В поисках энергии. Ресурсные войны, новые технологии и будущее энергетики - Дэниел Ергин

Вскоре после той встречи на платформе фон Нейман, воспользовавшись влиянием, которое он имел как ведущий научный советник министерства обороны, приобщился к проекту создания вычислительной машины. К июню 1945 г. он написал 101-страничную работу, которая стала «технологической основой для мировой вычислительной индустрии». Затем фон Нейман приступил к проектированию и созданию опытного образца вычислительной машины в Институте перспективных исследований.

Но где использовать этот новый инструмент? Фон Нейман выделил «первую большую научную тему», при работе над которой он хотел бы использовать новые вычислительные возможности, – «феномен турбулентности», или, проще говоря, прогнозирование погоды. Он понимал, что моделирование ядерных взрывов и составление прогнозов погоды во многом схоже – и то, и другое были нелинейными задачами гидродинамики, в процессе работы над которыми необходимо выполнять огромные объемы вычислений с молниеносной скоростью29.

Сложность погоды обуславливала потребность в скрупулезном математическом анализе, который фон Нейман обожал и который был возможен только при использовании вычислительной машины. Стратегическая важность вопроса делала его безотлагательным. Он опасался, что Советский Союз научится изменять погоду и развяжет «климатологическую войну» против США.

Стремясь получить финансирование для своего проекта по созданию вычислительной машины и для исследования климата, он подчеркивал, что скоростные вычисления «позволят составлять прогнозы погоды на неделю или даже больше». Впоследствии он руководил проектом по созданию машины MANIAC (математический анализатор, числовой интегратор и компьютер). Газета The New York Times назвала ее «гигантским электронным мозгом»30.

К 1948 г. реализация проекта «Цифровая метеорология» уже шла полным ходом. Поиском математических формул, которые позволяли связать моделирование климата с новыми вычислительными возможностями, ведал Джул Чарни, математик и метеоролог. Он и его специалисты представляли законы физики, определяющие динамику переноса тепла и влаги в атмосфере, в виде последовательности математических алгоритмов для вычислительной машины. В начале 1950-х гг. группа Чарни получила первые модели климата, созданные при помощи вычислительной машины31.

Стремление фон Неймана получить полное представление о циркуляции и турбулентности в атмосфере привело к созданию все более сложных моделей функционирования атмосферы планеты, т. е. моделей движения воздуха в мире. Они получили известность как модели общей циркуляции. Такие модели должны были иметь глобальный характер, потому как у Земли только одна атмосфера. Разработчики стремились сделать свои модели как можно более реалистичными, т. е. как можно более сложными, чтобы получить более четкое представление о том, как функционирует мир.

Моделирование климата было делом очень сложным, трудоемким и определенно новаторским. «Вычислительная техника в то время была такой маломощной», – вспоминал Сюкуро Манабе, один из ведущих специалистов по разработке климатических моделей, пришедший в GFDL из Токийского университета. – Если мы вводили всю информацию сразу, вычислительная машина не могла ее обработать. Она зависала, и приходилось все начинать сначала».

Но уже в 1967 г. Сюкуро Манабе и Ричард Везерольд, сотрудники принстонской лаборатории, в своей научной работе, впоследствии получившей широкую известность, высказали предположение, что удвоение содержания углекислого газа в атмосфере вызовет рост температуры на планете на три-четыре градуса. К этой теме они обратились совершенно случайно. «Я хотел поглядеть, насколько чувствительна модель к облачности, водяному пару, озону и углекислому газу, – сказал Манабе. – Поэтому я стал изменять содержание парниковых газов, облачность – короче говоря, игрался. Стало ясно, что углекислый газ имеет важное значение, как оказалось, я изменил именно ту переменную, что нужно, и сорвал джекпот. В то время никого особо не беспокоило глобальное потепление… Некоторые даже считали, что приближается ледниковый период».

И хотя Манабе считал, что «это его лучшая научная работа», в середине 1970-х гг. он совершил еще несколько прорывов в области моделирования. Все эти годы точность моделей, которые становились все более сложными, все еще тестировалась на данных, полученных со спутников. И тем не менее гипотеза о том, что удвоение содержания углекислого газа вызовет рост средней температуры на планете на три-четыре градуса, стала постоянным атрибутом дискуссии о глобальном потеплении. А также запалом32.

Движение в защиту климата

Между тем исследованиями, касающимися глобального потепления, стали интересоваться представители первого поколения защитников климата. Для них приоритет имели не научные эксперименты, а политические действия.

В 1973 г. ботаник Джордж Вудуэлл выступал в Йельском университете с лекцией о глобальном потеплении. Среди присутствовавших был студент по имени Фред Крупп. «Если все это правда, – подумал тогда Крупп, – нас ждут большие проблемы». Спустя 11 лет, когда ему было 30 лет, Крупп стал президентом Фонда защиты окружающей среды, а также одним из ведущих поборников политики сокращения выбросов углекислого газа33.

Глава Национальной академии наук создал специальную комиссию под руководством Джула Чарни, который стал ведущим метеорологом Америки. В своем отчете 1979 г. комиссия Чарни отметила, что угроза глобального потепления весьма реальна. В ходе других авторитетных исследований – в том числе исследования, проводимого комитетом JASON, в состав которого входили ведущие физики и другие ученые и который консультировал министерство обороны и другие правительственные организации – ученые пришли к аналогичным выводам. Так, в отчете комитета JASON говорилось о «неопровержимых доказательствах того, что атмосфера действительно изменяется и что мы сами способствуем этому изменению». Ученые отмечали, что океан, «этот огромный маховик климатической системы планеты», вполне вероятно, замедлит изменение климата, и подчеркивали, что «стратегия типа “подождем – увидим” может означать ожидание до тех пор, когда уже будет слишком поздно»34.

Одним из результатов брифингов Померанса стали слушания в сенате в апреле 1980 г. В центре внимания на этих слушаниях была кривая Килинга. Взглянув на карту, согласно которой все восточное побережье США должно оказаться под водой в результате роста уровня Мирового океана, председатель комитета, сенатор Пол Тсонгас, заметил с иронией: «Это означает – прощай, Майами, Корпус-Кристи… прощай, Бостон, прощай, Новый Орлеан, прощай, Чарльстон… Зато мы сможем плавать на лодках у подножия Капитолия и ловить рыбу на Южной лужайке Белого дома»35.