Смил - Как устроен мир на самом деле

«Как устроен мир на самом деле» занимает особое место среди книг о глобальных проблемах современности уже потому, что Вацлав Смил сознательно отказывается от жанра, к которому такая тема почти неизбежно подталкивает автора. Он не предлагает ни очередной теории наступающего коллапса, ни футурологической картины технологического освобождения человечества. Книга построена как попытка восстановить материальный масштаб цивилизации и тем самым вернуть общественные дискуссии к ограничениям физической реальности. Ее исходная проблема парадоксальна: человечество располагает беспрецедентным количеством научной информации и одновременно все хуже понимает базовые процессы, без которых его существование невозможно. Современный горожанин знает, как пользоваться смартфоном, банковским приложением и поисковой системой, но зачастую не представляет, как производится электричество, откуда берутся азотные удобрения, сколько энергии требуется для изготовления стали или каким образом зерно превращается в доступный продукт массового питания.

Эта потеря связи с материальными основаниями мира объясняется у Смила двумя процессами. Первый — специализация знания. Масштаб современной науки уже давно исключает возможность универсальной компетентности: специалисты понимают все более узкие области, а остальные области превращаются для них в те же «черные ящики», что и для широкой публики. Второй процесс — урбанизация и механизация. Все меньшая доля населения непосредственно участвует в производстве пищи, энергии и основных материалов. Результатом становится культурная асимметрия: информационные технологии воспринимаются как главное содержание современности, тогда как сельское хозяйство, энергетика, металлургия, производство цемента или транспорт кажутся чем-то устаревшим и второстепенным. Смил ставит эту картину с головы на ноги. Электронная цивилизация существует только потому, что под ней находится громадная материальная инфраструктура.

Методологически книга основана прежде всего на количественном мышлении. Автор не удовлетворяется утверждениями о том, что тот или иной процесс «важен», «огромен», «быстро развивается» или «может быть заменен». Его интересуют порядки величин, энергетические плотности, миллиарды тонн материалов, доли глобального энергопотребления, временные масштабы инфраструктурных переходов и реальные производственные цепочки. Приложение о порядках величин поэтому не является факультативным математическим дополнением, а отражает саму эпистемологию книги. Для Смила ошибка масштаба часто оказывается более серьезной, чем ошибка принципа. Технология может быть физически возможной и хорошо работать в лаборатории, но отсюда еще не следует, что она способна заменить систему, перерабатывающую миллиарды тонн сырья и обслуживающую восемь миллиардов людей.

В этом отношении показательна самоидентификация автора: «Я не пессимист и не оптимист; я ученый, пытающийся объяснить, как на самом деле функционирует мир». Фраза задает позицию всей книги. Конечно, полная нейтральность недостижима, и у Смила есть очевидные интеллектуальные предпочтения: он скептически относится к революционной риторике, доверяет историческим темпам изменений больше, чем программным прогнозам, предпочитает постепенную модернизацию резким переходам и подозрительно относится к моделям, построенным от заранее установленной цели. Но это не означает консервативного отрицания изменений. Напротив, значительная часть книги показывает, насколько радикально мир уже изменился и насколько впечатляющими были реальные технологические преобразования. Автор лишь настаивает, что они обычно происходили иначе, медленнее и материально сложнее, чем казалось современникам.

Первая глава об энергии является концептуальным фундаментом всего последующего исследования. Смил начинает с почти космической перспективы — истории жизни как последовательности преобразований энергии. Фотосинтез, появление кислородной атмосферы, животная жизнь, использование огня, земледелие, тягловые животные, водяные колеса, паровая машина, ископаемое топливо и электричество оказываются звеньями одной длинной энергетической истории. Специфика человеческой цивилизации состоит прежде всего в способности резко расширить объем экстрасоматической энергии, то есть энергии, используемой вне собственного организма.

Переход от мышечной силы и биомассы к углю, затем к нефти, природному газу и электричеству был не просто заменой топлива. Он увеличил объем полезной энергии, доступной человеку, на порядки величин и тем самым изменил производство, транспорт, сельское хозяйство, жилище, продолжительность и образ жизни. Особенно выразительны сравнения Смила между современным энергопотреблением и эквивалентом человеческого физического труда. Современный житель богатого общества распоряжается энергетическими потоками, которые в доиндустриальном мире потребовали бы труда огромного количества людей и животных. Это и есть скрытая энергетическая база массового благосостояния.

Здесь автор формулирует один из фундаментальных тезисов книги: «Энергия — это единственная по-настоящему универсальная валюта». Экономические показатели, финансовые потоки и информационные процессы могут скрыть материальную сторону производства, но не отменить ее. Любое производство, транспортировка, охлаждение, нагревание или вычисление требует преобразования энергии. Отсюда вытекает и критика распространенной экономической абстракции, в которой производство объясняется комбинацией капитала и труда, тогда как энергия фигурирует как сравнительно небольшая статья затрат. Для физического описания экономики такое представление недостаточно: низкая денежная доля энергозатрат не означает низкой причинной значимости энергии.

Особое значение имеет различие между энергией и мощностью, между количеством энергии и скоростью ее получения, а также понятие энергетической плотности. На этом основании Смил объясняет, почему разные источники энергии нельзя считать легко взаимозаменяемыми. Керосин обладает свойствами, чрезвычайно удобными для авиации; электричество идеально для освещения, двигателей и множества стационарных процессов; аккумуляторная батарея может быть превосходной для одного применения и совершенно непригодной для другого. Поэтому лозунг «электрифицировать все» должен быть переведен на язык конкретных физических задач.

История электричества в этой главе демонстрирует характерный для Смила способ анализа переходов. Он признает уникальные преимущества электроэнергии, ее чистоту и эффективность в месте потребления, но обращает внимание на инфраструктуру генерации, сетей, резервирования и хранения. Доля электричества в конечном энергопотреблении намного меньше, чем может казаться человеку, чья повседневная жизнь почти полностью электрифицирована. Следовательно, декарбонизировать электрогенерацию — еще не значит декарбонизировать промышленность, авиацию, судоходство, производство материалов и сельское хозяйство.

Вывод первой главы поэтому направлен не против энергетического перехода, а против неверного представления о его временном масштабе. История показывает, что переходы между доминирующими энергетическими системами занимали десятилетия и сопровождались длительным сосуществованием старых и новых источников. Смил не отрицает рост солнечной и ветровой генерации, но считает физически и социально неправдоподобным сценарий мгновенного отказа от ископаемого топлива в мировой системе, значительная часть человечества которой еще только стремится достичь уровня материального потребления богатых обществ. Его позиция предельно ясна: переход необходим, но это будет «только постепенное снижение», а не внезапное исчезновение углеводородов.

Вторая глава переводит энергетический анализ в область, где зависимость от ископаемого топлива особенно жизненно важна, — производство пищи. Смил начинает с истории человеческого питания, от охотников и собирателей до земледельческих обществ, а затем показывает, насколько драматически изменилась производительность сельского хозяйства в индустриальную эпоху. Сравнение американского производства пшеницы в начале XIX, начале XX и начале XXI века демонстрирует снижение трудозатрат на килограмм зерна с минут до секунд при одновременном росте урожайности. Но освобождение миллиардов людей от необходимости постоянно производить пищу было достигнуто не только селекцией растений или механизацией. Современное земледелие представляет собой соединение солнечного фотосинтеза с огромными потоками промышленной энергии.

Особую роль Смил отводит синтетическому азоту. Процесс Габера — Боша рассматривается им как одно из наиболее судьбоносных технических достижений в истории человечества, поскольку именно промышленный синтез аммиака позволил снять естественное ограничение доступного растениям азота и обеспечить высокие урожаи. Автор оценивает зависимость примерно половины современного человечества от синтетических азотных удобрений. В этом смысле природный газ оказывается связан с продовольственной безопасностью не только как источник тепла или топлива для сельскохозяйственной техники, но и как сырье для синтеза водорода и аммиака.

Энергетическая стоимость пищи анализируется на примерах хлеба, курятины и томатов. В эту стоимость входят не только дизель для тракторов и комбайнов, но производство удобрений, агрохимикатов, сельскохозяйственной техники, теплиц, систем орошения, переработки, хранения и транспортировки. Животноводство добавляет дополнительные уровни преобразования растительной энергии, поэтому мясо обычно энергетически дороже зерновых. Тепличное производство способно радикально увеличивать затраты на единицу продукта. Смысл этих расчетов не в моральном осуждении интенсивного сельского хозяйства. Смил постоянно подчеркивает его исторический результат: резкое снижение доли голодающих при одновременном многократном росте населения.

Тем самым возникает характерное для всей книги противоречие между успехом и его материальной ценой. Ископаемое топливо позволило прокормить значительно больше людей на меньшей площади и освободить население от тяжелого сельскохозяйственного труда, но создало глубокую зависимость продовольственной системы от углеводородов. Смил не предлагает вернуться к доиндустриальному земледелию. Он показывает, что такая романтическая стратегия просто не способна обеспечить нынешнее население планеты. Рациональные меры для него находятся в другой области: повышение эффективности удобрений, изменение структуры питания, сокращение чрезмерного потребления мяса в богатых странах и, особенно, уменьшение колоссальных пищевых потерь.

Третья глава о материалах продолжает разрушение идеи «дематериализации». Смил противопоставляет почти символическому статусу кремния четыре вещества, которые считает столпами современной цивилизации: аммиак, пластик, сталь и цемент. Критерий здесь не технологическая престижность, а массовость, функциональная незаменимость и отсутствие масштабируемой замены. Аммиак кормит человечество; сталь обеспечивает машины, инфраструктуру и энергетические системы; цемент делает возможным бетонный городской мир; пластик сочетает легкость, долговечность, пластичность и огромное разнообразие применений.

Особенно сильна эта глава тем, что заставляет увидеть современность не в смартфоне, а в миллиардах тонн вещества. В 2019 году мировое потребление цемента измерялось миллиардами тонн, стали — почти двумя миллиардами, пластика — сотнями миллионов тонн. Эти количества резко меняют перспективу. Даже технологически привлекательная альтернатива должна быть способна работать на подобном масштабе, соответствовать стоимости существующих процессов и обслуживать не только богатые страны, но и общества, где еще предстоит построить дороги, канализацию, жилье, электросети и системы водоснабжения.

Смил детально прослеживает историю каждого материала и связывает ее с индустриализацией. История бетона показывает, что современный город в буквальном смысле имеет минеральное основание. Армированный бетон сделал возможными мосты, плотины, туннели, аэропорты, дороги и многоэтажное строительство. Сталь настолько глубоко встроена в инфраструктуру, что даже альтернативная энергетика требует огромного количества стали. Пластик критикуется за отходы и долговечное загрязнение, но при этом Смил показывает, что его медицинские, упаковочные, транспортные и промышленные функции невозможно просто устранить лозунгом о борьбе с пластиком.

Наиболее парадоксальный вывод главы касается «зеленой» экономики. Ветряная турбина требует стали, бетона, пластиковых композитов, транспорта и смазочных материалов; электромобиль требует лития, никеля, кобальта, меди, графита, алюминия и стали. Энергетический переход поэтому не означает дематериализацию, а скорее изменение структуры спроса на материалы. Отсюда емкая формула автора: «И ни искусственный интеллект, ни приложения для компьютера, ни социальные сети это не изменят». Это не антицифровой выпад, а напоминание о том, что информация не отменяет массы.

Четвертая глава рассматривает глобализацию также не преимущественно как идеологический или финансовый феномен, а как физическое движение людей, товаров и информации. Ее глубокие исторические корни Смил связывает с совершенствованием транспорта и связи. Парусные суда, пароходы, железные дороги, дизельные двигатели, контейнеризация, реактивная авиация и электронные коммуникации последовательно снижали стоимость перемещения и координации. Современный мировой рынок оказывается следствием не абстрактного решения «глобализироваться», а сочетания энергетических, технических, политических и институциональных условий.

Здесь особенно важна критика тезиса об исторической неизбежности глобализации. Период до Первой мировой войны уже демонстрировал высокую степень международной интеграции, после чего последовали войны, протекционизм, экономический национализм и длительный откат. Новый скачок конца XX века также не гарантирует бесконечного продолжения. Смил обращает внимание на зависимость международных цепочек поставок от транспортной инфраструктуры, политической стабильности и доверия. Пандемия COVID-19 лишь сделала видимыми слабости, которые существовали и раньше. Поэтому его предположение о прохождении определенного пика глобализации вытекает из общей логики книги: человеческие системы обратимы, а технологическая возможность не создает исторической необходимости.

Пятая глава о рисках расширяет количественный метод на область человеческого поведения. Здесь Смил показывает, что цивилизационный прогресс можно описать как последовательное снижение рисков — голода, инфекций, детской смертности, производственного травматизма, транспортных аварий. Однако увеличение безопасности не устраняет риск как таковой. Более того, развитые общества зачастую становятся психологически менее способными рационально оценивать редкие опасности.

Автор противопоставляет реальный риск его восприятию. Люди терпимо относятся к знакомым добровольным рискам и чрезмерно боятся редких, непонятных и навязанных извне. Отсюда парадоксы общественного отношения к автомобилям, курению, атомной энергетике, вакцинации, терроризму или природным катастрофам. События с яркими образами и интенсивным медийным освещением получают непропорционально высокое внимание, тогда как более банальные причины смерти могут быть количественно гораздо значительнее.

Диетологический раздел служит хорошим примером его скептицизма в отношении слабых корреляций. Смил недоверчив к исследованиям, основанным на воспоминаниях о питании, и сопоставляет реальные структуры рациона обществ с высокой продолжительностью жизни. Сравнение Японии и Испании приводит его к выводу, что простого пищевого рецепта долголетия не существует: генетика, образ жизни, медицина, среда и питание взаимодействуют слишком сложно. Он не отрицает значение диеты, но возражает против превращения отдельных наблюдений в универсальные предписания.

В финале главы возникают риски другого порядка — пандемии, супервулканы, астероиды, солнечные вспышки. Именно здесь особенно ясно проявляется ограниченность прогнозирования: редкое событие может иметь катастрофические последствия, но низкая частота делает надежную статистику почти невозможной. Общество либо недостаточно готовится к нему, либо после катастрофы резко переоценивает вероятность повторения. Итоговая формула Смила представляет собой почти антропологический тезис: «жизнь без риска невозможна, но стремление минимизировать риски остается главной мотивацией прогресса человечества».

Шестая глава соединяет предыдущие линии в экологическом вопросе. Ее название «Другой биосферы у нас нет» направлено прежде всего против фантазий об эвакуации человеческой цивилизации на другие планеты. Марс для Смила — хороший пример того, как научная фантастика начинает подменять физическую оценку возможностей. Даже при наличии транспорта создание там землеподобной атмосферы остается задачей совершенно иного масштаба. Поэтому экологическая проблема должна решаться здесь, на Земле.

Смил рассматривает кислород, воду и пищу как фундаментальные условия существования, затем переходит к климату и другим планетарным ограничениям. Его экологическая позиция заметно сложнее, чем может показаться из отдельных полемических пассажей против климатической риторики. Он не ставит под сомнение антропогенное глобальное потепление и не считает сохранение нынешней энергетической модели допустимым. Его возражение относится к разрыву между желаемой скоростью декарбонизации и физическими возможностями глобальной системы.

Особенно резко он критикует сценарии, в которых сначала объявляется дата полной декарбонизации, а затем под нее подбираются технические предпосылки. Такая модель, по его мнению, рискует превратиться из исследовательского инструмента в разновидность нормативной фантастики. При этом автор не предлагает бездействия. Он поддерживает увеличение ветровой и солнечной генерации, повышение энергоэффективности, снижение чрезмерного потребления, замену наиболее углеродоемких процессов, сокращение пищевых отходов и более рациональный транспорт. Его критическая формула направлена именно против обещания легкого решения: «В реальности любые достаточно эффективные меры будут приземленными, постепенными и затратными».

Важная сильная сторона главы заключается в признании неопределенности без превращения ее в оправдание бездействия. Климатические и экологические модели необходимы, однако их результаты зависят от предпосылок о населении, экономическом росте, технологиях и политике. Предсказать физическую реакцию атмосферы иногда проще, чем развитие Китая или Индии, появление новой технологии или политическое решение государства. Поэтому физическая модель будущего неизбежно сталкивается с социальной неопределенностью. Смил предлагает не ждать совершенного прогноза, а действовать там, где преимущества мер очевидны уже сейчас.

Седьмая глава логически завершает книгу критикой двух зеркальных футурологических крайностей — апокалипсиса и сингулярности. С одной стороны, Смил напоминает о многочисленных прогнозах массового голода, исчерпания ресурсов, полного экологического краха и других катастроф, сроки которых прошли. С другой — показывает столь же впечатляющий список технооптимистических обещаний: почти бесплатной атомной энергии, мгновенного технологического изобилия, универсальной автоматизации и скорой сингулярности.

Для Смила это не доказательство того, что опасности преувеличены и прогресс остановится. Напротив, исторический материал показывает способность человечества и предотвращать серьезные кризисы, и создавать удивительные технологии. Ошибка заключается в уверенности, с которой конкретный исход объявляется неизбежным. Чем сложнее система и дальше горизонт прогноза, тем больше число взаимодействующих переменных и тем меньше надежность точной цифры. Компьютерная модель не устраняет неопределенность исходных предположений; она лишь способна чрезвычайно точно рассчитать последствия предположений, которые сами могут оказаться неверными.

Именно здесь становится понятна глубокая связь всех семи глав. Энергетические системы обладают инерцией; производство пищи зависит от энергии, материалов и биологических циклов; материалы требуют громадной инфраструктуры; глобализация зависит от двигателей и топлива; риски воспринимаются нерационально; экология представляет собой сложную систему обратных связей; будущее складывается из взаимодействия всех этих процессов. Никакая одна инновация не способна мгновенно переписать всю конфигурацию. Прорывы реальны, но они распространяются через существующий материальный мир.

В заключительных страницах Смил предлагает то, что можно назвать эпистемологией ограниченного знания. Он не выступает против прогнозов вообще, а различает процессы, достаточно стабильные для относительно надежных краткосрочных оценок, и системы, где горизонты быстро расширяют пространство неопределенности. Послевоенная история служит решающим примером: в 1945 году образованный наблюдатель мог предположить массовую автомобилизацию, развитие авиации или компьютеров, но вряд ли смог бы построить достоверную комплексную картину Китая, СССР, Европы, интернета, глобальной экономики, эпидемий и экологических проблем 2020 года.

Поэтому «агностицизм» Смила нельзя понимать как отказ от знания. Это методологическая скромность. Мы достаточно знаем, чтобы понимать физические ограничения и принимать конкретные решения, но недостаточно, чтобы уверенно описывать мир через семьдесят лет. Его итоговая формула предельно далека и от фатализма, и от исторического детерминизма: «Будущее, как и всегда, не предопределено. Результат зависит от наших действий».

Одно из главных достоинств книги — способность связывать дисциплины без растворения конкретики в общих рассуждениях. Смил пишет об экономике через термодинамику, о глобализации через мощность дизельных двигателей, о продовольственной безопасности через химический синтез аммиака, о климатической политике через цементные печи, доменные процессы и авиационный керосин. Благодаря этому книга показывает скрытые связи, которые теряются при отраслевой специализации.

Второе достоинство — историческая перспектива. Технологические системы не возникают мгновенно и не исчезают по команде. История угля, нефти, электричества, сельскохозяйственной механизации или глобального транспорта позволяет Смилу критически оценивать обещания будущего не по степени их эмоциональной привлекательности, а по сравнению с предыдущими переходами. Для читателя это полезная вакцина против презентизма — представления, будто происходящее сегодня совершенно беспрецедентно и потому прежний опыт больше ничего не говорит.

Третье достоинство — отказ от простой идеологической дихотомии. Ископаемое топливо одновременно обеспечило беспрецедентный рост благосостояния и стало главным источником антропогенных выбросов. Азотные удобрения поддерживают жизнь миллиардов людей и одновременно нарушают биогеохимические циклы. Пластик незаменим во многих областях и превращается в долговременный загрязнитель. Глобализация снизила крайнюю бедность в огромных регионах и одновременно породила болезненные экономические зависимости. Этот способ видеть одновременно выгоды и издержки делает книгу значительно содержательнее политического памфлета.

Однако именно сила метода Смила указывает и на его ограничения. Историческая инерция является убедительным аргументом против слишком быстрых сценариев, но она не может сама по себе доказать, что будущие переходы обязательно будут следовать прежним темпам. Некоторые технологии действительно распространялись быстрее прежних аналогов, а политическое регулирование способно намеренно ускорять структурные изменения. Смил обычно учитывает такие возможности, но его риторика иногда превращает обоснованный скепсис в слишком сильное предварительное недоверие к ускоренным сценариям.

Второе ограничение связано с выбором примеров. Книга не является систематическим учебником энергетики, экономики или климатологии. Это синтетическое эссе, где автор отбирает случаи, наилучшим образом демонстрирующие его тезис о материальных ограничениях и сложности переходов. Такой жанр неизбежно создает риск асимметрии: неудачные прогнозы и неоправданный технологический энтузиазм запоминаются лучше, чем случаи, когда прогнозирование или целенаправленная политика оказались успешными. Смил предупреждает о собственной избирательности еще во введении, но читателю важно сохранять это ограничение в поле зрения.

Третья проблема — временная привязка данных. Книга создавалась в период пандемии COVID-19 и вышла на английском языке в 2022 году; многие энергетические и технологические показатели фиксируют ситуацию приблизительно 2019–2021 годов. Для самой логики рассуждения это не критично, поскольку автор работает преимущественно с порядками величин и историческими траекториями, однако конкретные показатели стоимости технологий, долей генерации, распространения электромобилей и политических целей неизбежно требуют обновления при современном использовании книги.

При всех этих ограничениях работа Смила чрезвычайно полезна именно как методологическое противоядие против двух типов интеллектуального соблазна: веры в неминуемую катастрофу и веры в немедленное техническое спасение. Он возвращает обсуждение к фундаментальному вопросу о масштабе. Если человечеству нужны миллиарды тонн цемента, стали и продовольствия и десятки тераватт непрерывного энергетического потока, то предлагаемое решение должно быть оценено именно в этих единицах. Возможность изготовить прототип не равна возможности перестроить цивилизацию.

Поэтому книга адресована гораздо более широкой аудитории, чем специалисты по энергетике. Она особенно полезна читателям, работающим с политикой, экономикой, экологией, технологиями, социологией и историей, а также всем, кто сталкивается с громкими утверждениями о будущем. Ее практический результат — не набор прогнозов, а привычка задавать уточняющие вопросы: сколько именно энергии потребуется, какие материалы нужны, какова плотность энергии, каким будет масштаб инфраструктуры, сколько времени занимали аналогичные переходы, какие риски сравниваются, что является физической возможностью, а что всего лишь модельным предположением.

В конечном счете «Как устроен мир на самом деле» — книга не столько о том, как именно устроен мир, сколько о том, как о нем следует рассуждать. Смил показывает современную цивилизацию как сложную материально-энергетическую систему, в которой цифровые технологии, экономическое благосостояние и политические программы зависят от гораздо менее заметных процессов добычи, синтеза, производства, транспортировки и преобразования энергии. Он не предлагает простого оптимистического вывода: экологические ограничения реальны, декарбонизация необходима, многие нынешние практики неустойчивы. Но не предлагает и апокалиптического. Человеческая история демонстрирует способность решать проблемы, создавать новые и вновь приспосабливаться к изменившимся условиям. Поэтому наиболее обоснованная позиция для Смила — рациональный, количественно информированный и исторически дисциплинированный реализм, признающий одновременно силу человеческого знания и пределы нашей способности предвидеть его последствия.