусть скромным, но вкладом в перестройку. Книгу с пользой для себя прочтут не только студенты педвузов, но и широкий круг читателей.

Введение

Экологизация учебных дисциплин, рекомендованная Тбилисским (1977), Московским (1987) и Рио-де-Жанейро (1992) конгрессами по образованию в области окружающей среды, является частью мировой стратеги по развитию образования. Эта книга лишь часть в решении экологических проблем через изучение физики в школе и ВУЗе.

Воздействие человека на природу стало опасным не только из-за деградации окружающей среды, но, может быть, в большей степени из-за деформации ценностей, так как в оценке своих взаимоотношений с природой люди скорее склонны изменять природу, чем свои представления о цивилизации.

В таких условиях возникла необходимость в новом типе естественнонаучного знания, т. е. знания о той среде, в процессы которой включен человек и которая должна изображаться и изучаться вместе с человеком. К такому типу знаний относится формирование комплексов научного знания (академик П. М. Федосеев), включающих общественные, естественные и технические дисциплины, призванные служить теоретической основой для планирования, организации и осуществления практической деятельности.

Примером такого комплекса является социальная экология. Интеграция естественнонаучных и технических дисциплин с общественными науками происходит на основе экологизации тех и других и отражает новое явление – гуманизацию естественных и технических наук.

Идея о гуманизации естественных и технических наук была выдвинута достаточно давно, но стала привлекать к себе внимание и получила поддержку только в последнее время. Идея эта возникла в связи с том, что развитие цивилизации способствует изоляция человека от природной среды. Жизнь человека проходит все в большей степени в искусственной среде техногенных ландшафтов, искусственных материалов и даже искусственно созданных эмоций. В этих условиях искусственная среда стала преобладать как объект изучения над естественной.

В изучении физики идея о гуманизации означает возвращение физики к изучению ее главного объекта – природы, так как в последние четыре десятилетия произошло заметное смещение физики к изучению объектов искусственной среды. Физика как бы отделилась от явлений в естественной среде и в том числе от человека.

Вследствие отделения наблюдателя от изучаемого объекта и фактов физика добилась успехов, но сама стала плохо контролируемой. Пример этого – трудности контроля над военной ядерной техникой, ядерной энергетикой и информационными технологиями.

Такое удаление физики от естественной среды как объекта исследования и изучения сложилось под влиянием потребительского характера современной технологии.

Экологизация и гуманизация физики, химии, биологии, технических дисциплин важны в двух аспектах: с одной стороны, это возвратит естественнонаучные дисциплины к изучению природы и взаимодействию ее с человеком; с другой – это основа для формирования экологической культуры и принципиально новой технологической политики рационального и разумного природопользования.

Эта книга вводит экологическое содержание в изучение физики как важный целевой и прикладной аспект. Материал предполагается использовать при изучении всех разделов физики от механики до ядерной физики, а также при разработке специальных и факультативных курсов.

Глава I. Глобальные экологические проблемы

Природа доставит нам всяческие блага, если мы воздадим ей должные почести; на нас карает лишь тогда, когда мы отвернувшись от нее, мы начинаем кощунственно курить фимиам идолам, возведенным нашим воображением на принадлежащий ей трон.